89-83-8/百里香酚的制備方法及其在生物化工方面的應用

背景及概述^[1][2]

百里香酚是一種白色至淡黃色的半透明結(jié)晶，最初是從百里草中分離得到，也因此而得名。百里香酚在常溫下為結(jié)晶性粉末，沸點為233℃，熔點為48-51℃。百里香酚具有百里草或麝香草的特殊香氣，是制備薄荷腦的一種重要原料。它具有防腐性，且毒性低于苯酚，具有藥用價值，可用于口腔衛(wèi)生品中；它還具有抗真菌和寄生蟲功能，可用來處理傷口，儲存解剖標本等；由于它具有酚類氣味，也經(jīng)常應用于驅(qū)蟲劑的制備領域。此外，除了最常使用的藥物領域，百里香酚還可以作為制備抗氧化劑的添加劑，也可以作為鑒定氧化鈦用的特殊試劑及百里香酚蘭的對比基準等。

制備^[1]

目前，合成百里香酚的主要采取以下四種方法：

(1)Marion Scott Carpenter等以異丙基鹵化物與間甲酚，使用A1C1作催化劑，以 二氯乙烷等惰性試劑為溶劑，在-20～0℃條件下反應制備百里香酚，產(chǎn)率較高。但是該方法使用了大量的溶劑和催化劑，使得反應的原料成本和污染較大。傳統(tǒng)的做法還有使用硫酸 為催化劑的，如晁建平等以間甲酚、發(fā)煙硫酸和異丙醇為原料，硫酸為催化劑，經(jīng)磺化和烷基化兩步反應合成了百里香酚，并且優(yōu)化了反應條件，在最佳工藝條件下百里香酚的產(chǎn)率為38.4％。該方法不僅產(chǎn)率不是十分理想，而且使用了大量硫酸，造成的污染也很嚴重。

(2)H.Grabowska等使用含Cr、Si、K氧化物的鐵作為催化劑催化問甲酚和異丙醇，在693K溫度下反應，間甲酚的轉(zhuǎn)化率為17％，產(chǎn)物中百里香酚的選擇性達到60％，研究表明，這種鐵催化劑表面有占優(yōu)勢地位的堿中心，這種堿中心有能力直接吸附問甲酚的酚環(huán)，有利于鄰位的取代，而羥基和甲基中間的鄰位由于空間阻礙作用而不利于取代。

(3)超強酸是指比100硫酸還強的酸，其H₀<-11.93。固體超強酸具有不腐蝕反應裝 置、不污染環(huán)境、可在500℃下使用等特點，引起了人們的廣泛重視。Ganapati等使用SO4^2-/ ZrO₂為催化劑催化間甲酚與異丙醇反應合成百里香酚，反應在180℃下進行，產(chǎn)物中百里香 酚的選擇性可以達到79％。

(4)張衛(wèi)平提出在Mn(H)一絲光沸石催化下，以氧氣氧化α-蒎烯，可得到馬鞭草酮，產(chǎn)率為56.5％，馬鞭草酮經(jīng)催化裂解得到百里香酚，產(chǎn)率為65.3％，產(chǎn)率較低。

綜上所述，目前百里香酚的合成還存在以下缺陷：

1、生產(chǎn)成本高；

2、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物 選擇性和收率低；

3、副產(chǎn)物多、生產(chǎn)工藝復雜；

4、工藝反應控制穩(wěn)定性差，反應條件苛刻，例如反應溫度和壓力較高。

CN201510791026.7提供一種工藝成熟先進、由間甲酚和丙烯為原料通過化學合成百里香酚混合物、轉(zhuǎn)化率和收率高的合成生產(chǎn)工藝。

包括以下步驟：

(1)烷基化：合成反應器中反應段安裝G型固體酸催化劑，液體間甲酚用泵泵入合 成反應器預熱段，通過流量計和調(diào)節(jié)閥控制流量；丙烯氣體通過流量計計量后進入合成反 應器預熱段，其中間甲酚和丙烯的摩爾比為1:1-5，預熱溫度為180-190℃，預熱后進入合成反應器反應段，反應溫度200-250℃，反應壓力0.1-0.3MPa，生成百里香酚混合溶液進入冷卻段，冷卻至40-70℃出料，未反應完的丙烯氣體通過壓縮機壓縮后重新進入合成反應器進行反應；

(2)精餾：百里香酚混合溶液經(jīng)過精餾后得到含量80％以上的百里香酚溶液，精餾得到的間甲酚及高沸物回烷基化繼續(xù)進行反應；

(3)溶劑結(jié)晶：含量80％以上的百里香酚溶液計量后，泵入結(jié)晶器，混合溶劑與百 里香酚溶液按體積比1:1-3的比例流入結(jié)晶器，開啟攪拌，控制溫度為50-80℃，結(jié)晶時間為2-5h，結(jié)晶溫度按1-4℃/h進行降溫，控制結(jié)晶放料溫度在40-45℃之間，晶漿液經(jīng)過離心、干燥、篩分、包裝后，即得百里香酚，離心母液通過蒸餾回收混合溶劑，循環(huán)使用。

應用 ^[2]

2013年6月19日，歐盟委員會已經(jīng)批準將百里香酚作為植物保護產(chǎn)品投放市場，顯而易見百里香酚的安全性很高、毒性也較低。百里香酚目前在其它方面也有很廣的應用比如由于具有抗真菌和寄生蟲功能，可用來處理傷口，作防腐劑，醫(yī)用殺菌劑，儲存解剖標本等;由于它具有酚類氣味，也常用于驅(qū)蟲劑和香料等。

此外，百里香酚還可作為抗氧化劑,鑒定氮化鈦用的特殊試劑、百里香酚蘭的對比基準。百里香酚是一種天然活性成分，安全性高，易于獲得，化學性質(zhì)穩(wěn)定，毒性低，在環(huán)境中易降解，這些特性符合生物農(nóng)藥的發(fā)展要求。CN201410792481.4提供一種百里香酚殺菌劑，對西瓜白粉病、番茄灰霉病、柑桔急性炭疽病、辣椒疫病、茄子黃萎病等病害持效期長且效果顯著。該殺菌劑低毒、環(huán)保、安全、無害，是一種非常具有市場應用前景的殺菌劑。

主要參考資料

[1] CN201510550151.9 一種高純度百里香酚的制備方法

[2] CN201410792481.4 一種百里香酚殺菌劑及其制備方法