扁桃酸的工业合成法
邻氯扁桃酸的合成
邻氯扁桃酸的合成
邻氯扁桃酸（PCLTA）是一种有重要用途的有机化合物，它通常用于制备有机非离子表面活性剂、染料和脂肪酸酯类化合物等。
它也被用作某些药物和农药的原料。
本文将介绍如何从氯苯乙酮（CPE）合成邻氯扁桃酸。
合成步骤：
第一步：将氯苯乙酮（CPE）加入一定比例的氢氧化钠溶液中，再添加过量的一水氯仿，搅拌均匀。
第二步：将溶液放入反应釜中，加热至50℃，调整搅拌速度，控制反应温度在50℃左右。
第三步：加入适量的酸，控制反应pH值在6～6.5之间，然后继续加热至90℃，反应时间约为1小时。
第四步：利用离心机将反应液分离，进行净化操作，得到邻氯扁桃酸（PCLTA）。
反应机理：
本合成反应原料为氯苯乙酮，在氢氧化钠水溶液中，氯苯乙酮的-OCH3基团发生缩合，在一水氯仿的存在下，由于氢氧化钠的存在，氯苯乙酮中的-OCH3基团发生季铵基甲烷取代反应，产生了氯基苯甲酰甲肼，此中间产物又与氯苯乙酮缩合，经过酸处理，分离提纯即得最终产物邻氯扁桃酸。
总结：
本文介绍了如何从氯苯乙酮（CPE）合成邻氯扁桃酸（PCLTA），
原理简单明了，反应步骤简单，并且反应条件要求不高，合成所需的原料和设备也较为容易获得。
但是，由于本反应产物的杂质较多，在分离纯化过程容易出现一定的滞后，所以还需要在反应过程中采取有效的控制措施，避免反应产物的变质。
扁桃酸制备
扁桃酸的制备【实验目的】1. 通过扁桃酸的合成进一步了解相转移催化反应。
2. 进一步认识卡宾的形成和反应。
【实验原理】扁桃酸有名苦杏仁酸，是有机合成的中间体，也是口服治疗尿路感染的药物。
他含有一个手性碳原子，化学方法合成得到的是外消旋体。
用旋光性的碱如麻黄素可拆分为具有旋光性的组分。
扁桃酸传统上可用扁桃腈[C 6H 5CH(OH)CN]和α，α-二氯苯乙酮(C 6H 5COCHCl 2)的水解来制备，但反应合成路线长、操作不便且欠安全。
本实验采用相转移催化反应，一步可得到产物，显示了PTC 反应的优点。
反应式如下+C 6H 5CH O CHCl 3C 6H 5CHCO 2H OH *H +反应机理一般认为是反应中产生的二氯卡宾与苯甲醛的羰基加成，再经重排及水解生成扁桃酸。
C 6H 5CH O C 6H 5H CO Cl Cl C 6H 5CHCOCl Cl C 6H 5CHCO 2H OH 2OH -+【药品】苯甲醛(新蒸)、氯仿、TEDA 、氢氧化钠、乙醚、硫酸、甲苯、无水硫酸钠、无水乙醇。
【实验步骤】在50 mL 装有搅拌器[1]、回流冷凝管和温度计的三颈烧瓶中，加入 3.0 mL(3.15g ，0.03 mol)苯甲醛、0.3 gTEBA 和6 ml 氯仿。
开动搅拌，早水浴加热，带温度上升至50~60℃，字冷凝管上口慢慢滴加由5.7 g 氢氧化钠和5.7 mL 水配置的50%的氢氧化钠溶液[2]。
滴加过程中控制反应温度在60~65℃，约需 45 min 加完。
加完后，保持此温度继续搅拌1 h [3]。
将反应液用50 mL 水稀释，用20 mL 乙醚分2次萃取，合并萃取液，倒入指定容器待回收乙醚。
此时水层为亮黄色透明状，用50%硫酸算话至PH为2~3后，再每次用10 mL乙醚萃取2次，合并酸化后的醚萃取液，用等体积的水洗涤1次，醚层用无水硫酸钠干燥。
在水浴上蒸去乙醚，并用水泵减压抽滤净残留的乙醚[4],得粗产物约 2 g。
DL扁桃酸的合成
Figure 1 另外，值得一提的是相转移催化剂除了用季胺盐以外，也有利用冠醚的。利用冠醚的相 转移催化剂通常得到的结果比季胺盐的要稍好。
2.4 乙醛甲酸缩合法
作为邻羟基扁桃酸是扁桃酸的重要衍生物之一， 它可以通过取代酚与乙醛甲酸或乙醛甲 酸酯缩合而(如 Scheme 4)[14]。这些方法可以得到 80%左右的收率。此外，除了报道它们的 消旋体外， 也有人尝试利用这种合成法通过不对称合成的方式得到手性的邻羟基扁桃酸， 对 于特定的底物最高可以得到 95%ee[15]。另外，也有人报道过萘酚与乙醛甲酸缩合得到类扁 桃酸[16]。
1. 引 言
扁桃酸(mandelic acid)，又称苦杏仁酸，或α-羟基苯乙酸。它是重要的有机合成中间 体，同时，由于其具有较强的抑菌作用，可直接口服用于治疗泌尿系统感染疾病。扁桃酸也 是合成许多抗生素的中间体。另外，由于扁桃酸具有手性分子，其具有光学活性的单体常常 是合成许多手性药物的中间体，因此，它在医药合成中具有广泛的用途[1]。关于扁桃酸的合 成，早期采用的方法主要有两种：一是苯甲醛氰化法，它通过合成的羟基苯乙腈直接水解， 就可以得到扁桃酸[2]；二是苯乙酮衍生法，它通过苯乙酮氯代成α,α—二氯苯乙酮，然后再 水解，便得到产物扁桃酸[3]。早期的这两种方法各有缺点，因而人们一直在探索改进扁桃酸 的合成方法。相转移催化(PTC)是有机化学领域中的一项重要进展，自60年代末提出至今， 已广泛应用于有机合成的许多领域。 A.Merz于1974年报导了用PTC反应合成扁桃酸(Mandelic acid)及其两个同系物，对甲基扁桃酸和对甲氧基扁桃酸。由于此法也适用于其他的取代芳 香醛，因此，利用相转移催化剂催化氯仿对芳香环取代反应得到相应的扁桃酸衍生物，此法 提供了合成扁桃酸同系物的方便路线[4]。此外，也有报道利用Friedel–Crafts法制备手性的扁 桃酸[5-11]。 下面分别介绍上述四种方法：
相转移催化法合成扁桃酸的工艺研究
扁桃 酸 （ ｍ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ） 具 有 较 强 的 抑 菌 作 用， 可用于 治疗 泌尿 系统等 疾病 ， 它在 医药 合成 中 具有 广 泛 的 用 途 ． 用 于合 成 环 扁 桃 酸 酯 、 头 孢 羟 唑、 羟苄 唑 、 匹莫 林 以及 一些 抗 生 素类 药 物． 也 用
２ ０ １ ６年 １ １ 月
文章编号 ： １ ０ ０ ７ － ２ ８ ５ ３ （ ２ ０ １ ６ ） １ １ － ０ ０ １ ５ — ０ ５
相 转移 催化 法合 成扁 桃 酸 的工 艺研 究
于 丽颖 ， 罗亚楠 ，郑 凤 梅
（ １ ． 吉林化工学院 化学 与制药工程学 院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ； ２ ． 吉化炼油厂 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ １ ）
基本相符． 关 键 词： 扁桃 酸 ； 十六烷基三 甲基溴化铵 ； 一 环糊精 ； 相转移催化
文 献 标 志码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ０ ３ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｅ ｎ ２ ２ — １ ２ ４ ９ ． ２ ０ １ ６ ． １ １ ． Ｏ Ｏ ４ 中 图分 类 号 ： ０ ６ ２ ２ ． ５
第３ ３卷
第 １ １ 期
吉 林 化 工 学 院 学 报
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ｊ Ｉ Ｌ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｅ ＯＦ Ｃ ＨＥ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＯ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
பைடு நூலகம்
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． １ １ ＮＯ Ｖ ． ２ ０１ ６
产物产率的影响． 在单因素实 验的基础上 ， 根据 Ｂ ｏ ｘ — Ｂ ｅ ｎ ｈ ｎ ｋ ｅ ｎ设计原 理 ， 设 计三 因素三水平 响应 面分析 法， 建立二 次多项式 回归方程 的预测模型 ， 获得最佳工艺参数 ： 反应温度 ８ ０℃ ， 反应 时间 ２ ． １ ６ ｈ ， 催化剂 用量 ７ ． ５ ４％（ Ｃ Ｔ Ｍ Ａ Ｂ占 ５ ． ３ ７％， 口 － Ｃ Ｄ 占２ ． １ ７ ％） ， 摩尔 比ｎ （ 苯 甲醛 ） ： ｎ （ 氯仿 ） ：１ ： １ ． ３ ８ ． 在此条件下通过 曲面响应法预测 的扁桃酸的理论 产率为 ６ ３ ． １ ６％， 实际测得 扁桃 酸的产率 均值 为 ６ ３ ． ｏ ０ ％， 与理论 预测 值
超声波与相转移催化合成扁桃酸
作者简介：刘志雄（１９７３－），男，湖南新化人，讲师，硕士，从事化学工程和工艺的教学与研究，研究方向：医药中间体合成工艺研究。
（Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｚｈｘｉ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ）收稿日期：２００７－０９－２７第３７卷第６期２００７年１２月Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．６Ｄｅｃ２００７超声波与相转移催化合成扁桃酸刘志雄（吉首大学化学化工学院湖南吉首市４１６０００）摘要：以超声波、相转移催化法合成了扁桃酸，同时采用正交设计法确定了反应优惠条件：以ＴＢＡＢ作相转移催化剂、原料配比ｎ（苯甲醛）∶ｎ（氯仿）＝１∶２．５、４０％的氢氧化钠、超声波功率１６０Ｗ、反应温度６０℃。
优惠条件下收率达到８７．６％。
由于采用低浓度的氢氧化钠，给生产操作带来了方便。
关键词：扁桃酸；超声波；相转移催化；季铵盐；正交设计法中图分类号：ＴＱ４６５．１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－９２１２（２００７）０６－００３３－０３ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＭａｎｄｅｌｉｃＡｃｉｄＰｒｏｍｏｔｅｄｂｙＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＰｈａｓｅＴｒａｎｓｆｅｒＣａｔａｌｙｓｔＬＩＵＺｈｉ－ｘｉｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｓｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｓｈｏｕ４１６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｎｄｅｌｉｃａｃｉｄｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ．Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｎｔｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｃａｔａｌｙｓｔｗａｓＴＢＡＢ，ｍｏｌｅｒａｔｉｏｏｆＣ６Ｈ５ＣＨＯａｎｄＣＨＣｌ３ｗａｓ１∶１．２５，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐｏｗｅｒ１６０Ｗ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ６０℃．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆ８７．６５％ｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．ＵｓｉｎｇｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＮａＯＨｂｒｏｕｇｈｔｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｄｅｌｉｃａｃｉｄ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ；ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｃａｔａｌｙｓｉｓ；ｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!医药及中间体精细化工中间体ＦＩＮＥＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥＳ１前言扁桃酸具有较强的抑菌作用，可用来治疗泌尿系统的疾病，是合成药环扁桃酯及滴眼药羟基苄唑药物和羟苄头孢菌素唑等的中间体［１，２］。
DL扁桃酸的合成
2.2 苯乙酮衍生法
此法是通过苯乙酮的α甲基被两个卤素取代，然后水解得到扁桃酸盐，最后，用稀酸处 理得到扁桃酸（如Scheme 2）[3]。虽然它有三步反应，但每一步的收率都很高。该路线存在 的闻题是每一步使用的溶剂量大，产品的质量(外观及含量)不高，产品的成本降不下来。为 此，有些报道集中在溶剂的回收套用，产品及中间体的纯化，以及产品的提取与纯化等方面 进行了深入的研究，使之更贴近工业化要求，达到降低成本，提高效益的目的。
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The study on the synthesis of DL-mandelic acid
Bin He, Yan Li
Guilin medical college, Guangxi, Guilin, China PRC, 541004 Abstract
参考文献
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相转移催化法合成扁桃酸
相转移催化法合成扁桃酸
孙荣祖
【期刊名称】《江苏化工》
【年(卷),期】1991(000)003
【摘要】本文报道了以苯甲醛和氯仿为原料,通过相转移催化合成了扁桃酸,工艺简单,收率达60％,含量为99.15％。
具有工业生产价值。
扁桃酸化学名为a一经基苯乙酸。
【总页数】2页(P22-23)
【作者】孙荣祖
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ243.4
【相关文献】
1.相转移催化法合成对叔丁基扁桃酸 [J], 何佺;彭阳峰
2.相转移催化法合成扁桃酸及其同系物 [J], 童兴龙;郑良华
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4.相转移催化法合成dl-扁桃酸的研究 [J], 李庆新;
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相转移催化法合成扁桃酸的工艺研究
相转移催化法合成扁桃酸的工艺研究于丽颖;罗亚楠;郑凤梅【摘要】采用平行反应器，以苯甲醛、氯仿为原料，以氢氧化钠为碱剂，十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）和β-环糊精（β-CD）复合催化剂为相转移催化剂合成了扁桃酸．通过测熔点和IR分析对产物进行了表征．采用单因素实验法研究了相转移催化剂种类、反应物的摩尔配比、反应时间、反应温度、催化剂用量等对产物产率的影响．在单因素实验的基础上，根据Box-Benhnken设计原理，设计三因素三水平响应面分析法，建立二次多项式回归方程的预测模型，获得最佳工艺参数：反应温度80℃，反应时间2．16 h，催化剂用量7．54％（CTMAB占5．37％，β-CD占2．17％），摩尔比n（苯甲醛）n（氯仿）＝11．38．在此条件下通过曲面响应法预测的扁桃酸的理论产率为63．16％，实际测得扁桃酸的产率均值为63．00％，与理论预测值基本相符．%Taking mandelic acid has been synthesized from benzaldehyde and chloroform using sodium hydroxide as alkali agent by adopting Multi-Zone ReactionPlatform,hexadecyl trimethyl ammonium bromide and β-cyclodextrin as phase transfer catalyst.Structures of products were determined by means of micro-melting point measuring instrument and IR spectra.By a single factor test,effects of PTC types,reactants ratio,reaction time,reaction temperature and catalyst dosage etc. on reaction were studied. On the basis of single factor experiments,a quadratic polynomial regression equation of the forecasting model was set up by using Box-Behnken design.The optinal reaction parameters were obtained as follows:reaction temperature 80℃,reaction time 2.16h,catalyst (hexadecyl trimethylammonium bromide andβ-cyclodextrin)dosage 7.54%(compare to benzaldehyde),reactants ratio n (benzaldehyde) n(chloroform)=11.38.Under the optimum conditions,the average experimental yield of mandelic acid was up to 63. 00%,which agreed with the predicted value of 63.16%.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2016(033)011【总页数】5页(P15-19)【关键词】扁桃酸;十六烷基三甲基溴化铵;β-环糊精;相转移催化【作者】于丽颖;罗亚楠;郑凤梅【作者单位】吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林吉林132022;吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林吉林132022;吉化炼油厂，吉林吉林132021【正文语种】中文【中图分类】O622.5扁桃酸(mandelic acid)具有较强的抑菌作用，可用于治疗泌尿系统等疾病，它在医药合成中具有广泛的用途.用于合成环扁桃酸酯、头孢羟唑、羟苄唑、匹莫林以及一些抗生素类药物.也用作防腐剂.有机合成中扁桃酸是很好的对映体胺、醇的拆分试剂，可作为不对称还原、Diels-Alder反应的手性模板，也可作为手性反应的起始物[1-2].当前，合成对氯扁桃酸的方法主要对氯苯甲醛氰化法、苯乙酮法和相转移催化法.其中对氯苯甲醛氰化法很易发生安息香反应，生成对氯苯甲酸，使得产率低、纯度低、难以纯化，且使用了剧毒物质氰化钠.苯乙酮二氯代水解酸化法中的原料氯气有剧毒，且该反应是多步反应，操作步骤繁琐，比较难控制.而相转移催化法不需要使用强碱和无水条件，给实验操作带来很大方便，同时还缩短了反应时间，简化了操作步骤，收率也有较大的提高，是目前较常用的对氯扁桃酸合成方法.季铵盐类相转移催化剂(PTC)是合成扁桃酸中使用的最多的一种 [3-6].在分子中引入脂溶性长碳链(如CTMAB)，使得季铵盐中阳离子部分与阴离子部分距离比较远，在有机溶剂中分得较开，提高了亲核试剂的亲核活性，增强了季铵盐的络合能力从而使它具有较好的相转移能力.β-CD 是一种环状低聚糖，环糊精具有疏水内腔和亲水的外腔，可作为主体和许多客体物质形成包含络合物，表现出优良特性，包括对不同反应的催化活性[7-10].我们设计选用CTMAB和β-CD作为复合催化剂催化合成扁桃酸，将CTMAB的相转移能力同β-CD的包络作用相结合，提高产率，增强反应的选择性，降低副反应的发生率.1.1 仪器与试剂L-760型平行反应器(北京来亨仪器公司)；RE-2000A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器公司)；WRS-2微型熔点仪(上海精密科学仪器有限公司)；Nicolet6700型号傅立叶变换红外光谱(KBr压片/美国热电).对氯苯甲醛(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)，三氯甲烷(分析纯，烟台市双双化工有限公司)，乙酸乙酯(分析纯，天津市永大化学试剂有限公司)，十六烷基三甲基溴化铵(分析纯，天津市兴复精细化工研究所)，β-环糊精(分析纯，成都科龙有限公司)，氢氧化钠(分析纯，天津市北方天医化学试剂厂)，无水硫酸镁(分析纯，天津市永大化学试剂有限公司)，甲苯(分析纯，天津市永大化学试剂有限公司)，除苯甲醛外其它试剂使用前未经进一步处理.1.2 实验方法在配有搅拌磁子的厚壁试管的平行反应器中加入新蒸馏苯甲醛1.60 g(0.02 mol)、氯仿3.40 g(0.03 mol)和一定量相转移催化剂.加热搅拌，当温度升至80 ℃时，开始缓缓滴加质量分数为50%氢氧化钠溶液2.4 mL，继续反应2 h.反应完毕，加入适量水使固体全溶.用分液漏斗分去下层氯仿层，水层用98%浓硫酸酸化至pH=1，再用25 mL乙酸乙酯分3次萃取，加无水硫酸镁静置干燥20 min.将干燥后的溶液于旋转蒸发仪中旋蒸除去乙酸乙酯，剩余产物冷却，过滤干燥得粗产物.将粗产品用甲苯进行重结晶，活性炭脱色，得到目标产物扁桃酸，计算产率.用熔点仪测其熔点及其红外光谱表征其结构.2.1 单因素实验2.1.1 催化剂种类对产物产率的影响按“1.2”项下方法，改用不同种类的相转移催化剂，考察催化剂种类对产物产率的影响.实验结果见表1.由表1可知，CTMAB+β-CD复合催化活性催化目标产物产率较单一催化剂效率高，主要原因为一方面β-CD用其空穴结构束缚苯甲醛，减少了自身的歧化反应，从而降低了杂质和副产物生成的几率.2.1.2 反应时间对产物产率的影响按“1.2”项下方法，以CTMAB+β-CD为反应催化剂，改变反应时间，考察反应时间对产物产率的影响.实验结果见表2.由表2可知，随着反应时间的增长，产物的产率先增加后降低.2 h之前，随着反应时间的增加产率呈明显增加趋势，当反应时间为2h时产物的产率最高，但若继续增长反应时间，产物的产率又呈下降趋势.可能因为反应时间延长后加剧氧化和脱缩反应等副反应.2.1.3 反应物料比对产物产率的影响按“1.2”项下方法，以CTMAB+β-CD为反应催化剂，考察反应物料比对产物产率的影响.实验结果见表3.由表3可知，随着氯仿加入量的增加，扁桃酸的产率先增高后降低.当n(苯甲醛)n(氯仿)=11.89时，产物产率最高.主要原因可能为氯仿在此反应中主要起到两种作用，一是与氢氧化钠反应生成二氯卡宾作为反应物参加反应，继续增加氯仿的量，溶剂作用占据主导地位，促使反应物浓度降低而导致产率下降.还有一部分氯仿将作为回流溶剂.2.1.4 加热温度对产物产率的影响按“1.2”项下方法，以CTMAB+β-CD为反应催化剂，改变反应温度，考察反应温度对产物产率的影响，实验结果见表4.由表4可知，随着温度增加，扁桃酸的产率也将随之增长.但是当温度增至80 ℃后，产率基本保持平稳即不再继续增长.80 ℃以下随着温度增长产率逐渐递增，可能是因为氯仿的沸点为61 ℃，温度过低时氯仿很难有效地进行回流，当温度高一些时氯仿可以有效地发挥作用.80 ℃以上随着温度的递增产率基本保持不变，可能因为一方面CTMAB含有长链(十六烷基)和三个甲基从而很难发生霍夫曼消除副反应，另一方面，复配的β-CD催化剂可以包裹苯甲醛，使反应专一发生，基本没有副产物苯甲酸的发生.2.1.5 催化剂用量对产物产率的影响按“1.2”项下方法，以CTMAB+β-CD为反应催化剂，改变催化剂用量，考察催化剂用量(占苯甲醛的摩尔百分比)对产物产率的影响.实验结果见表5.由表5可知，随着复合催化剂总量的递增，扁桃酸的产率呈现先增后减的趋势，当CTMAB+β-CD复合催化剂的用量为苯甲醛的7%(摩尔百分比)时，产率达到最高，太高太低都将影响产率.2.2 曲面响应法研究2.2.1 响应面试验结果根据单因素实验结果，选取物料摩尔比(X1)、反应时间(X2)、催化剂用量(X3)三个因素，根据Box-Behnken的实验设计原理进行响应面实验，方案及实验结果见表6.2.2.2 响应面试验分析利用Design Expert对表6数据进行二次多元回归方程拟合，得到物料摩尔比(X1)、反应时间(X2)、催化剂用量(X3)对扁桃酸产率二次多元回归方程为：Y=61.14-7.33X1+1.20X2-0.37X3-2.33X1X2-1.00X1X3+2.65X2X3-8...模型方差分析结果见表7.表7可以看出，对扁桃酸产率所建立的二次多项模型极著性(P<0.01).失拟项P=0.096 7，不显著；模型的决定系数R2=0.995 5，调整确定系数=0.989 7，说明该模型能解释98.97%响应值的变化.通过模型方程所作的响应曲面图及等高线，结果见图1～3.由图1、3可知，物料摩尔比与反应时间、反应时间与催化剂用量对相转移催化合成扁桃酸产率影响较显著.通过Design Expert分析得到模型最佳数据为加热温度80 ℃，反应时间2.16 h，催化剂用量7.54%，摩尔比n(苯甲醛)n(氯仿)=11.38.此条件下获得扁桃酸的理论产率为63.16%.为检验上述方法的可靠性，采用得到的最佳提取条件进行3次平行试验的产率均值为63.00%，与理论值接近.因此采用响应曲面法优化得到的合成条件参数基本准确可靠，具有一定的实用价值.2.3 目标产物表征2.3.1 熔点测定扁桃酸标准品的初熔、终熔熔点值为118 ℃、121 ℃.实验测量的熔点为118.5 ℃，达到目标产物扁桃酸的标准品熔点，可以粗略估计所得产物为目标产物扁桃酸.2.3.2 IR测定产物红外光谱主要基团特征吸收峰(cm-1)为：3 399 cm-1 (醇羟基O—H键伸缩振动吸收峰)，3 070～2 892 cm-1(羧羟基伸缩振动吸收峰)，1 716 cm-1(羧酸羰基伸缩振动吸收峰)，1 298 cm-1(羧基C—O伸缩振动吸收峰)，1 063 cm-1(羟基C—O伸缩振动吸收峰)，941 cm-1(羧基O—H键弯曲振动吸收峰)，1 587,1 497,1 453 cm-1(苯环骨架伸缩振动吸收峰)，732，697 cm-1(苯环一取代吸收峰).以上结果表明，可以初步断定产物为目标产物.研究采用平行反应器，以苯甲醛、氯仿为原料，以氢氧化钠为碱剂，CTMAB+β-CD复合催化剂为相转移催化剂合成了扁桃酸.通过单因素实验和响应面实验设计，确定了用CTMAB和β-CD复合催化剂催化合成扁桃酸的最佳工艺条件为：反应温度80℃，反应时间2.16h，催化剂用量7.54%(CTMAB占5.37%，β-CD占2.17%)，摩尔比n(苯甲醛)n(氯仿)=11.38.通过熔点测定和红外光谱分析对扁桃酸进行了定性表征，确定了合成的产物为扁桃酸.实验发现，用CTMAB和β-CD复合催化剂为相转移催化剂合成扁桃酸的产率比使用一种催化剂的产率高，得到的产品纯度高、色泽好.此工艺具有潜在的应用前景，深入研究有待进一步开展.*通信作者：罗亚楠，E-mail:********************【相关文献】[1] 苏为科,何潮洪.医药中间体制备方法(抗菌药中间体)[M].北京:化学工业出版社,2001,514-516.[2] 禹茂章,包文滁,喻忠厚,等译.精细化学品辞典[M].第2版.北京:化学工业出版社,1994:902-904.[3] Corson BB.The preparation of Substituted mandelic acids and their Bacteriological effects[J].New York:John Wiley&Sons Inc,1941,21(1):336-342.[4] Merz A.Phrase transfer catalyzed reactions Ⅳ.Simpler mandelic acidsynthesis[J].Synthes Is,1974,10:724-726.[5] Dehmlow EW.相转移催化作用[M].北京:化学工业出版社,1988:247-251.[6] 吴珊珊,魏运洋,周凤儿,等.相转移催化法合成扁桃酸[J].江苏化工,2004,32(1):31,39-41.[7] 方渡.有机化学[M].北京:学苑出版社,2002:378,256-258.[8] 成乐琴，杨英杰，于丽颖.2,2-二甲基丙酸的合成工艺研究[J].吉林化工学院学报，2003，20(4)：54-55.[9] 肖敏,王树信,胡芳,等.环糊精与季盐协同增效羟基苯乙酸的相转移催化合成[J].化学试剂,1997,19(5)：270-276.[10] 梁春华.搅拌速度对聚合物相转移催化剂催化性能的研究[J].吉林化工学院学报，2004，21(2)：21-22.。
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图1
工艺流程图
贵 州 化 工 12
Guizhou Chemical Industry
2007 年 2 月 第 32 卷第 1 期
层分析, 待反应完全或料液颜色变黄时 , 停止通氯气 ( 一般反应 需 5~ 6h) 。接着加 入碎冰搅 拌静置 分 层, 从釜底放去水层 , 有机层抽入计量槽内备用。 4. 2. 3 水解 在装有搅拌装置的搪瓷反应釜内, 放入计量好 的氢氧化钠 , 然后滴加氯化物, 控制在 1h 内滴完, 温 度不超过 650 。滴完后在 650 下搅拌 3h, 然后在 加入盐酸酸化, 并冷却。用醚萃取有机物, 静置后分 去水层, 萃取层放入脱色釜内。 4. 2. 4 脱色、 重结晶 、 过滤和干燥 在脱色釜内先进行常压蒸馏以回收乙醚, 然后 加入苯和活性炭进行升温脱色, 脱色后趁热放入过 滤池内, 滤液进干燥箱得成品扁桃酸, 含量大于等于 99% 。
( 收稿日期 2006- 12- 27)
5
结
论
作者简介
由于扁桃酸为手性分子 , 有 R/ S 两种构型。单 一构型的扁桃酸所合成的药物与外消旋的扁桃酸相 比, 不仅药效提高一倍, 更关键是副作用下降, 而且
何晓强 ( 1971- ) , 男 , 硕 士生 , 讲师 , 主 要从 事化 工方 面 的研究。
[ 1]
3
工艺路线的选择
扁桃酸的合成方法主要有三种 , 分别是以苯甲
醛、 苯乙酮和苯为原料来合成 , 以苯、 乙醛酸法合成 扁桃酸 , 三废量大 , 水污染严重, 而且成本高 , 不适宜 采用; 以苯甲醛为原来合成扁桃酸因工艺路线长, 投 资费用高, 而又使用剧毒物氰化钠 , 故不适宜采用 ; 以苯乙酮为原来合成扁桃酸 , 工艺流程短、 三废排放 量少, 生产易控制 , 投资省 , 收率较高 , 而被采用。
Study on the Synthesis of mandelic acid
H e X iaoqiang ( Dept. of Chemical Engineering, Jing men T echnical College, Jingmen, 448000) Abstract: T hree methods f or synt hesis of mandelic acid w ere introduced in t he art icle, and t heir advantages and disadvantages w ere compared. T he method of mandelic acid synt hesis using hypnone was select ed, and flow chart and operat ion process were studied. Key words: m andelic acid; hypnone; f low chart; operat ion process ( 上接第 10 页)
[ 19] 唐 婧 . 完全混合生物膜发酵制 氢反应器的 运行特性 作者简介 包 云 ( 1980- ) , 女 , 硕 士研 究生 , 主要 研究 方向 : 污 水 处理和环境微生物。
( 收稿日期 2007- 01- 17)
及调控技术 [ D] : [ 硕士 论文 ] . 哈尔滨 : 哈尔 滨工业大 学 , 2005.
Research on Application of Immobilized Cell Technology in Fermentative Hydrogen, China) Abstract: Compare w ith the non- immobilized cell t echnology, t he immobilized cell technology has superiori t y t hat it can obviously raises the hydrogen quant it y. Met hods of immobilized microbial cells preparat ion and t heir carrier are introduced in t he art icle. T he applicat ion of this t echnology in ferment ative hydrogen product ion on the domest ic and abroad are analyzed. Pointed out the t he problem of immobilized cell t echnolog y in fermentative hy drogen product ion and its development are discussed. Key words: immobilized cell t echnology; f erment at ive hydrogen production; carrier H uang Bing L uo H uan ( F acult y of Environment al Science and Engineering Kunming U niversity of Science and T echnology, Kunming
苯乙酮法 , 并给出了工艺流程图和操作步骤。 关键词 中图分类号 T Q 245. 4
1
前
言
2. 3 苯 、 乙醛酸法
扁桃酸 ( mandelic acid) 别名 : 一 羟基苯乙 酸, 俗名扁桃酸、 苦杏仁酸、 苯基乙醇酸。具有较强的抑 菌作用, 可用于治疗泌尿系统疾病 , 同时也是合成血 管扩张药环扁桃酸酯、 滴眼药羟基苄唑 、 匹莫林等 药物的重要中间体 。还可合成红古豆醇酯、 乙酰 基扁桃酰氯和苦杏仁酸乙醇胺等。是一种很重要的 化工中间体。
在许多生 物技术方面应用必须要求是单一性化 合 物。目前市场上对 R 或 S 型扁桃酸单体的需求 远 远大于对其外消旋体的需求。因此将其拆分获得手 性扁桃酸, 不失为一种增强市场竞争力和增加经济
[ 3] 效率的好方法。
参考文献 [ 1] Oda S, I nada Y, K obayashi A , et a1. P roduction o f ethy l ( R) - 2- hydrox y - 4- phenylbutano ate v ia reduction of ethyl- 2 - ox o - 4 - pheny lbutanoate in an interface bioreactor [ J] . Biosci Biotechnol Biochem, 1998, 62 ( 9) : 1762- 1767. [ 2] [ 3] 徐克勤 . 精细 有机 化工原 料及 中间体 手册 [ M ] . 北 京 : 化学工业出版社 , 1998. 李桂银 , 等 . 手性扁桃酸合成的 研究进展 [ J] . 化学 工程 师 , 2006, ( 1) : 26- 29.
2007 年 2 月 第 32 卷第 1 期
贵 州 化
工 11
Guizhou Chemical Industr y
扁桃酸的工业合成法
何晓强
( 湖北荆门职业技术学院化工 学院化工系 , 湖北荆门 , 448000) 摘 要 本文对扁桃酸常用的三种 合成方法进行了介绍 , 对其工 业化生 产的优 缺点进 行了对 比 , 最 终选定 了 扁桃酸 合成工艺 苯乙 酮法 文献标识码 B 文章编号 1008- 9411( 2007) 01- 0011- 02
2
2. 1
主要合成工艺路线[ 2]
以苯甲醛为原料
4
工艺流程图及操作说明
4. 1 工艺流程图 4. 2 操作说明 4. 2. 1 2. 2 以苯乙酮为原料 投料比( 质量 ) M ( 苯乙酮) : m( 冰醋酸 ) : m( 氯气) : m( 碎冰) : m ( 氢氧化钠) : m( 36% 盐酸 ) : m ( 醚) : m ( 苯 ) = 1: 4. 3: 适量: 25: ( 11~ 12) : ( 1. 5~ 2. 0) : 1. 3: ( 2~ 3) 4. 2. 2 氯化 在装有搅拌装置、 带有光照和加热冷却系统的 搪瓷反应釜内放入苯乙酮和冰醋酸。开启搅拌 , 打 开光照灯 , 加热升温到 500 时, 通入 氯气, 让其 反 应掌握先快后慢的通氯速度, 生成的氯化氢尾气经 降膜吸收塔吸收成盐酸。反应期间从釜底取样作薄