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苯甲酰甲酸是一種無色或者淡黃色晶體,在常壓下蒸餾分解,能溶于水、酸、醚和熱的四氯化碳;可以用來合成多種醫(yī)藥和農(nóng)藥。苯甲酰甲酸經(jīng)過氧化、氨化后可以制取α-氨基酸,用于合成具有生理活性的藥物肽,用來防治高血壓和心血管疾病。與氨、肼類的衍生物反應(yīng)制取芳基三唑啉型和三嗪型化合物,用來作除草劑。通過與金屬元素絡(luò)合可以用作熒光材料的敏化劑和有機(jī)氧化反應(yīng)的催化劑。此外,苯甲酰甲酸在生物體中還是合成某些重要激素的組成成分,這些激素可以調(diào)節(jié)機(jī)體中糖類的氧化進(jìn)程進(jìn)而保持體內(nèi)脂肪和糖類的平衡。近年來,通過與金屬元素絡(luò)合,又發(fā)現(xiàn)它可以作為熒光材料的敏化劑和有機(jī)氧化反應(yīng)的催化劑,更引起人們的重視,是一種很有前途的有機(jī)合成中間體。
1. 在制備醫(yī)藥中間體方面:以苯甲酰甲酸或其酯類作為原料,可直接合成幾十種化學(xué)原藥。苯甲酰甲酸酯是治療胃和十二指腸潰瘍藥物奧芬溴銨的中間體。這些藥物的生產(chǎn)工藝一般有兩類,一類是苯甲酰 甲酸先與相應(yīng)的醇成酯,再與Grignard試劑反應(yīng)制備。例如胃酸胃潰瘍用藥胃長(zhǎng)寧、治療腦血管病抗栓用藥環(huán)扁桃酯、治療尿多尿頻的解痙藥尿多靈、抗膽堿藥阿托品等。另一類則是苯甲酰甲酸先與相應(yīng)的胺反應(yīng)成酰胺,然后再環(huán)合制備,例如中樞神經(jīng)興奮藥匹莫林、抗抑郁藥米氮平等。
苯甲酰甲酸在醫(yī)藥方面另一個(gè)重要用途,是制備手性 扁桃酸?;瘜W(xué)合成的扁桃都是外消旋體,化學(xué)拆分或色譜拆分難度大、費(fèi)用高。采用條件溫和的生物技術(shù),從苯甲酰甲酸出發(fā),一步合成 R-(-)-扁桃酸,總扁桃酸中R-(-)-扁桃酸的含量高于98.0%。
2. 苯甲酰甲酸作為農(nóng)藥中間體,主要是合成三嗪酮類除草劑。例如苯嗪草酮和苯嗪凈等。
苯嗪草酮是由德國(guó)拜耳公司開發(fā)的一種旱地除草劑,主要適用于甜菜地除草,是一種高效、低毒的農(nóng)藥,在歐洲和我國(guó)東北地區(qū),有廣闊的市場(chǎng)。苯嗪凈是苯嗪草酮的類似物,用于土壤和莖葉處理,防治闊葉雜草。苯嗪草酮的合成是從苯甲酰甲酸出發(fā)先與甲醇形成苯甲酰甲酸甲酯再與乙酰肼縮合成腙,經(jīng)五氯化磷氯化,最后與水合肼環(huán)合。嗪草凈合成也是從苯甲酰甲酸出發(fā),先與甲醇形成苯甲酰甲酸甲酯,再與縮氨基硫脲直接環(huán)合制備。苯甲酰甲酸因含有羰基,可和金屬離子絡(luò)合,形成配合物。以苯甲酰甲酸、鄰菲咯啉為配體,鋱Tb3+、銪Eu3+和惰性離子(La3+、Y3+和 Gd3+)為中心離子的混合稀土配合物中,不發(fā)光的離子La3+對(duì)配合物熒光發(fā)射強(qiáng)度影響很大,能使其相對(duì)熒光發(fā)射強(qiáng)度明顯增強(qiáng),這對(duì)人們尋找發(fā)光性能好、價(jià)格便宜的發(fā)光材料提供了理論依據(jù)。
3. 其它領(lǐng)域的用途。苯甲酰甲酸因含有羰基,可和金屬離子絡(luò)合,形成配合物。在以苯甲酰甲酸、鄰菲咯啉為配體,鋱Tb3+、銪Eu3+和惰性離子( La3+、Y3+和Gd3+ ) 為中心離的混合稀土配合物中,不發(fā)光的離子La3+ 對(duì)配合物熒光發(fā)射強(qiáng)度影響很大,能使其相對(duì)熒光發(fā)射強(qiáng)度明顯增強(qiáng),這對(duì)人們尋找發(fā)光性能好、價(jià)格便宜的發(fā)光材料提供了理論依據(jù)。苯甲酰甲酸與雜環(huán)化合物的衍生物的二價(jià)鐵鹽反應(yīng),生成亞鐵原卟琳酶的絡(luò)合物,用來做氧化反應(yīng)的催化劑。紫外 光固化粉末涂料(簡(jiǎn)稱UV固化粉末涂料)是將傳統(tǒng)粉末涂料和UV固化技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù),特別適合于需要環(huán)境保護(hù)、低溫涂裝、快速固化、高效率生產(chǎn)的場(chǎng)合。以苯甲酰甲酸酯合成的UV固化粉末涂料中的光引發(fā)劑,適合制備較厚的固化材料,能夠得到具有良好裝飾效果和優(yōu)良耐候性的涂層。
苯甲酰甲酸屬a-酮酸,容易氧化、脫羰和脫羧,因而合成比較困難。早期的制備方法都是實(shí)驗(yàn)室方法,如扁桃酸生物發(fā)酵氧化和苯乙炔二氧化硒氧化,成本奇高;乙酰鈀催化碘苯雙羰基化反應(yīng)條件苛刻,均無法工業(yè)化。目前,可工業(yè)化的合成方法主要有:
1)苯甲酰腈水解法
苯甲酰腈在濃鹽酸催化下,水解生成苯甲酰甲酸,其反應(yīng)如下:
工藝流程:將苯甲酰腈、氯化鈉和85%硫酸按物質(zhì)的量1:0.1:1.2 投入反應(yīng)釜,攪拌溶解后升溫至50℃反應(yīng)10h;再降至室溫,以乙酸乙酯提取3 次。合并提取液,用5%碳酸氫鈉溶液洗滌,油層加熱脫除溶劑,冷卻得粗制品。將粗制品溶于熱的四氯化碳,用活性炭脫色處理;抽濾除活性碳粒,濾液先冷卻至常溫,再用冷凍鹽水降到0℃以下,過濾得成品。含量97%以上,收率80%。該法操作簡(jiǎn)單、條件溫和、收率較高,是國(guó)外普遍采用的方法。國(guó)內(nèi)因原料苯甲酰腈來源困難,價(jià)格昂貴,因而此工藝產(chǎn)量很小。
[1] 苯甲酰甲酸及其酯的合成工藝研究進(jìn)展
[2] CN201510639934.4苯甲酰甲酸的合成方法
[3] 苯甲酰甲酸的合成與應(yīng)用