乙醛酸法合成MHPA过程中反应条件对产品收率的影响

阳 军，贾娟利，方 键

(中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021)

3-甲氧基-4-羟基-苯乙醇酸(又称4-羟基-3-甲氧基扁桃酸，简写MHPA)是制备新型广谱抗菌药物甲氧苄胺嘧啶(TMP)[1-2]和香草醛[3-4]的重要中间体。作为乙醛酸法生产香草醛的中间体，MHPA的收率对香草醛的收率影响较大，MHPA收率较高时，副产物较少，氧化时焦油量减少，能降低香草醛的分离难度，提高香草醛分离精制的收率和产品的质量。

作者采用乙醛酸法合成MHPA，乙醛酸与愈创木酚按一定的物质的量比在碱性条件下反应，生成MHPA钠盐，溶液经酸化后得到MHPA，未反应的愈创木酚使用苯作为萃取剂萃取回收。其反应方程式如下。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

愈创木酚：工业品，质量分数98%、乙醛酸：工业品，质量分数50%，北京化工厂；氢氧化钠：分析纯，质量分数98%、硫酸：分析纯，质量分数98%，沈阳市试剂五厂；助剂A,自制。

低温循环浴槽：北京德天佑科技发展有限公司；JB90-D强力电动搅拌器：常州国华电器有限公司；电子天平：赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；PHS-3C型pH计：上海精密仪器仪表有限公司；BT100L型蠕动泵：常州普瑞流体技术有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 制备乙醛酸钠

将500 mL三口烧瓶置于14 ℃的低温循环浴槽中，向烧瓶中加入57 g水和13.5 g乙醛酸溶液，启动搅拌，调节搅拌转数150～180 r/min，搅拌10 min待烧瓶内水温达到设定温度时，向烧瓶中滴加8.9 g的质量分数45% NaOH溶液，滴加结束后继续搅拌15 min，然后静置待用。

1.2.2 制备MHPA水溶液

将1 L三口烧瓶置于低温循环浴槽中，向烧瓶中加入200 g水和9.2～10.5 g质量分数45% NaOH溶液，启动搅拌，调节搅拌转数80～100 r/min，搅拌10 min待烧瓶内水温达到设定温度时，向烧瓶中滴加15 g愈创木酚，搅拌30 min后，使用蠕动泵向烧瓶中加入制备好的乙醛酸钠水溶液，滴加时间3 h，滴加结束后继续搅拌15 min，然后静置，每4 h取样1次，用液相色谱法检测溶液的w(乙醛酸)、w(愈创木酚)和w(MHPA)，当w(乙醛酸)<0.2%时，视为达到反应终点。

2 结果与讨论

2.1 pH值对反应收率的影响

按照1.2.2的实验方法，低温循环浴槽温度设定为20 ℃，通过调节NaOH溶液的加入量，控制反应体系的pH值，其结果见表1。

表1 不同pH值下MHPA的收率和愈创木酚的转化率

表1表明随着反应体系pH值的提高，MHPA的收率也随之提高，特别是pH=10.2～11.0内升高时，MHPA收率和愈创木酚转化率增加较明显，但当pH>11.4后，溶液中w(MHPA)下降，w(愈创木酚)上升，使得MHPA的收率略有上升，但愈创木酚转化率开始下降，且下降速度较快。这主要是由于pH>11.4后，乙醛酸发生自身歧化反应生成乙二酸和乙醇酸[5]，降低了参与反应的乙醛酸浓度，使得愈创木酚的转化率下降。

2.2 温度对反应收率及反应时间的影响

控制反应体系pH=11.4，调节低温水浴槽温度范围在12～30 ℃，实验初期每4 h取样1次分析反应进程，当反应快接近终点时2 h取样1次，最终确定反应所需时间，反应结果见表2和图1。

表2 不同温度下缩合反应所需时间

t/℃图1 不同温度下MHPA收率和愈创木酚转化率的变化

从表2 和图1可以看出，随着反应温度的升高，反应所需时间减少，MHPA收率和愈创木酚转化率也随之下降，且当反应温度超过22 ℃以后，反应所需时间变化不大，而MHPA收率和愈创木酚转化率则开始大幅下降。

2.3 助剂A对反应收率的影响

在上述实验的基础上，选择pH=11.4，反应温度18 ℃为条件，进行6次实验，其中实验1为空白实验，不加入助剂A，其余5个实验中分别加入0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 g助剂A，考察助剂A对MHPA收率和愈创木酚转化率的影响，结果见图2。

m(助剂)/g图2 不同助剂加入量下MHPA收率和愈创木酚转化率的变化

从图2可以看出，随着助剂A加入量的增加，MHPA的收率上升，愈创木酚的转化率呈现先升后降的趋势，说明适量的助剂A有助于提高MHPA的收率和愈创木酚的转化率。

3 结 论

(1) 提高反应体系的pH值和加入助剂A均能达到提高MHPA收率的效果，且愈创木酚的转化率也均出现先升后降的趋势，选择pH=11.4，助剂A加入量1 g的条件能同时兼顾MHPA的收率和愈创木酚的转化率。

(2) 降低反应温度有利于提高MHPA收率和愈创木酚转化率，但随着反应温度的降低，反应所需时间快速增加，且降低反应温度将使能耗大量的增加，反应时间的延长也需要增加设备的投入。选择18 ℃作为反应温度，MHPA的收率会下降1%，但能耗和设备投入能大幅度的降低，经济性较好。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 翼亚飞,魏贤勇.从香兰素合成3,4,5-三甲基苯甲醛[J].现代化工,1999,19(8):28-29.

[2] 唐亚楠，郑建仙.响应面法优化3-甲氧基-4-羟基-苯乙醇酸的合成[J].中国食品添加剂，2011(5)：68-71.

[3] 郑立稳,高永超,等.香兰素的化学合成方法研究[J].化工时刊,2012，26(6):43-46.

[4] 李建生，张淑云.用愈创木酚和乙醛酸制备香兰素的研究[J].江苏化工，1993,21(3):13-16.

[5] 游佳勇，郑凌云，张淑玲.乙醛酸制备香兰素工艺条件的优化[J].食品与生物技术学报，2005,24(4):97-99.