五倍子系列有机化学品综述.pdf
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2006年2月23日
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参见附件(207KB,6页)。
‘ 化工姒囊, ( C o n m e n t s‘R e v i e w s i n c . I .
五 倍 子 系 列 有 机 化 学 品 综 述
毕良武 吴在嵩
( 中国林业科学研究院林产化学工业研究所,南京2 ] 0 0 4 2 )
攮 簧 舟绍以五倍子为原料制备一系列有机化学品的 { 击发苒 用翎 i 域.
关 键 韧 塑 垫 些 生 鱼 用J 军羊 ,l 刖 青
五倍子是找国的林特产品,它是由五倍子蚜虫
寄生在漆树科盐肤木属植物上形成的虫瘿. 五倍予主
要分布于具有独特气候.土壤等条件的秦岭,巴山,武当山等区域,接其外型分类有肚倍,角倍和倍花,五保子虫瘿由阿部分组成一富含单宁的外壳和不含
单宁的虫尸,其中外壳是有用的部分. 较新的研究结
果认为五倍子所含单宁的化学结构为:
其中
G =— ‘
oG
一
(n =0 , 1 或 2)
是1 .3 ,4 .6 - 凹— 没食子酰- 2 - 多— 没食子酰- D - D -
葡萄糖l l 1 .
Q 0
由五倍子加工可制得一系列有机化学品( 图I ) ,如单宁酸、 投食子酸,焦性没食子酸等,这些产品都
具有较高的经济价值和较广的应用范围. 本文主要是
舟绍五倍子系列有机化学品的制备方法和它们帕应
用领域.
2 制备方法
2 . 1 单宁酸
单宁酸是五倍子的初级产品,接其加_ 工处理程
度和应用领域的不同.分为工业单宁酸.染料单宁
酸、试剂单宁酸,高纯单宁酸,药用 宁酸和食用单
宁酸等.
2 . 1 . 1 工业单宁馥
工业单宁酸是由五倍予经破碎,浸提、浓缩,干燥等步骤制得. 破碎的目的是为了分离虫尸和提高
浸提速度, 浸提使用的是5 0 C一8 0 C的蒸馏水. 浸提
方式有龋组逆流浸提和平转型浸提器连续浸提啪.浸
提液经蒸发浓螭和喷露干燥后,可得到符合国标
GB 5 3 0 8 - 8 5 的产品.
2 . 1 . 2 染料单宁酸和墨水单宁酸
将工业单宁酸溶于5 0 ℃温水中( 或取2 . I . 1 中所
述的浸提液) ,冷却生室温后再用 · I O ' C的} 争 耀液冷
冻垒O ' C一3 C,使单宁酸中的不溶物沉淀,静置,分
出清液后用浓缩、干燥,得染料单宁酸.这种方式得
到的单宁酸比工业单宁酸印染时的固色效果更好. 墨
水单宁酸制备方法与染料单宁相类似.
化工时伺 1 9 9 7 ~ 41 l 卷, 第1 蝴 一 I l—
维普资讯 http:www.cqvip.com 五倍子
单宁酸—
广 _ 《 O D O R I } (没食子酸醋)
l 【 R = 一 C H 3 , 一 , 一 c , H 7 , 一 c 4 H 9 , - ' C 6 H B , j ' H
H
心 O
一 一 ∞
HO ,( 没食子酸) ( 焦性没食子酸)
I C H 3 q C H 3 q
C H 3 C O O C H 3 c H 3 蜘 H C H 3 0 C H , d
( 3 , 4 , 5 三甲氧基苯甲酸甲酯) ( 3 , 4 , 5 三 甲氧基苯甲酸)
cH, I c H ,l
c 一 c
( 3 , 4 , 5 三甲氧基苯甲酰肼) ( 3 , 4 , 5 - 三甲氧基苯甲酰氰)
CH3 Q t CH3 0, ,●
c H 3 0 c H , H z
CH3 CHt
( 3 , 4 , S - - -q ~ 氧基苯甲醛) ( 3 , 4 , 5 三 甲氧基苯甲酰胺)
囤l 五倍子系刊有机化学品
2 , 1 . 3 试荆单宁酸
将工业单宁酸的水溶液( 或前述浸提液) , 经冷冻
澄清后分别经7 3 2 阳离子交换树脂和7 1 7 仞离子交换
树脂变换, 再经阳阴离子混合床处理, 真空浓缩和干
燥,得试剂单宁酸,产品质量符台美国AC S 试剂标
准。
2 , 1 . 4 药用单宁酸。
将单宁酸的浓缩液于5 5 C水浴中,用乙酸乙酯
分吠萃取, 将乙酸乙酯层减擅蒸发,添加适量水后用
活性炭脱色 干燥, 得到符合英国.美国等国药典的
药用单宁酸. 。
2 . 1 . 5 食用单宁酸
制备方法与2 . 1 . 4 中所述有些类似,只是单宁酸
一
1 2一 化工时付 t 9 9 7 ~ - ( t I 卷I 第l 0 期
的水溶液在乙酸乙酯革取前, 先经深度冷冻处理或将
溶液调. ~p H 6 . 8 ,再冷冻处理,或用聚丙烯腈膜分离
出没食子酸和双没食子酸” 】 ,最终制得符合美国F C C
和F D A标准的食用单宁酸。
2 . 1 . 6 高纯单宁酸
将上述试剂单宁酸( 2 . 】 . 3 ) 溶于p H 6 . 8 的缓冲液
中,冷冻过滤后,用乙酸乙酯分次革取,收集乙酸乙
酯层,真空浓缩,加蒸馏水后燕垒尤乙酸乙酯气味,加入活性炭脱色和E D 下 A· 2 N a 腺铁处理,滤液冷冻
于燥,得到纯度大于9 9 %( H P L C 检测) 的单宁酸。
2 . 2 没食子酸
没食子酸是单宁酸的水解产物,可以使用的水
解方法有酸水解 、碱水解和酶水解( 微生物水解) 三
维普资讯 http:www.cqvip.com 种。酸水解法由于需加压、反应时间较长、 设备腐蚀
太等原因,目前较少使用; 酶水解法由于研究得相对
较少, 技术条件不够成熟, 因此在我国使用得还不普
遍:目前工业上使用得最多的是碱水解法.
2 . 2 . 1 工业没食子酸
将工业单宁酸( 或五倍子j 曼 提浓缩液) , 加人氢氧
化钠溶液,高温回漉( 1 — 2 ) 小时,再酸化,得没食子
酸粗品,将此粗品经活性炭脱色处理,真空干燥 , 就
得到符合国标GB 5 3 0 9 - 8 5 的工业没食子酸.
2 . 2 . 2试剂没食子酸
将工业没食子酸( 或2 . 2 . 1 中的粗品) 溶于数倍的
蒸馏水,于8 5 ℃ ~9 0 ℃加人活性炭搅拌0 . s 4 , 时,再
加人E D T A- 2 Na 搅拌l 小时,趁热过滤,冷却结晶,离心脱水并用大量蒸馏水冲洗 干燥、 产品质量指标
符合美国A C S 试剂标准或更高要求( 没食子酸含量 >
9 9 . 5 %,浊度 <质量份数1 0 l 0 ,A P H A 色数 <1 5 0 ,灰分<0 . 0 5 %,铁<质量份数5 x 1 0 .此外还有需要
尢水没食子酸, 则需在真空干燥时作好控{ I ; j 即可. 没
食子酸产品除以单宁酸为原料外, 还可直接使用五倍
子作原料直接水解 - 。
2 . 3 焦性没食子酸
熙性没食子酸是没食子酸的脱羧产物, 脱羧反
应的方式有: 真空脱羧 常 脱羧.加压脱羧和馓
生物脱羧等. 目前工业化的方法是真空脱羧和常压
脱羧. 真空脱羧是在高温下减压抽去c o 2 使脱羧反
应更易进行; 常压脱羧是将没食子酸分散于高沸点
有机介质中( 有时还加人促进脱羧反应的有机胺类物
质 ......
五 倍 子 系 列 有 机 化 学 品 综 述
毕良武 吴在嵩
( 中国林业科学研究院林产化学工业研究所,南京2 ] 0 0 4 2 )
攮 簧 舟绍以五倍子为原料制备一系列有机化学品的 { 击发苒 用翎 i 域.
关 键 韧 塑 垫 些 生 鱼 用J 军羊 ,l 刖 青
五倍子是找国的林特产品,它是由五倍子蚜虫
寄生在漆树科盐肤木属植物上形成的虫瘿. 五倍予主
要分布于具有独特气候.土壤等条件的秦岭,巴山,武当山等区域,接其外型分类有肚倍,角倍和倍花,五保子虫瘿由阿部分组成一富含单宁的外壳和不含
单宁的虫尸,其中外壳是有用的部分. 较新的研究结
果认为五倍子所含单宁的化学结构为:
其中
G =— ‘
oG
一
(n =0 , 1 或 2)
是1 .3 ,4 .6 - 凹— 没食子酰- 2 - 多— 没食子酰- D - D -
葡萄糖l l 1 .
Q 0
由五倍子加工可制得一系列有机化学品( 图I ) ,如单宁酸、 投食子酸,焦性没食子酸等,这些产品都
具有较高的经济价值和较广的应用范围. 本文主要是
舟绍五倍子系列有机化学品的制备方法和它们帕应
用领域.
2 制备方法
2 . 1 单宁酸
单宁酸是五倍子的初级产品,接其加_ 工处理程
度和应用领域的不同.分为工业单宁酸.染料单宁
酸、试剂单宁酸,高纯单宁酸,药用 宁酸和食用单
宁酸等.
2 . 1 . 1 工业单宁馥
工业单宁酸是由五倍予经破碎,浸提、浓缩,干燥等步骤制得. 破碎的目的是为了分离虫尸和提高
浸提速度, 浸提使用的是5 0 C一8 0 C的蒸馏水. 浸提
方式有龋组逆流浸提和平转型浸提器连续浸提啪.浸
提液经蒸发浓螭和喷露干燥后,可得到符合国标
GB 5 3 0 8 - 8 5 的产品.
2 . 1 . 2 染料单宁酸和墨水单宁酸
将工业单宁酸溶于5 0 ℃温水中( 或取2 . I . 1 中所
述的浸提液) ,冷却生室温后再用 · I O ' C的} 争 耀液冷
冻垒O ' C一3 C,使单宁酸中的不溶物沉淀,静置,分
出清液后用浓缩、干燥,得染料单宁酸.这种方式得
到的单宁酸比工业单宁酸印染时的固色效果更好. 墨
水单宁酸制备方法与染料单宁相类似.
化工时伺 1 9 9 7 ~ 41 l 卷, 第1 蝴 一 I l—
维普资讯 http:www.cqvip.com 五倍子
单宁酸—
广 _ 《 O D O R I } (没食子酸醋)
l 【 R = 一 C H 3 , 一 , 一 c , H 7 , 一 c 4 H 9 , - ' C 6 H B , j ' H
H
心 O
一 一 ∞
HO ,( 没食子酸) ( 焦性没食子酸)
I C H 3 q C H 3 q
C H 3 C O O C H 3 c H 3 蜘 H C H 3 0 C H , d
( 3 , 4 , 5 三甲氧基苯甲酸甲酯) ( 3 , 4 , 5 三 甲氧基苯甲酸)
cH, I c H ,l
c 一 c
( 3 , 4 , 5 三甲氧基苯甲酰肼) ( 3 , 4 , 5 - 三甲氧基苯甲酰氰)
CH3 Q t CH3 0, ,●
c H 3 0 c H , H z
CH3 CHt
( 3 , 4 , S - - -q ~ 氧基苯甲醛) ( 3 , 4 , 5 三 甲氧基苯甲酰胺)
囤l 五倍子系刊有机化学品
2 , 1 . 3 试荆单宁酸
将工业单宁酸的水溶液( 或前述浸提液) , 经冷冻
澄清后分别经7 3 2 阳离子交换树脂和7 1 7 仞离子交换
树脂变换, 再经阳阴离子混合床处理, 真空浓缩和干
燥,得试剂单宁酸,产品质量符台美国AC S 试剂标
准。
2 , 1 . 4 药用单宁酸。
将单宁酸的浓缩液于5 5 C水浴中,用乙酸乙酯
分吠萃取, 将乙酸乙酯层减擅蒸发,添加适量水后用
活性炭脱色 干燥, 得到符合英国.美国等国药典的
药用单宁酸. 。
2 . 1 . 5 食用单宁酸
制备方法与2 . 1 . 4 中所述有些类似,只是单宁酸
一
1 2一 化工时付 t 9 9 7 ~ - ( t I 卷I 第l 0 期
的水溶液在乙酸乙酯革取前, 先经深度冷冻处理或将
溶液调. ~p H 6 . 8 ,再冷冻处理,或用聚丙烯腈膜分离
出没食子酸和双没食子酸” 】 ,最终制得符合美国F C C
和F D A标准的食用单宁酸。
2 . 1 . 6 高纯单宁酸
将上述试剂单宁酸( 2 . 】 . 3 ) 溶于p H 6 . 8 的缓冲液
中,冷冻过滤后,用乙酸乙酯分次革取,收集乙酸乙
酯层,真空浓缩,加蒸馏水后燕垒尤乙酸乙酯气味,加入活性炭脱色和E D 下 A· 2 N a 腺铁处理,滤液冷冻
于燥,得到纯度大于9 9 %( H P L C 检测) 的单宁酸。
2 . 2 没食子酸
没食子酸是单宁酸的水解产物,可以使用的水
解方法有酸水解 、碱水解和酶水解( 微生物水解) 三
维普资讯 http:www.cqvip.com 种。酸水解法由于需加压、反应时间较长、 设备腐蚀
太等原因,目前较少使用; 酶水解法由于研究得相对
较少, 技术条件不够成熟, 因此在我国使用得还不普
遍:目前工业上使用得最多的是碱水解法.
2 . 2 . 1 工业没食子酸
将工业单宁酸( 或五倍子j 曼 提浓缩液) , 加人氢氧
化钠溶液,高温回漉( 1 — 2 ) 小时,再酸化,得没食子
酸粗品,将此粗品经活性炭脱色处理,真空干燥 , 就
得到符合国标GB 5 3 0 9 - 8 5 的工业没食子酸.
2 . 2 . 2试剂没食子酸
将工业没食子酸( 或2 . 2 . 1 中的粗品) 溶于数倍的
蒸馏水,于8 5 ℃ ~9 0 ℃加人活性炭搅拌0 . s 4 , 时,再
加人E D T A- 2 Na 搅拌l 小时,趁热过滤,冷却结晶,离心脱水并用大量蒸馏水冲洗 干燥、 产品质量指标
符合美国A C S 试剂标准或更高要求( 没食子酸含量 >
9 9 . 5 %,浊度 <质量份数1 0 l 0 ,A P H A 色数 <1 5 0 ,灰分<0 . 0 5 %,铁<质量份数5 x 1 0 .此外还有需要
尢水没食子酸, 则需在真空干燥时作好控{ I ; j 即可. 没
食子酸产品除以单宁酸为原料外, 还可直接使用五倍
子作原料直接水解 - 。
2 . 3 焦性没食子酸
熙性没食子酸是没食子酸的脱羧产物, 脱羧反
应的方式有: 真空脱羧 常 脱羧.加压脱羧和馓
生物脱羧等. 目前工业化的方法是真空脱羧和常压
脱羧. 真空脱羧是在高温下减压抽去c o 2 使脱羧反
应更易进行; 常压脱羧是将没食子酸分散于高沸点
有机介质中( 有时还加人促进脱羧反应的有机胺类物
质 ......
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