[发明专利]光学活性樟脑的合成方法

说明书

本发明属于光学活性樟脑合成法。

樟脑在工业和医药上有广泛用途，近来光学活性樟脑常用作合成手性化合物的原料，一般的合成樟脑都由α-蒎烯出发，经过异构化、酯化、水解和脱氢等四步制得。[J.D.Roberbs    and    M.C.Caserio，Basic    Principles    of    Organic    Chemistry，W.A.Benjamin，InC.，Second    Edition    1977，P1467]。其反应式如下：

也可以用α-蒎烯的异构化产物茨烯直接水合得到异龙脑，后者进一步脱氢制备樟脑[CN    851    04105]。以上方法中异龙脑脱氢是采用碱式碳酸铜作催化剂，并加入二甲苯作溶剂进行的，而且得到的樟脑均是消旋的。天然樟脑是光学活性的，其右旋和左旋物分别为+44°，和-44°左右（C＝10，乙醇中）。天然樟脑多为右旋的，左旋品较少，价钱也较昂贵。

文献[藤原义人，烟忠太，松原义治，日本化学会志，1975.（2），P.366-363]提出了在一氯乙酸存在下，用阳离子交换树脂催化α-蒎烯水合，产物用铜-锌催化脱氢制备光学活性樟脑。但用该法制备的樟脑，其光学纯度比原料的光学纯度降低较多，而且在脱氢反应要加入有机溶剂。专利[CN85102398]用光学活性松节油成功地合成了光学活性龙脑，这为合成光学活性樟脑提供了较为方便的原料来源。

本发明的要点在于：（1）用专利[CN85102398]的方法制备的光学活性龙脑或其它来源的光学活性龙脑为原料。（2）用锌-钙作催化剂，使龙脑在固定床中气相减压脱氢制备樟脑。反应中无需加溶剂，反应温度为240-320℃，压力为0-50mmHg，物料空速为0.05-0.8时^-1。

脱氢反应在固定床流通式反应器中进行。该装置主要由原料瓶、反应柱和接受器组成。反应柱内装催化剂，外有加热系统，其下端与带有三个口的原料瓶相连。该瓶其余两个口分别连接氢气供给系统和插入温度计，瓶外设有加热系统。柱的上端与接受器相连，后者经冷凝器与真空系统相接。催化剂在使用前必须用氢气还原，在250-340℃常压下进行2-6小时。催化剂可以重复使用，活性下降后可以再生。

本发明方法制备的樟脑光学纯度保持率≥99%，樟脑纯度≥99%，脱氢反应的选择性≥99%，樟脑的收得率≥95%。

实例一

按权利[CN85102398]的方法，以纯度为98.7%，[α]²⁵_D+47.00°的α-蒎烯为原料，用脱铝丝光沸石催化水合制备龙脑。产物用丝光沸石处理除异龙脑，得到纯度为99.6%，[α]²⁵_D+34.40°的龙脑，取其30.6克放入原料瓶中。置1101型锌-钙催化剂200克于反应柱中，并在285℃下通氢还原4小时。然后停止通氢，抽真空至压力为15mmHg，保持柱温在285℃，加热原料瓶至120℃。经2小时后，得到樟脑29.1克，纯度为100%，[α]²⁵_D+40.88°，得率为96.4%。

实例二

以纯度为99.5%，[α]²⁵_D+32.40°的龙脑30.0克为原料，按实例1操作，控制柱温在290℃，原料并温度在135℃。压力为200mmHg。经过45分钟反应后得到樟脑28.3克，纯度为100%，[α]²⁵_D+38.50°，得率为95.6%。

实例三

按实例1操作用纯度为98.6%，[α]²⁵_D-24.10°的α-蒎烯为原料，制得纯度为99.7%，[α]²⁵_D-18.10°的龙脑。取其15克为脱氢原料，控制柱温在290℃，原料瓶温度在120℃，压力为15mmHg，经过1小时反应后，得到樟脑14.2克。其纯度为100%，[α]²⁵_D-21.50°，得率为96.0%。

实例四

用纯度为99.5%，[α]²⁵_D-30.50°的龙脑35克为原料。按实例1操作，控制柱温在280℃，原料瓶温度125℃，压力为20mmHg。经2小时反应后得到樟脑33.7克，纯度为100%，[α]²⁵_D-36.25°，得率97.6%。