163424. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mentol kinyerésére mentoltartalmú illóolajokból borsavas észterezéssel
3 163424 4 lúggal hidrolizálják és a nyersmentolt vízgőzzel desztillálják. A156 712 számú magyar szabadalom szerint a mentolt és a többi hidroxiltartalmú vegyületet szerves oldószeres közegben észterezik bórsavval, majd a trimentilborátot szűrve, a mentolt vízgőzdesztillációval nyerik ki. Az észterezést széntetrakloridban végzik refluxoltatás mellett, ami azt jelenti, hogy a képződött víz a reakcióelegyben marad. Ez a tény, valamint az alacsony reakcióhőmérséklet az észterezési egyensúlyt kedvezőtlenül befolyásolja és csak kis reakciósebességet tesz lehetővé. Ezt követően oldószer- és vízmentesítés után a trimentilborátot szűrik, széntetrakloriddal mossák, esetleg átkristályosítják, majd vízgőzdesztillálják. Az elnyeletést a víz fölé rétegezett, vízzel nem elegyedő szerves oldószerrel (hexán, heptán) segítik elő és ebből történik a végső kristályosítás. Az eljárás bonyolultsága és az észterezési körülmények magyarázatul szolgálnak az alacsony (70%-os) kitermelésre. Találmányunk tárgya eljárás mentől kinyerésére mentoltartalmú illóolajokból 95%-on feliili hozammal bórsavas észterezéssel. Mentoltartalmú illóolajokból vagy feldolgozási termékekből kiindulva olyan mentolkinyerési eljárást dolgoztunk ki, amely kedvező mentol-bórsav mólarány esetén különleges műveletvezetéssel lehetővé teszi a gyors észterezést és az egyidejű párlatmentesítést (a nem észtereződő komponensek lepárlását) és a felsorolt ismert eljárások valamennyi hátrányát kiküszöböli. Azt találtuk, hogy 3:1,5—3:2 közötti, célszerűen 3:2 mentol-bórsav mólarány mellett gyors és teljes észterezés, valamint egyidejűleg teljes párlatmentesítés érhető el úgy, ha az észterezési reakcióval egyidejűleg a víz és az illékony komponensek desztillációjának sebességét meghatározott program szerint változtatjuk. Az ehhez szükséges nyomás- és hőmérsékletprogramot a párlatban megjelenő egy, vagy több kiválasztott komponens koncentrációváltozása alapján szabályozzuk. A találmány szerinti bórsavfelesleggel és a találmány szerint beállított hőmérséklet- és nyomásprogram alkalmazásával végrehajtott észterezés és egyidejű párlatmentesítés biztosítja az észterezés minimális reakcióidejét és a párlat minimális mentoltartalmát. Ha az alkalmazott bórsav nem elegendő, akkor a reakció végén az alacsony mentől- és bórsavkoncentráció miatt az észterezés lelassul, s a desztillációt is lassítani kell annak elkerülésére, hogy a még szabad mentől a párlatba kerüljön. Azt találtuk továbbá, hogy a találmány szerinti észterezés oldószer alkalmazása nélkül előnyösen elvégezhető. Ez esetben nincs szükség oldószermentesítésre, és elkerülhető, hogy a termékben oldószernyomok maradjanak. A mentolkinyerési kísérleteket „mentolmentesített" brazil mentaolajjal végeztük, összetételét az 1. táblázat tartalmazza. Az általunk kidolgozott eljárás azonban a koncentráció-küszöbértékek megfelelő módosításával bármely más mentoltartalmú illóolajra és/vagy kémiai úton dúsított mentoltartalmú illóolajra is alkalmazható. /. táblázat „Mentolmentesített" brazil mentaolaj összetétele Komponensek Összetétel (s%) Terpének (mentolnál illékonyabb komponensek) 12,8 Mentőn és izo-menton 40,4 neo-mentol 4,7 Mentől 1-mentől, izo-mentol 33,3 Mentilacetát 5,2 Piperiton 3,6 A mentol-bórsav mólarány hatását a reakció sebességére atmoszferikus nyomáson toluol oldószer alkalmazásával vizsgáltuk. A reakció időbeli lefolyását 20 1:3,1,5: 3,2: 3 bórsav-mentol mólaránnyal a mellékelt, ábrán látható összefüggések mutatják. Látható ezekből, hogy a párlatmentesítés időszükségletével összemérhető kis észterezési időtartam 3:1,5—3:2 mentol-bórsav mólarány mellett érhető el. 25 Az észterezést és az egyidejű párlatmentesítést három fő szakaszra bontottuk, amelyek közül az elsőben a hőmérsékletet 20°-ról 125°-ra emeltük és egyidejűleg a nyomást 140 torról 75 torra csökkentettük. Eközben átdesztillált a terpének 75—85%-a és a mentőn 30 15—25%-a. A második szakaszban izoterm körülmények között 125°-on a nyomást tovább csökkentettük 75 torról 50 torra. Ennek során a terpének további 15—25%-a, a mentőn további 35—45%-a, a piperiton 10—20%-a 35 és a mentilacetát 10—20 %-a átdesztillált. A harmadik szakaszban a hőmérsékletet 125c -ról 146°-ra emeltük és a nyomást egyidejűleg 50 torról 15 torra csökkentettük. Ekkor átdesztillált a hátralevő mentőn (30—50 %), piperiton (70—80 %) és mentilacetát 40 (80—90%). A mentilborát hidrolízisét vízgőzzel végeztük, amely egyben a felszabaduló mentől azonnali vízgőzdesztillációját is biztosítja. A technológiai lépések ilyen megválasztása lehetővé teszi az észterezés, könnyűpárlatmentesítés, 45 észterbontás és vízgőzdesztilláció ugyanabban a speciális, keverővel és észterező feltéttel ellátott berendezésben való végrehajtását. Ezzel az eljárással az eddig ismert eljárásoknál sokkal jobb, 95% feletti hozammal kinyerhetők a mentol-50 izomerek 98 % feletti tisztaságban. Az 1-mentolra vonatkozó kihozatal ugyancsak 95% felett, az 1-mentolra vonatkozó terméktisztaság 80 % felett van. A találmány tárgyát képező eljárást az alábbi-példa szemlélteti: 55 Példa: 500 ml-es, fűtősapkával, hőmérővel, valamint 24 mm átmérőjű üveg-Raschig gyűrűvel töltött 2—3 elméleti 60 tányérszámnak megfelelő feltéttel ellátott lombikba bemértünk 135 g (38% mentolt és mentolizomereket tartalmazó) „mentolmentesített" brazil mentaolajat (0,3 mol mentől és mentolizomer) és 9,3 g (0,15 mol) bórsavat. A kolonna hűtőn, szedőlombikon és kifagyasz-65 tó hűtőn keresztül vákuumvezetékkel volt összekapcsol-2
