苯丙酮酸及其钠盐制备的研究概况

陈 旻，汪笑秋

（浙江省丽水市中心医院，浙江 丽水 323000）

苯丙酮酸是一种双羰基化合物，分子式为C9h8O3，相对分子质量164，熔点157℃，易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂，溶于热氯仿和苯，不溶于石油醚，热敏性强，通常在18℃下保存[1]。苯丙酮酸及其钠盐是重要的医药中间体，也是酶法生产苯丙氨酸的前体化合物。苯丙氨酸可以用作氨基酸输液以及抗癌药物制剂和食品的添加剂，近年来国际市场上对苯丙氨酸的需求量逐年增加，大大刺激了国内外对苯丙酮酸合成的研究[1]。一水苯丙酮酸钠微溶于水，稳定性比苯丙酮酸要好，易于储存、运输和使用，因此在实际工业生产中常制备成苯丙酮酸钠来储存[2]。苯丙酮酸及其钠盐的合成方法主要有α－乙酰氨基肉桂酸水解法[3－4]、海因法[5－6]、双羰基化法、乙内酰脲和苯甲醛合成法[5]。目前最常用以乙内酰脲和苯甲醛为原料的合成方法，笔者比较了4种合成方法的优缺点，现简介如下。

1 α－乙酰氨基肉桂酸水解法

此方法首先由Herbst等[7]于1939年报道，其合成路线是甘氨酸乙酰化后与苯甲醛缩合，生成的内酯水解后得到乙酰氨基肉桂酸，酸化后得到苯丙酮酸，总收率为50％[4，8]。反应方程式为：

该方法工艺成熟、设备简单，但生产成本较高，且收率不高。主要原因是与苯甲醛的缩合有一部分发生Perkin反应，生成肉桂酸副产物；另外，苯甲醛部分聚合产生油性杂质，使内酯需纯化处理后才能用于转氨反应。

2 海因法

此方法由日本的Tanaka Atsushi于1986年报道[8]。该法利用甲醛和氰化钾制备的羟基乙腈与碳氨经过Bucher－bergs仿反应制得海因，再与苯甲醛经Wheeler－Hoffman缩合反应制得亚苄基海因，水解即得苯丙酮酸。反应方程式为：

该方法原料易得，生产成本低，但由于氰化钾有剧毒，生产危险性大，所以此方法操作要求高，注意事项比较多。

3 双羰基化法

此方法以氯苄为原料，在络合物的催化作用下，以钙、镁、钡等碱土金属的弱碱作为中和剂，在弱极性溶剂中与一氯化碳反应而得。与传统的催化羰基化法比较，有原料易得、反应步骤短、产物较易分离、收率较高等优点[8－9]。目前用于制备苯丙酮酸的钴催化剂主要有钴的羰基络合物（包括八羰基二钴和四羰基钴盐）与异核钴镞络合物两类。氯苄双羰基化制备苯丙酮酸的钴催化剂为八羰基二钴，日本和许多西方国家都对八羰基二钴催化双羰化反应进行了深入研究。此法双羰化产物收率高，但八羰基二钴不稳定，存储和运输都不方便，钴作为重金属也易对周围环境造成污染。我国研究人员比较重视四羰基钴盐的研究，南京化工大学的范伟平等[9－10]利用含硫化物和氯化钴代替CO2（CO）8，直接加在石灰的醇－水乳浊液中，在2.0MPa的一氧化碳气体压力下先合成四羰基钴盐，代替八羰基二钴催化氯苄进行双羰基化反应，得到了苯丙酮酸的钙盐。此方法大大降低了双羰基化法制备苯丙酮酸的成本，安全系数较八羰基二钴法高，四羰基钴盐的回收利用也较容易，因此比较实用。但该方法存在加压装置，对实验设备要求较高，不利于工业化推广。

4 乙内酰脲和苯甲醛合成法

此方法以乙内酰脲和苯甲醛作为原料，在含有少量氨基酸的水溶液中，苯甲醛和乙内酰脲缩合生成亚苄基乙内酰脲，然后用碱液水解生成的亚苄基乙内酰脲而得苯丙酮钠，酸化即得[3]。以此为原理，有一步法和二步法两种试验制备方法。其中二步法是将乙内酰脲和苯甲醛在含有甘氨酸的水溶液中反应，过滤、洗涤，得到中间产物亚苄基乙内酰脲，于氢氧化钠溶液中水解，反应得到苯丙酮酸钠。一步法省却了中间产物亚苄基乙内酰脲的精制过程，在生成的含有亚苄基乙内酰脲的反应液中，直接加入氢氧化钠溶液，经过加热分解生成苯丙酮酸钠。二步法对中间产物亚苄基乙内酰脲进行了精制，因此纯度高于一步法而收率较低。

通过4种制备方法的比较得知，采用乙内酰脲和苯甲醛合成法是比较理想的，该法制得的苯丙酮酸以钠盐形式存在，稳定性好，易于储存和运输，同时其原料易得，成本较低，操作简单，安全系数高，可以实现产业化，具有良好的发展前景。

[1]肖慧萍，丘祖民，郑典模，等.苯丙酮酸的合成[J].内蒙古大学学报，2002，21（1）：40－46.

[2]范伟平，欧阳平凯.苯丙酮酸及其钠盐的理化性质比较[J].南京化工大学学报，1991，19（63）：24－28.

[3]崔 群，唐开华，欧阳平凯.苯丙酮酸的开发应用研究[J].南京化工学院学报，1995，17（2）：133－136.

[4]勃拉特AH.有机合成（第二集）[M].南京大学化学系有机化学教研室译.北京：科学出版社，1964：353.

[5]田中淳，中安一雄.フエニルピン酸の制方法[J].公开特许公报，昭61－167641.

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[7]Herbst RM，Shemin D.α－acetaminocinnamic acid[J].Organic Syntheses，1939，19：77－78.

[8]郑 剑，欧阳平凯.苯丙酮酸工业合成进展[J].化工时刊，1995，9：26－28.

[9]范伟平，欧阳平凯，冯 强，等.单釜合成四羰基钴盐和苯丙酮酸钠盐[J].南京化工大学学报，1996，18（4）：64－68.

[10]金子林，燕远勇，朱道亚.氯苄催化双羰基化合成苯丙酮酸的研究[J].精细化工，1994，11（6）：44－47.