陽 軍，賈娟利，方 鍵

(中國(guó)石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021)

3-甲氧基-4-羥基-苯乙醇酸(又稱4-羥基-3-甲氧基扁桃酸，簡(jiǎn)寫MHPA)是制備新型廣譜抗菌藥物甲氧芐胺嘧啶(TMP)[1-2]和香草醛[3-4]的重要中間體。作為乙醛酸法生產(chǎn)香草醛的中間體，MHPA的收率對(duì)香草醛的收率影響較大，MHPA收率較高時(shí)，副產(chǎn)物較少，氧化時(shí)焦油量減少，能降低香草醛的分離難度，提高香草醛分離精制的收率和產(chǎn)品的質(zhì)量。

作者采用乙醛酸法合成MHPA，乙醛酸與愈創(chuàng)木酚按一定的物質(zhì)的量比在堿性條件下反應(yīng)，生成MHPA鈉鹽，溶液經(jīng)酸化后得到MHPA，未反應(yīng)的愈創(chuàng)木酚使用苯作為萃取劑萃取回收。其反應(yīng)方程式如下。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

愈創(chuàng)木酚：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%、乙醛酸：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%，北京化工廠；氫氧化鈉：分析純，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%、硫酸：分析純，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%，沈陽市試劑五廠；助劑A,自制。

低溫循環(huán)浴槽：北京德天佑科技發(fā)展有限公司；JB90-D強(qiáng)力電動(dòng)攪拌器：常州國(guó)華電器有限公司；電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；PHS-3C型pH計(jì)：上海精密儀器儀表有限公司；BT100L型蠕動(dòng)泵：常州普瑞流體技術(shù)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 制備乙醛酸鈉

將500 mL三口燒瓶置于14 ℃的低溫循環(huán)浴槽中，向燒瓶中加入57 g水和13.5 g乙醛酸溶液，啟動(dòng)攪拌，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)數(shù)150～180 r/min，攪拌10 min待燒瓶?jī)?nèi)水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，向燒瓶中滴加8.9 g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)45% NaOH溶液，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌15 min，然后靜置待用。

1.2.2 制備MHPA水溶液

將1 L三口燒瓶置于低溫循環(huán)浴槽中，向燒瓶中加入200 g水和9.2～10.5 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)45% NaOH溶液，啟動(dòng)攪拌，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)數(shù)80～100 r/min，攪拌10 min待燒瓶?jī)?nèi)水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，向燒瓶中滴加15 g愈創(chuàng)木酚，攪拌30 min后，使用蠕動(dòng)泵向燒瓶中加入制備好的乙醛酸鈉水溶液，滴加時(shí)間3 h，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌15 min，然后靜置，每4 h取樣1次，用液相色譜法檢測(cè)溶液的w(乙醛酸)、w(愈創(chuàng)木酚)和w(MHPA)，當(dāng)w(乙醛酸)<0.2%時(shí)，視為達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值對(duì)反應(yīng)收率的影響

按照1.2.2的實(shí)驗(yàn)方法，低溫循環(huán)浴槽溫度設(shè)定為20 ℃，通過調(diào)節(jié)NaOH溶液的加入量，控制反應(yīng)體系的pH值，其結(jié)果見表1。

表1 不同pH值下MHPA的收率和愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率

表1表明隨著反應(yīng)體系pH值的提高，MHPA的收率也隨之提高，特別是pH=10.2～11.0內(nèi)升高時(shí)，MHPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率增加較明顯，但當(dāng)pH>11.4后，溶液中w(MHPA)下降，w(愈創(chuàng)木酚)上升，使得MHPA的收率略有上升，但愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率開始下降，且下降速度較快。這主要是由于pH>11.4后，乙醛酸發(fā)生自身歧化反應(yīng)生成乙二酸和乙醇酸[5]，降低了參與反應(yīng)的乙醛酸濃度，使得愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率下降。

2.2 溫度對(duì)反應(yīng)收率及反應(yīng)時(shí)間的影響

控制反應(yīng)體系pH=11.4，調(diào)節(jié)低溫水浴槽溫度范圍在12～30 ℃，實(shí)驗(yàn)初期每4 h取樣1次分析反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)反應(yīng)快接近終點(diǎn)時(shí)2 h取樣1次，最終確定反應(yīng)所需時(shí)間，反應(yīng)結(jié)果見表2和圖1。

表2 不同溫度下縮合反應(yīng)所需時(shí)間

t/℃圖1 不同溫度下MHPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率的變化

從表2 和圖1可以看出，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)所需時(shí)間減少，MHPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率也隨之下降，且當(dāng)反應(yīng)溫度超過22 ℃以后，反應(yīng)所需時(shí)間變化不大，而MHPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率則開始大幅下降。

2.3 助劑A對(duì)反應(yīng)收率的影響

在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇pH=11.4，反應(yīng)溫度18 ℃為條件，進(jìn)行6次實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)驗(yàn)1為空白實(shí)驗(yàn)，不加入助劑A，其余5個(gè)實(shí)驗(yàn)中分別加入0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 g助劑A，考察助劑A對(duì)MHPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率的影響，結(jié)果見圖2。

m(助劑)/g圖2 不同助劑加入量下MHPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率的變化

從圖2可以看出，隨著助劑A加入量的增加，MHPA的收率上升，愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，說明適量的助劑A有助于提高M(jìn)HPA的收率和愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率。

3 結(jié) 論

(1) 提高反應(yīng)體系的pH值和加入助劑A均能達(dá)到提高M(jìn)HPA收率的效果，且愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率也均出現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，選擇pH=11.4，助劑A加入量1 g的條件能同時(shí)兼顧MHPA的收率和愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率。

(2) 降低反應(yīng)溫度有利于提高M(jìn)HPA收率和愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率，但隨著反應(yīng)溫度的降低，反應(yīng)所需時(shí)間快速增加，且降低反應(yīng)溫度將使能耗大量的增加，反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)也需要增加設(shè)備的投入。選擇18 ℃作為反應(yīng)溫度，MHPA的收率會(huì)下降1%，但能耗和設(shè)備投入能大幅度的降低，經(jīng)濟(jì)性較好。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 唐亞楠，鄭建仙.響應(yīng)面法優(yōu)化3-甲氧基-4-羥基-苯乙醇酸的合成[J].中國(guó)食品添加劑，2011(5)：68-71.

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