[發明專利]一種生產異龍腦的方法

有效

• 申請號: 201310747220.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103739447A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 楊高東;林力克;周政;王寶榮;張志炳
• 申請（專利權）人: 南京運華立太能源科技有限公司;南京大學
• 主分類號: C07C35/30
• 分類號: C07C35/30;C07C29/04;B01J31/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

發明領域

本發明涉及一種生產異龍腦的方法。

背景技術

異龍腦又稱異莰醇，外觀為白色半透明的晶體，有著特殊的氣味，是冰片的同分異構體，分子式為C₁₀H₁₈O，分子量154.25，熔點208-214℃。異龍腦是合成樟腦的中間體，在香料和醫藥等領域也有著廣泛的應用。

目前工業上異龍腦合成方法主要有間接法和直接法兩種工藝：

第一種是莰烯和醋酸酯化反應生成乙酸異龍腦酯，之后皂化生成異龍腦；第二種是在酸性催化劑作用下莰烯直接水合生成異龍腦。間接法工藝較成熟，但是過程復雜，原料消耗高；直接法雖簡化了步驟，節省了原料，但轉化率和選擇性相對較低。因此選擇合適的反應器、水合溶劑和催化劑是提高該反應效率的關鍵。

中國專利CN1408696A公開了一種以硫酸為催化劑一步水合制異龍腦的方法，采用攪拌釜反應器，該法簡化了合成步驟，降低了原料使用量，但由于硫酸腐蝕性強，對設備的材質要求較高，且后續分離的難度較大，易對環境造成污染。

中國專利ZL90104209.9公開了一種以干型大孔強酸性陽離子交換樹脂為催化劑合成異龍腦的方法，采用連續分離循環反應器，以二丙酮醇和丙酮為溶劑，在反應溫度89℃下，反應50h后，莰烯的轉化率95.2％，異龍腦產率73％，水合莰烯為16.9％；反應80h后，莰烯的轉化率98.1％，異龍腦產率85.1％，水合莰烯為8.8％。該法雖然獲得了較高的莰烯轉化率和異龍腦收率，但反應時間過長，反應效率偏低。

中國專利ZL89109500也公開了一種以天然絲光沸石為催化劑合成異龍腦的方法，采用連續分離循環反應器，在溫度為65℃下，反應50h、120h、200h后，莰烯的轉化率分別為52％、75％、90％，異龍腦的的選擇性為92.9％。該法雖然具有較高的莰烯轉化率和異龍腦的選擇性，但是反應時間長，能耗高，而且天然絲光沸石的結構、組成受產地影響較大，其性能的不穩定和波動會導致生產難以穩定。另外，采用連續分離循環反應器需要加入大量的溶劑，操作復雜，反應時間長，工業實際生產成本將會較高。

中國專利CN101973851A公開了一種以合成分子篩為催化劑合成異龍腦的方法，采用固定床反應器，在反應溫度120-180℃下反應，莰烯的轉化率80%-90%，異龍腦的選擇性73.3%-86.4%，該方法未使用溶劑，環境上較為友好，降低了下游工段的分離難度，但是反應溫度較高，選擇性較低，工業上也會造成較高的生產成本。

此外，中國專利CN203112713U也公開了一種莰烯水合制異龍腦的反應裝置，該裝置相較于傳統莰烯水合反應及分離裝置，在固定床反應器與分離系統之間增加了膜分離裝置，該裝置可濃縮反應液，提高異龍腦的含量，減少了后續能耗，但是由于產品混合物中通常均含有少量細小的催化劑顆粒，它們極易對分離膜材料和組件造成堵塞，因此工業實際應用時會出現麻煩。

因此，有必要發明轉化率、選擇性更高，環境更友好、能耗和生產成本更低、工業上可靠性更強的異龍腦生產方法，以滿足現代工業生產的需要。

發明內容

本發明的目的是解決上述背景方法中的不足，提出一種異龍腦新的工藝合成方法。本發明的方法是：在中低溫、低壓（或常壓）下，以莰烯為原料，采用一定量的低粘度復合溶劑，并以復合固體酸為催化劑，直接催化水合得到異龍腦。該反應在專門設計的液流強化浸沒式固定床反應器（參見專利申請CN201110422157.X）中進行，連續操作。

本發明所述的液流強化浸沒式固定床反應器組成的強化徑向流反應系統（以下簡稱IRR）如附圖1所示。它主要由下列單元組成：反應器；催化劑床層M-1；液相強制循環回路V-1～3，E-1、L-1、L-2；產物分離系統S-1；離子交換系統T-1；噴射混合器J-1；以及系統管道等。

本發明的技術方案如下：

一種異龍腦生產方法，它是在液流強化浸沒式固定床反應器中進行，它包括下列步驟：