β-蒎烯分离条件及应用研究

背景及概述

我国是松节油生产大国，广西、云南、湖南、贵州等南方及西部诸省区又是中国松节油的生产大区，松节油中最主要成份是 α-蒎烯，其次是 β-蒎烯，两者占据松节油成份的 90%以上。由于 β-蒎烯具有的是环外双键，比具有桥环双键的 α-蒎烯更不稳定，也更易于发生氧化、裂解等反应，是合成大多数中档、高档香料中间体和很多医药中间体、日化香料的优良原料。本文就目前高纯 β-蒎烯的分离条件及具有工业化应用前景的研究作一综述。

图1 β-蒎烯的合成反应式

高纯 β-蒎烯的分离条件

α-蒎烯和 β-蒎烯虽然分子量几乎一样，但由于分子结构不同，造成两者的部分理化特性有一定的差异，比如 α-蒎烯的沸点约为 156℃，而 β-蒎烯的沸点约为 164℃～166℃；α-蒎烯相对水的密度为 0.86 g/mL，而 β-蒎烯相对水的密度为0.87 g/mL；α-蒎烯的辛醇/水分配系数为 4.83，β-蒎烯的辛醇/水分配系数为 4.35；α-蒎烯的旋光度约是+23°73′，而 β-蒎烯的旋光度约是17°32′。

由于 α-蒎烯和 β-蒎烯的沸点较高且相差不是很大，因此一般采用减压精馏的方式进行分离。按照操作方式可以分为间歇减压精馏和连续减压精馏。间歇减压精馏就是在同一个精馏塔内先在塔顶收取低沸点的 α-蒎烯馏分，最后收取高沸点的 β-蒎烯馏分。连续减压精馏又可以分为单塔分步连续减压精馏和双塔连续减压精馏。单塔分步连续减压精馏就是先在塔顶连续采出 α-蒎烯馏分，塔釜连续采出含 β-蒎烯的重组分，操作完一批料后，在同一个塔把之前塔釜采出的含 β-蒎烯的重组分再连续进料进行精馏，在塔顶连续采出 β-蒎烯馏分。双塔连续减压精馏就是在两个精馏塔内完成，在个精馏塔的塔顶连续采出 α-蒎烯馏分，塔釜的釜液连续转入第二个精馏塔继续进行精馏，在塔顶连续采出 β-蒎烯馏分。

β-蒎烯的应用研究

氧化反应研究

β-蒎烯的环外双键可以被多种氧化剂氧化合成多种香料、医药中间体，氧化剂不同则氧化产物不一样，氧化剂主要集中在臭氧、高锰酸钾、过氧乙酸、二氧化硒、过氧化氢、四醋酸铅等，产物中的诺蒎酮、派诺酸及 2，10-环氧蒎烷（俗称迷迭香醚）是最主要的氧化产物，通过这三种产物进而可以制备更多的香料和药物。

异构化反应研究

β-蒎烯的异构化反应目标产物主要是月桂烯[1]，又名香叶烯，化学名 7-甲基-3-亚甲基-1，6-辛二烯，具有令人愉快的甜香脂气味，可直接作为香料使用。此外因为月桂烯除了有一个单一双键外还具有两个共轭双键，化学性质活泼，是香料产业中非常重要的原料和中间体。其共轭双键可以通过Diels-Alder 反应或选择性催化加成反应合成香叶醇、芳樟醇、橙花醇及其酯类等一系列高档香料，也可用作维生素 E 或保育激素等生物活性物质的原料。也可以在其单一双键上进行加成制备月桂烯醇、醚和酯等。月桂烯在自然界中主要存在于一些芳香植物中，含量非常低，单离出来的代价比较高，因此从高纯 β-蒎烯进行异构获取月桂烯成了研究的热点。

结束语

β-蒎烯是一种用途广泛的可再生资源，经过广大林化工研究者的努力，高纯 β-蒎烯的分离与应用研究取得了很大进展，但是与国外相比还有一定差距。因此，加大对高纯 β-蒎烯的应用研发，对于提高产率、降低成本、简化工艺、增加品种、扩大应用范围等方面的工作意义重大，可对我国松节油利用及深加工工业的创新途径起到一定的推动作用。

参考文献

[1]唐健. β-蒎烯在合成香料中的应用[J]. 北京日化，2010，(4): 38-43.