以度米芬为相转移催化剂合成苯甲酸

安徽农业科学。ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡ鲥．Ｓｅｉ．２０１０。３８１２２）：１１６８９一１１６９０

责任编辑李菲菲责任校对傅真治

以度米芬为相转移催化剂合成苯甲酸

庄雪梅，张玲，赖冉，贾根光，尹翠，刘毅＋

（徐州医学院药学院，’江苏徐州２２１００４）

摘要［目的］采用高锰酸钾氧化法，研究季铵盐类化合物度米芬作为一种相转移催化荆合成苯甲酸的催化性能。［方法］分析比较反应温度、催化荆用量、高锰酸钾与甲苯的用量。对相转移催化剂度米芬和苄基三乙基氯化铵（ＴＥＢＡ）制备苯甲酸的催化性能的影响。［结

果１确定以度米芬作为相转移催化剂合成苯甲酸的最佳工艺条件为：高锰酸钾与甲苯的摩尔用量比为２．５：１．０，反应温度为９０℃，反应时间可缩短至５ｈ．收率这６７．２０％。［结论］通过对度米芬在苯甲酸合成中催化性能的研究，表明度米芬是一种新型的环境友好型相转移催化荆。

关键词度米芬；相转移催化荆；苯甲酸；合成；ＴＥＢＡ中图分类号０６２３．７３２文献标识码Ａ文章编号０５１７—６６１ｌ（２０ｌｏ）２２—１１６８９—０２

ＰｈａｓｅＴｒａｎｓｆｅｒＣａｔａｌｙｓｔｆｏｒｔｈｅＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＢｅｎｚｏｉｃＡｃｉｄＺＨＵＡＮＧＸｕｅ・ｍｅｔｅｔａｌ（ＳｅｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，ＸｕｘｈｏｕＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｕｚｈｏｕ，ＪｉａｎｇｓｕＤｏｍｉｐｈｅｎＡｂｓｔｒａｃｔ

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ｏｘｉｄａｔｉｏｎＫＭｎＯｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ｆＭｅｔｈｏｄ１Ｔｈｅｅｆｆｅｅｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｃ：ｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａ－

ｔｉｏｎｏｆＫＭｎＯｄａｎｄｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．［Ｒｅｓｕｌｔ１１１ｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｗａｓ

ｂｅｓｔｒｅａｃｔｉｏｎ９０ｏＣ．ｗｈｅｎｂｒｏｍｏｄｅｗａｓｕｓｅｄａｓａ２．５：１．０．ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｄｏｍｉｐｈｅｎｃａｔａｌｙｓｔ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｃｏｕｌｄｂｅｓｈｏｒｔｅｎｅｄｔｏ５ｈ，

ａｎｄａｈｉｇｈｅｓｔｙｉｅｌｄｃａｎｒｅａｃｈ６７．２０％．『Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ１Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｄｏｍｉｐｈｅｎｂｒｏｍｉｄｅｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄａ８ａｎｅｗｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｆｒｉｅｎｄｌｙｔｙｐｅｏｆ

ｐｈａｂｅｔｒａｎｓｆｅｒｃａｔａｌｙｓｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄ。Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

Ｄｏｍｉｐｈｅｎｂｒｏｍｉｄｅ：Ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｃａｔａｌｙｓｔ；Ｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄ；Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ＴＥＢＡ

苯甲酸，俗称安息香酸，天然存在于橙花油、风信子油、安息香树脂中等。苯甲酸在农业、食品方面应用十分广泛，中国ＧＢ２７６０－１９９６批准为允许使用的食品香料。同时苯甲酸还是一种蕈要的药物中间体，可用于制备多种药物、防腐剂，生产苯酚和塑料增塑剂等。目前主要采用高锰酸钾氧化甲苯法合成苯甲酸…，不加相转移催化剂时产率仅为４０．６０％。因此，有必要开发一种能够提高苯甲酸产量和质

集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司），ＦＡｌ００４Ｂ电子天平（上海精密科学仪器有限公司）。１．１．２主要试剂。ＴＥＢＡ（国药集团化学试剂有限公司），度米芬Ｈ１（徐州医学院药学院实验室自制），１８一冠＿６・醚（上海邦成化工有限公司），ＫＭｎＯ。（徐州试剂厂），吡啶（无锡蚕蛹化工厂），ＰＥＧ－４００（汕头市西陇化工厂有限公司），ＰＥＧ－２０００（汕头市两陇化工厂有限公司），以上所用试剂均为分析纯。１．２苯甲酸的合成以甲苯为原料，高锰酸钾为氧化剂，度米芬为相转移催化剂回流制得苯甲酸。在油浴中放置２５０ＩＩｌｌ四口瓶，依次向其中加入１０．０ｇ（０．０６ｍ０１）ＫＭｎ０４和８０

ｍｌ

量，且具有环境友好优势的合成方法。

相转移催化（Ｐｈａｓｅ

ｔｒａｎｓｆｅｒ

ｃａｔａｌｙｓｉｓ，ＰＴＣ）法是一种新

型的试验方法，可以使非均相反应在比较温和的条件下进行，反应速率加快，产率提高。自１９７１年由Ｓｔａｒｋｓ首次提出相转移催化法，使用相转移催化剂合成化合物的方法就得到广泛的研究和应用【２１，其中以季铵盐类相转移催化剂尤为突出。度米芬是一种季铵盐类广谱杀菌剂，广泛应用于口腔感染疾病、创伤感染消毒和外科器械消毒。笔者通过以度米芬作为相转移催化剂，采用高锰酸钾氧化法合成苯甲酸这一经典的相转移催化合成试验［３１，考察度米芬作为一种新型季铵盐类相转移催化剂的町行性及潜在优势。１材料与方法１．１材料

１．１．１

Ｈ：０，加热搅拌使ＫＭｎＯ。溶解，冷却后加入相转移催化剂ｇ（５．０ｍｍｏｉ）度米芬和２．３０ｇ（０．０２５ｍ０１）甲苯，加热回

２．３６

流，待反应完后，将滤液和洗涤液浓缩至约１００ｍｌ，冷却后加入少量的ＮａＨＳＯ，固体脱色，用浓盐酸调ｐＨ值为１～２，将析出的苯甲酸抽滤，洗涤，烘干即得粗苯甲酸。重结晶后得苯甲酸为无色针状晶体，称莺为２．０５ｇ，收率６７．２０％。粗品熔点１２１．８—１２２．６℃，霞结晶后熔点１２２．０—１２２．５ｏＣ（文献［５］中溶点为１２２．４℃）。反应路线见图１。

３＋２蹦１１１０４击。删＋啦＋２ＫＯＨ＋Ｈ９Ｄ

图１苯甲酸的合成路线

Ｆｉｇ．１

Ｔｈｅ

主要仪器。ＧＣ－１２２气相色谱（上海分析仪器总

厂），ＳＨ２．Ｄ循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司），ＲＤ－３熔点测试仪（天津创兴电子设备制造有限公司），Ｒ－２０１旋转蒸发仪（上海申胜生物技术有限公司），ＤＦ．１０１Ｓ

基金项目

江苏省自然科学基金资助项目（ＢＫ２００９５２３）；江苏省高校自然科学基金资助项目（０８ＫＪＤ５３０００４、０９ＫＪＢ３５０００３）；江苏省高校省级重点实验室开放课题（ＪＳＢＬ０８０３）；江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目（２００８）；徐州市科技计划项目（ＸＭ０８Ｃ０５９）；徐州医学院肿瘤生物治疗实验室资助项目（Ｃ０９０３）。

作者简介庄雪梅（１９８６一），女，山东青岛人，硕士研究生，研究方向：

新药开发与临床应用。・通讯作者，博士，硕士生导师，副教授。Ｅ—ｍａｉｌ：ｎｊｕｌｉｕｙｉ２００３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。

收稿日期２０１０－０４－２６

ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ

ｒｏｕｔｅｏｆｂｅｎｚｏｉｃａｄｄ

２结果与分析

２．１不同相转移催化剂对收率的影响

不同的相转移催

化剂催化活性有较大的差异，该试验分别用６种催化剂进行苯甲酸的合成反应。反应的具体条件如下：５．０ｍｍｏ｜相转移催化剂，２．３０ｇ（０．０２５ｍ０１）甲苯，１０．００ｇ（０．０６ｍ０１）ＫＭｎＯ。，反应温度为９０℃，反应８ｈ。具体结果如下：相转

移催化剂为１８．冠岳醚、度米芬、ＴＥＢＡ、吡啶时，收率分别为

６８．５０％、６７．２０％、６４．０２％、５７．８２％：以ＰＥＧ－２０００和ＰＥＧ－４００为相转移催化剂时产物均很少；无相转移催化剂时，收

万方数据

１１６９０安微农业科学

２０１０盎

率为４０．６０％。

由此可以看出，不加相转移催化剂反应时间约需７ｈ以上。产率仅为４０．６０％；采用相转移催化剂１８．冠石．醚、吡啶、度米芬、ＴＥＢＡ的产率比较高，但冠醚价格相当昂贵，且

毒性较高ＭＪ，吡啶较易吸水，形成共沸物，使反应温度较难

控制，同时有较难闻气味，而ＴＥＢＡ和度米芬可使反应时间缩短为５ｈ，产率分别达６４．０２％和６７．２０％，操作也较为简

便。因此，试验将对ＴＥＢＡ和度米芬的催化性能进行重点

探讨。

２．２反应温度对ＴＥＢＡ和度米芬催化效果的影响

以相同

用量的相转移催化剂（ＴＥＢＡ与度米芬均为５．０ｍｍ０１），２．３０ｓ（ｏ．０２５ｍ０１）甲苯，ｌＯ．００ｇ（ｏ．０６ｍ０１）ＫＭｎＯ，，反应时间５

ｈ，

考察反应温度对苯甲酸收率的影响。反应温度为９０℃时，ＴＥＢＡ产率为６４．０２％，１００℃时才达最高产率６４．１８％，而度米芬在反应温度为９０℃时产率就高达６７．２０％，比ＴＥＢＡ在相同条件下催化效率更高。温度继续升高产率下降，原因之一是该反应是一个放热反应，升高温度不利于反应的正向进行；二是温度过高，ＫＭｎＯ。自身分解反应加快，导致收率下降。反应温度对度米芬和ＴＥＢＡ催化效果的影响见图２。

冰日

錾

城里

反应温度Ｒｅａｃｔｉｏｎ

ｔｅｍｐｃｌ＂ａｔｕｒｅⅣ℃

图２反应温度对ＴＥＢＡ和度米芬催化效果的影响

Ｈｇ．２

Ｅｆｆｅｃｔ

ｏｆ

ｒ啊ｃ蛞蛐ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

Ｏｎｔｈｅ

ｃａｔａｌｙｔｉｃｅｍｄｅ眦＇ｙ

ｏｆＴＥＢＡ

ａｎｄ

ｄｏｍｉｐｈｅａｂｒｏｍｉｄｅ

２．３

ＴＥＢＡ和度米芬用量对收率的影响由图３可见，２．３０ｇ

（Ｏ．０为ｍ０１）甲苯，ＫＭｎＯ。与甲苯的摩尔比为２．５：１．０，水为

１５０

ｍｌ，反应温度为９０℃，反应时间为５ｈ条件下，ＴＥＢＡ的

最佳用量为１．３７ｇ（６．００ｍｍ０１），收率可达６４．８９％。度米芬的最佳用量为２．３６ｇ（５．０ｒｅｔ００１），收率可达６７．２０％。ＴＥＢＡ和度米芬的用量过高或过低均使收率有所降低，主要原因是用量少反应速度慢，量高则会发生乳化作用使产品的分离变得困难，造成损失一Ｊ。

２．４

ＫｌＶｌｎ０４与甲苯的用量对收率的影响为寻找合适的

ＫＭｎ０４与甲苯用量，选择甲苯用量为２．３０ｇ（２５．０ｍｍ０１），ＴＥＢＡ与度米芬用量均为５．０ｍｍｏｌ，Ｈ’Ｏ为１５０ｍｌ，反应温度为９０℃，反应时间为５ｈ进行研究，结果表明，随着ＫＭｎＯ．与甲苯的摩尔比上升，催化活性不再有明显的增加。用度米

芬作相转移催化剂，ＫＭｎ０４与甲苯的最佳摩尔比为２．５：１．０，

收率为６７．２０％。而以ＴＥＢＡ为相转移催化剂，最佳摩尔比为３．０：１．０，收率为６５．０１％。结果见图４。

万方数据

。运

弱

霉芝

锵量

用量＾岫ｏｍｔⅣｍｍｏｌ

图３

ＴＥＢＡ和度米芬用量对收率的影响

飚．３

Ｅｆｆｅｃｔｏｆ

ａｍｏｕｎｔ

ｏｆＴＥＢＡａｎｄ

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１．５

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２．５

３．０

３．５

ｎ郴．与甲苯摩尔比＂ｌｌｄ／ｍｌＩＤｌ

№Ｉａｒｒａ“ｏｏｒ｝泔１０．ｔＯ

Ｊ１１ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ

图４

ＫＭｎ饥用量对收率的影响

Ｆｉｇ．４

Ｅｆｆｅｃｔ

ｏｆ

ｍｏｌａｒｏｆＫＭｎ０４

ｔｏ

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ｏｆ

ｂｅｎｚｏｉｃ

ａｃｉｄ

３结论

试验发现，以度米芬作为相转移催化剂制备苯甲酸，反

应时间可缩短至５ｈ，ｌ（Ｍｎ０。与甲苯的摩尔比为２．５：１．０，用量为５．０ｍｍｏｌ，反应最佳温度为９０ｃｃ，产物收率可达６７。２０％。与ＴＥＢＡ作为相转移催化剂合成苯甲酸旧。相比，在相同的条件下度米芬催化效果更好，且度米芬具有使用方

便、在生产过程中不需要使用有毒的溶剂、对环境污染少等优点。通过苯甲酸的合成这一经典的合成试验，表明度米芬是一种具有发展潜力的新型环境友好型相转移催化剂，具有广阔的应用前景。参考文献

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以度米芬为相转移催化剂合成苯甲酸

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

庄雪梅， 张玲， 赖冉， 贾根光， 尹翠， 刘毅徐州医学院药学院,江苏徐州,221004安徽农业科学

JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES2010,38(22)1次

参考文献(8条)

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引证文献(1条)

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引用本文格式：庄雪梅.张玲.赖冉.贾根光.尹翠.刘毅 以度米芬为相转移催化剂合成苯甲酸[期刊论文]-安徽农业科学 2010(22)