第二章松脂化学基础

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 蒎烯经过氧乙酸氧化得到2,3-环氧蒎烷,它在Lewis酸或 溴化锌催化下异构重排为樟脑醛,本身有樟脑和松木样香 气,并可制成系列檀香型香料。
• β-蒎烯经过氧乙酸氧化,生成2,10-环氧蒎烷,是一种具 有迷迭香似的香气。它在硝酸铵的催化作用下,经异构反 应可得51.6%的桃金娘烯醇和33.4%的紫苏醇。
含较多的α–水芹烯
含较多的 α–蒎烯
2、重级松节油的组成
• 随地区、树龄、季节不同而 有所变化。
– 长叶烯加石竹烯约含80%。
组分名称 长叶烯 βα-石竹烯 (丁香烯) 英文 Longifolene 含量 (%) 65 -Xaryophyllene 20
• 马尾松松脂以含有高沸点的 长叶烯等倍半萜烯为其特征。
– 粗木桨浮油中主要是(红松、白松为原料)
• 脂肪酸 35.27%
• 树脂酸 47.81% • 中性物 16.92%
• 3.中性物质
– 在脂松香中,中性物质主要是少量的单萜和倍半萜、 二萜醛、二萜醇,以及少量二萜烃和树脂酸甲酯等。 中性物质的组成和含量受树种及加工工艺的影响。
– 用气相色谱、气质联用技术分析了马尾松、湿地松、 云南松、南亚松4种松树松香中各类二萜中性物质的含 量。 – 湿地松松香中含有较多的二萜中性物(6.04%),其他3 种松树松香中二萜中性物含量差别不大,在1.59%~ 3.06%。
2.氧化反应
• 蒎烯的空气自动氧化。
Oxidation
• a-蒎烯被臭氧或高锰酸钾氧化。
– 产物:蒎酮酸。
• 进一步氧化可得到蒎酸,蒎酸再氧化转变为低蒎酸。 • 蒎酸和蒎酮酸是有机合成原料,可用来制造增塑剂、润滑剂、合成 树脂、化学助剂等。
3.加成、水合反应 Addiction
• α-蒎烯在酸催化剂(硫酸、磷酸等)的作用下,易与
– 如马尾松的松节油是左旋的,湿地松的松节油也是左旋的。
三、松节油的化学性质
• 松节油的化学性质由它含有的各种成分所决定。
– 优级松节油中大部分是蒎烯,重级松节油长叶烯的含 量较多。
– 萜烯类的反应是由于它们具有的双键和环结构。
1.异构反应 Isomerization
• 蒎烯异构化生成莰烯和三环萜烯。
1、优级松节油的组成
• 优级松节油的组成因树种、松脂品质、采脂及加工方法不 同而各异。
– 树种:不同树种间组分上的差异较大 – 地域:马尾松松节油中α–蒎烯含量由北向南呈上升趋势 树种 马尾松 组成特征
α -蒎烯含量在90%以上
β-蒎烯含量达40%
主要为右旋 α–蒎烯
湿地松
思茅松、南亚松
云南松
华山松
松节油18%~21%,水分2%~4%,杂质约0.5%。
• 比重:=0.997~1.038 • 不溶于水,能溶于酒精、乙醚、甲苯、三氯甲烷、松节油等。
• 易渗出木桶,水泥地面。
• 松脂接触铁器后,由于形成了树脂酸铁而使颜色加深。 • 易燃,燃烧时产生浓烟。
加工组成与化学组成
加工组成(%) 树脂酸 松香 72~75 脂肪酸 中性物质 优油 松节油 16~20 中油 重油 水分 4~6 萜烯 化学组成(%) 85~89 3~6 4~7 单萜烯 80~90 不皂化物 (中性物) 皂化反应 酸性物
△8(9)-异海松酸 Isopimaric acid
3) 劳丹型树脂酸
9.聚合反应 Polymerization
• a-蒎烯、β-蒎烯、双戊烯等的有机溶液在Lewis酸(如A1Cl3, A1Br3,SnCl4,TiCl4,BF3,ZrCl4,BiCl3,SbCl3, ZnCl2等)的催化作用下均能被聚合,用得较多的是A1C13。
– 阳离子催化聚合都经过链引发、链增长、链终止阶段。 – 蒎烯、双戊烯、长叶烯等单体,通过阳离子催化进行聚合,聚合 产物分别称为a-蒎烯树脂、 β-蒎烯树脂、双戊烯树脂等,是优良 的增黏剂,广泛应用于胶粘剂、热熔涂料、橡胶、包装、油墨等 工业部门。
树脂酸的几种主要成分
树脂酸
左旋海松酸 长叶松酸 新枞酸
英文名
Levopimaric acid Palustric acid Neoabietic acid
枞酸
山达海松酸 海松酸 异海松酸 湿松松酸 南亚松酸
Abietic acid
Sandaralpimaric acid Pimaric acid Isopimaric acid Communic acid Southen Asin Pimaric acid
??树脂酸结构的基本骨架ch3h3chch3ch3ch3ch3h3cch3ch3ch3ch3h3cch3ch3ch3ch3h3cch3ch3hch3hch3枞烷海松烷异海松烷劳丹烷?树脂酸的三种类型1枞酸型树脂酸左旋海松酸长叶松酸新枞酸枞酸levopimaricacidpalustricacidneoabieticacidabieticacidcoohcoohcoohcooh脱氢枞酸二氢枞酸3种可能四氢枞酸dehydrogenabieticaciddihydrogenabieticacidtetrahydrogenabieticacid2海松酸型树脂酸3劳丹型树脂酸海松酸异海松酸山达海松酸89异海松酸pimaricacidisopimaricacidsandaralpimaricacidisopimaricacidcoohcoohcooh湿松松酸南亚松酸communicacidsouthenasinpimaricacidcoohcoohcooh?枞酸型树脂酸与海松酸型树脂酸差异差异特征枞酸型树脂酸海松酸型树脂酸劳丹型树脂酸酸结构差异两个双键的位置共轭不可能共轭a
倍半萜烯 10~20
杂质
0.3~0.5
机械杂质:松针,树皮,木屑,灰尘等 人为掺杂:石头,“白土”,洗衣粉等
2、松脂组成分析
• A 几种分析方法与持点
• • OF—1(Φ3):树脂酸甲酯,可分离长叶松酸与左旋海松酸 OV—101(毛)全分析: – – • 树脂酸、脂肪酸:十八烷酸 萜烯醇:正十二烷
– 莰烯可进一步制成樟脑、合成檀香等。
• 双戊烯、异松油烯在酸性条件下转变为α-松油烯
• 长叶烯(1)经过酸催化异构可以得到异长叶烯(2)。 • 在最剧烈的条件下可发生重排芳 构化得到1,1-二甲基-7异丙基-1,2,3,4-四氢萘(3)。
– 异长叶烯可以合成异长叶烷酮、异长叶烯酮、乙酸异长叶烯酸等 具有木香和龙涎—琥珀香香气的香料。
– 脂液蒸馏时为使松香达到合格 的软化点,必须采用较高的蒸 馏温度,从而导致松香的高枞 酸含量,因而具有较大的结晶 趋势,同时还加深了松香的颜 色。
长叶烯
长叶环烯 依兰烯 α-律草烯 (蛇麻烯) β-律草烯 α -杜松烯 β -杜烯烯 去氢白菖烯
Longifolene
Longicylene -Ylangene -Humulene
(二)树脂酸的命名与分类
• 1、树脂酸的命名
– 树脂酸的分子式
• C19H29COOH
19 CH3 11 17 1 CH3 2 3
H3C 16
– C.A. 在1963年后采用
• 按罗汉松烷(podocarpane) 的衍生物来命名,并按甾 类化合物的编号顺序来编 号。
12
18 13 14
CH3 20
DB—5(化学键含烷硅石):康宁、不需预分离和酯化
第二节 松节油的组成与性质
– 我国生产的松节油,绝大部分是脂松节油。
• 一、脂松节油的组成
– 由松脂加工生产分离出的松节油叫脂松节油。
• 松节油以单萜烯为主要成分的混合液体商品名称为优级松节油 (简称优油),亦即通常所称的松节油;
• 以倍半萜长叶烯和石竹烯为主要组成的混合液体商品名称为重 松节油(简称重油)。
4.热解反应
Pyrogenation
• 蒎烯在较高的温度下发生开环反应。
– a-蒎烯热解时生成双戊烯和罗勒烯,罗勒烯不稳定,易 异构成别罗勒烯。别罗勒烯有3个双键,可制成多种醇、
醛和酯。
– β-蒎烯通过灼热管(400~700℃)热裂解也可得到别罗勒 烯。
• β -蒎烯热裂解时生成约77%~8l%的香叶烯(月桂烯),月桂烯 经氯化氢反应、酯化、皂化反应可以制得香叶醇,橙花醇、芳 樟醇及其衍生物。合成芳樟醇还是合成维生素E的中间体。
• 2.脂肪酸
– 马尾松脂松香中脂肪酸含量低于6%,
• 主要由月桂酸(C12H24O2)、肉豆蔻酸(C14H28O2)、棕榈酸 (C16H32O2)、硬脂酸(C18H36O2)、油酸(C18H34O2)、亚油酸 (C18H32O2)和亚麻酸(C18H30O2)等组成。 • 由于脂肪酸是直链,羧基反应不如树脂酸那样存在位阻现象, 在较温和的条件下能发生酯化作用,使之与树脂酸分离。
第二章
松脂化学基础
Chemistry of Oleoresin
第一节 松脂的组成与性质
• 松脂的化学组成及其性质是松脂加工工艺的依据。
也是松香和松节油进一步深加工的基础。 • 松脂的化学组成因树种、采脂工艺、地理条件和 原料来源等各种因素而异。
• 1、松脂的一般性状
– 松脂刚从松树的树脂道流出时,无色透明,油的含量可达 36%。 – 一般进入工厂优级松脂的平均组成为:松香74%~77%、
• 二氢月桂烯还可制阿弗曼系列香料和玫瑰型香料。
7.脱氢反应
Dehydrogenation
• a-蒎烯在碘、硫等试剂的作用下脱氢,生成对-丙
基甲苯(对-伞花烃)。
– 对-异丙基甲苯在硝酸的作用下氧化,生成对-苯二甲酸,
再酯化,为制得涤纶的原料。
– 对-异丙基甲苯还可制麝香型香料及农药等。
8.环氧化反应 Epoxidation
• 1. 链引发
– 研究发现,a-蒎 烯与催化剂生成 的H+作用所生 成的正碳离子I 在发生聚合之前 首先异构成Ⅱ和 Ⅲ两种正碳离子, 它们的比例为76: 24。
• 2. 链增长 • 3. 链终止
第三节 松香的组成与性质
Composition and Proportion of Rosin
一、松香的组成
• 长叶烯与甲酸在催化作用下合成甲酸长叶烯酯是
具有木香、龙涎香和青香气息的香料。
6.氢化反应 Hydrogenation
• 蒎烯氢化生成顺式或反式蒎烷,其相对含量取决
于催化剂。
• 蒎烷是一个相当重要的中间体,它可以制成多种香料。
– 蒎烷经氧化得到蒎烷氢过氧化物,再经还原、裂解反应,这是制 取合成芳樟醇的另一途径,可以用a-蒎烯作原料。 – 蒎烷还可以直接裂解,得到二氢月桂烯,再经水合反应,即得二氢 月桂烯醇,是一种花香型香料。
Cl
OAc
OH
5. 酯化反应
Esterification
• a-蒎烯在乙酸酐或偏硼酸酐的催化作用下,与草
酸反应酯化生成草酸龙脑酯,然后水解(皂化)制 得龙脑。
• 蒎烯异构生成的莰烯在酸催化下与乙酸反应酯化,
生成乙酸异龙脑酯。莰烯用处理过的天然丝光沸 石作催化剂也可与乙酸起反应,得到乙酸异龙脑
酯。
二氢枞酸(3种可能) Dihydrogen Abietic acid
四氢枞酸 Tetrahydrogen Abietic acid
2) 海松酸型树脂酸
CO O H
COOH
COOH
海松酸 Pimaric acid
异海松酸 Isopimaric acid
山达海松酸 Sandaralpimaric acid

11
C
10
9
15
2、树脂酸分类
• 分类依据
– 树脂酸的骨架; – C13上的烷基的构型; – 两个双键的位置,是否为共轭双键。
树脂酸结构的基本骨架
H CH3 CH3
CH3 CH3 CH3
CH3
CH3 CH3 CH3
H CH3
CH3 CH3
CH3 H
H3C
CH3
H3C
CH3
H3C
CH3
H3C
CH3
枞烷
海松烷
异海松烷
劳丹烷
树脂酸的三种类型
1) 枞酸型树脂酸
CO O H
COO H
COO H
COO H
左旋海松酸 Levopimaric acid
长叶松酸 Palustric acid
新枞酸 Neoabietic acid
枞酸 Abietic acid
脱氢枞酸 Dehydrogen Abietic acid
• 树脂酸含量 • 脂肪酸含量 • 中性物质含量 85.6% ~ 88.7%, 2.26%~ 5.44%, 5.24%~7.63%。
• (一)松香的主要成分
– 1.树脂酸
• 它是各种同分异构的树脂酸的熔合物。
• 它们具有同一分子式C20H29COOH。 • 可以认为是以羧基代替甲基的二萜类合氧衍生物。
水分子加成水合,生成水合萜二醇。
– 它在室温下为白色结晶,在医药工业中用做止咳药。
• 水合萜二醇在0.2%硫酸或0.5%磷酸作用下,脱去1分子水,得到萜烯 醇的混合物(粗松油醇),其主要产物为α-松油醇。
– 粗松油醇经减压蒸馏后,得精制松油醇,含醇量90%以上是一种价格低 廉的合成香料,具有紫丁香型的芳香和甜味,作为香精和调合香料。
8
4 3 痕迹 痕迹
Cadinene Calamene
痕迹 痕迹 痕迹
二、松节油的物理性质
• 松节油是透明无色、具有芳香气味的液体。 • 是一种优良溶剂,能与乙醚、乙醇、苯、二硫化碳、四氯 化碳和汽油等互溶,不溶于水。
• 易挥发,属二级易燃液体。
• 松节油是液体萜烯混合物,它的物理性质如相对密度、折 射率(折光指数)、比旋值、沸点、黏度等,与组成有关。
C
9
A
4
10 5
CH3 15
B
6
8 7
树脂酸的命名
• C.A.在1963年前采用
按菲的结构位次来编
4 3 2
6 5 4b 4a
7 8 8a
B
A
1
C 10a
10
9
19 6
4. 按枞烷的衍生物命名
按国际纯粹与应用化 学协会(IUOAC)规 则。
4 3 2 16
17
5 13
7 8 14
18 20
B
A 12
相关文档
最新文档