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1、阿司匹林的合成阿司匹林的合成路線現(xiàn)狀小結(jié)阿司匹林即乙酰水楊酸。是一種常用的退熱鎮(zhèn)痛藥和抗風(fēng)濕類藥。近年來的研究表明它在防治心血管疾病方面也有較好的療效。乙酰水楊酸的合成通常采用水楊酸和乙酸酐為反應(yīng)原料,用濃硫酸或濃磷酸作催化劑來加速反應(yīng),這種方法反應(yīng)速度相對(duì)較慢,產(chǎn)率60%左右,且易產(chǎn)生副反應(yīng),對(duì)生成設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性?。以下是對(duì)阿司匹林傳統(tǒng)合成路線的改進(jìn)。1.酸性催化劑酸性催化劑催化合成阿司匹林的機(jī)理如下:在酸作用下,乙酸酐中羰基碳原子的正電性增強(qiáng),使乙酸酐中?;菀紫蛄u基轉(zhuǎn)移形成酯基,即完成乙酰水楊酸的合成。催化劑酸性越強(qiáng),氫質(zhì)
2、子流動(dòng)性越好,越易于催化酯基的生成,但在乙酰水楊酸的合成中,催化劑酸性太強(qiáng),也會(huì)造成水楊酸分子中羧基與另一水楊酸分子中的酚羥基脫水酯化,生成較多的酯聚合副產(chǎn)物。因此,以濃硫酸為催化劑合成阿司匹林的反應(yīng)為基礎(chǔ),人們對(duì)酸性化合物替代濃硫酸為催化劑合成阿司匹林進(jìn)行了大量研究,取得了可喜成果。酸性催化劑包括路易斯酸、固酸、有機(jī)酸、酸性無(wú)機(jī)鹽、酸性膨潤(rùn)土等。(1)以A1C13,BiCl等Lewis酸為催化劑:在85℃合成了阿司匹林,收率分別為72.6%和68.3%。該方法消除了環(huán)境污染,產(chǎn)品質(zhì)量較好,但收率中等。(2)用微波輻射法制備的活性二
3、氧化錫固體酸為催化劑:85℃下,反應(yīng)45min可使阿司匹林收率達(dá)到81.6%,產(chǎn)物中酯聚合物的含量較少,所得產(chǎn)品為純白色,可在干燥箱中加熱干燥,而且乙酰水楊酸極少水解?;钚远趸a性質(zhì)穩(wěn)定,操作安全,所得產(chǎn)品容易分離,回收的二氧化錫除去少量雜質(zhì)可重復(fù)使用。(3)用對(duì)甲苯磺酸作催化劑:收率為94.4%,對(duì)甲苯磺酸為固體有機(jī)酸,經(jīng)濟(jì)易得,污染少,收率高,操作方便,具有較好的工業(yè)化前景。(4)用酸性無(wú)機(jī)鹽NaH3PO4,NaHSO4為催化劑:在75℃下,反應(yīng)30min阿司匹林收率分別為76%和87%。酸性無(wú)機(jī)鹽較溫和,用量少,不腐蝕設(shè)備,
4、反應(yīng)過程以固相存在,反應(yīng)完畢經(jīng)熱過濾即可與產(chǎn)品分離,符合綠色化學(xué)要求,值得借鑒。(5)以酸性活化膨潤(rùn)土為催化劑:在85~90℃下,反應(yīng)0.5~1h阿司匹林收率達(dá)90.4%。膨潤(rùn)土具備二維通道和大孔分子篩的性質(zhì),用酸處理后所得的酸性膨潤(rùn)土催化酯化反應(yīng)最大優(yōu)點(diǎn)是收率高,催化劑經(jīng)熱過濾與產(chǎn)品分離后,再經(jīng)干燥、凈化、活化處理,可反復(fù)使用,成本低,不污染環(huán)境,是一種綠色催化劑。但酸性膨潤(rùn)土需要一個(gè)制備過程。2.堿性化合物為催化劑基于堿性化合物能與水楊酸反應(yīng)、能破壞水楊酸分子內(nèi)氫鍵、活化水楊酸的羥基機(jī)理,許多堿性化合物可以作為催化劑合成阿司匹林
5、。常見的催化劑包括強(qiáng)堿、弱堿和弱酸強(qiáng)堿鹽。(1)以氫氧化鉀為催化劑合成阿司匹林:收率為90%,他認(rèn)為堿性化合物作為催化劑優(yōu)于酸性化合物。酸性化合物為催化劑反應(yīng)溫度均在75℃以上,較高的溫度和酸性環(huán)境會(huì)導(dǎo)致聚合物乙酰水楊酸酐的生成,乙酰水楊酸酐可以導(dǎo)致人體過敏。以氫氧化鉀為催化劑,反應(yīng)溫度為60"---65℃,產(chǎn)品中過敏性物質(zhì)含量減少且產(chǎn)品收率高。(2)以無(wú)水碳酸鈉和吡啶弱堿性物質(zhì)為催化劑:收率分別為71%和80.2%,以無(wú)水碳酸鈉為催化劑,反應(yīng)完畢可趁熱過濾將其除去,減小了對(duì)設(shè)備的腐蝕和對(duì)環(huán)境的污染。吡啶催化效果優(yōu)良,收率高,適合工
6、業(yè)化生產(chǎn),但較易吸水形成共沸物,使反應(yīng)溫度較難控制,且反應(yīng)中產(chǎn)生難聞的氣味。(3)以弱酸強(qiáng)堿鹽醋酸鈉、苯甲酸鈉為催化劑:條件分別為65℃,30min和60~65℃,20~30min,收率分別為81.9%和82.8%,均較高。這類催化劑催化活性高,反應(yīng)安全,后處理簡(jiǎn)單,是一類較好的環(huán)境友好催化劑,值得工業(yè)化借鑒。3.維生素C為催化劑維生素C是一種內(nèi)酯類化合物,分子中有一雙烯醇結(jié)構(gòu),呈酸性和還原性,對(duì)酯化反應(yīng)有一定的催化作用,催化效率與溫度有關(guān)。用維生素C催化了水楊酸乙?;铣砂⑺酒チ值姆磻?yīng),在60~80℃下,反應(yīng)10~25min,收率
7、大于87%。用維生素C為催化劑催化的該反應(yīng),反應(yīng)速度快,操作簡(jiǎn)單,催化劑無(wú)需回收,反應(yīng)條件溫和,不腐蝕儀器設(shè)備,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。維生素C是一種常見的維生素類藥,價(jià)廉易得,以其作為催化劑具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。4.以三氯稀土為催化劑三氯稀土是一種簡(jiǎn)單、便宜和易得的Lewis酸,具有可溶性強(qiáng)、可回收再使用、對(duì)設(shè)備腐蝕輕、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),是一種可望用來解決傳統(tǒng)Lewis酸造成環(huán)境污染問題的環(huán)境友好催化劑,符合綠色化學(xué)的時(shí)代潮流。三氯稀土催化阿司匹林的合成反應(yīng),在80~90℃下,反應(yīng)30min,收率分別為87.2%。用三氯稀土作
8、催化劑與用濃硫酸作催化劑效果相當(dāng)。用三氯稀土作催化劑,其優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)結(jié)束分離出產(chǎn)品后,將水溶液蒸干,剩余物可再次用于該反應(yīng)的催化,采用相同的反應(yīng)條件,重復(fù)利用3次,產(chǎn)率不變,但較貴的價(jià)格是其缺點(diǎn)。5.以強(qiáng)酸樹脂環(huán)境友好催化合成阿司匹林