邻甲基水杨酸是一种重要的化学品,在工业和实验室中广泛应用。本文将介绍关于邻甲基水杨酸的合成方法,为读者提供了解该化合物制备的全面指南。
背景:邻甲基水杨酸(3-Methylsalicylic acid)又名3-甲基-2-羟基苯甲酸,是一种重要的染料和医药中间体,广泛应用于染料和医药工业。邻甲基水杨酸的合成方法有Kolbe-Schmitt法、草酰氯法、苯乙酮法、 Mannich reaction法等,其中以Kolbe-Schmitt法(又称酚酸合成法)应用最为广泛。
用途:
邻甲基水杨酸是一种重要的染料和医药中间体,广泛用于染料和医药领域。 它可用来制造三苯甲烷类染料,特别是与2,6-二氯苯甲醛缩合制得酸性媒介漂蓝B(习惯称漂蓝B,主要用于毛织物的染色,这是邻甲基水杨 酸最主要的用途;可用来生产叙利亚黄G等染料或涂料;可作为牛、猪的生长促进剂;此外,在医药行业,主要用于合成维生素A和维生素E。
合成:
(1)Kolbe-Schmitt法
该法的合成原理如下:
①气固相合成法
作为邻甲基水杨酸传统的合成方法,气固相合成法以固态的邻甲酚为原料, 采用Kolbe-Schmitt法进行羧基化反应。反应主要分三步,首先,邻甲酚与Na OH 反应制得邻甲酚钠;其次,邻甲酚钠在CO2中加压羧基化制得邻甲基水杨酸钠盐;最后,邻甲基水杨酸钠盐经过酸析制得邻甲基水杨酸。气固相合成法的工艺条件是:羧基化温度398~448K,CO2压力0.5~1.5MPa,反应时间5~7h。气固相合成法制得的邻甲基水杨酸收率较高,可达80%,存在的缺点是无水的邻甲酚钠容易吸湿(很难制得与保存),而反应过程中微量的水存在会影响产物收率,同时,该方法所使用的反应釜搅拌功率大,结构复杂,釜内温度不均匀,且物料易黏壁、焦化。
②溶剂合成法
此法是在羧基化的反应过程中加入有机溶剂,如十个碳原子以上的烷烃,可 使羧基化反应在常压下进行,不需要处理吸湿性很强的邻甲酚钠,搅拌较容易,减少了脱水和羧基化设备,后处理也比较简单,而且未转化的邻甲酚可以循环使用。此法克服了气固相合成法的一些缺点,收率较气固相合成法高,可达88%,反应后产生的副产物也较少,是近年来邻甲基水杨酸合成的研究热点,已经成为一种工业化的生产方法。此法的缺点是溶剂使用量较大,在反应完后,需回收溶剂。
(2)草酰氯法
该法合成原理如下:
该方法在合成邻甲基水杨酸时,副反应较严重,产品中会有大量的二酮化合物,降低了主产物的收率,因此,此法没有实现工业化。
(3)Wolf-Kishner还原法
该方法的合成原理如下:
与Kolbe-Schmitt法相比,此方法只是在原料上有所改变,本质上仍是羧基化反应,但操作较复杂,没有实现工业化。
(4)Mannich reaction法
此方法的合成原理如下:
该方法主要在苯环上增加了一个甲基,反应路线长,所需要的原料较多,还需要加氢装置,产生的异构物也较多,而且收率不高,因此没有实现工业化。
(5)苯乙酮法
该方法的合成原理如下:
该方法反应路线长,原料价格较高,产品收率也不高,很难进行工业化。
(6)乙醇钠法
此法合成原理如下:
此法先将固体CO2与金属钠、乙醇反应制得中间产物,再与邻甲酚反应制取邻甲基水杨酸。该方法产物收率较高,但原料价格也较高,且第一步反应很难控制,因此没有实现工业化。
参考文献:
[1]张平,徐明仙,俞景译等. 超/亚临界CO_2中邻甲酚羧基化合成邻甲基水杨酸 [J]. 化工进展, 2012, 31 (05): 1137-1142. DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2012.05.030
[2]张平. 超/亚临界CO_2中邻甲酚羧基化合成邻甲基水杨酸的实验研究[D]. 浙江工业大学, 2012.