背景及概述
肉桂酸是一种微有桂皮味的香料。在医药行业中肉桂酸可用于局部麻醉剂、抗炎、止痛、抗传染、抗癌、血管扩张剂、抗溃疡剂和低血糖等药物的制备。农业上肉桂酸可用作长效杀菌剂、植物生长促进剂和除草剂、果蔬食品保鲜防腐剂等，最新研究还发现肉桂酸对铜绿微囊藻和斜生栅藻具有抑制作用，这为水华的生物治理找到一条安全有效的途径。此外，肉桂酸还可用作测定铀和钒的试剂、分离钍的试剂、镀锌的缓蚀剂、聚氯乙烯的热稳定剂、聚氨基甲酸酯的交联剂、聚己内酰胺的阻燃剂、表面活性剂及负片型感光树脂的合成原料。肉桂酸及其衍生物的广泛应用使其具有广阔的市场前景。2-氟肉桂酸英文名称：2-Fluorocinnamicacid，中文别名：邻氟肉桂酸，CAS号：451-69-4，分子式：C9H7FO2，分子量：166.149，白色晶体。
制备
合成邻氟肉桂酸的方法有多种，如Perkin法、Knoevenagel法、邻氟苯甲醛－丙酮法、邻氟苯甲醛－乙烯酮法、邻氟苯甲醛－醋酸法、苯乙烯－四氯化碳法、苯乙烯－一氧化碳法、苯乙烯－二氧化碳法、苯基氯甲烷－无水醋酸钠法、卤代苯－丙烯酸法、肉桂醛氧化法等。以上方法大部分因能耗大、污染重、成本高、产率低等因素而没有实际工业应用价值，或已经被淘汰。目前工业上生产邻氟肉桂酸的方法主要是Perkin法和苯乙烯－四氯化碳法。笔者以反应原料为分类依据，对邻氟肉桂酸的合成进展进行综述和评价[1]。
以邻氟苯甲醛为原料
Perkin法
Perkin法是工业和实验室中普遍采用的合成邻氟肉桂酸的一种方法，即以邻氟苯甲醛和醋酐为原料，在弱碱的作用下醛作为受体，乙酸酐的α－H被夺去后以负离子的形式作为给予体，进行亲核加成，最后生成邻氟肉桂酸。该法具有原料易得、操作简单、产物纯度高且不含氯离子等优点。反应式如下:
图1 邻氟肉桂酸合成反应式图
常用的催化剂为K2CO3，Na2CO3，CH3COOK，CH3COONa，KF，K2O，γ－Al2O3等固体弱碱或其复合物，其中以无水K2CO3和CH3COOK效果。以醋酸钾为催化剂合成邻氟肉桂酸，醛酐物质的量比为1∶3，催化剂用量为6g，反应时间为2h，产率可达48．6%。用氟化钠－碳酸钾(物质的量比为1∶2)复合催化合成邻氟肉桂酸，在n(邻氟苯甲醛)∶n(乙酸酐)=3∶8，反应温度为150～170℃，反应时间为50min的条件下，产率达76．2%。但无论用单一的固体碱催化还是用复合碱催化，都存在乙酸酐的活性低、反应温度高、时间长、易聚合、产率低、催化剂难回收等缺点。用Perkin法合成邻氟肉桂酸，在选择或制备经济适用的绿色催化材料、降低反应温度、减少反应的成本、提高产品收率等方面仍需深入研究和探讨。
Knoevenagel法
此类反应是以邻氟苯甲醛－丙二酸为原料，在催化剂作用下合成邻氟肉桂酸。常用的催化剂为吡啶、苯胺等有机碱。以六氢吡啶为缩合剂，在吡啶介质中，通过邻氟苯甲醛与丙二酸发生缩合反应合成邻氟肉桂酸，其的工艺条件是:n(邻氟苯甲醛)∶n(丙二酸)=1∶1．2，n(邻氟苯甲醛)∶n(吡啶)∶n(六氢吡啶)=1∶2．4∶0．025，在95℃下回流2h。在此条件下产率达89．2%。微波辐射下合成邻氟肉桂酸。以邻氟苯甲醛为反应底物，丙二酸为试剂，吡啶为溶剂，苯胺为催化剂，反应条件为:丙二酸用量为2．5g，n(丙二酸)∶n(邻氟苯甲醛)=1∶2，苯胺用量0．26mol，微波功率464W，反应时间19min。在此条件下产率为67．2%。该方法具有工艺简单、操作方便、反应温度低、产物纯度和收率较高等优点，但所使用的催化剂六氢吡啶具有难闻气味，不易回收且有一定毒性，此外所使用的原料丙二酸价格也较高，给工业化应用带来一定的限制。
以苯乙烯为原料
苯乙烯－四氯化碳法
该法分两步进行:步是在一价铜配合物催化下苯乙烯和四氯化碳发生自由基加成;第二步是上述中间物在酸性介质中发生水解、消去反应生成邻氟肉桂酸。将氯化亚铜负载在纳米炭上作为催化剂，以二乙胺为助催化剂，苯乙烯和四氯化碳发生加成反应生成1，3，3，3－四氯丙烯苯中间体，其收率为96%，中间体在酸性体系中于115～125℃下水解12h，结晶，过滤得到产物邻氟肉桂酸，产率84．9%。该法反应条件温和，产率高，而且使用的催化剂也常见，该路线具有一定的开发和推广价值。但是该工艺中要使用大量的水洗、酸洗，不仅增加了工艺程序和难度，而且产生大量有色废水，需增加环保投资;此外，蒸馏中间体的环节能耗大等问题有待进一步解决。近年来由于邻氟苯甲醛和醋酐价格大幅上涨，使得Perkin法生产邻氟肉桂酸成本上升，而苯乙烯和四氯化碳都是大吨位廉价化工产品，且根据保护大气臭氧层的国际蒙特利尔条约，将逐步限制对四氯化碳的使用，将四氯化碳转化成其他产品已成为迫切需要解决的问题。
以苯基氯甲烷－无水醋酸钠为原料
苯基二氯甲烷和无水醋酸钠在吡啶为溶剂的条件下，170～180℃下反应生成邻氟肉桂酸。二氯苄可作为邻氟苯甲醛的前体，该法可认为是Perkin反应的改进。该法线路较短，原料价廉易得，反应条件温和，但存在转化率低、副产物多、产物易含氯离子等缺点。此法也曾被以苯基二氯甲烷为副产物的生产苄氯的厂家采用，但已趋淘汰。
结论与展望
随着新型保健甜味剂阿斯巴甜在国内的兴起，以及肉桂酸及其衍生物在医药、农药、食品、材料、香精香料化妆品等行业中应用的拓展，肉桂酸的市场前景将会更加广阔。目前工业上制备肉桂酸以Perkin法、苯乙烯－四氯化碳法为主，但是Perkin法产率低，能耗高，苯乙烯－四氯化碳法的成本和环境等问题有待进一步解决。更加经济高效、绿色环保的合成方法将是未来肉桂酸合成发展的必然趋势，其中生物酶法合成将是一个理想的发展方向。
参考文献
[1] 郭少春． 肉桂酸的应用开发及合成技术进展［J］． 上海化工，2002，27(8):32 －34．