607-85-2 / 水楊酸異丙酯的應用

背景及概述^[1-2]

水楊酸(Salicylicacid，SA)經外源處理可誘導煙草、馬鈴薯、黃瓜和菜豆等重要農作物產生對由真菌、細菌和病毒等引起的病害的局部和系統性抗性[1]，因而備受人們關注。水楊酸在醫藥上早已廣泛應用，尤其是乙酰水楊酸，又稱為阿司匹林(Aspirin，ASP)，在血液中受一種非專一性的芳香基脂酶催化，水解后轉變成水楊酸，在植物體中亦有類似于水楊酸的作用。

阿司匹林或水楊酸可以提高煙草對煙草花葉病毒感染的抗性，并誘導某些病理相關蛋白的基因表達[2]。根據民間治療腹瀉的偏方(復方乙酰水楊酸片和白酒研勻加熱)制得混合物經分離、提純得到不同的產物，包括水楊酸乙酯、水楊酸異丙酯等化合物。由于酯類化合物具有廣泛的生理活性，因此，酯類化合物作為前體藥物具有較好的藥效。該研究中為了提高水楊酸的誘導活性，把醇分子和水楊酸結合在一個分子中，立體選擇性地合成了若干個水楊酸異丙酯化合物。

水楊酸異丙酯與復方乙酰水楊酸片相比，抗菌作用較復方乙酰水楊酸片強。抗菌譜較復方乙酰水楊酸片廣。水楊酸異丙酯較乙酰水楊酸有更高的誘導活性。這為進一步進行體內的抗菌活性試驗奠定了基礎，并為研發新型治療泄瀉的藥物做鋪墊。目前，工業上合成上水楊酸異丙酯的工藝方法是：以水楊酸和異丙醇為原料，在催化劑的催化作用下直接酯化制得水楊酸異丙酯，所用催化劑主要有濃硫酸、二氯亞砜及多元混合酸。

由于在反應過程中生成的水難于分出及存在副反應，因此，普遍存在反應時間長、原料消耗大(異丙酯的消耗量常為理論用量的2到3倍)、后處理麻煩、收率低、產品質量差及腐蝕設備等問題。若采用二氯亞砜催化劑還存在廢氣排放及催化劑價格高等問題，致使生產成本高、產品質量差，水楊酸異丙酯含量一般在95％左右。

應用^[3-4]

水楊酸異丙酯又稱鄰羥基苯甲酸異丙脂，是一種重要的有機化工原料和藥物中間體，可以用作溶劑，催化劑，塑料助劑以及和成醫藥等。其應用舉例如下：

1）制備一種環保的印染工藝前處理液，是由下列質量份數的成分組成的：脂肪醇聚氧乙烯醚20~30份、烷基醇醚羧酸鈉20~25份、月桂基氮酮10~15份、水楊酸乙酯3~6份、水楊酸異丙酯4~10份、仲烷基磺酸鹽10~15份、雙氧水1~2份、環氧乙烷1~5份、氯化鈉1~5份和去離子水50~60份。本發明配方合理，制備方法簡單，能夠在印染時對坯布有較好的處理，使后續上染效果更好。

2）制備一種纖維滲透膨化劑，按重量份計，組成如下：月桂基氮酮0.00016-0.0006，N-甲基吡咯烷酮1-5，雙丙酮醇5-10，水楊酸乙酯5-15，水楊酸異丙酯5-10。本發明同時公開了用上述纖維滲透膨化劑染色的方法，用還原劑和NaOH以干缸法對染料還原，還原液∶染料=37.5∶0.8-2.0(重量比)；加入勻染劑和纖維滲透膨化劑染色或加入緩沖劑調整pH值用隱色酸染色，降溫沖洗；進行氧化顯色、固色，降溫沖洗；新鮮水浴，還原清洗，降溫出機。本發明纖維滲透膨化劑使不溶于水的染料有效潤濕、滲透，纖維結晶區有效膨化以接受染料；使懸浮體染色均勻，同色性好，增強了上色率，解決纖維的“白芯”問題。

制備^[2，5]

方法1：固體酸催化條件下水楊酸異丙酯的合成：

1）固體酸催化劑的制備：采用已經成熟的固體酸的制備方法，具體方法如下：13.4gFeCl3.6H2O(0.05mol)溶于500ml水中，完全溶解后在攪拌條件下加入5mol/L的氨水溶液，產生Fe(OH)3沉淀，至微堿性.過濾后，沉淀用熱水洗滌.抽干后，用40ml，2mol/L的硫酸浸泡1.5h，在110℃下干燥，最后，將沉淀置于馬弗爐中于600℃煅燒3h，即得固體酸。

2）水楊酸異丙酯合成與分離提純：在反應釜中加入水楊酸6.9g(0.05mol)，異丙醇15ml(0.2mol)，再加入催化劑，加熱回流并維持回流溫度為105～110℃，設定反應時間，反應完畢后冷卻，真空抽濾除去未反應的水楊酸和過剩的催化劑，然后用飽和NaHCO3溶液洗滌至無氣泡產生，取上層清液，用無水MgSO4干燥后得到粗酯.將粗酯加入蒸餾瓶中進行減壓蒸餾，收集65～68℃餾分即為精酯.

方法2：以水楊酸和丙烯為原料，水楊酸與丙烯的消耗比約為1∶1.05(摩爾比)，以濃度范圍為50％～98％的液體硫酸H₂SO₄、硫磷混酸以及超強酸SO₄^2-/ZrO₂、SO₄^2-/ZrO₂-SiO₂，酸性陽離子交換樹脂等固體酸以及磷鎢酸為催化劑，并可使用包括乙酸異丙酯、環己烷、苯等的溶劑，在80～120℃、0.5～1.5Mpa壓力下反應，催化劑的用量為1.0％～15％(wt)，反應時間為10～40小時，對固體酸催化劑反應完成后趁熱濾出催化劑，冷卻至室溫后，過濾回收未反應的水楊酸(一般回收率在80％以上)，濾液用過量氧化鈣CaO或碳酸鈣CaCO₃中和硫酸及大部分殘留水楊酸并吸收水分、過濾、棄去濾渣，濾液即為成品水楊酸異丙酯，含量一般大于98％；其具體工藝操作步驟為；

(1)在不銹鋼反應釜中加進水楊酸，再加進上述用量范圍及濃度范圍的液體或固體酸催化劑；

(2)通進丙烯置換反應釜中的空氣幾分至幾十分鐘后，再關閉出口；(3)通進丙烯至反應釜中使壓力為上述壓力范圍的某壓力，升溫至上述溫度范圍中地某溫度后，經反應上述反應時間范圍的某反應時間后，冷卻至室溫；(4)放出多余丙烯，取出產物秤重，取出一定重量的產物加入一定量的乙醇中，用0.1MKOH溶液滴定，計算轉化率；(5)冷卻產物至室溫，過濾回收未反應的水楊酸，濾液用過量的氧化鈣CaO或碳酸鈣CaCO₃中和硫酸及殘留水楊酸并吸收水分，過濾即可得到成品水楊酸異丙酯，最后稱重計算產率。

主要參考資料

[1] 水楊酸異丙酯體外抗菌活性的測定

[2] CN98108649.7一種合成水楊酸異丙酯的方法

[3] CN201410801200.7一種環保的印染工藝前處理液

[4] CN200710044073.0纖維滲透膨化劑及用其進行染色的方法

[5] 固體酸催化條件下水楊酸異丙酯的合成研究