Способ переработки экстракта коры пихты

 

Использование: изобретение относится к лесохимии и может быть использовано в парфюмерии, в производствах по получению товаров бытовой химии. Сущность изобретения: при переработке экстракта коры пихты экстракт фильтруют, обрабатывают его водным раствором щелочи, отделяют нейтральную часть экстракта и после отгонки из нее растворителя окисляют кислородом воздуха в присутствии катализатора - ацетата трехвалентного переходного металла (железа, кобальта или хрома) при температуре 100-120^oC с последующей отгонкой продукта в вакууме с отбором фракции, показатель преломления которой находится в пределах 1,5270-1,5285.

Изобретение относится к способам переработки древесных экстрактов и смол и, в частности, к способам переработки экстракта коры пихты.

Известен способ переработки смолы нейтральной лиственничной с получением душистого продукта, включающий окисление сырья хромовой смесью (авт.св. N 1091219, кл. C 11 B 9/00, 1984).

Недостатком способа является использование в качестве сырья смолы нейтральной лиственничной, являющейся продуктом переработки лиственничной живицы, способы сбора которой не поддаются механизации и очень трудоемки. Кроме того, способ экологически опасен вследствие использования в нем в качестве окислителя большого количества хромовой смеси, являющейся экологическим ядом.

Известен наиболее близкий по технической сущности к заявляемому решению способ переработки экстракта коры пихты, включающий фильтрацию экстракта, обработку очищенного экстракта раствором щелочи, отгонку растворителя из неомыляемых продуктов с выделением нейтральной части и из омыленных продуктов - раствора смоляных кислот (Технология производства эфирного масла и других продуктов из коры пихты сибирской. Ильницкий М.Е., Ляндрес Г.В., Шпаков А.Я. , Бушуева Н.Я. - В сб. научн. тр. "Производство кормовых и биологически активных продуктов из отходов и низкокачественного сырья". Красноярск, 1990, с. 110-120).

Недостатком способа является экономически нерациональное использование получаемых веществ и, в частности, нейтральной части, не находящей достаточного применения вследствие низкого потребительского качества продукта.

Целью изобретения является получение из экстракта коры пихты нового продукта, обладающего высокими потребительскими качествами, уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки экстракта коры пихты, включающем фильтрацию экстракта, обработку его водным раствором щелочи, разделение массы на неомыленную и омыленную фракции с дальнейшей обработкой омыленной и отгонкой растворителя из неомыленной фракции с получением нейтральной части экстракта, нейтральную часть экстракта окисляют кислородом воздуха в присутствии катализатора - ацетата трехвалентного железа кобальта или хрома при температуре 100-120^oC с последующей отгонкой продукта в вакууме с отбором фракции, показатель преломления которой находится в пределах 1,5270-1,5285, в качестве целевого душистого продукта.

Способ переработки экстракта коры пихты осуществляют следующим образом.

Исходное сырье - экстракт коры пихты (пихты сибирской, белокорой), полученный экстракцией измельченной коры органическим растворителем, отфильтровывают от механических примесей. К нему добавляют водный раствор щелочи (гидроокись натрия или калия), перемешивают, дают отстояться, отделяют верхний слой (раствор нейтральной части), отгоняют из него растворитель, растворяют в ледяной уксусной кислоте, добавляют ацетат трехвалентного переходного металла (железа, хрома или кобальта), нагревают в течение 30 ч при 100-120^oC при перемешивании током пропускаемого воздуха. Затем отгоняют уксусную кислоту, реакционную массу разбавляют толуолом, отфильтровывают от катализатора (ацетат металла); толуольный раствор промывают водой, отгоняют толуол. Технический продукт перегоняют в вакууме, отбирая фракцию с интервалом показателя преломления от 1,5270 до 1,5285 (при остаточном давлении 5 мм рт. ст. она перегоняется в интервале 100-210^oC). Выход продукта - 30-34% от исходной нейтральной части коры.

Выбор интервала температуры реакции обусловлен тем, что при температуре ниже 100^oC скорость реакции существенно уменьшается и падает выход продукта. Верхний предел (120^oC) ограничен точкой кипения уксусной кислоты (118^oC).

Химизм процесса заключается в дегидратации и окислении дитерпеновых спиртов и углеводородов. Целевой продукт, по данным адсорбционной хроматографии, ИК- и ПМР-спектров, содержит 25-35% дитерпеновых углеводородов, 30-40% сексвитерпеновых и дитерпеновых оксидов, кетонов и ацетатов, 7-10% -бизаболола (C₁₅H₂₆O) и дитерпеновые спирты (остальное).

Продукт, получаемый в условиях предлагаемого способа, имеет приятный древесно-бальзамический запах (парфюмерная оценка - 4,5 балла в 5-балльной шкале) и может быть использован в парфюмерных композициях. Он представляет собой вязкое прозрачное масло желтовато-коричневого цвета, нерастворим в воде, смешивается с органическими растворителями, показатель преломления его находится в пределах 1,527-1,5285.

Способ поясняется следующими примерами.

Примеры 1-3. Раствор 120 г бензинового экстракта коры пихты отфильтровывали, добавляли к нему 0,1 л 30%-ного водного раствора гидроокиси натрия, перемешивали и после отстаивания сливали верхний (бензиновый) слой, содержащий нейтральную часть экстракта. После удаления бензина получили 40 г нейтральной части, которую растворили в 120 мл уксусной кислоты и добавили в примере 1 ацетат железа, в примере 2 ацетат кобальта, в примере 3 ацетат хрома (по 2 г). Полученную суспензию нагрели на масляной бане до 100^oC и пропускали через нее ток воздуха в течение 30 ч. По окончании реакции отгоняли уксусную кислоту при атмосферном давлении, остаток разбавили толуолом, отфильтровали раствор от осадка промыли раствор водой и отогнали толуол при атмосферном давлении. Технический продукт перегоняли в вакууме при остаточном давлении 5 мм рт. ст. Целевой продукт с показателем преломления от 1,5270 - 1,5285 отгонялся в интервале 100-210^oC. Выход 32% (пример 1), 30% (пример 2) и 34% (пример 3). Парфюмерная оценка продукта, получаемого при использовании указанных катализаторов, 4,5 балла.

Пример 4. В условиях примеров 1-3 реакцию проводили при температуре 115-118^oC. Выход продукта составил 31, 33 и 32% соответственно. Парфюмерная оценка продукта во всех случаях 4,5 балла.

Пример 5. В условиях примеров 1-3 реакцию проводили при температуре 90^oC. Выход продукта составил 20, 22 и 19% соответственно. Качество продукта не изменилось.

Пример 6. В условиях примеров 1-4 проводили разгонку технического продукта в вакууме при остаточном давлении 5 мм рт. ст. на три фракции: 1 - с температурой кипения 57-99^oC (величина показателя преломления ниже 1,5270) - продукт не обладает потребительскими качествами; 2 - с температурой кипения 100-210^oC - парфюмерное качество продукта - 4,5 балла; 3 - с температурой кипения выше 210^oC - продукт обладает темной окраской и неприятным запахом за счет протекающего разложения.

Как видно из примеров 1-6, продукт с хорошими потребительскими качествами и с высоким выходом получали при температуре реакционной среды 100-120^o и отборе фракции с показателями преломления 1,5270-1,5285 при разгонке технического продукта в вакууме.

Таким образом, предлагаемый способ переработки экстракта коры пихты позволяет получить продукт с оригинальным древесно-смолистым запахом (парфюмерная оценка - 4,5 балла), который может найти применение в парфюмерно-косметической промышленности, а также для использования в качестве компонентов отдушек в товарах бытовой химии.

Согласно оценке дегустационного Совета, парфюмерная оценка исходной нейтральной части бензинового экстракта коры пихты, получаемой в способе по прототипу, составляет 3,0 балла.

Предлагаемый способ переработки экстракта коры пихты менее опасен с экологической точки зрения ввиду того, что ацетаты переходных металлов используются в нем в каталитических количествах.

Формула изобретения

Способ переработки экстракта коры пихты, включающий фильтрацию экстракта, обработку его водным раствором щелочи, разделение массы на неомыленную и омыленную фракции с дальнейшей обработкой омыленной и отгонкой растворителя из неомыленной фракции с получением нейтральной части экстракта, отличающийся тем, что нейтральную часть экстракта окисляют кислородом воздуха в присутствии катализатора ацетата трехвалентного железа, кобальта или хрома при 100 - 120^oС с последующей отгонкой продукта в вакууме с отбором фракции, показатель преломления которой находится в пределах 1,5270 1,5285, в качестве целевого душистого продукта.