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离子液体:阿司匹林合成新思路

来源:www.cpia.org.cn
摘要:阿司匹林的传统合成方法是用醋酸酐和水杨酸为起始原料,以浓硫酸为催化剂,经酯化反应而制得。这一生产方法已使用多年,其工艺较为成熟,我国企业多年来一直采用该方法生产阿司匹林。但是该方法也有不少缺点,如收率较低,一般在70%左右,容易发生副反应,产品成色较差,浓硫酸为催化剂对设备有较强的腐蚀作用,更为严重......

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阿司匹林的传统合成方法是用醋酸酐和水杨酸为起始原料,以浓硫酸为催化剂,经酯化反应而制得。这一生产方法已使用多年,其工艺较为成熟,我国企业多年来一直采用该方法生产阿司匹林。但是该方法也有不少缺点,如收率较低,一般在70%左右,容易发生副反应,产品成色较差,浓硫酸为催化剂对设备有较强的腐蚀作用,更为严重的是采用该方法生产阿司匹林时会产生大量的废酸液体,对环境的污染较大。

在当今时代越来越重视环境保护的大趋势下,我国阿司匹林生产因此受到了很大的影响,产量和出口量也在不断下滑。所以,积极探索绿色、环保的阿司匹林生产新方法成为近年来人们研究的一个热点,特别是寻找更加科学、环保的新型催化剂,以替代浓硫酸,成为研究的一个重点问题。

离子液体潜力被发现

最近几年中,有不少研究人员在国内外学术刊物上发表论文,阐述这些替代浓硫酸的催化剂,如硫酸氢钠、三氯化铝、吡啶、维生素C、分子碘、碳酸钾、固体氢氧化钠等等。这些催化剂在实验室中的反应较为理想,但是将其应用到工业生产中时,便暴露出了不少问题,有的价格较高,有的对人体有一定危害,有的重复使用性较差等等,不宜进行工业化大生产。

前不久,研究人员发现了极具开发潜力的新型催化剂兼溶剂——离子液体。国内外许多科技人员以离子液体为催化剂,应用在许多有机化学反应中,取得了较好的效果。离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成的,在室温及附近温度下呈液体状态的一些盐类。离子液体可分为阴离子型和阳离子型两种,也可按酸碱性分为酸性、碱性和中性离子液体。近年来,人们对离子液体的研究主要集中在将某些官能团连接在阴离子或阳离子上,使其具有某些特殊的功能。其中,Brφnsted酸性离子液体(BAILs)是重要的一类,它们兼有质子酸性和离子液体的特殊性质,因此可以代替传统的质子酸催化剂。有不少研究人员用该类物质代替浓硫酸为催化剂合成阿司匹林,并取得了一定的成绩。

国内部分研究成果

最近以来,国内有不少涉及应用离子液体代替浓硫酸为催化剂合成阿司匹林的研究论文发表。

如钱德胜等人在《池州学院学报》杂志上发表了“内酰胺酸性离子液体催化合成阿司匹林”的论文,阐述了在实验中合成出一系列价格低廉的己内酰胺离子液体,并分别考察了不同条件对反应的影响,其中以H2PO4及[CP]H2PO4这两种离子液体催化效果较好,收率分别可达72.4%和69.9%,且这两种离子液体催化性能较为稳定,离子液体重复使用4次后仍表现出良好的催化活性。

谢辉等人在《贵州师范大学学报(自然科学版)》杂志上发表了“室温离子液体催化阿司匹林的合成”的论文,阐述了研究以多种1,3-二烷基咪唑离子液体为催化剂来合成阿司匹林的反应。通过多组实验考查了不同的离子液体、水杨酸与醋酸酐的摩尔比、反应时间等因素对阿司匹林产率的影响,最终确定了最佳反应条件,最佳收率可达81.6%。他们还对离子液体Br的重复使用性能进行了考查,结果表明,Br重复使用5次后仍然可以比较好地催化合成阿司匹林。

作者: 2012-6-17
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