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对羟基扁桃酸的合成研究
对羟基扁桃酸的合成研究
第4卷第4期
2004年12月
上海应用技术学院
JOURNALOFSHANGHAIINSTITLrIEOF~OI~1GY
Vl01.4No.4
Dec.2004
文章编号:
1671—7333(2004)04—0283—04
对羟基扁桃酸的合成研究
高峰,何慧红,夏卫红,陆冲2
(1.上海应用技术学院化学工程系,上海,200235;2.华东理工大学材料与工程学院,上海,200237)
摘要:
研究以苯酚和乙醛酸为原料,在氢氧化钠存在下水溶剂合成对羟基扁桃酸的方法,考
察了反应温度,反应时间,反应物摩尔比及后处理阶段pH值等因素对反应收率的影响.结果
表明合成对羟基扁桃酸的最佳反应条件为:
反应温度50℃,反应时间7h,(乙醛酸):
(苯
酚):
(氢氧化钠)=1:
1.25:
1.5,产品收率可达到66.34%.
关键词:
对羟基扁桃酸;苯酚;乙醛酸
中图分类号:
TQ463文献标识码:
A
StudyonSynthesisofParahydroxymandelicAcid
GAOFeng,HEHui—hong,XIAWei—hong,LUChong
(1.Dep8rtrn曲tofCh~nicalEngineering,shangh8iInstituteofTedmolngy,Shanghai,200235,China;
2.SchoolofMaterialSdmeeandEngineering,EastChinaUniversityofSd~mceandTechnology,Shangh~,200237,China)
-
Abstract:
Asynthesisofparahydroxyrnandelicacidbythereactionofphenolwithglyoxylicacidinthepres—
anteofsodiumhydroxidewasstudiedTheresultsshowedthatthebestreactionconditionswere50℃.7
hs,,l(glyoxylicacid):
l(pheno1):
l(sodiumhydroxide)=1:
1.25:
1.5.Theoverallproductrecoveryrate
was66.34%.
Keywords:
parahydroxymandelicacid;phenol;glyoxylicacid
对羟基扁桃酸是重要的医药,农药和香料的中间体,特别在医药上是制备抗高血压新药阿替洛尔
(Atenolo1)的中间体,也是制备广谱抗菌素新药阿莫西林的中间体.对羟基扁桃酸的合成方法大致有以
下几种【l~4J:
(1)苯酚和乙醛酸在氢氧化钠存在下的缩合反应;
(2)苯酚与三氯乙醛反应,三氯甲基基团
水解为羧酸基团;(3)对羟基苯甲醛氰醇水解;(4)对氨基扁桃酸水解.
方法1具有原料易得,工艺简单,成本低等优点,因此从20世纪80年代以来,国外对此方法做了大
量的工作,使工艺日趋成熟,并已实现大规模工业化生产.目前国内虽有厂家生产,但收率偏低,产品在
价格上缺乏竞争力.本文通过工艺条件的优化及技术关键问题的解决,使对羟基扁桃酸的收率达到
66.34%,为工业化生产提供了依据.
1实验部分
1.1试剂和仪器
苯酚,氢氧化钠,盐酸,苯,均为CP级
收稿日期:
2004—02—21
作者简介:
高峰(196o一),男,讲师.
上海应用技术学院第4卷
乙醛酸,乙酸乙酯为工业级
机械搅拌器,三口烧瓶,滴液漏斗,分液漏斗,真空泵,电热碗
1.2实验方法
将装有机械搅拌器,滴液漏斗,温度计和惰性气体(氮气)人口的四口烧瓶置于冰水浴中,搅拌并在
惰性气氛下,在温度小于20℃时,向烧瓶中加入苯酚水溶液若干克,然后加入一定量的40%乙醛酸溶
液及滴加氢氧化钠水溶液.待滴加完毕,升温到一定温度,反应时间大约7h,反应结束,冷却至室温.
反应液用盐酸中和,调节pH,用苯萃取三次以除去未反应的苯酚,水相减压蒸馏得到浓缩液,用乙
酸乙酯萃取,有机相用无水硫酸镁干燥,过滤,减压蒸馏,将所得产品冷却至室温,干燥,得亮黄色的一水
合对羟基扁桃酸固体,熔点为87~88℃,文献值为88~89℃[el.
1.3分析方法
产品的红外图谱在NicoletNagnaIR一550型红外光谱仪上测定,用KBr压片,主要吸收峰为:
1700
ClTI_.
13001200cTrl_.,950~900ClTI_.,3400~3200ClTI一1,1600~1500ClTI一1.
2结果与讨论
2.1合成原理
苯酚与乙醛酸在碱性水溶液中反应,其方程式为:
2.1.1主反应
HO
IC.HO
+(叫)co叫
(1)
由于苯酚受到苯环上羟基的影响,使得羟基的邻对位活泼,可与羰基化合物发生缩合反应,在氢氧
化钠存在下,苯酚变为苯酚钠,苯氧负离子有强的亲核性,在特定条件下,乙醛酸与苯酚对位上的氢发生
缩合,生成对羟基扁桃酸.
2.1.2副反应
本反应的副反应有两种:
(1)乙醛酸与苯酚邻位上的氢缩合反应,生成邻羟基扁桃酸:
HO
(2)
(oH)Co0H
一
般发生此副反应是在强碱性,温度高的情况下.由于生成邻羟基扁桃酸时产物变得粘稠,不仅目
的产物的收率下降,而且给精制也造成很大的因难.因此控制反应温度及pH值显得尤其重要.
(2)乙醛酸发生卡尼查罗(Cannizzar)反应
乙醛酸是属于a位碳原子上无活泼氢的醛类,在浓NaOH或KOH水溶液条件下,其不可避免地会
发生卡尼查罗反应:
C
.
HOC
.
OONaC.H/OHJJJ
2COOH+3NaoH—COONa+COONa+2H20(3)
当氢氧化钠浓度过高时,发生Cannizzaro反应消耗了反应物乙醛酸,使目的产物收率下降.
2.2氢氧化钠的用量对反应结果的影响
氢氧化钠用量的多少对反应结果有举足轻重的影响,在(乙醛酸):
(苯酚)=1:
1.
25,反应温度
50℃,反应时间7h的条件下,改变氢氧化钠用量,结果见图1.
人
第4期高峰,等:
对羟基扁桃酸的合成研究
从图1可以看出:
当乙醛酸与苯酚的摩尔比不变时,氢氧化钠的用量从1.0mol增加到1.5mol时,
收率明显上升,说明氢氧化钠的用量对于反应收率有重要的影响.当氢氧化钠的用量从1.5mol增加
2.0mol时,收率略有下降,说明可能有副反应(尤其是Cannizzaro反应)发生,当反应介质中碱性越强
(即氢氧化钠摩尔比越大),发生卡尼查罗反应的几率越大.因此避免氢氧化钠的过量使用,可抑制副反
应的发生.
2.3苯酚的用量对反应结果的影响
苯酚与乙醛酸合成对羟基扁桃酸,在反应中苯酚是过量的,在(乙醛酸):
t(氢氧化钠)=l:
1.5,
反应温度50℃,反应时间7h的条件下,改变苯酚用量,结果见图2.
\
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图1氢氧化钠的用量与收率的关系
\
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图2苯酚的用量与收率的关系
从图2看出:
当乙醛酸与氢氧化钠的摩尔比一定时,苯酚的用量从1.0mol增加到1.25mol时,收
率从52.85%增至61.33%.这是由于苯酚用量的增加提供足够的苯氧负离子,同时苯酚用量的增加对
反应液的pH值起了一定的调节作用,这是由于苯酚用量的增加降低了反应液的pH值,但苯酚用量大
于1.25mol时,收率反而下降.
2.4反应温度对反应结果的影响
温度直接影响反应的速度,温度越高,反应速度越快,缩短了反应时间,对于提高生产能力有利.但
是反应温度过高,也带来负面影响:
即增加了副反应.温度过低,如在9℃反应虽然可以减少副反应,但
往往需要几天才能完成,为此,在(乙醛酸):
(苯酚):
(氢氧化钠)=1:
1.25:
1.5,反应时间7h下,
考察了反应温度对产品收率的影响,结果见图3.
从图3可以看出:
反应温度在50℃时收率最佳,为66.34%,随着反应温度的升高,收率逐渐下降,
当温度为75℃时,收率仅为44.13%.
2.5反应时间对反应结果的影响
每一个反应都有其特定的反应时间,反应时间太短,转化率低,收率低.反应时间过长,生产能力下
降,能耗增加,因此合适的反应时间对工业化生产有重要的意义,在扎(乙醛酸):
扎(苯酚):
(氢氧化钠)
=1:
1.25:
1.5,反应温度50℃下,考察反应时间对收率的影响,结果列于表1.
表1反应时间与收率的关系
从表1可以看出:
当反应时间从3h增加到5h时,
收率从46.37%增加到60.58%,从5h增加到7h时,
收率从60.58%增加到61.33%,继续增加时间收率变
化小,反应时间以5~7h为宜.
2.6后处理阶段pit以对反应结果的影响
\
褥
图3反应温度与收率的关系
上海应用技术学院第4卷
在后处理阶段,控制不同的pH值对反应收率的影
响见表2.
从表2可以看出:
pH值为5时收率最高,可达
66.34%,而当pH为3时,产物为深色粘稠状固体,这是
由于羟基羧酸在该pH值下发生分解.而当pH值为8
时,收率可达62.00%,这是由于pH在8时,对羟基扁桃
酸是以钠盐的形式存在,在浓缩过程中,钠盐比羟基羧酸
稳定,但与pH为5相比,收率还是略逊一筹.
3结论
表2后处理阶段pH值与收率的关系
综上所述,氢氧化钠,苯酚的用量,反应温度,反应时间,后处理阶段的pH可影响反应的收率.为
抑制副反应的发生,应避免氢氧化钠的过量使用.反应温度应适中,温度过高会引发副反应,收率下降.
反应时间以5~7h为宜.后处理时,调节pH至5时收率最高.
参考文献:
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14—16.
[7]罗彤,智双.苯并二呋喃酮类分散染料的合成及近期发展[J].染料工业,2001.38(3):
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- 羟基 扁桃 合成 研究