專利名稱：一種有機琥珀及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機寶石琥珀及其化學合成方法，屬于寶石領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
琥珀是一種天然有機寶石。它溫潤光滑，色彩明艷，備受人們的喜愛。隨著中國珠寶市場爆炸性需求增長，天然琥珀資源日益稀少，價格不斷攀升，難以滿足各層次的需求。從保護自然環(huán)境和降低人們購買成本的角度出發(fā)，如何利用化學方法制備有機寶石琥珀是一個急需解決的問題。珠寶鑒定的權(quán)威教材《系統(tǒng)寶石學》對琥珀的描述是琥珀含有琥珀酸(化學學名為丁二酸)和琥珀樹脂(丁二酸酯類)等有機物。而從現(xiàn)有文獻報道和發(fā)明專利檢索情況來看，目前所謂的“人造琥珀”大多是采用以191號樹脂為代表的不飽和聚酯樹脂為原料加入弓丨發(fā)劑(例如過氧化環(huán)己酮)、促進劑(辛酸鈷液)、耐熱劑等多種化學試劑合成，個別以聚苯 乙烯或是玻璃加氯仿或是汽車油漆作為原料合成人造琥珀。這些合成方法因為含有多種其它化學成分與天然琥珀的化學成分相差較大，另外其中含有的很多物質(zhì)具有毒性，長期佩戴此類制品對人體健康極為不利。同時上述方法合成的人工琥珀在外觀色澤、寶石學物理性質(zhì)(如折射率、密度、紫外熒光等多種參數(shù))與天然琥珀差異十分顯著，準確的講不能定名為“人造琥珀”而應定名為“仿琥珀塑料(樹脂)”。有機寶石琥珀的合成應從天然琥珀本身的化學成分及其性質(zhì)研究出發(fā)，制備出與天然琥珀近似的人工有機寶石材料。目前尚無從天然琥珀本身的化學成分出發(fā)，合成與之化學成分基本一致的有機化合物的相關(guān)研究文獻及發(fā)明專利的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種有機琥珀的制備方法，通過該方法制備與琥珀化學成分基本一致的有機化合物，將其做為天然琥珀的替代品，滿足科學研究和市場需求。本發(fā)明中以丁二酸、丙三醇、苯酐為原料進行合成，將丁二酸、丙三醇和苯酐混合后，以3-5°C /min的升溫速度，逐步升溫至160_170°C，保溫2_3小時后，再以每分鐘3_5°C /min的升溫速度，逐步升溫至200-210°C，保溫2-3小時，自然冷卻至室溫后，即得有機琥珀。本發(fā)明所述丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為1-3:1: I。本發(fā)明另一目的在于提供一種有機琥珀，該琥珀色澤和觸感接近天然琥珀，且無
毒無害。通過對大量天然琥珀樣品的光譜學分析測試研究，發(fā)現(xiàn)琥珀中的主體成分為丁二酸(又稱“琥珀酸”)和多元醇(以丙三醇為代表)，另外還含有少量萜類化合物。因此本發(fā)明選用分析純的丁二酸(白色粉末)、丙三醇(透明粘稠液體)和苯酐作為合成原料，根據(jù)三種物質(zhì)摩爾比的不同，可以形成性質(zhì)各異的有機化合物，根據(jù)大量實驗的比對研究，進行了篩選，去除了合成化合物與天然琥珀外觀及性質(zhì)差異較大的配比配方，采用以下配比進行化合物的合成，其合成產(chǎn)品與天然琥珀最為接近，具體可以有以下化學反應UC4H6O4 (丁二酸)+C3H8O3 (丙三醇)+C8H4O3 (苯酐)=C15H1609+H20 本反應中丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為I: I: I
2、C4H6O4(丁二酸)+C3H8O3 (丙三醇)+C8H4O3 (苯酐)=C15H24012+H20本反應中丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為2:1:1
3、C4H6O4(丁二酸)+C3H8O3 (丙三醇)+C8H4O3 (苯酐)=C15H24012+H20本反應中丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為3:1:1
通過本發(fā)明方法制備得到的有機琥珀在折射率有細微的差異，按照丁二酸丙三醇苯酐的物質(zhì)量比為1:1:1的比例制備的有機琥珀折射率為1.55-1.56 ;采用丁二酸丙三醇苯酐的物質(zhì)量比為2:1:1的比例制備的合成琥珀的折射率為I. 52-1. 53。采用丁二酸丙三醇苯酐的物質(zhì)量比為3:1:1的比例制備的合成琥珀的折射率為I. 52。天然琥珀的折射率參考值為I. 55，與丁二酸丙三醇苯酐的物質(zhì)量比為1:1:1的比例制備的有機琥珀基 本一致，但丁二酸丙三醇苯酐的物質(zhì)量比為2:1:1的比例制備的有機琥珀在色澤和觸感方面與天然琥珀更為接近。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)制備的有機琥珀，具有以下的優(yōu)點和技術(shù)效果
1、合成方法簡單、易操作、一步合成、成本低、無污染，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；
2、合成的有機琥珀與天然琥珀的化學成分基本一致，因此具有天然琥珀的色澤外觀，是其本身的性質(zhì)，不需要添加致色劑；其物理性質(zhì)如折射率，與天然琥珀一致；
3、本發(fā)明選用的原材料丁二酸、丙三醇、苯酐都屬于天然有機產(chǎn)物，合成的有機琥珀是分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的高分子化合物，均對人體無毒無害，適合制作成工藝品，隨身佩戴。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明保護范圍不局限于所述內(nèi)容。實施例I :有機琥珀的制備方法，具體操作如下
將丁二酸粉末倒入坩堝內(nèi)，然后加入苯酐粉末，將兩者充分混勻后，加入丙三醇，攪拌均勻，其中丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為1:1:1，然后以51 /min的升溫速度緩慢由室溫升溫至160°C，保溫3小時進行預燒；最后3°C /min的升溫速度緩慢由160°C升溫至200°C，保溫3小時進行固化，固化完成后自然冷卻至室溫，取出即得有機琥珀。采用該配比比例生成的有機琥珀折射率為I. 55，密度為I. 11，紫外熒光長短波下均為弱藍綠色，外觀呈黃褐色，透明至半透明，油脂光澤，硬度與天然琥珀相近，本配比所合成的琥珀的物理化學性質(zhì)及其外觀均與天然琥珀極為相近，天然琥珀的折射率為I. 55，密度為I. 08。實施例2 :有機琥珀的制備方法，具體操作如下
將丁二酸粉末倒入坩堝內(nèi)，然后加入苯酐粉末，將兩者充分混勻后，加入丙三醇，用攪拌棒將其混合均勻，其中丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為2:1:1，然后以3 V /min的升溫速度緩慢由室溫升溫至170 °C，保溫2小時進行預燒；最后5 V /min的升溫速度緩慢由170°C升溫至210 °C，保溫2小時進行固化，固化完成后自然冷卻至室溫，取出即得有機琥珀。采用該配比生成的有機琥珀折射率為I. 52，密度為I. 31，紫外熒光長短波下均為弱藍綠色，外觀呈淡黃褐色，透明至半透明，油脂光澤，硬度與天然琥珀相比較低。
實施例3 :有機琥珀的制備方法，具體操作如下
將丁二酸粉末倒入坩堝內(nèi)，然后加入苯酐粉末，將兩者充分混勻后，加入丙三醇，攪拌均勻，其中丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為3:1:1，然后以4 V /min的升溫速度緩慢由室溫升溫至165 °C，保溫2. 5小時進行預燒；最后4 °C/min的升溫速度緩慢由165°C升溫至205 °C，保溫2. 5小時進行固化，固化完成后自然冷卻至室溫，取出即得有機琥珀。
采用該配比比例生成的有機琥珀折射率為I. 52，密度為I. 39，紫外熒光長短波下均為弱綠色，外觀呈極淡黃褐色，半透明至不透明，油脂光澤，硬度比天然琥珀低。
權(quán)利要求
1.一種有機琥珀的制備方法，其特征在于以丁二酸、丙三醇、苯酐為原料進行合成，首先將丁二酸、丙三醇和苯酐混合后，以3-5°C /min的升溫速度，逐步升溫至160_170°C，保溫2-3小時后，再以每分鐘3-5°C /min的升溫速度，逐步升溫至200_210°C，保溫2_3小時，自然冷卻至室溫后，即得有機琥珀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機琥珀的制備方法，其特征在于丁二酸丙三醇苯酐的摩爾比為1-3:1: I。
3.—種權(quán)利要求I所述有機琥珀的制備方法制得的有機琥珀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機琥珀的制備方法，具體涉及采用丁二酸、丙三醇、苯酐作為原料，采用逐步升溫法，以3-5℃/min的升溫速度，逐漸升溫至160-170℃，保溫2-3小時，然后再以3-5℃/min的升溫速度，逐漸升溫至200-210℃保溫2-3小時，完成固化即得有機琥珀；采用該方法制備的合成琥珀與天然琥珀在化學成分上極為近似，同時具有和天然琥珀相似的色澤、觸感、折射率等物理性質(zhì)，且該方法操作簡單，成本低，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C67/08GK102863332SQ20121036918
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者董鹍, 饒之帆, 楊曉云, 林勁暢, 崔小英 申請人:昆明理工大學