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【背景及概述】[1]
3-苯丙酸又名氫化桂皮酸,天然存在于覆盆子和巖薔薇中,從乙醇和水中析出者為無色針狀結晶、從乙醚中析出者為無色棱柱狀結晶。有幽雅的香豆素、香莢蘭豆樣的香氣,還有風信子及玫瑰樣的香韻。白色結晶,分子量150.18,熔點48.5℃,沸點280℃,相對密度1.071。易溶于熱 水、醇、苯、氯仿、醚、冰醋酸、石油醚和二氯化碳。微溶于冷水。能隨水蒸氣揮發。3-苯丙酸用作香料的定香劑。
如果吸入3-苯丙酸,請將患者移到新鮮空氣處;如果皮膚接觸,應脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚,如有不適感,就醫;如果眼晴接觸,應分開眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗,并立即就醫;如果食入,立即漱口,禁止催吐,應立即就醫。對保護施救者的忠告如下:將患者轉移到安全的場所,咨詢醫生,如果條件允許請出示此化學品安全技術說明書給到現場的醫生看。若泄露,小量泄漏盡可能將泄漏液體收集在可密閉的容器中,用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收,并轉移至安全場所,禁止沖入下水道;若大量泄漏,構筑圍堤或挖坑收容,封閉排水管道,用泡沫覆蓋,抑制蒸發,用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。
【結構】
【制備】[1]
1. 以肉桂酸為原料,可按下述兩種方法操作制得3-苯丙酸。
(1) 將肉桂酸與80-90℃的氫氧化鈉溶液混合使成鈉鹽,向溶液添加雷尼鎳后,緩緩滴加水合肼。冷至20℃,加鹽酸至pH=1,即析出3-苯丙酸。
(2) 在攪拌下,將2.5%的鈉汞齊慢慢加入肉桂酸與氫氧化鈉溶液的混合物中,肉桂酸被產生的新生氫還原為苯丙酸。將反應混合物鹽酸酸化,苯丙酸即呈油狀物析出,并很快固化,用熱水重結晶,即得成品3-苯丙酸。
2. 于常壓氫化反應瓶中,加入肉桂酸1g,無水乙醇15mL,攪拌溶解。加入Rany Ni催化劑1g,減壓抽去空氣,充入氮氣,重復兩次后,再用氫氣置換氮氣。開動磁力攪拌器,進行常壓氫化,直至不再吸收氫氣為止,約需2h。抽濾,濾液常壓蒸出溶劑,待剩下約1-2mL時,趁熱倒入表面皿中,冷卻后得白色(略帶綠色)蠟狀固體3-苯丙酸0.8g,mp46-48℃,收率80%。
【應用】[2]
3-苯丙酸是香料的定香劑,也可用作醫藥中間體,也用于有機合成。其應用舉例如下:用于合成苯丙基咪唑啉。油田會采用酸洗的方法來清除管道內壁形成的鹽垢,也會對管道內壁造成一定的腐蝕。因此,為了抑制管道的酸性腐蝕、延長管道壽命,油氣田一般采用添加緩蝕劑的方式。在眾多緩蝕劑中,咪唑啉類緩蝕劑因其特殊的結構組成,具有高效、低毒和生物易降解等特點,在國內外油氣田中已經得到了廣泛應用。
咪唑啉衍生物一般是由有機羧酸與多乙烯多胺進行脫水反應得到的五元含氮雜環化合物,其中N原子含有未共用的電子對,能夠與Fe原子的空3d軌道形成配位鍵,使分子吸附在金屬表面形成緩蝕劑吸附膜,將金屬與腐蝕介質分隔開,從而達到緩蝕目的。咪唑啉類緩蝕劑在酸性環境中具有較好的緩蝕性能,并且低毒、易降解,在抑制管道腐蝕方面具有較高的應用價值。
苯丙基咪唑啉的制備方法:取15g的3-苯丙酸、15mL的二乙烯三胺、7mL的二甲苯混合后,進行磁力攪拌并開始加熱;升溫至170℃,進行酰胺化反應5h,之后升溫至220℃,進行環化反應3h;反應完畢后將 其轉入旋轉蒸發儀中進行減壓蒸餾蒸出多余的二乙烯三胺和二甲苯,之后置于真空干燥箱中常溫干燥,最終得到深棕色粘稠狀的苯丙基咪唑啉衍生物。
【主要參考資料】
[1] 實用精細化工辭典.
[2] 劉建國;徐亞洲;李自力;王隆;高歌;季莞然. 一種抑制碳鋼酸性腐蝕的緩蝕劑制備方法和應用 .CN201710684186.0,申請日2017-08-11.