CN112409179B - 一种乳酸薄荷酯的纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳酸薄荷酯的纯化方法，包括以下步骤：(1)选取薄荷醇和乳酸直接酯化反应产生的包含乳酸薄荷酯的混合物，加入低极性烷烃，搅拌萃取；(2)用碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层，减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物；(3)将萃取浓缩物溶于低级醇中配制成萃取物的醇溶液，然后上样至大孔树脂HP‑20层析柱中，随后用不同浓度的低级醇进行梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯段合并浓缩并回收溶剂得到乳酸薄荷酯粗品；(4)将乳酸薄荷酯粗品溶于异丙醇的水溶液中，过滤，将上清液降温进行析晶、过滤，烘干即得纯化的乳酸薄荷酯。该纯化方法选择性高，高效，成本低，所得乳酸薄荷酯纯度高。

Description

一种乳酸薄荷酯的纯化方法

技术领域

本发明属于乳酸薄荷酯技术领域，具体涉及一种乳酸薄荷酯的纯化方法。

背景技术

乳酸薄荷酯(ML)的制备方法主要有两种：一是以乳酸乙酯和薄荷醇为原料的酯交换法，该方法收率较低；另一种是以薄荷醇和乳酸为原料的直接酯化法。直接酯化法是目前工业化生产乳酸薄荷酯的主要方法，但是在酯化过程中因产物乳酸薄荷酯仍含有羟基可以和体系中的乳酸继续反应而形成“二聚酯”或“多聚酯”，其过程如下所示：

同时在酸催化的条件下，乳酸可以发生分子内自聚以及醇脱水成烯等副反应。上述副反应的产生使后续的产品成分复杂，尤其是二聚物和多聚物的化学性质比较相近，给后续纯化增添了极大的困难。

在已经公开报道的专利中，如美国专利US7173146教导了将薄荷醇和乳酸薄荷酯的适当的溶剂与催化剂作用下进行酯化反应而得到乳酸薄荷酯及其二聚物、三聚物。为降解其中的二聚物和多聚物，所得的混合物经过氢氧化钠等强碱水解，目的在于选择性地将二聚物及多聚物水解为乳酸薄荷酯，但实际上在水解过程中，将有大量的乳酸薄荷酯也会水解而转化为原料乳酸钠和薄荷醇。此外中国专利CN101456812A也教导乳酸薄荷酯的纯化方法，即将含有二聚物即多聚物的乳酸薄荷酯溶于低级醇中，在碱性条件下进行酯交换反应，以期将二聚物或多聚物转化为乳酸薄荷酯，随后再用蒸馏或者重结晶的方法进一步纯化产品。上述的无论是水解或者醇解的方法选择性都不高，均存在不经济，效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乳酸薄荷酯的纯化方法，该纯化方法选择性高，高效，成本低，所得乳酸薄荷酯纯度高。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种乳酸薄荷酯的纯化方法，包括以下步骤：

(1)选取薄荷醇和乳酸直接酯化反应产生的包含乳酸薄荷酯的混合物，加入低极性烷烃，搅拌萃取；

(2)用碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层，减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物；

(3)将萃取浓缩物溶于低级醇中配制成萃取物的醇溶液，然后上样至大孔树脂HP-20层析柱中，随后用不同浓度的低级醇进行梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯段合并浓缩并回收溶剂得到乳酸薄荷酯粗品；

(4)将乳酸薄荷酯粗品溶于异丙醇的水溶液中，过滤，将上清液降温进行析晶、过滤，烘干即得纯化的乳酸薄荷酯。

在上述乳酸薄荷酯的纯化方法中：

优选的，步骤(1)中所述的包含乳酸薄荷酯的混合物可采用常规的以薄荷醇和乳酸为原料的直接酯化法制备获得。

推荐的，乳酸薄荷酯混合物可参考以下文献制备：郑庚修，王秋芬，张传景等.乳酸薄荷酯的合成及应用[J].山东化工，1994，(1)7-8。

优选的，步骤(1)中所述的低极性烷烃为正己烷、环己烷或庚烷，所述低极性烷烃与所述乳酸薄荷酯反应物的用量关系为3～5mL：1g。

本申请中的技术方案由于采用直接酯化法，其不涉及二聚物等副产物的水解，采用低极性烷烃萃取用于完成乳酸薄荷酯的初步富集。

优选的，步骤(1)中搅拌萃取时，调节温度为20～70℃搅拌萃取1～3h。

更佳的，步骤(1)中搅拌萃取时，调节温度为30～70℃搅拌萃取1～3h。

萃取时温度过高会萃取到更多的杂质，温度过低会导致乳酸薄荷酯的溶解度降低。

优选的，步骤(2)中所述碱性饱和食盐水中碱的质量百分含量为2～5％，所述碱性饱和食盐水的用量为有机层总质量的2～4倍；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。

此处用碱性饱和食盐水洗涤有机层，目的是洗涤少量的酸性杂质，如乳酸和对甲苯磺酸，碱的浓度不能过高，过高会水解掉目标产品乳酸薄荷酯。

优选的，步骤(3)中所述的低级醇为甲醇、乙醇或异丙醇，所述萃取物的醇溶液中萃取物的质量百分含量为15～30％。

此处低级醇的作用是除了用于溶解目标物，更重要的是还用于层析洗脱获得初始洗脱液，与背景技术中作为溶液中单独用于溶解乳酸薄荷酯进行醇解作用不同。优选的，步骤(3)中所述大孔树脂HP-20的装载量为萃取浓缩物总质量的3～6倍。

优选的，步骤(3)中用不同浓度的低级醇进行梯度洗脱时，所述低级醇的体积百分含量分别为15～25％、35～45％、55～65％、75～85％和90％～无水低级醇。

更佳的，步骤(3)中用不同浓度的低级醇进行梯度洗脱时，所述低级醇的体积百分含量分别为20％、40％、60％、80％和无水低级醇。

优选的，步骤(3)中GC检测洗脱液时，选择乳酸薄荷酯质量百分含量高于90％的洗脱液合并。

用GC检测洗脱液时，检测方法可以按国标GB28338-2012方法进行。

优选的，步骤(4)中所述异丙醇的水溶液中异丙醇的质量百分含量为92～96％，所述异丙醇的水溶液的用量为至所述乳酸薄荷酯粗品的质量百分含量30～50％。

采用异丙醇可以重结晶目标物。

优选的，步骤(4)中析晶时的温度为-10～0℃，时间为14～24h；所述纯化的乳酸薄荷酯的质量百分含量高于98％。

本发明具有以下优点：

(1)本发明乳酸薄荷酯的纯化方法整体工艺简洁，条件温和，整体成本较低，易于实现工业化，制得的乳酸薄荷酯含量98％以上，纯度较高；

(2)本发明乳酸薄荷酯的制备方法中原料先经过预先纯化，再进行树脂吸附和纯化，工艺简单，对产品富集能力强，能耗较低，原料无毒，树脂可再生并重复利用，易于实现工业化生产。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方式进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限与下列实施方式。

实施例1

取乳酸薄荷酯反应物(是包含乳酸薄荷酯的高级乳酰酯的混合物，100g，ML85％，质量百分含量，制备方法参考上文中的文献，也可直接购买市售产品)加入300mL庚烷并于70℃搅拌萃取3h；

随后600毫升2％氢氧化钠浓度的碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物约95g；

将浓缩物溶于甲醇中配成浓度为15％(浓缩物的质量百分含量)的甲醇溶液，随后将醇液上样至装载有浓缩物重量285g的大孔树脂HP-20层析柱中，随后用20％，40％，60％，80％，100％(无水甲醇)浓度的甲醇溶液梯度洗脱，GC检测洗脱液(检测方法按国标GB28338-2012)，将乳酸薄荷酯含量高于90％的洗脱液(通常是在80％以上的洗脱液中)合并浓缩回收溶剂得到粗品85g，ML92％；

将粗品溶于92％异丙醇/水溶液中配置成30％浓度的异丙醇溶液，过滤，清液降温至-10℃析晶，加入晶种，保持14小时，过滤，滤渣烘干即得产品78g，纯度98.5％(按国标GB28338-2012，下同)。

实施例2

取薄荷醇和乳酸直接酯化反应以产生的包含一种或多种乳酸薄荷酯的高级乳酰酯的混合物，(100g，ML85％，制备方法参考上文中的文献)加入500mL正己烷并于30℃搅拌萃取1h；

随后2000mL 3％(质量百分含量)氢氧化钾浓度的碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物约94g；

将浓缩物溶于乙醇中配成浓度为30％的乙醇溶液，随后将醇液上样至装载有浓缩物重量475g的大孔树脂HP-20层析柱中，随后用20％，40％，60％，80％，100％(无水乙醇)浓度的乙醇溶液梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯含量高于90％的洗脱液合并浓缩回收溶剂得到粗品86g，ML93％；

将粗品溶于96％异丙醇/水溶液中配置成50％浓度的异丙醇溶液，过滤，清液降温至-5℃析晶，加入晶种，保持18小时，过滤，滤渣烘干即得产品79g，纯度98.6％。

实施例3

取薄荷醇和乳酸直接酯化反应以产生的包含一种或多种乳酸薄荷酯的高级乳酰酯的混合物，(100g，ML85％，来源同实施例1)加入400mL环己烷并于70℃搅拌萃取3h；

随后1200mL 5％碳酸钠浓度的碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物约93g；

将浓缩物溶于异丙醇中配成浓度为15％的异丙醇溶液，随后将醇液上样至装载有浓缩物重量285g的大孔树脂HP-20层析柱中，随后用20％，40％，60％，80％，100％(无水异丙醇)浓度的异丙醇溶液梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯含量高于90％的洗脱液合并浓缩回收溶剂得到粗品87g，ML95％；

将粗品溶于92％异丙醇/水溶液中配置成30％浓度的异丙醇溶液，过滤，清液降温至0℃析晶，加入晶种，保持24小时，过滤，滤渣烘干即得产品77g，纯度98.9％。

实施例4

取薄荷醇和乳酸直接酯化反应以产生的包含一种或多种乳酸薄荷酯的高级乳酰酯的混合物，(100g，ML85％，来源同实施例1)加入350mL环己烷并于70℃搅拌萃取3h；

随后1050mL 5％氢氧化钠浓度的碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物约95g；

将浓缩物溶于甲醇中配成浓度为20％的甲醇溶液，随后将醇液上样至装载有浓缩物重量285g的大孔树脂HP-20层析柱中，随后用20％，40％，60％，80％，100％(无水甲醇)浓度的甲醇溶液梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯含量高于90％的洗脱液合并浓缩回收溶剂得到粗品88g，ML93％；

将粗品溶于95％异丙醇/水溶液中配置成40％浓度的异丙醇溶液，过滤，清液降温至0℃析晶，加入晶种，保持20小时，过滤，滤渣烘干即得产品76g，纯度98.5％。

实施例5

取薄荷醇和乳酸直接酯化反应以产生的包含一种或多种乳酸薄荷酯的高级乳酰酯的混合物，(100g，ML85％，来源同实施例1)加入350mL正己烷并于70℃搅拌萃取3h；

随后1050mL 5％氢氧化钾浓度的碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物约96g；

将浓缩物溶于异丙醇中配成浓度为25％的异丙醇溶液，随后将醇液上样至装载有浓缩物重量285g的大孔树脂HP-20层析柱中，随后用20％，40％，60％，80％，100％(无水异丙醇)浓度的异丙醇溶液梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯含量高于90％的洗脱液合并浓缩回收溶剂得到粗品89g，ML94％；

将粗品溶于94％异丙醇/水溶液中配置成40％浓度的异丙醇溶液，过滤，清液降温至0℃析晶，加入晶种，保持18小时，过滤，滤渣烘干即得产品80g，纯度98.4％。

实施例6

取薄荷醇和乳酸直接酯化反应以产生的包含一种或多种乳酸薄荷酯的高级乳酰酯的混合物，(100g，ML85％，来源同实施例1)加入350mL正己烷并于50℃搅拌萃取2h；

随后1050mL 4％碳酸钠浓度的碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物约92.5g；

将浓缩物溶于异丙醇中配成浓度为20％的异丙醇溶液，随后将醇液上样至装载有浓缩物重量285g的大孔树脂HP-20层析柱中，随后用20％，40％，60％，80％，100％(无水异丙醇)浓度的异丙醇溶液梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯含量高于90％的洗脱液合并浓缩回收溶剂得到粗品86g，ML93％；

将粗品溶于94％异丙醇/水溶液中配置成40％浓度的异丙醇溶液，过滤，清液降温至0℃析晶，加入晶种，保持18小时，过滤，滤渣烘干即得产品79g，纯度98.6％。

上面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是上下具体实施例只用于对本发明作进一步的说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明作出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种乳酸薄荷酯的纯化方法，其特征是包括以下步骤：

（1）选取薄荷醇和乳酸直接酯化反应产生的包含乳酸薄荷酯的混合物，加入低极性烷烃，搅拌萃取；

（2）用碱性饱和食盐水洗涤有机层至中性，静置分层，减压蒸干有机溶剂，得萃取浓缩物；

（3）将萃取浓缩物溶于低级醇中配制成萃取物的醇溶液，然后上样至大孔树脂HP-20层析柱中，随后用不同浓度的低级醇进行梯度洗脱，GC检测洗脱液，将乳酸薄荷酯段合并浓缩并回收溶剂得到乳酸薄荷酯粗品；

（4）将乳酸薄荷酯粗品溶于异丙醇的水溶液中，过滤，将上清液降温进行析晶、过滤，烘干即得纯化的乳酸薄荷酯；

步骤（1）中搅拌萃取时，调节温度为20~70℃搅拌萃取1~3h；

步骤（1）中所述的低极性烷烃为正己烷、环己烷或庚烷；

步骤（2）中所述碱性饱和食盐水中碱的质量百分含量为2~5%，所述碱性饱和食盐水的用量为有机层总质量的2~4倍；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾；

步骤（3）中所述的低级醇为甲醇、乙醇或异丙醇；

步骤（3）中用不同浓度的低级醇进行梯度洗脱时，所述低级醇的体积百分含量分别为15~25%、35~45%、55~65%、75~85%和90%~无水低级醇；

步骤（3）中GC检测洗脱液时，选择乳酸薄荷酯质量百分含量高于90%的洗脱液合并。

2.根据权利要求1所述的乳酸薄荷酯的纯化方法，其特征是：步骤（1）中所述低极性烷烃与所述乳酸薄荷酯反应物的用量关系为3~5mL：1g。

3.权利要求1所述的乳酸薄荷酯的纯化方法，其特征是：步骤（3）中所述萃取物的醇溶液中萃取物的质量百分含量为15~30%。

4.据权利要求1所述的乳酸薄荷酯的纯化方法，其特征是：步骤（3）中所述大孔树脂HP-20的装载量为萃取浓缩物总质量的3~6倍。

5.据权利要求1所述的乳酸薄荷酯的纯化方法，其特征是：步骤（4）中所述异丙醇的水溶液中异丙醇的质量百分含量为92~96%，所述异丙醇的水溶液的用量为至所述乳酸薄荷酯粗品的质量百分含量30~50%。

6.据权利要求1所述的乳酸薄荷酯的纯化方法，其特征是：步骤（4）中析晶时的温度为-10~0℃，时间为14~24h；所述纯化的乳酸薄荷酯的质量百分含量高于98%。