扁桃酸的制备
相转移催化剂A_1催化合成扁桃酸
相转移催化剂A21催化合成扁桃酸Ξ李晓如,陈帅华,张剑锋,刘佳佳(中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083)摘要:分子结构为(C8～10H17～21)3N+CH3C l-的季铵盐(A21)经实验证明是合成扁桃酸的一种优良的相转移催化剂,其催化活性要优于其它短碳链的季铵盐和聚乙二醇。
使用季铵盐A21,扁桃酸收率可达92%。
季铵盐A21在分离过程中不乳化,使产物易于分离纯化,还可循环使用,且产率较高。
关 键 词:季铵盐A21;相转移催化;有机合成;扁桃酸中图分类号:O623.65,O625.54,O621.3 文献标识码:A 文章编号:100521511(2001)032241203扁桃酸(m andelic acid)具有较强的抑菌作用,可用于治疗泌尿系统疾病,同时也是合成许多抗生素药物的中间体。
因此,它在医药合成中具有广泛的用途。
关于扁桃酸的合成,早期采用的方法有两种:一是Α2羟基苯乙腈的水解;二是Α,Α2二氯苯乙酮的水解。
前一方法中使用到剧毒氰化物,对人体危害极大;后一方法中Α,Α2二氯苯乙酮具有较强的催泪作用和刺激性。
并且两种方法都是多步反应,因而人们一直在探索改进扁桃酸的合成方法。
20世纪60年代～70年代兴起的相转移催化(phase tran sfer catalysis, PTC)方法,成功地应用于有机合成中的各个领域,如医药和农药的合成。
德国的A.M erz[1]于1974年首次采用PTC方法,合成扁桃酸及其2个衍生物,使用的PTC试剂是苄基三乙基氯化铵(BT EA C),但收率不高。
随后,人们在采用PTC试剂合成扁桃酸方面做了一些改进,但有的反应时间长,条件苛刻[2];有的收率不高[3]。
分子结构为(C8～10H17～21)3N+CH3C l-的季铵盐(A21)是一种优良的PTC试剂,成本诚等[4]曾对A21在有机合成中的酯化、氧化和烷基化反应进行了系统地研究,与其它10余种PTC试剂相比较,发现工业级的季铵盐A21不仅具有最好的催化活性,而且易于分离,还可循环使用。
扁桃酸实验报告
一、实验目的1. 学习掌握扁桃酸提取的基本原理和方法。
2. 了解扁桃酸在植物中的分布及生理功能。
3. 学习使用紫外分光光度法测定扁桃酸含量。
二、实验原理扁桃酸是一种天然存在于植物中的有机酸，具有较强的抗氧化、抗菌、抗炎等生物活性。
本实验采用溶剂提取法从扁桃中提取扁桃酸，并通过紫外分光光度法测定其含量。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：新鲜扁桃、无水乙醇、硫酸、氢氧化钠、乙醚、氯化钠等。
2. 实验仪器：电子天平、紫外分光光度计、旋转蒸发仪、超声波清洗器、恒温水浴锅、研钵、漏斗、烧杯、容量瓶、移液管等。
四、实验步骤1. 扁桃酸提取（1）将新鲜扁桃去核，洗净，晾干。
（2）将扁桃研磨成粉末，过筛。
（3）取5g扁桃粉末，加入50ml无水乙醇，超声提取30分钟。
（4）过滤，取滤液。
（5）将滤液加入硫酸溶液中，调节pH值为2，静置过夜。
（6）取上层溶液，加入乙醚萃取。
（7）旋转蒸发仪蒸干乙醚，得到扁桃酸粗品。
2. 扁桃酸含量测定（1）配制标准溶液：准确称取10mg扁桃酸标准品，加入50ml无水乙醇，超声溶解，配制成100mg/L的标准溶液。
（2）测定吸光度：分别取0.1ml标准溶液和样品溶液，加入1.5ml无水乙醇，混合均匀，以无水乙醇为参比，在波长210nm处测定吸光度。
（3）绘制标准曲线：以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
（4）计算扁桃酸含量：根据样品溶液的吸光度，从标准曲线上查得扁桃酸含量，再根据样品质量计算扁桃酸含量。
五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
结果显示，标准曲线线性良好，相关系数R²=0.998。
2. 扁桃酸含量测定根据样品溶液的吸光度，从标准曲线上查得扁桃酸含量为0.5mg/g。
六、实验讨论1. 实验过程中，超声提取时间对扁桃酸提取率有较大影响。
实验结果表明，超声提取30分钟时，扁桃酸提取率最高。
2. 在酸化过程中，pH值对扁桃酸的沉淀有较大影响。
苯乙醇酸(苦杏仁酸)的合成及拆分
实验名称：（土）-苯乙醇酸（苦杏仁酸）的合成及拆分一、实验目的1.了解（土）-苯乙醇酸的制备原理和方法。
2.学习相转移催化合成基本原理和技术。
3.巩固萃取及重结晶操作技术。
4.了解酸性外消旋体的拆分原理和实验方法。
二、实验原理苯乙醇酸（学名）（俗名是扁桃酸 Mandelic acid,又称苦杏仁酸）可作医药中间体，用于合成环扁桃酸酯、扁桃酸乌洛托品及阿托品类解痛剂；也可用作测定铜和锆的试剂。
本实验利用氯化苄基三乙基铵作为相转移催化剂，将苯甲醛、氯仿和氢氧化钠在同一反应器中进行混合，通过卡宾加成反应直接生成目标产物。
需要指出的是，用化学方法合成的扁桃酸是外消旋体，只有通过手性拆分才能获得对映异构CIOH- H*味HgCHO2CI Cl通过一般化学方法合成的苯乙醇酸只能得到外消旋体。
由于（土）-苯乙醇酸是酸性外消旋体，故可以用碱性旋光体做拆分剂，一般常用（-）-麻黄碱。
拆分时，（土）-苯乙醇酸与（-）-麻黄碱反应形成两种非对映异构的盐，进而可以利用其物理性质（如：溶解度）的差异对其进行分离。
反应式为:（土）-苯乙醇酸⑴庙黄碱I I成盐y（-）-麻黄碱-（-）苯乙（-）-麻黄碱.（4）苯乙醇酸盐I结晶、过浦（+）”菴乙醇酸三、基本操作训练：（含仪器装置和主要流程）减压蒸馏操作及分水装置的操作和应用【操作步骤】合成水樨F?4N+CI- + haOH有机相:R4N*OH-CHOIR"l 十三R4N+CCIS± 屯0V（-）-麻黄减- （+）苯乙醇酸盐（溶干乙醇）C）黄碱-（-）乐乙醇酸盐（从乙醇中析出）¥ _酸解、萃取-恭乙醇醍1依次向25mL圆底烧瓶中加入 3mL苄氯，3.5mL三乙胺，6mL苯，加几粒沸石后，加热回流1.5h后冷却至室温，氯化苄基三乙基铵即呈晶体析出，减压过滤后，将晶体放置在装有无水氯化钙和石蜡的干燥器中备用。
2、在250mL三颈烧瓶上配置搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计。
超声波相转移催化合成扁桃酸
超声波相转移催化合成扁桃酸凌绍明, 隆金桥(广西右江民族师范专科学校化学系,广西百色533000)摘 要:采用超声波相转移催化技术合成了扁桃酸。
探讨了反应温度,反应时间,催化剂用量,相转移催化剂种类、超声功率和加碱时间对产品收率的影响。
确定最佳工艺条件为:苯甲醛与氯仿摩尔比为1∶2.5,反应温度为60°C ,反应时间为2h ,超声功率为120W ,PTC 用量为苯甲醛用量的3%(摩尔分数)。
最佳反应条件下产品收率可达86.1%,比传统的苯甲醛法(50%～52%)和常规的相转移催化法(78%)都高。
滴加碱时间由常规转移催化法的4～5h 缩短到1h ,加碱速度易于控制。
关键词:超声波;扁桃酸;相转移催化中图分类号:O 623.65;O 625.54 文献标识码:A 文章编号:036726358(2005)092551204Synthesis of Mandelic Acid by Ultrasonic Phase Trans fer CatalysisLI NG Shao 2ming , LONGJing 2qiao(Chemistry Department o f Guangxi Youjiang Techers College for Nationalities ,Guangxi Baise 533000,China )Abstract :Mandelic acid was synthesized by means of ultras onic phase trans fer catalysis (PTC )method.The effects of different factors ,such as the kinds of phase trans fer catalysts ,the reaction time ,the reaction tem perature ,the quantity of PTC ,the power of ultras ound and the time of adding alkali ,on the yield of product were investigated.The optimum reaction conditions were as follows :m olar ratio of benzaldehyde to chloroform ,1∶2.5;reaction tem perature 60°C ;reaction time ,2h ;am ount of tetra 2butyl amm onium bromide ,3%of benzaldehyde ;and power of ultras ound ,120W.The produc yield reached 86.1%which was higher than that of traditional benzaldehyde (50%～52%)and ordinary PTC method (78%).This method is characterized by short reaction time and sim ple operation.K ey w ords :ultras onic wave ;mandelic acid ;phase trans fer catalysis收稿日期:2004208210;修回日期:2004211223作者简介:凌绍明(1963～),男,副教授,广西百色人,主要从事有机化学教学与科研工作。
R-(-)-扁桃酸的生物合成研究进展
Tetrahedron:Asymmetry,2004,15(2):207-211.
[3]Takahashi E,Nakamichi K,Furui M,et a1.R-(-)-Mandelicacid production from Racemic mandelic acids by pseudomonaspolycolor with asymmetric degrading activity[J].Journal ofFermentation and Bioengineering,1995,79(5):439-442.
3水解酶生物催化合成R-扁桃酸
腈水解酶是一类可以将腈转化成相应酸及氨基的酶。当以扁桃腈为底物时，脂肪族水解酶立体选择性地生成R型扁桃酸，最重要的是其理论动力学反应产物收率为100％。具体作用机制如图4所示。
相转移催化法合成扁桃酸
"
由于该反应的反应体系是液态的， 因此在以上 的实验中， 除氯仿外没有加入其他溶剂。根据以上 的实验结果可知， 在无外加溶剂存在时， 手性相转移 催化剂不能诱导扁桃酸的不对称合成。于是我们尝 试在反应体系中加入其他一些溶剂进行实验， 结果 发现当反应体系中加入一定量的苯作为外加溶剂 时， 手性相转移催化剂便可以诱导扁桃酸的不对称 合成了。
0667
67
一种是先将苯甲醛溶于氯仿， 加入无水氢氰酸， 得扁 桃腈， 再水解制得。上述 ! 种方法均存在步骤多、 操 作不便、 有一定污染等问题。目前常用的较新方法 是相转移催化法 （ /&0 法） 。即在季铵盐等相转移催 化剂存在下， 由氯仿与氢氧化钠作用， 生成三氯甲基 碳负离子， 被相转移催化剂转移到有机相中， 在有机 相中产生活泼中间体 1 002! ， 二氯卡宾对苯甲醛的羰 基进行加成， 加成产物经重排、 水解得到扁桃酸。过 程如下：
［!］
(
$
**+,
结论
（8）综合大量的实验结果经济性、 后处理等
因素考虑， 由苯甲醛与氯仿在相转移条件下合成扁 桃酸外消旋体的最佳的反应条件为： 反应温度为 .0 反应时间为 ! :， 9， 23* 试剂用量为 0 6 00; <=+。在 此条件下， 以 3$>$ 作相转移催化剂， 产物收率可达 ?@1 。 （,）通过对 ! 种相转移催化剂的比较实验， 发 现 3$>$ 的催化效果最佳。 （;）在试验中我们发现， 直接利用叔胺也可以 合成扁桃酸， 并提出了叔胺与二氯卡宾结合的机理。 （7）通过实验发现， 在无外加溶剂存在时， 手性 相转移催化剂不能诱导扁桃酸的不对称合成。而在 有外加溶剂存在时， 手性相转移催化剂才能诱导扁 桃酸的不对称合成。 参考文献：
扁桃酸的合成探讨
扁桃酸的合成探讨摘要：用微波反应器以苯甲醛、氯仿为原料，以氢氧化钠为碱剂，苄基三乙胺（TEBA）为相转移催化剂合成了扁桃酸。
通过单因素实验研究了各反应因素对产率的影响，确定了最佳反应条件：苯甲醛与氯仿摩尔比1：2，氯化苄基三乙胺0.003 mol，40%氢氧化钠，反应温度65℃，在此条件下，扁桃酸的产率可达80.3%。
关键词：微波反应器；扁桃酸；合成1.实验部分1.1实验原理扁桃酸又名苦杏仁酸或α-羟基苯乙酸，是一种重要的医药和染朴合成中间体，在生物和化学合成中有着广泛的应用。
是合成头抱类抗生素、血管扩张药环扁桃酸酯和尿路消毒剂扁桃酸乌洛托品的重要原料。
扁桃酸是一种手性分子，其单一对映异构体在药效上存在较大差异.各国对手性药物管理日益严格，许多国家明确规定手性药物不能以消旋体形式上市。
同时，光学活性的扁桃酸具有很好的生物分解性，是合成许多手性药物的重要中间体。
例如，R-扁桃酸用于头袍菌类系列抗生素经节四哩头抱菌素的侧链修饰剂，S-扁桃酸是合成用于治疗尿急、尿频和尿失禁药物52奥昔布宁的前体原料。
手性扁桃酸还是一种重要的外消旋体拆分试剂。
扁桃酸合成主要有三种方法。
1）苯甲醛氧化法由苯甲醛经过与氰化物反应，得到经基苯乙氰，然后直接水解，就可以得到扁桃酸.此法存在收率和纯度都较低，纯化难，使用剧毒的氰化物，污染较大等缺点，已逐渐被淘汰。
2）苯乙酮衍生法通过苯乙酮氯代成α，α’-二氯苯乙酮，然后水解得到扁桃酸，该路线每一步溶剂使用量都较大，成本较高。
3）相转移催化法在扁桃酸的合成上，人们一直在探索改进合成方法。
其中相转移催化法是近年来发展的一种新方法，该方法条件温和，操作简单，催化剂一般情况下可以循环使用.如果用手性的相转移催化剂催化，可以得到单一对映体的扁桃酸。
但是，通常的化学合成法得到的大多数是扁桃酸的外消旋体，如果要得到某·构型手性的扁桃酸，需要对其进行拆分。
常用的拆分外消旋扁桃酸的方法有非对映体盐结晶拆分法，萃取拆分法.扁桃酸的合成常采用相转移催化法，即在季铵盐等相转移催化剂存在下，由氯仿与浓氢氧化钠溶液作用，生成三氯甲基负离子，并在有机相中生成活泼中间体二氯卡宾，再与苯甲醛的羰基进行加成、重排、水解得扁桃酸。
DL_扁桃酸的合成工艺研究
2 结果与讨论 2 1 水对合成 DL 扁桃酸的影响
表 1 含水溶剂对合成 DL 扁桃酸的影响
Tab. 1 Effects of solvent containing water
on the synthesis of DL mandelic acid
溶剂 二氯苯乙酮收率/ % 扁桃酸收率/ % 重结晶收率/ % 总收率/ % 产品颜色 扁桃酸 m. p. /
表 3 碱浓度对二氯苯乙酮水解反应的影响 Tab. 3 Effects of concentration of alkali
on the hydrolyzation of dichloro acetophenone
NaOH 溶液的
质量浓度/ %
5
10
20
30
粗产品颜色 扁桃酸收率/ % 粗品扁桃酸 m. p. /
参考文献:
[ 1] 章思规, 章伟. 精细化学品及中间体手 册[ M] . 北京: 化 学工业出版社, 2004.
[ 2] 李晓如, 陈帅华, 张剑锋, 等. 相转移催化剂 A21 催化合 成扁桃酸[ J] . 合成化学, 2001, 9( 3) : 241 243.
[ 3] 陈 红飙, 林原斌, 刘展鹏. DL 扁桃酸的合成 研究[ J] . 合 成化学, 2002, 2: 186 189.
[ 4] TASHIRO, YASUHLISA, NAGASHIMA. Process for preparing optically active amina acid or mandelic acid: US, 4 224 239
[ P] . 1980 09 23.
Study on synthesis of DL mandelic acid GAN Yong ping1 , XIE Jun2, H UANG Hui * 1 , ZHANG Wen kui1, SHAO Heng1 ( 1. Col lege of Chemical Engineering and Materials Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China; 2. Zhejiang Shengtai Safety Technology Co. , Ltd, Hangzhou 310032, China) , Huaxue Shiji, 2007, 29( 8) , 496~ 498 Abstract: DL Mandelic acid with a yield of > 85% was synthe sized by alkaline hydrolysis and acidification of the intermediate
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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[C6H5CH(OH)CN]和α，α-二氯苯乙酮
(C6H5COCHCl2)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：
+
C6H5CHOCHCl3NaOHTEBAC6H5CHCO2H
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：
C6H5CHOC6H
5
H
C
O
Cl
Cl
C6H5CHCOCl
Cl
C6H5CHCO2H
OH
:CCl
2
重排
OH
-
H
+
【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。
【实验装置图】
【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。
将粗产物用甲苯-无水乙醇[5](8:1体积比)进行重结晶，趁热过滤，母液在室
温下放置是结晶慢慢析出。泠却后抽滤，并用少量石油醚（30~60℃）洗涤促使
其快干。产品为白色结晶，mp为118~119 ℃.
本实验约需 8 h。
【注释】
[1][2]见实验七十二（7,7-二氧双环[4.1.0]）庚烷的制备）注释[2]和[3]。
[3] 此时可取反应液用试纸测其PH，应接近中性否则可适当延长时间。
[4] 产物在乙醚中溶解度大，应尽量可能抽净乙醚，冷却后即得固体粗产物。
[5] 亦可单独用甲苯重结晶（每克约需 1.5 mL）。
【思考题】
1.本实验中，酸化前后两次用乙醚萃取的目的何在？
2.根据相转移反应原理，写出本反应中离子的转移和二氯卡宾的产生及反应
过程？
3.本实验反应过程中为什么必须保持充分搅拌？