苯甲酰甲酸及其甲酯合成探讨

苯甲酰甲酸是一种防治高血压和脑血栓药物的中间体, 另外在其他方面也有着广泛的应用, 在人们的生产和生活中是需求量比较大的。它能够与很多种金属形成不同的络合物, 这些络合物在生产生活中也是有着很重要的作用的。另外, 苯甲酰甲酸甲酯也是医疗药物的重要中间体, 能够治疗胃病或者是十二指肠溃疡等疾病。苯甲酰甲酸及其甲酯的合成产物成为许多化学反应的催化剂, 而且还能够作为荧光材料的敏化剂, 多种功能引发人们的注意, 是一种具有广泛的发展前景的合成中间体。

一、合成方法

苯甲酰甲酸属于酮酸, 比较容易被氧化, 合成的过程一般来说是比较困难的。最早的合成方法都是采用实验室合成的方法, 例如扁桃酸生物发酵氧化或者是苯乙炔二氧化硒氧化的方法, 用这样的方法合成苯甲酰甲酸的方法成本比较高, 不利于大规模的生产, 另外反应发生的条件也是相当苛刻的, 只能作为演示实验, 对于大量的工业生产, 目前的条件还不能够满足。但是目前工业化生产采取了其他的合成方法。

1. 苯甲酰腈水解法

其中一种就是苯甲酰腈水解法, 苯甲酰腈在浓盐酸的催化下, 水解生成苯甲酰甲酸, 在工业生产的过程中需要将苯甲酰腈、氯化钠以及85%的硫酸铵按照一定的物质比例投放到反应容器当中, 进行充分的搅拌, 使这些反应物能够充分的溶解, 然后升高反应温度, 反应一定的时间后, 再将整个反应的温度降低到室温, 用乙酸乙酯提取三次, 并用5%的碳酸氢钠溶液洗涤, 采用油层加热脱除溶剂, 冷却之后就可以得到粗制品。将粗制品溶于热的四氯化碳中, 之后进行脱色处理, 将滤液冷却至常温, 然后再用冷冻盐水降温, 经过过滤就能够得到成品。这样的操作方法相对来说是比较简单的, 操作过程比较简单, 并且能够得到很高的收率, 这也是目前国外普遍采用的一种方法, 能够通过工业生产得到大量的苯甲酰甲酸。

2. 扁桃酸氧化法

除了水解苯甲酰腈的方式, 工业生产中经常用到的方法还有在水溶液当中氧化扁桃酸的方法。在这一反应中是以重铬酸钠-硫酸作为氧化剂的, 首先将扁桃酸投放到反应釜当中, 加入一定量的水, 充分的搅拌溶解之后, 降低温度, 将整个反应的温度控制在10摄氏度以下, 然后滴加反应所需的氧化剂, 滴加完成之后保证反应的时间在一个小时左右。当反应完成之后利用碱液将整个溶液的p H值调到2-3之间, 是整个溶液呈酸性, 静置一段时间后, 等待苯甲酸结晶的析出, 然后进行过滤, 利用乙酸乙酯提取两次左右。将提取液合并在一起, 通过真空脱溶的方式得到粗制品, 利用活性炭脱色处理, 得到精制品。这种扁桃酸氧化的方法在工艺方面也是比较简单的, 得到的产品质量相对来说也是比较高的, 是目前我国生产苯甲酰甲酸的主要方法。但是这一方法也存在着不足的地方, 反应所需的原料扁桃酸价格比较昂贵, 反应的成本比较高, 反应过程中产生的废水也比较多, 不利于环境保护。所以说目前在生产上针对这两方面的问题也进行了一定的改进, 提高收率的同时也减少了废水, 成为性价比较高的一种生产方式。

3. 苯乙烯氧化法

苯乙烯在碱性条件下, 经过高锰酸钾的氧化能够生成苯甲酰甲酸。在工业生产中, 将一定量的碱性溶液进行稀释, 然后投入苯乙烯, 进行剧烈的搅拌, 在这一过程中滴加配好的高锰酸钾溶液, 将反应的温度控制在60摄氏度左右。滴加完成后, 保证反应的时间在十五分钟左右, 反应完成之后, 加入少量的乙醇使反应溶液由混浊变得澄清, 之后进行过滤, 滤饼水洗两次。合并溶液之后, 将溶液调至酸性, 静置析出苯甲酸结晶, 采用氯化钠盐析的方法, 利用乙酸乙酯进行提取, 既可以得到粗制品。再利用乙酸乙酯重结晶的方式可以得到成品。该方法虽然能够制得苯甲酰甲酸, 但是对于工业化的生产来说比较困难, 消耗高锰酸钾的同时还会产生大量的废水和锰泥, 原料虽然廉价易得, 操作起来也比较简单, 但是引起产物的原因还是不能投入大量的生产, 但是却是比较有发展前景的一种合成方式。

二、苯甲酰甲酸甲酯的合成

苯甲酰甲酸甲酯是在得到苯甲酰甲酸的基础上合成的, 利用一定量的苯甲酰甲酸, 无水甲醇以及一定量的固体酸, 将这些反应物放置在三口烧瓶当中, 该烧瓶应该具有磁力搅拌、温度测量、冷凝以及分水等功能, 将一定量的无水环己烷加入到反应容器当中, 经过搅拌, 控制整个反应的温度控制在回流温度, 反应大概三小时左右就可以结束整个反应, 将反应的温度降至室温, 利用漏斗进行减压过滤, 除去其中的固体酸, 使用无水甲醇洗涤滤饼, 收集反应的滤液, 经过过滤和蒸馏得到粗制品。利用高效液相色谱对产品进行提纯, 能够得到苯甲酰甲酸甲酯。

结束语

目前, 苯甲酰甲酸及其甲酯在人们生活中的很多方面都有着广泛的应用, 在工业生产中也在不断的对这种中间体进行合成, 合成的方法虽然有很多种, 但是该生成物对反应条件的要求比较高, 另外从反应的产物来考虑, 应该选择更加有利于环境保护的工业生产方式, 这样才能够让合成的产品为人们服务的同时, 也不会对环境造成太大的伤害。苯甲酰甲酸及其甲酯有着很大的应用前景, 在医药方面对于胃酸胃溃疡的治疗有着很好的效果, 另外对农业生产也有一定的帮助, 作为农药中间体, 能够合成除草剂, 适用于农田除草, 是一种高效低毒的农药, 以后还会在更广的方面有所应用。

摘要：本文主要针对苯甲酰甲酸及其甲酯的合成工艺进行了探讨, 对各种生产方式进行了具体的描述, 希望能够用最合适的方式进行工业生产, 更好的应用在生产生活当中。

关键词：苯甲酰甲酸,甲酯,合成