水杨酸异丙酯的应用

2020/4/27 8:12:27

背景及概述[1-2]

水杨酸(Salicylicacid,SA)经外源处理可诱导烟草、马铃薯、黄瓜和菜豆等重要农作物产生对由真菌、细菌和病毒等引起的病害的局部和系统性抗性[1],因而备受人们关注。水杨酸在医药上早已广泛应用,尤其是乙酰水杨酸,又称为阿司匹林(Aspirin,ASP),在血液中受一种非专一性的芳香基脂酶催化,水解后转变成水杨酸,在植物体中亦有类似于水杨酸的作用。

阿司匹林或水杨酸可以提高烟草对烟草花叶病毒感染的抗性,并诱导某些病理相关蛋白的基因表达[2]。根据民间治疗腹泻的偏方(复方乙酰水杨酸片和白酒研匀加热)制得混合物经分离、提纯得到不同的产物,包括水杨酸乙酯、水杨酸异丙酯等化合物。由于酯类化合物具有广泛的生理活性,因此,酯类化合物作为前体药物具有较好的药效。该研究中为了提高水杨酸的诱导活性,把醇分子和水杨酸结合在一个分子中,立体选择性地合成了若干个水杨酸异丙酯化合物。

水杨酸异丙酯与复方乙酰水杨酸片相比,抗菌作用较复方乙酰水杨酸片强。抗菌谱较复方乙酰水杨酸片广。水杨酸异丙酯较乙酰水杨酸有更高的诱导活性。这为进一步进行体内的抗菌活性试验奠定了基础,并为研发新型治疗泄泻的药物做铺垫。目前,工业上合成上水杨酸异丙酯的工艺方法是:以水杨酸和异丙醇为原料,在催化剂的催化作用下直接酯化制得水杨酸异丙酯,所用催化剂主要有浓硫酸、二氯亚砜及多元混合酸。

由于在反应过程中生成的水难于分出及存在副反应,因此,普遍存在反应时间长、原料消耗大(异丙酯的消耗量常为理论用量的2到3倍)、后处理麻烦、收率低、产品质量差及腐蚀设备等问题。若采用二氯亚砜催化剂还存在废气排放及催化剂价格高等问题,致使生产成本高、产品质量差,水杨酸异丙酯含量一般在95%左右。

应用[3-4]

水杨酸异丙酯又称邻羟基苯甲酸异丙脂,是一种重要的有机化工原料和药物中间体,可以用作溶剂,催化剂,塑料助剂以及和成医药等。其应用举例如下:

1)制备一种环保的印染工艺前处理液,是由下列质量份数的成分组成的:脂肪醇聚氧乙烯醚20~30份、烷基醇醚羧酸钠20~25份、月桂基氮酮10~15份、水杨酸乙酯3~6份、水杨酸异丙酯4~10份、仲烷基磺酸盐10~15份、双氧水1~2份、环氧乙烷1~5份、氯化钠1~5份和去离子水50~60份。本发明配方合理,制备方法简单,能够在印染时对坯布有较好的处理,使后续上染效果更好。

2)制备一种纤维渗透膨化剂,按重量份计,组成如下:月桂基氮酮0.00016-0.0006,N-甲基吡咯烷酮1-5,双丙酮醇5-10,水杨酸乙酯5-15,水杨酸异丙酯5-10。本发明同时公开了用上述纤维渗透膨化剂染色的方法,用还原剂和NaOH以干缸法对染料还原,还原液∶染料=37.5∶0.8-2.0(重量比);加入匀染剂和纤维渗透膨化剂染色或加入缓冲剂调整pH值用隐色酸染色,降温冲洗;进行氧化显色、固色,降温冲洗;新鲜水浴,还原清洗,降温出机。本发明纤维渗透膨化剂使不溶于水的染料有效润湿、渗透,纤维结晶区有效膨化以接受染料;使悬浮体染色均匀,同色性好,增强了上色率,解决纤维的“白芯”问题。

制备[2,5]

方法1:固体酸催化条件下水杨酸异丙酯的合成:

1)固体酸催化剂的制备:采用已经成熟的固体酸的制备方法,具体方法如下:13.4gFeCl3.6H2O(0.05mol)溶于500ml水中,完全溶解后在搅拌条件下加入5mol/L的氨水溶液,产生Fe(OH)3沉淀,至微碱性.过滤后,沉淀用热水洗涤.抽干后,用40ml,2mol/L的硫酸浸泡1.5h,在110℃下干燥,最后,将沉淀置于马弗炉中于600℃煅烧3h,即得固体酸。

2)水杨酸异丙酯合成与分离提纯:在反应釜中加入水杨酸6.9g(0.05mol),异丙醇15ml(0.2mol),再加入催化剂,加热回流并维持回流温度为105~110℃,设定反应时间,反应完毕后冷却,真空抽滤除去未反应的水杨酸和过剩的催化剂,然后用饱和NaHCO3溶液洗涤至无气泡产生,取上层清液,用无水MgSO4干燥后得到粗酯.将粗酯加入蒸馏瓶中进行减压蒸馏,收集65~68℃馏分即为精酯.

方法2:以水杨酸和丙烯为原料,水杨酸与丙烯的消耗比约为1∶1.05(摩尔比),以浓度范围为50%~98%的液体硫酸H2SO4、硫磷混酸以及超强酸SO42-/ZrO2、SO42-/ZrO2-SiO2,酸性阳离子交换树脂等固体酸以及磷钨酸为催化剂,并可使用包括乙酸异丙酯、环己烷、苯等的溶剂,在80~120℃、0.5~1.5Mpa压力下反应,催化剂的用量为1.0%~15%(wt),反应时间为10~40小时,对固体酸催化剂反应完成后趁热滤出催化剂,冷却至室温后,过滤回收未反应的水杨酸(一般回收率在80%以上),滤液用过量氧化钙CaO或碳酸钙CaCO3中和硫酸及大部分残留水杨酸并吸收水分、过滤、弃去滤渣,滤液即为成品水杨酸异丙酯,含量一般大于98%;其具体工艺操作步骤为;

(1)在不锈钢反应釜中加进水杨酸,再加进上述用量范围及浓度范围的液体或固体酸催化剂;

(2)通进丙烯置换反应釜中的空气几分至几十分钟后,再关闭出口;(3)通进丙烯至反应釜中使压力为上述压力范围的某压力,升温至上述温度范围中地某温度后,经反应上述反应时间范围的某反应时间后,冷却至室温;(4)放出多余丙烯,取出产物秤重,取出一定重量的产物加入一定量的乙醇中,用0.1MKOH溶液滴定,计算转化率;(5)冷却产物至室温,过滤回收未反应的水杨酸,滤液用过量的氧化钙CaO或碳酸钙CaCO3中和硫酸及残留水杨酸并吸收水分,过滤即可得到成品水杨酸异丙酯,最后称重计算产率。

主要参考资料

[1] 水杨酸异丙酯体外抗菌活性的测定

[2] CN98108649.7一种合成水杨酸异丙酯的方法

[3] CN201410801200.7一种环保的印染工艺前处理液

[4] CN200710044073.0纤维渗透膨化剂及用其进行染色的方法

[5] 固体酸催化条件下水杨酸异丙酯的合成研究

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