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樟腦廣泛用于醫(yī)藥、化工以及國防工業(yè)中，是國際市場上不可缺少的重要商品。天然樟腦存在樟樹中，由樟樹的根、枝、葉、果等經(jīng)水蒸氣蒸餾得樟腦油，再經(jīng)真空蒸餾、冷凍、離心、升華而得。左旋樟腦-10-磺酸和左旋樟腦-10-磺酰氯屬于樟腦的下游產(chǎn)品，都是重要的有機合成中間體。由于其具有的旋光性，可作為拆分劑用于外消旋體的拆分；同時又廣泛作為醫(yī)藥中間體，在工業(yè)上有較好的開發(fā)前景。
右旋的天然樟腦比較多，左旋光性產(chǎn)品十分稀少。然而，隨著醫(yī)藥及特殊合成工業(yè)的發(fā)展，對左旋樟腦的需求越來越大。左旋樟腦可以從天然的龍腦脫氫氧化制得，或者也可以從天然產(chǎn)品松節(jié)油進(jìn)行多步反應(yīng)合成而得。以樟腦為起始原料合成左旋樟腦-10-磺酰氯，并對合成工藝進(jìn)行了研究，該工藝具有操作簡單、后處理方便、反應(yīng)成本低的優(yōu)點，有一定的工業(yè)化應(yīng)用價值。由樟腦為起始原料，合成左旋樟腦-10-磺酸和左旋樟腦-10-磺酰氯的反應(yīng)路線如下所示。
圖1左旋樟腦-10-磺酰氯的反應(yīng)路線圖
將正庚烷 3000 L、合成樟腦粉（2500 kg ，15.87 kmol ）依次投入10000 L 不銹鋼反應(yīng)釜，攪拌溶清， 隨后再向反應(yīng)釜一次性投入氨基磺酸（ 1550 kg，15.89 kmol ），攪拌均勻。 向反應(yīng)釜夾套通入蒸汽，升溫至 100℃~105 ℃ ，此時反應(yīng)釜內(nèi)壓力約為 0.10 MPa （壓力不足補氮氣加壓），保溫保壓 15 h 。保溫保壓畢，向反應(yīng)釜夾套通入循環(huán)水降溫，當(dāng)反應(yīng)釜溫度降至 60 ℃ 以下時，向反應(yīng)釜加入 3500 L 自來水，攪拌 30 min 后靜置分層，上層為正庚烷層，去回收工序，可回收正庚烷約2800 L 并產(chǎn)生黑色焦油狀釜殘 200 kg ；下層為樟腦磺酸銨水溶液，約 6500 L，呈淺棕色，去樟腦磺酸制備工序。將制得的樟腦磺酸銨水溶液用 25 kg活性炭脫色處理， 得到約 30 kg 廢活性炭和約6600 L 淺黃色脫色液，向脫色液中加入自來水稀釋至 12000 L，稀釋液去預(yù)處理好的樹脂塔進(jìn)行離子交換，得到約 18000 L 交換液，交換液分批泵入帶有真空系統(tǒng)的 10000 L 搪玻璃反應(yīng)釜， 在-0.08 MPa 、 80 ℃ 條件下初步濃縮至 7000 L 左右，濃縮液趁熱放料至 GD100 型冷凍干燥機托盤中自然冷卻，待冷卻至 35 ℃ 以下時進(jìn)行冷凍干燥處理 10 h ，得到白色蓬松的顆粒狀固體，固體轉(zhuǎn)至4000 L 雙錐回轉(zhuǎn)干燥機，在-0.08 MPa、90 ℃ 條件下干燥 5 h ，得到白色顆粒狀樟腦磺酸固體。
在干燥的250 ｍＬ圓底燒瓶上裝上磁力攪拌器、回流冷凝管和干燥管，加入氯化亞砜，用冰水浴冷卻至０℃，在攪拌下分批加入上述方法合成的樟腦磺酸，在０℃下反應(yīng)１ｈ，撤去冰浴，使其自然升溫，于室溫下再反應(yīng) ２ｈ，微熱至溶液澄清為止，尾氣用10％的氫氧化鈉溶液吸收。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸去多余的氯化亞砜，將反應(yīng)物倒入碎冰中，迅速攪拌，快速過濾，冰水洗滌，真空干燥，得到白色粉末狀固體。經(jīng)石油醚重結(jié)晶得到產(chǎn)品左旋樟腦-10-磺酰氯。
在左旋樟腦-10-磺酸的合成中，主要考察了加料方式、反應(yīng)物的配料比、乙酐用量、反應(yīng)溫度等因素對產(chǎn)品收率和質(zhì)量的影響，為確定較佳的反應(yīng)工藝條件提供了依據(jù)。研究表明，以乙酐為溶劑，由樟腦與硫酸磺化反應(yīng)制備樟腦磺酸的最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度為-5~10℃，樟腦與硫酸的物質(zhì)的量比為1.0：1.3，樟腦與乙酐的物質(zhì)的量比為1.0：3.0，加料方式采用先將樟腦溶于乙酐中再加硫酸的方式。在上述條件下，可得到白色的晶體狀樟腦磺酸。
磺酰氯的合成主要有３種氯化物為起始物料，以氯磺酸為原料、以五氯化磷為原料、以氯化亞砜為原料。考慮到氯化亞砜廉價、產(chǎn)品易于分離的特點，我們選用第３種原料合成左旋樟腦-10-磺酰氯。
在該合成反應(yīng)中，我們著重對反應(yīng)物的配料比對樟腦磺酰氯收率的影響進(jìn)行了較詳細(xì)的研究。由于氯化亞砜具有價廉、易于除去的特點，所以在以氯化亞砜為原料的合成反應(yīng)中，常常采用氯化亞砜大大過量的辦法以提高另一原料的利用率并提高產(chǎn)率。為了找到最佳的配料比，我們以0.1mol樟腦磺酸為基準(zhǔn)，加入不同物質(zhì)的量的氯化亞砜，用上述方法進(jìn)行實驗，實驗表明，隨著氯化亞砜用量的增大，樟腦磺酸的收率明顯提高，但當(dāng)氯化亞砜的物質(zhì)的量增至0.4mol后，收率變化不大。若再增大物質(zhì)的量比，既浪費原料又增加了后處理的難度，故合成樟腦磺酰氯的最佳配料比為 ｎ（樟腦磺酸）∶ｎ（氯化亞砜）＝１∶４。
此外，我們對樟腦磺酰氯的后處理情況也進(jìn)行了一定的研究。實驗發(fā)現(xiàn)，在制備樟腦磺酰氯時，因為反應(yīng)很劇烈，所以反應(yīng)必須在０℃或以下進(jìn)行。后處理時，應(yīng)盡量抽去多余的氯化亞砜，再倒入碎冰中，迅速攪拌，防止局部過熱，將酰氯水解。過濾要快速，并用冰水洗滌，在低溫下真空干燥。盡量在最短的時間內(nèi)用完，以防分解。
[1]余廣鰲,梅興國,許亞杰,等.樟腦磺內(nèi)酰胺合成方法的改進(jìn)[J].化學(xué)試劑，2000.22 (4)：235-236
[2]馬興泉,周忠強,李明霞,等.手性助劑左旋樟腦磺內(nèi)酰胺合成方法研究[J].湖北大學(xué)學(xué)報.1998.20 (30)：253