阅读说明：本技术 一种高纯薄荷脑的制备方法 (Preparation method of high-purity menthol ) 是由 方胜 汪莉萍 李友谊 于 2020-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及薄荷脑生产技术领域,公开了一种高纯薄荷脑的制备方法,包括如下步骤：(1)一次冻析；(2)二次冻析；(3)脑油回收；(4)脱水过滤；(5)配料得到物料油；(6)结晶；(7)烘脑；(8)晾脑。本发明将回收利用的中间产物与经两次冻析后得到的脑油配料后再进行结晶,并严格控制生产过程中的各工艺的参数,可以保证最终得到的薄荷脑的纯度,提高产品质量,并且对毛素油、冰油、烘脑油、熔化油等原料的回收再利用,尤其是对杂质含量较多的毛素油中的薄荷脑进行提取利用,可以大大减少薄荷脑的损失,提高提取率。(The invention relates to the technical field of menthol production, and discloses a preparation method of high-purity menthol, which comprises the following steps: (1) performing primary freeze-out; (2) performing secondary freeze-out; (3) recovering naphtha; (4) dehydrating and filtering; (5) preparing materials to obtain material oil; (6) crystallizing; (7) drying the brain; (8) and (6) cooling the brain. The invention mixes the recycled intermediate product with the naphtha obtained after two times of freeze-out and then crystallizes, strictly controls the parameters of each process in the production process, can ensure the purity of the finally obtained menthol, improves the product quality, recycles the raw materials such as the crude oil, the ice oil, the oven oil, the molten oil and the like, particularly extracts and recycles the menthol in the crude oil with more impurity content, can greatly reduce the loss of the menthol and improve the extraction rate.)

一种高纯薄荷脑的制备方法

技术领域

本发明涉及薄荷脑生产技术领域，尤其是涉及一种高纯薄荷脑的制备方法。

背景技术

薄荷脑是一种由薄荷油中得到的饱和的环状醇，具有疏风、清热、解毒的功效，主要用于治疗头痛目赤、外感风热、咽齿肿痛、头痛、口舌生疮、风疹、麻疹、胸腹胀闷和抗早孕等。具有消炎止痛的作用，可以做刺激药，作用于皮肤或黏膜，有清凉止痒的功效，常用于制作清凉油、止痛药、牙膏。

传统的薄荷脑生产工艺一般是从薄荷原油中分离提纯得到，例如，在中国专利文献上公开的“一种薄荷脑及薄荷素油生产工艺”，其公告号CN102775277B，以薄荷粉或薄荷油作为生产原料，将原料在烘房内液化，形成薄荷原料油；将液化后的薄荷原料油打入脱水罐进行脱水；进入调配釜，调节至含左旋脑87.5～88.5％；进入压滤机，过滤杂质；打入结晶库，进行结晶；分离出半成品薄荷脑和冰油；半成品薄荷脑经过烘脑、凉脑、包装得成品薄荷脑；冰油经冻析分离出毛素油；毛素油脱水，再进入蒸馏釜进行蒸馏，分离出薄荷素油和残留物，薄荷素油进入压滤机过滤杂质，得薄荷素油。

但传统的生产工艺得到的薄荷脑中杂质较多，纯度难以保证；并且生产过程中毛素油中的薄荷脑浪费较多，薄荷脑产率有限。

发明内容

本发明是为了克服传统的薄荷脑生产工艺得到的薄荷脑中杂质较多，纯度难以保证；并且生产过程中毛素油中的薄荷脑浪费较多，薄荷脑产率有限的问题，提供一种高纯薄荷脑的制备方法，制备过程中对毛素油中的薄荷脑进行提取后与初脑油和二次脑油共同配料进行结晶，减少了制备过程中薄荷脑的浪费，提高了薄荷脑的产率和纯度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高纯薄荷脑的制备方法，包括如下步骤：

(1)一次冻析：将薄荷原油进行一次冻析后得到初脑和二部油；

(2)二次冻析：将二部油进行二次冻析后得到二部脑和毛素油；

(3)脑油回收：将毛素油中的薄荷脑进行再提取，得到回收脑油；

(4)脱水过滤：将初脑和二部脑熔化为初脑油和二部脑油，对初脑油、二部脑油和回收脑油在脱水罐内进行真空脱水并过滤；

(5)配料得到物料油；

(6)结晶：将物料油在结晶桶中结晶得到湿脑；

(7)烘脑：将湿脑置于结晶桶中分五个班次进行烘脑得到烘干脑，第一班次沥出的油经过滤后收集得到冰油，以后各班次沥出的油经过滤后收集得到烘脑油；

(8)晾脑：切去烘干脑的脑头和脑脚，并收集残留在结晶桶中的脑块，然后将烘干脑置于晾脑台上晾脑得到所述高纯薄荷脑，所述脑头、脑脚和脑块熔化后过滤得到熔化油。

作为优选，步骤(1)中的薄荷原油在一次冻析前先在静置罐中40～60℃静置24h以上，放掉罐底部的水分和杂质后再进行一次冻析。

作为优选，步骤(1)中的一次冻析时的原料为薄荷原油和冰油的混合物，冰油的用量为原料总质量的0～30％；一次冻析时二部油的沥出量为原料总质量的40～50％；一次冻析时的冷却盐水温度设置为-24～-26℃，最终油温控制在-4～-10℃。从开始送冷到一次冻析结束，时间为21～27h。

作为优选，步骤(2)中二次冻析时的原料为二部油和冰油的混合物，二部油与冰油的质量比为1：(1～1.5)；二次冻析时毛素油的沥出量为二部油和冰油总质量的50～60％；二次冻析时的冷却盐水温度设置为-32～-35℃，最终油温控制在-21～-26℃。从开始送冷到二次冻析结束，时间为46～60h。

作为优选，步骤(3)中的回收方法为：向毛素油中加入与毛素油质量比为1：(7～10)的硼氢化钠，55～65℃下搅拌反应3～5h；再加入与毛素油质量比为1：(10～15)的乙酸酐，搅拌反应12～24h；减压蒸馏易挥发组分后收集剩余部得到脑油；向脑油中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.5～1mol/L，搅拌反应2～3h后蒸馏，收集蒸馏出的组分得到所述回收脑油。

作为优选，步骤(4)中脱水时脱水罐内的温度为88～92℃，真空度为-0.08～-0.085Mpa，脱水时间25～35min。

作为优选，步骤(5)中配料时，步骤(5)中配料得到的物料油中，以重量份记各物料的用量为：初脑油15～20份、二部脑油8～12份、回收脑油5～10份，烘脑油5～8份以及熔化油1～3份。

作为优选，步骤(6)中结晶时的冷却盐水温度为-3～-8℃，结晶时间14～16d。

作为优选，步骤(7)中烘脑过程中每个班次时间8～10h，第一班次室内温度为室温～38℃，结晶桶内温度10～18℃；第二班次室内温度为38～40℃，结晶桶内温度15～28℃；第三班次室内温度为40～42℃，结晶桶内温度24～37℃；第四班次室内温度为40～43℃，结晶桶内温度36～39℃；第五班次室内温度为40～44℃，结晶桶内温度39～40.5℃。

作为优选，步骤(8)中晾脑时环境温度为18～26℃，湿度45～65％RH，晾脑时间22～26h。

本发明经两次冻析，以薄荷原油和前次生产过程中产生的冰油中逐步分离出薄荷脑，然后将二次冻析得到的毛素油中残留的薄荷脑再进行回收，再将分离得到的初脑油、二部脑油及回收脑油脱水过滤后与前次生产过程中得到的烘脑油和熔化油等杂质较多、纯度不够的中间产品混合配料，混合后的物料油一起进行结晶和烘脑、晾脑后得到最终得到高纯薄荷脑。

本发明在制备过程中，合理利用中间产物，对毛素油中的薄荷脑进行回收时，先加入硼氢化钠，将毛素油中的薄荷酮还原为薄荷醇(即薄荷脑)，提高毛素油中薄荷脑的含量；然后加入乙酸酐，使乙酸酐与薄荷脑发生酯化反应，生成难以挥发的乙酸薄荷酯，减压蒸馏除去易挥发的组分后，加入氢氧化钠使剩余的乙酸薄荷酯水解，蒸馏后得到薄荷脑。对毛素油、冰油、烘脑油、熔化油等原料的回收再利用，尤其是对杂质含量较多的毛素油中的薄荷脑进行提取利用，可以大大减少薄荷脑的损失，提高提取率。

同时各将回收利用的中间产物与经两次冻析后得到的脑油配料后再进行结晶，可以保证最终得到的薄荷脑的纯度，提高产品质量。生产过程中严格控制各工艺的参数，一次和二次冻析时，控制二部油和毛素油的沥出量，避免杂质残留在初脑和二部脑中，提高初脑油和二部脑油的纯度，便于后续配料；配料时通过对各物料组分的用量调整，使混合后的物料油纯度即可以在结晶后得到高纯度的薄荷脑，又可以充分利用纯度较低的中间产物，减少薄荷脑的损失；结晶和烘脑过程中严格控制温度和结晶、烘脑时间，保证晶体的纯度，最终得到的薄荷脑纯度高、品质好，提取率高。

因此，本发明具有如下有益效果：

(1)对毛素油、冰油、烘脑油、熔化油等原料的回收再利用，尤其是对杂质含量较多的毛素油中的薄荷脑进行提取利用，可以大大减少薄荷脑的损失，提高提取率；

(2)将各回收利用的中间产物与经两次冻析后得到的脑油配料后再进行结晶，并严格控制生产过程中的各工艺的参数，可以保证最终得到的薄荷脑的纯度，提高产品质量。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：

一种高纯薄荷脑的制备方法，包括如下步骤：

(1)一次冻析：将薄荷原油在静置罐中50℃静置28h，放掉罐底部的水分和杂质，将静置后的薄荷原油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行一次冻析后得到初脑和二部油，冰油的用量为原料总质量的15％，二部油的沥出量为原料总质量的45％；一次冻析时的冷却盐水温度设置为-25℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-7℃；从开始送冷到一次冻析结束，时间为24h；

(2)二次冻析：将二部油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行二次冻析后得到二部脑和毛素油，二部油与冰油的质量比为1：1.2；二次冻析时毛素油的沥出量为二部油和冰油总质量的55％；二次冻析时的冷却盐水温度设置为-33℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-24℃。从开始送冷到二次冻析结束，时间为48h；

(3)脑油回收：将毛素油中的薄荷脑进行再提取，得到回收脑油，回收方法为：向毛素油中加入与毛素油质量比为1：8的硼氢化钠，60℃下搅拌反应4h；再加入与毛素油质量比为1：12的乙酸酐，搅拌反应20h；减压蒸馏易挥发组分后收集剩余部得到脑油；向脑油中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.7mol/L，搅拌反应2.5h后蒸馏，收集蒸馏出的组分得到回收脑油；

(4)脱水过滤：将初脑和二部脑在75℃下熔化为初脑油和二部脑油，对初脑油、二部脑油和回收脑油在脱水罐内进行真空脱水并过滤，脱水时脱水罐内的温度为90℃，真空度为-0.083Mpa，脱水时间30min；

(5)配料得到物料油，物料油中以重量份记各物料的用量为：初脑油18份、二部脑油10份、回收脑油8份，烘脑油6份以及熔化油2份。；

(6)结晶：将物料油在结晶桶中结晶得到湿脑，结晶时的冷却盐水温度为-5℃，结晶时间15d；

(7)烘脑：将湿脑置于结晶桶中分五个班次进行烘脑得到烘干脑，第一班次沥出的油经过滤后收集得到冰油，以后各班次沥出的油经过滤后收集得到烘脑油，烘脑过程中每个班次时间9h，第一班次室内温度为35℃，结晶桶内温度16℃；第二班次室内温度为39℃，结晶桶内温度20℃；第三班次室内温度为41℃，结晶桶内温度30℃；第四班次室内温度为42℃，结晶桶内温度37℃；第五班次室内温度为43℃，结晶桶内温度40℃；

(8)晾脑：切去烘干脑的脑头和脑脚，并收集残留在结晶桶中的脑块，然后将烘干脑置于晾脑台上晾脑得到所述高纯薄荷脑，脑头、脑脚和脑块熔化后过滤得到熔化油，晾脑时环境温度为20℃，湿度55％RH，晾脑时间24h。

实施例2：

一种高纯薄荷脑的制备方法，包括如下步骤：

(1)一次冻析：将薄荷原油在静置罐中40℃静置30h，放掉罐底部的水分和杂质，将静置后的薄荷原油在冻析罐内进行一次冻析后得到初脑和二部油，二部油的沥出量为原料总质量的50％；一次冻析时的冷却盐水温度设置为-26℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-10℃；从开始送冷到一次冻析结束，时间为21h；

(2)二次冻析：将二部油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行二次冻析后得到二部脑和毛素油，二部油与冰油的质量比为1：1；二次冻析时毛素油的沥出量为二部油和冰油总质量的50％；二次冻析时的冷却盐水温度设置为-35℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-26℃，从开始送冷到二次冻析结束，时间为46h；

(3)脑油回收：将毛素油中的薄荷脑进行再提取，得到回收脑油，回收方法为：向毛素油中加入与毛素油质量比为1：7的硼氢化钠，55℃下搅拌反应5h；再加入与毛素油质量比为1：10的乙酸酐，搅拌反应12h；减压蒸馏易挥发组分后收集剩余部得到脑油；向脑油中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.5mol/L，搅拌反应2h后蒸馏，收集蒸馏出的组分得到回收脑油；

(4)脱水过滤：将初脑和二部脑在70℃下熔化为初脑油和二部脑油，对初脑油、二部脑油和回收脑油在脱水罐内进行真空脱水并过滤，脱水时脱水罐内的温度为88℃，真空度为-0.08Mpa，脱水时间35min；

(5)配料得到物料油，物料油中以重量份记各物料的用量为：初脑油15份、二部脑油12份、回收脑油5份，烘脑油5份以及熔化油1份；

(6)结晶：将物料油在结晶桶中结晶得到湿脑，结晶时的冷却盐水温度为-8℃，结晶时间14d；

(7)烘脑：将湿脑置于结晶桶中分五个班次进行烘脑得到烘干脑，第一班次沥出的油经过滤后收集得到冰油，以后各班次沥出的油经过滤后收集得到烘脑油，烘脑过程中每个班次时间8h，第一班次室内温度为38℃，结晶桶内温度18℃；第二班次室内温度为40℃，结晶桶内温度28℃；第三班次室内温度为42℃，结晶桶内温度37℃；第四班次室内温度为43℃，结晶桶内温度39℃；第五班次室内温度为44℃，结晶桶内温度40.5℃；

(8)晾脑：切去烘干脑的脑头和脑脚，并收集残留在结晶桶中的脑块，然后将烘干脑置于晾脑台上晾脑得到所述高纯薄荷脑，脑头、脑脚和脑块熔化后过滤得到熔化油，晾脑时环境温度为18℃，湿度65％RH，晾脑时间22h。

实施例3：

一种高纯薄荷脑的制备方法，包括如下步骤：

(1)一次冻析：将薄荷原油在静置罐中60℃静置24h，放掉罐底部的水分和杂质，将静置后的薄荷原油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行一次冻析后得到初脑和二部油，冰油的用量为原料总质量的30％，二部油的沥出量为原料总质量的40％；一次冻析时的冷却盐水温度设置为-24℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-4℃；从开始送冷到一次冻析结束，时间为27h；

(2)二次冻析：将二部油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行二次冻析后得到二部脑和毛素油，二部油与冰油的质量比为1：1.5；二次冻析时毛素油的沥出量为二部油和冰油总质量的60％；二次冻析时的冷却盐水温度设置为-32℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-21℃，从开始送冷到二次冻析结束，时间为60h；

(3)脑油回收：将毛素油中的薄荷脑进行再提取，得到回收脑油，回收方法为：向毛素油中加入与毛素油质量比为1：10的硼氢化钠，65℃下搅拌反应3h；再加入与毛素油质量比为1：15的乙酸酐，搅拌反应24h；减压蒸馏易挥发组分后收集剩余部得到脑油；向脑油中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为1mol/L，搅拌反应2h后蒸馏，收集蒸馏出的组分得到回收脑油；

(4)脱水过滤：将初脑和二部脑在80℃下熔化为初脑油和二部脑油，对初脑油、二部脑油和回收脑油在脱水罐内进行真空脱水并过滤，脱水时脱水罐内的温度为92℃，真空度为-0.085Mpa，脱水时间25min；

(5)配料得到物料油，物料油中以重量份记各物料的用量为：初脑油20份、二部脑油9份、回收脑油10份，烘脑油8份以及熔化油3份；

(6)结晶：将物料油在结晶桶中结晶得到湿脑，结晶时的冷却盐水温度为-3℃，结晶时间16d；

(7)烘脑：将湿脑置于结晶桶中分五个班次进行烘脑得到烘干脑，第一班次沥出的油经过滤后收集得到冰油，以后各班次沥出的油经过滤后收集得到烘脑油，烘脑过程中每个班次时间10h，第一班次室内温度为室温，结晶桶内温度10℃；第二班次室内温度为38℃，结晶桶内温度15℃；第三班次室内温度为40℃，结晶桶内温度24℃；第四班次室内温度为40℃，结晶桶内温度36℃；第五班次室内温度为40℃，结晶桶内温度39℃；

(8)晾脑：切去烘干脑的脑头和脑脚，并收集残留在结晶桶中的脑块，然后将烘干脑置于晾脑台上晾脑得到所述高纯薄荷脑，脑头、脑脚和脑块熔化后过滤得到熔化油，晾脑时环境温度为26℃，湿度45％RH，晾脑时间26h。

对比例1：

一种高纯薄荷脑的制备方法，包括如下步骤：

(1)一次冻析：将薄荷原油在静置罐中50℃静置28h，放掉罐底部的水分和杂质，将静置后的薄荷原油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行一次冻析后得到初脑和二部油，冰油的用量为原料总质量的15％，二部油的沥出量为原料总质量的45％；一次冻析时的冷却盐水温度设置为-25℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-7℃；从开始送冷到一次冻析结束，时间为24h；

(2)二次冻析：将二部油和前次生产收集的冰油混合后在冻析罐内进行二次冻析后得到二部脑和毛素油，二部油与冰油的质量比为1：1.2；二次冻析时毛素油的沥出量为二部油和冰油总质量的55％；二次冻析时的冷却盐水温度设置为-33℃，盐水流量先小后逐渐增大，最终油温控制在-24℃。从开始送冷到二次冻析结束，时间为48h；

(3)脱水过滤：将初脑和二部脑在75℃下熔化为初脑油和二部脑油，对初脑油、二部脑油和回收脑油在脱水罐内进行真空脱水并过滤，脱水时脱水罐内的温度为90℃，真空度为-0.083Mpa，脱水时间30min；

(4)配料得到物料油，物料油中以重量份记各物料的用量为：初脑油18份、二部脑油10份、烘脑油6份以及熔化油2份；

(5)结晶：将物料油在结晶桶中结晶得到湿脑，结晶时的冷却盐水温度为-5℃，结晶时间15d；

(6)烘脑：将湿脑置于结晶桶中分五个班次进行烘脑得到烘干脑，第一班次沥出的油经过滤后收集得到冰油，以后各班次沥出的油经过滤后收集得到烘脑油，烘脑过程中每个班次时间9h，第一班次室内温度为35℃，结晶桶内温度16℃；第二班次室内温度为39℃，结晶桶内温度20℃；第三班次室内温度为41℃，结晶桶内温度30℃；第四班次室内温度为42℃，结晶桶内温度37℃；第五班次室内温度为43℃，结晶桶内温度40℃；

(7)晾脑：切去烘干脑的脑头和脑脚，并收集残留在结晶桶中的脑块，然后将烘干脑置于晾脑台上晾脑得到所述高纯薄荷脑，脑头、脑脚和脑块熔化后过滤得到熔化油，晾脑时环境温度为20℃，湿度55％RH，晾脑时间24h。

对上述实施例和对比例中制得的薄荷脑的含量、提取率以及产品质量进行检测，结果如表1所示。

其中，薄荷脑的含量参照2015《中国药典》一部(通则0521)的气相色谱法(附录ⅦF)测试；熔点参照中国药典现行版一部附录ⅦC的方法一测试；比旋度参照中国药典现行版一部附录ⅦE的方法测试；重金属及有害元素参照2015《中国药典》一部(通则2321)的方法测定。

薄荷脑的提取率计算公式为：

其中，m为薄荷脑产品质量，M为所用原料质量，c为原料中薄荷脑含量。

产品微生物限度测试方法为：取供试品10g，加入无菌十四烷酸异丙酯20ml使溶解，温度一般不超过40℃，小心混匀。然后加入预热的pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液稀释至100ml，保温。用匀浆仪匀浆，分两次匀浆(5000转/分)，每次20秒，混匀，作为1:10的供试品溶液。各取1:10的供试液10ml，然后加入预热的pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液稀释至100ml。按薄膜过滤法测定需氧菌总数和霉菌和酵母菌总数。

表1：产品检测结果。

从表1中可以看出，实施例1～3中采用本发明中的方法制得的薄荷脑产品纯度和提取率高，各项性能均符合标准。而对比例1中不对毛素油中的薄荷脑进行回收提取，薄荷脑的提取率比实施例中有明显下降，造成薄荷脑的损失。