植物生长调节剂苯肽胺酸的绿色合成研究*

程伟琴，赵增兵，成兰兴，王毅楠，冯 明，王延花，霍二福,3*

（1.河南省化工研究所有限责任公司，河南 郑州 450052；2.河南省精细化工中间体工程技术研究中心，河南 郑州 450052；3.河南省科学院 质量检验与分析测试研究中心，河南 郑州 450008）

植物生长调节剂苯肽胺酸的绿色合成研究*

程伟琴1,2，赵增兵1,2，成兰兴1,2，王毅楠1,2，冯 明1,2，王延花1,2，霍二福1,2,3*

（1.河南省化工研究所有限责任公司，河南 郑州 450052；2.河南省精细化工中间体工程技术研究中心，河南 郑州 450052；3.河南省科学院 质量检验与分析测试研究中心，河南 郑州 450008）

以苯酐和苯胺为原料，自配混合溶剂A为溶剂，不添加任何催化剂，室温下反应制备高纯度的植物生长调节剂苯肽胺酸；采用反应母液循环利用的方法，不仅可提高反应收率，还可以降低生产成本及减少有机溶剂对环境的污染。通过原料投料比、反应时间及反应温度等反应条件对比实验，获得最佳的反应条件；通过熔点，红外光谱和核磁共振氢谱对目标产物进行表征。

苯肽胺酸；植物生长调节剂；绿色合成

N-苯基邻苯二甲酸单酰胺又名苯肽胺酸，在生物、医学及生命科学领域都有着广泛的应用[1]。它是一种具有室温活性的植物生长调节剂，在诱发花蕾成花结果、促进生长、改善果实品质、提高产量等方面起重要作用[2]。由于具有高效、低毒、无副作用、广谱等特点，药效显著，使用量在逐年增加。因此，进行苯肽胺酸的工业合成工艺研究具有重要的理论和实际应用价值[3]。目前，合成苯肽胺酸主要方法为以苯胺和苯酐为原料，如Fenrenc M等以1,2-二甲氧基乙烷为溶剂，但工业成本太高；Vera L等[4]以微波法合成苯肽胺酸，收率高，产量低；针对以上合成方法存在的问题，本文以一种低成本、高产率、产品纯度高、工艺简单的绿色合成方法生产苯肽胺酸。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

IR Affinity-1型傅里叶变换红外光谱仪，KBr压片（岛津公司）；Agilent Technologies 400 NMR核磁共振波谱仪（安捷伦）。

苯酐、苯胺、乙腈、甲醇、乙醇均为分析纯。

1.2 苯肽胺酸的合成

将苯酐和混合溶剂A加入到圆底烧瓶中，搅拌，固体完全溶解后向反应液中滴加苯胺(该反应为放热反应)，反应结束后将烧瓶放置低温浴中冷却，抽滤，用冷的混合溶剂A洗涤，干燥得白色固体产物；熔点：170～172℃；IR（KBr压片，cm-1）：3321.4、3134.3、3057.2、2617.4、1722.4、1654.9、1598.9、1490.9、1242.2、692.4；1H NMR(400 MHz,CDCl3)；δ(×10-6)：13.04(s,1H)，10.33(s,1H)，7.88(m,1H)，7.78(m,3H)，7.65(m,2H)，7.32(s.2H)，7.05(m,1H)。

2 结果与讨论

2.1 反应溶剂的选择

将 177.7g（1.2mol）的苯酐和 111.7g（1.2mol）的苯胺在不同的反应溶剂条件下反应，结果对比见表1。

表1 反应溶剂对产率的影响Tab.1 Effect of reaction solvent on the yield

由表1可见，在其他反应条件一样的情况下，分别使用乙腈、乙醇/水、甲醇或混合溶剂A为反应溶剂，根据产率及产品纯度可知，混合溶剂A为最佳反应溶剂。

2.2 反应条件的优化

在前期试验探索的基础上，选取投料比（苯胺/苯酐）、反应时间、反应温度等三因素选取三水平，以产物纯度和产率为依据，进行了L9（34）正交试验，以便确定最佳合成工艺条件，试验结果见表2。

从表2可以得出，以收率为依据，按方差结果分析可知显著性影响顺序为：反应温度＞反应时间＞投料比。在最佳反应温度30℃、反应时间15min、投料比（苯胺/苯酐）1.05的条件下，产物收率为61.72%。实验条件的变化对纯度的影响较小，都大于98%，完全符合工业化应用的要求。

2.3 反应母液的循环利用

由于在反应过程中，生成少量的副产物水对该反应无影响，所以合成苯肽胺酸的母液可以循环利用，在第一次反应结束后，重复反应操作，考虑到反应中溶剂的挥发或其他损失，在循环反应中通过物料守恒来补充一部分新鲜的反应溶剂，以保证反应的正常进行。

表2 合成苯肽胺酸L9（34）正交试验结果Tab.2 Test results of orthogonal meted L9（34）of the synthesis of phthalanillic acid

表3 反应母液循环次数对产品纯度、产率的影响Tab.3 Effect of cycle times of reaction mother liquid on the product purity and yield

由表3可知，由于反应过程中没有影响反应的副产物生成，反应母液可以循环利用；由于原料中杂质在母液中积累的缘故，反应母液循环利用5次后得到的产品纯度低于98%，因此，反应母液最佳循环利用次数为4次。

3 结论

以苯酐和苯胺为原料，混合溶剂A为反应溶剂，通过正交试验，获得合成苯肽胺酸最佳反应条件：反应温度为30℃、反应时间为15min、投料比（苯胺/苯酐）1.05，产品收率为61.72%，反应母液循环利用4次以后平均产率达91.40%。且产物收率和纯度均优于产品要求。该绿色合成工艺具有成本低、工艺简单等优点，大大减少了废有机溶剂的产生和排放，开发了一条苯肽胺酸的工业化生产的绿色工艺，促进了果树蔬菜等生产及保障人民生活的需求。

［1］ 陕西上格之路生物科学有限公司.新型植物生长调节剂-宝赢［J］.西北园艺（果树）2006，（3）：41.

［2］ 何瑞，刘艾平，曹玉广.植物生长调节剂使用中的安全问题［J］.中国卫生监督杂志，2003，10（2）：99-101.

［3］ Perry C J,Parveen Z.The cyclisation of substituted phthalanilic acids in acetic acid solution.A kinetic study of substituted N-phenylphthalimide formation［J］.Journal ofthe Chemical Society,Perkin Transactions 2.2001,（4）:512-521.

［4］ Sena V L M,Srivastava R M,Oliveirab S P,et al.Microwave assisted synthesis of N-arylphthalamic acids with hyperlipidemic activity［J］.Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters，2001,11（20）:2671-2674.

Study on the green synthesis of plant growth regulator phthalanillic acid*

CHENG Wei-qin1,2,ZHAO Zeng-bing1,2,CHENG Lan-xing1,2,WANG Yi-nan1,2,FENG Ming1,2,WANG Yan-hua1,2,HUO Er-fu1,2,3*
（1.Henan Chemical Industry Research Institute Co.,Ltd.,Zhengzhou 450052,China;2.Fine Chemical Intermediate Engineering Technology Research Center of Henan Province,Zhengzhou 450052,China;3.Quality Inspection and Analytical Test Research Center,Henan Academy of Sciences,Zhengzhou 450008,China）

The high purity plant growth regulator phthalanillic acid was synthesized through anhydride and aniline as raw materials and self-mixing solvent A as reaction solvent under the room temperature condition.Then,the method of recycle the reaction mother liquid was adopted which not only can improve the reaction yield,but also cut down the cost of production and reduces the environmental pollution of organic solvents.Moreover,the optimum reaction conditions were obtained by compared experiments of the reaction conditions,such as material ratio,reaction time and reaction temperature.The structure of the product was confirmed by melting point,FT-IR and1H NMR.

phthalanillic acid;plant growth regulator;green synthesis

O625.6

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170915

2017-06-22

河南省重点科技攻关计划项目（162102110115）资助

程伟琴(1989-)，女，助理工程师，2015年毕业于中国矿业大学化学工程与技术专业，硕士，现主要从事绿色合成研究。

霍二福(1981-)，男，助理研究员，博士，主要从事绿色合成研究。