丙酮酸_酯_的合成方法评述

丙酮酸(酯)的合成方法评述

姜胜斌,喻宗沅,袁　华(湖北省化学研究所,湖北武汉430074)

摘　要:介绍了制备丙酮酸(酯)的几种方法,并对其优缺点进行了评述。

关键词:丙酮酸;丙酮酸盐;氧化;催化剂

中图分类号:TQ225162 文献标识码:A 文章编号:1004-0404(1999)05-0001-03

1　前言

丙酮酸是一种十分重要的有机化工中间体,在农

药方面可作杀菌剂、除草剂;在医药方面可作镇静

剂[1]、抗病毒剂以及用于合成治疗高血压的药物[2],在

化妆品方面可作增白剂[3]、抗氧剂[4],丙酮酸乙酯还可

用作食品添加剂,此外,将丙酮酸乙酯作为一种高效

的活性成分加入到空气清新剂中,可有效地清除空气

中的氨及甲硫醇[5],在生化研究中,丙酮酸可用作检定

伯醇和仲醇的试剂,检定脂肪胺的显色剂,并可用来

测定转氨酶。

丙酮酸是糖类代谢和酶化的碳水化合物降解的中

间产物,通过羰基酶的作用丙酮酸转化为乙醛和二氧

化碳,肌肉中的丙酮酸(由糖原衍生而来),在运动时

还原为乳酸而在休息时又重新氧化,并部分重新转化

为糖原。肝脏能够将丙酮酸转化为丙氨酸[6]。近年来丙

酮酸盐作为营养剂被广泛使用而使得需求剧增。自

1881年E rlenm eyer首次提出由酒石酸二酯脱水、脱

羰合成丙酮酸酯的方法以来,又有多种合成方法问世,

现按原料路线将除发酵法以外的几种主要的合成方法

概述如下。

2　合成工艺

211　酒石酸(盐)法

21111　酒石酸法[7]

将酒石酸与焦硫酸钾或硫酸氢钾充分拌匀后,投

入搪玻璃反应锅里,用油浴加热至180℃左右,固体开

始熔融,并有大量气泡上升,开动搅拌器,打散泡沫,

防止溢出,再升温至220℃,即有丙酮酸蒸出,再将馏

出物减压蒸馏,收集75～80℃ 3825Pa馏分,即得到

产品丙酮酸,产率可达到50%～55%。这是常规的较

为传统的生产方法,其反应式为:

CHOHCOOH

CHOHCOOH 焦硫酸钾

或硫酸氢钾CH3C COOH

目前,我国的主要生产厂家均采用此法,它的最

大缺点是成本过高,产品售价达到15万元 t。

21112　酒石酸盐法

美国专利[8]曾有过这方面的报道:将酒石酸盐(单

钾盐)与H2SO4混合,在240℃左右作用40m in,经

分离提纯后可得85%的丙酮酸,该路线自1979年

Feldm an提出来之后,至今尚未工业化,其可行性有待

进一步论证。

212　丙酮法

该法以丙酮作为原料,将丙酮和Se、Sn或T e的

氧化物(如:SeO2)在室温下混合、搅拌3h可得到

70%丙酮酸[9]。该法原料易得,而且原料价格较低(丙

酮3400元 t),但由于反应副产物较多,产品不易提

纯,因而大大限制了该方法的推广。

213　羟基丙酮法[10]

K iyou ra和T adam itsu[11]连续数次在专利中提出

这一路线:将羟基丙酮(HOCH2OM e)在5%的Pd2

PbCO3 C存在下与空气在45℃的水溶液中进行反应,

通过增加N aOH的用量调节pH值在815～913之间,

保持95m in,此后,pH值可降到718。用此法可得到

丙酮酸的钠盐,收率70%,但由于羟基丙酮不易得到,

限制了这种路线的发展。

214　丙酮醛法

丙酮醛的生产方法[12,13]比较成熟,一般利用1,22

丙二醇在A g催化剂存在下氧化脱氢制得。有关这方

面的文献资料很多,如果我们对丙酮醛作进一步处理

就可得到丙酮酸[14],将C l2通过M eCOCHO的水溶液

中,在22～24℃下反应10h得到浓度为8215%的丙

酮酸,选择性8715%,但由于成本过高,这种方法尚

未工业化。

215　乳酸(盐)法

21511　以P t C、Pd C作为催化剂[15]

若直接采用P t C或Pd C作催化剂氧化乳酸

1

1999年第5期湖北化工

(盐)制丙酮酸(盐),实验表明收率和选择性都很低,为了提高产品的收率和反应的选择性可用Pb、Sn、B i、T e、In等的化合物对催化剂进行改性,催化剂组成: 3%P t和5%Pb(NO3)2(重量)附着在活性炭上,将空气吹入乳酸钠和该种催化剂组成的混合溶液中,在45℃下反应2h可得到65%的丙酮酸[16]。用这种方法生产丙酮酸产率和选择性均较为理想,而且成本不高,已逐渐为国内外越来越多的企业所采纳。

21512　用磷酸铁作催化剂

近来,对乳酸盐气相氧化制相应的丙酮酸盐的尝试很多[17,18],但由于气相空气氧化时,C2C键氧化裂解使得乳酸更易转化为乙醛和二氧化碳,而不是如人们所期望的氧化脱氢得丙酮酸。日本的M am o ru A i和Kyo ji O hdan通过研究发现,以磷酸铁盐为催化剂,当P Fe=112时,乳酸可高选择性地转化为丙酮酸,收率最高可达78%。进一步的研究发现,部分还原的磷酸铁盐的催化性能比纯新的、完全还原的以及又重新氧化的磷酸铁盐要好[19,20]。

21513　以钼酸碲盐为催化剂

250～300℃时,M T e M oO6(=M O?T eO2?M oO3,M =Co,M n,Zn)在选择性氧化乳酸乙酯中表现出很好的活性,M 不同,钼酸碲盐的活性亦不同,其活性顺序为M =Co>M n>Zn,而即使M = Zn,M T e M oO6的活性亦强于Α2T e2M oO7(其活性种为T eO22M oO3),可见添加了金属离子M 后,钼酸碲盐的催化性能大大增强。

21514　以A g作催化剂

用A g作为氧化乳酸(盐)的催化剂,可选用结晶银[21]、经修饰的结晶银[22]以及A g N aY分子筛[23],实验证明,选用A g N aY分子筛时产率和选择性均较前两者为好。在400℃条件下,以A g N aY分子筛为乳酸乙酯脱氢制丙酮酸乙酯的催化剂,结果发现,当银载量为64%左右时,可得到9111%的选择性和8012%的产率,这是一种较新的合成路线,产率和选择性都十分理想,有很好的工业化应用前景。

21515　用F rem y的盐作氧化剂

这种方法最大的特点是,它是第一种成功的不用催化剂模仿黄素蛋白从一些重要的生物基质产生Α2羰基酸的方法,起到了氧化酶的作用。当pH=10时,用F rem y盐氧化乳酸,反应65h,得到丙酮酸(收率32%),用F rem y盐氧化丙氨酸,反应24h,也得到丙酮酸(收率37%)。这种方法由于反应进行的过于缓慢,反应时间太长,而且产率不高,因而没有大的工业价值。

21516　电化学方法

从乳酸(盐)制丙酮酸(盐)亦可采用电化学方法[24],在铅吸附原子改性的铂电极上可将乳酸盐氧化成丙酮酸盐。低电势的影响使得铅沉积在氧化乳酸钠的铂电极上,这可以通过记录循环伏安法来研究,改性电极在碱性溶液中电氧化乳酸钠的活性要比氧化大量铂的活性高,当丙酮酸盐的浓度较高时,表明它在催化剂上优先吸附。用这种方法制丙酮酸盐在欧洲一些国家已经工业化。

21517　高锰酸钾氧化

将饱和的K M nO4溶液、轻石油醚(沸点40～60℃)、乳酸乙酯、磷酸二氢钠一起搅拌,用冰水浴冷却,加入粉状高锰酸钾,继续搅拌使氧化完全,整个过程的温度都保持在15℃左右,反应毕,倾出石油醚,剩余的泥浆状物用石油醚提取,将石油醚及提取液合并,回收石油醚后所剩余的油状物用饱和氯化钙溶液洗涤,减压蒸馏收集56～57℃(2167kPa)馏分,即为丙酮酸乙酯,收率51%～54%,这种合成方法以前用得较多,由于产率较低,污染严重而逐渐为空气氧化法所取代[25]。

216　2,4,62三甲苯基氧化物臭氧化分解[26]

在超低温-78℃情况下,2,4,62三甲苯基氧化物、Β2甲基吡啶和对苯二酚(作为抑制剂)在CH2C l2中和O3作用1h得到80%的丙酮酸,而没有抑制剂对苯二酚时收率只有67%[27],这种方法成本太高,而且-78℃的超低温在工业生产中也不易达到,因而这种方法只有理论上的价值。

217　异丁烯酸氧化法[28]

异丁烯酸(甲基丙烯酸)甲酯和事先制备的铬催化剂在CH3CN溶液中和H2O2作用4h,反应温度40℃,得到丙酮酸甲酯,收率80%,选择性可达95%。218　三乙氧基乙腈法

研究表明[29],(E tO)3CN和Grignard试剂反应得到酯,而在有机锂化合物作用下得到Α2羰基酸。

219　乙酰氯法

V italy D.Pokhodenko等人[30]第一次报道了用乙酰氯、苯甲酰氯电化学羧化制取脂肪族和芳香族的Α2羰基酸。

用P t和Zn分别作为阴极和阳极,静电位E= 111V(对A g A gC l),在一装有DM F的气密性池中进行电化学反应,乙酰氯转化为丙酮酸,收率60%。

2湖北化工1999年第5期

3　结束语

除了上面论述的一些合成方法外,还有多种合成法,比如用含多羟基醇的化合物氧化[31]以及异戊二烯空气氧化等都能生成丙酮酸(盐),限于篇幅,这里就不再一一介绍了。

综上所述,丙酮酸(盐)用途广泛,合成方法很多,但综合考虑成本、收率、污染等问题,乳酸(盐)空气氧化的前景最为广阔,这种方法的关键在于选择一种高效、低耗而且廉价的催化剂,目前国内许多单位如复旦大学、中科院大连化学物理研究所、湖北省化学研究所等均在从事这方面的工作,相信不久的将来丙酮酸(盐)不会象现在这样昂贵。

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(收稿日期:1999-09-08)

A Rev iew on the Prepara tion of Pyruv ic (or Pyruva te )

J IA N G S heng 2bin ,YU Z ong 2y uan ,YUA N H ua

(H ubei R esea rch Institu te of Che m istry ,W uhan 430074,Ch ina )

Abstract :Several p rocess techno logies fo r syn thesis of pyruvic (o r p yruvate )are review ed .T heir advan tage

and disadvan tage are also been discu ssed .

Key words :p yruvic ;pyruvate ;ox idize ;catalyst

22羟基232萘甲酸生产新工艺开发成功

由沈阳化工研究院沈阳精细化工技术研究推广中心开发的溶剂法合成22羟基232萘甲酸新工艺获得成功。22羟基232萘甲酸是制造冰染染料和有机颜料的重要有机中间体。国内自50年代以来,一直采用气、固相法生产,在工艺、设备、产品质量、原料消耗和环境保护等方面都存在不少问题。

江苏省靖江溶剂厂采用新工艺,投资建成年产1000t 22羟基232萘甲酸装置,新工艺对反应器结构无特殊要求,工艺中有机溶剂的选择、羟化反应的工艺条件及后处理方法等具有一定的独创性,达到90年代国际先进水

平。

(摘编)3

1999年第5期湖北化工

药物中间体苯丙酮的制备药物中间体苯丙酮的制备

项目 项目4 4：药物中间体苯丙酮的制备 （ （preparation of preparation of medical intermediate propiophenone propiophenone ） 任务 任务1: 学生查阅资料、确定方案 学生查阅资料、确定方案

告知任务 告知任务(inform task) 研制 研制“ “苯丙酮 苯丙酮” ”产品１公斤 纯度 纯度： ：≥ ≥90% 市场售价 市场售价： ：27 27元 元/ /公斤 下达任务单 下达任务单

? ?布置调研报告，下达任务单 布置调研报告，下达任务单 任务 1、学生查阅资料、确定方案任务 2、特种溶剂苯丙酮的制备方案的的实施任务 3、药物中间体苯丙酮的制备的理化数据的检测、结果评价 进度安排 以工作组为单位学习该项目，以实验小组（2人/组）完成制备过程。产率 ＞65%。 能力要求：能查阅资料,找出苯丙酮的制备方案;比较不同方案的优缺点。 筛选出芳酮类有机物的最佳实验室制备方案。能按确定的制备方案：选择实 验仪器,搭建实验装置,运用无水操作、带有搅拌器的回流、液态有机物的洗 涤与干燥、减压蒸馏等技术制得目标产品环已酮。 知识要求：了解醛酮的结构与分类；了解醛酮、单环芳烃苯等的物理性质 ；掌握醛酮、单环芳烃的主要化学性质及其应用；理解无水操作、带有搅拌 器的回流、液态有机物的洗涤与干燥、减压蒸馏的基本原理。 项目要求 制备方法 承接单位（组） 10学时 完成时间 无色液体，纯度在90%以上，数量1kg。 产品要求 AAA贸易公司 项目来源 苯丙酮的制备 项目名称

n n 1 1．国家药典委员会编 ．国家药典委员会编. .中华人民共和国药典 第二部 第二部 M. M.北京 北京: :化学工业出版 社， 社，2000 2000年， 年，367 – – 368 n n 2 2：苯丙酮生产技术简介，化工科技，第 ：苯丙酮生产技术简介，化工科技，第8 8卷： 卷：74 n n 3 3：章思规主编 ：章思规主编. .实用精细化学品手册有机卷 下 下 M. 北京化学工业出版 社， 社，1996 1996年， 年，2033 - 2034 n n 4 4：李瑞萍，李丽娥，蔡涛 ：李瑞萍，李丽娥，蔡涛. 苯丙酮含量测定方法探讨 苯丙酮含量测定方法探讨J . 湖北三峡学院学 报， 报，2000 ， ，22 5 :50 - 52 n n 5 5：达世禄 ：达世禄. 色谱学导论 色谱学导论 M. 武汉 武汉: :武汉大学出版社， 武汉大学出版社，1999 1999年， 年，1 – – 14 n n 6 6：武引文等，苯丙酮合成工艺改进 ：武引文等，苯丙酮合成工艺改进J J ，河北化工， ，河北化工，1997 年第 年第4 期： 期：18 18- -19 n n 7 7．刘军，张文雯等主编，有机化学，北京：化学工业出版社， ．刘军，张文雯等主编，有机化学，北京：化学工业出版社，2005 n n 8 8．丁敬敏 主编， 主编，《 《化学实验技术 化学实验技术Ⅰ》 Ⅰ》化学工业出版社 化学工业出版社 2002 2002年 年7 7月 n n 9 9．高占先主编，有机化学实验，北京：高等教育出版社， ．高占先主编，有机化学实验，北京：高等教育出版社，2005 2005。 n n 10 10．刘湘，刘士荣编，有机化学实验，北京：化学工业出版社， ．刘湘，刘士荣编，有机化学实验，北京：化学工业出版社，2007 ? ?撰写调研报告 撰写调研报告 参考资料 参考资料

丙酮酸乙酯的抗炎作用研究进展

【关键词】丙酮酸乙酯 关键词丙酮酸乙酯;抗炎;抗氧化;活性氧 炎症是一种复杂的病理过程。机体发生炎症时，众多的细胞因子表达增强，互相作用，互相调节，共同参与调节机体的病理生理过程。丙酮酸乙酯（ep）是一种化工原料，常被作为食品添加剂使用。近年来它的抗炎作用已逐渐被证实。经过大量的动物实验研究发现，丙酮酸乙酯不仅对感染引起的炎症反应（如脓毒症、内毒素血症）和非感染性炎症（如急性胰腺炎）具有抗炎作用，并且在休克、缺血-再灌注损伤中具有抑制炎症因子的表达、保护脏器的功能。本文综述了丙酮酸乙酯的抗炎作用有关研究进展。 1 丙酮酸乙酯的结构及理化特性 丙酮酸乙酯是稳定的亲脂性的丙酮酸酯化物，其分子式为ch3cocooch2-ch3。由于其特殊的分子结构，对丙酮酸乙酯的抗炎作用研究最初缘于对丙酮酸抗氧化作用的研究。丙酮酸是机体能量代谢的主要中间产物，当机体氧供应充足时丙酮酸在线粒体内氧化为乙酰辅酶a，维持三羧酸循环;当氧供应不足时在乳酸脱氢酶的作用下转化为乳酸，为机体供能［1］。holleman等最初研究发现丙酮酸具有抗氧化作用［2］，可以减少氧自由基的产生，是有效的活性氧清除剂。但motgomery等［3］发现丙酮酸水溶液不稳定，容易产生环化反应，其生成产物具有一定的毒性，故其在临床的应用受到一定的限制。2001年，sims等［4］研究发现林格氏丙酮酸乙酯溶液（reps）较丙酮酸溶液更稳定，而且无毒性。此后有关丙酮酸乙酯抗炎作用的研究倍受关注。 2 丙酮酸乙酯的抗炎作用 2.1 抗氧化作用 2.2 抗炎症介质作用 脓毒症时机体免疫系统激活，引发“细胞因子风暴”（cytokine storm），由巨噬细胞、中性粒细胞释放早期前炎症介质tnf-α、il-1β、il-6、ifn-r等，而tnf-α、il-1β、ifn-r 可诱导inos mrna的表达，使细胞释放no增多，no可使炎症介质的生物活性增强。sappington，pl等［19］报道，将人肠上皮样单层细胞caco-2的培养液中加入含il-1β、ifn-r、tnf-α的混合溶液，发现可以使其通透性增高，并可诱发inos mrna的表达，而加入ep能抑制inos mrna的表达，可使其通透性降低。lps和器官缺血-再灌注损伤均可激活炎症基因的表达，丙酮酸乙酯可以减少tnf-α和il-6的表达，减轻炎症反应和缺血-再灌注引起的器官损伤。 ulloa，l等在小鼠腹腔内注入5mg/kglps诱发内毒素血症，30min后各组分别注入ep40mg/kg、4mg/kg、0.4mg/kg，与对照组比较发现40mg/kg组可以明显持久地提高生存率（27/30∶ 5/20;p<0.005），抑制tnf-α、il-1β、il-6和hmgb1，而 4mg/kg与0.4mg/kg组作用不明显。在一组小鼠腹腔注入上述剂量lps，并同时注入40mg/kg ep，另一组在注入lps4h后注入相同剂量的ep，与对照组比较发现，延迟注射组可以明显提高生存率（24/30∶ 7/30;p<0.005），与其抑制晚期炎症介质hmgb1有关。同样对肠穿孔致腹膜炎、脓毒症小鼠模型给予ep治疗，发现ep是一种具有剂量依赖性和时间依赖性的抗炎制剂，不同剂量和不同时间的给予会产生不同的效果。 另外，董月青等报道［21］，丙酮酸乙酯能明显改善烫伤后延迟复苏大鼠脾t淋巴细胞对丝裂源刺激的增殖能力，显著增强大鼠脾t淋巴细胞产生抗炎因子il-2的能力，从而有效改善大鼠细胞免疫功能障碍。 3 丙酮酸乙酯的抗炎作用机制 丙酮酸乙酯分子结构含有α-酮基，具有抗氧化和清除活性氧物质的作用，被视为其抗炎作用机制的一部分。ep通过抑制nf-kb的活性而发挥抗炎、保护脏器的作用。核因子kb（nf-kb）是近年来发现的核转录调节因子，广泛存在于真核细胞中，是一个由复杂的多肽亚单位组成

B.丙酮酸合成工艺研究进展

丙酮酸合成工艺的研究进展 王飞娟，张爽，王燕（陕西国际商贸学院，陕西咸阳712046) 摘要：丙酮酸是药物合成与有机合成的重要中间体。本文本要阐述其化学合成法和生物技术法合成的现状、研究进展及其发展前景，并将各种方法进行对比，目的为以后的生产、研究提供参考。 关键词：丙酮酸；化学合成；生物技术；酶催化法；生物工程；微生物发酵法； 丙酮酸[1]，又称ａ-氧代丙酸，结构为CH3COCOOH，是所有生物细胞糖代谢及体内多种物质相互转化的重要中间体，因分子中包含活化酮和羧基基团，所以作为一种基本化工原料广泛应用于化学、制药、食品、农业及环保等各个领域中[2]。丙酮酸可通过化学合成和生物技术多种方法制备。 1 化学合成法 1.1酒石酸脱水脱羧法此法工艺简单易行：将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏，馏出物再经真空精馏即得丙酮酸。此法的特点是加入导热油之后，在一个均匀体系中进行反应，降低了反应温度，减少氧化程度，可操作性大幅度提高，适合继续反应生成丙酮酸系列产品。其缺点是丙酮酸产率较底，得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氢钾。仅原料成本就达8万元每吨，因成本过高而无法为大多数厂家所接受。 1.2乳酸氧化法以乳酸为原料，氧化脱氢一步法生产丙酮酸[3]。但乳酸直接制取丙酮酸非常困难,根据工艺不同必须选用合适的催化剂。可以选择的催化剂有磷酸铁、钼酸碲盐、银、钒等[4]。此法酒石酸的氧化脱羧法相比，具有能耗低、污染小、产率高等优点，适合工业化生产。其缺点是成本也较高，约6万元每吨。 2 生物技术法 生物技术法生产丙酮酸，由于成本较低、产品质量较高、对环境污染小而得到发展，主要有酶催化法和微生物发酵法。 2.1 酶催化法用酶或微生物细胞作催化剂,使葡萄糖或三羧酸循环的某些中间代谢产物,在一定条件下,转化为丙酮酸的技术,称为酶催化法。其主要过程是先进行小规模的微生物培养,菌体收集,直接转化或用载体包埋成固定化酶,然后转化生成丙酮酸[5]。酶催化法设备投资小,能耗低,转化率高,但底物来源较窄、成本比较高约5万元每吨，因此其进一步推广受到限制。 2.2 基因工程技术利用基因重组技术构建高表达乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等的基因工程菌，用于生产丙酮酸的技术。这些酶能催化乳酸与氧反应生成丙酮酸。其技术是先将乙醇酸氧化酶基因和过氧化氢酶基因分别与DNA载体重组，构成重组子，并分别转入宿主细胞，分别获得两种酶高表达的基因工程酵母，按0.713mol/LL-乳酸钠溶液每100ml加湿重转化体5g,同时加一定量渗透剂,在5个大气压下,以70psig氧压通入氧气,5℃搅拌转化4小时，丙酮酸产率大97.7%[6]。本技术底物转化率高，但技术难度大。 2.3微生物发酵法微生物代谢过程中,利用葡萄糖积累丙酮酸的过程称为微生物发酵法。微生物发酵法生产丙酮酸研究已有50年历史，但因丙酮酸高产菌株选育十分困难，虽有一些微生物能够积累丙酮酸，但其产量无法达到工业化要求[7]。该法生产丙酮酸真正取得突破，是在1988年时,日本东丽工业株式会社的研究人员宫田令子和米原辙选育出一系列丙酮酸产量超过50g/L的球拟酵母菌株,使微生物发酵法生产丙酮酸的工业化成为可能。1992年,日本开始采用微生物发酵法生产丙酮酸[8]。产量为400吨每年,成本约为2-3万元每吨。 与化学合成法和酶转化法相比,微生物发酵法因原料来源广,能耗低,污染少,成本低而更具有优越性[9]。但微生物发酵法缺点是转化率比较低,这是因为丙酮酸是糖酵解途径的关键中间产物,在细胞中,丙酮酸作为一种重要的中间代谢产物连接了EMP和TCA中心代谢途径，又与多条分支代谢途径相关联，可转化为多种发酵产物而无法在体内积累。因此需要切断或弱化其进一步代谢,才能使其在细胞中大量积累。即加快葡萄糖向丙酮酸的转化率，减弱向TCA 循环的通量，切断或减弱其分支代谢途径，促进分泌，减弱丙酮酸的再利用，最终实现丙酮酸的大量积累。为达此目的，就必须对微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素进行研究。 微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素有：菌种选育，营养条件，维生素水平，供氧模式，葡萄糖的质量浓度等等,其最关键的是菌种选育和营养条件[10]。 为了提高微生物发酵法生产丙酮酸的竞争力，对微生物发酵生产丙酮酸的工业化在发酵部分还需要：①进一步改善丙酮酸生产菌的产酸能力和遗传稳定性，提高糖酸转化率，缩短发酵时间；②提高生产菌对高浓度丙酮酸的耐受性，以期进一步提高丙酮酸浓度，便于下游处理；③目前原料成本中葡萄糖的费用占了很大的比例，因此，要提高生产菌株对廉价底物(如糖蜜、淀粉糖)等的利用能力。 今后的研究工作应集中在：①在保证细胞正常代谢的前提下，尽可能减少丙酮酸的降解或转化，这是获得丙酮酸高产量和高产率的必要条件；②加快从葡萄糖到丙酮酸的代谢速度，以确保获得丙酮酸的高生产强度。

α-甲胺基苯丙酮合成工艺与机理

一：α-甲氨基苯丙酮盐酸盐得简介： 中文名：α—甲氨基苯丙酮盐酸盐(阿尔法-甲氨基苯丙酮盐酸盐） 英文名: １－Ｐroｐanｏne，2-(metｈｙlamiｎo）—１—ｐhｅnyl—，hｙｄrochloride （1：1） 别名：1－Propanone,2—(methylamｉｎo）-1—phｅｎyl—, hyｄrｏcｈloｒide 1－Propanone,２—（meｔｈylamｉnｏ）-1－phenｙl－, ｈｙdrochloride， dl-Ephedｒoｎe hydroｃhloｒide 2－(mｅthyｌａｍino）－１-ｐhenylprｏｐan－１-one ｈyｄrocｈloride (１：1）分子式:C1０H1４ClNO 分子量： 199、６77２６ CAS号：496５6—78—2 α-甲氨基苯丙酮盐酸盐(简称ＭAＫ）.a－甲胺基苯丙酮盐酸盐就就是2—甲胺基苯丙酮盐酸盐（2－甲氨基苯丙酮盐酸盐)就就是邻甲胺基苯丙酮盐酸盐。

价格：250０元/公斤 性质描述：白色或类白色结晶性粉。 用途：抗抑郁药氟西汀中间体。 二：α—甲氨基苯丙酮盐酸盐得合成工艺：以α—溴代苯丙酮为原料进行甲胺化反应.在５00０ml得三口烧瓶中，加入９0ml甲苯溶液与α－溴代苯丙酮40０克、将烧瓶装上搅拌,温度计，升温到80－８5度。在烧瓶另一口装恒压滴液漏斗，恒压滴液漏斗内装10%甲胺水溶液96０ｍｌ、（其中40％溶液１0０ｍl加100ml水得10％甲胺水,甲胺化反应中,改用甲胺水代替甲胺盐或甲胺气体,使反应温度降低,条件温与.），水浴温度恒温，在80—85℃，开动搅拌,搅拌速度控制为9０-１00转／分，缓慢滴加甲胺，温度控制在８０度，时间大约90分钟。甲胺加入后，在恒压滴液漏斗内装用4５０克碱配置得15%得溶液(450g+水2550ml)，烧碱不要放多了。 安装好装上回流装置。升温加热回流,温度开始在８5度,随甲胺减少，温度提高到88度，加毕反应24小时,停止加热,冷至零下

制药工艺学合成题

合成设计题 1. 由结构剖析入手，采用追溯求源法 （倒推法）对抗真菌药---益康唑进行工艺路线 设计？ 分析： ①有机化合物中常具有碳原子—杂原子（如 C—N;C-O;C-S等），这一类化学键的形成与拆开均较C—C键容易，故可以从这些易拆键选择连接的部位（亦称为连接点），并考虑其合成路线，因此化合物中具有明显结合点的药物可采取倒推法进行工艺路线设计。益康唑分子中有C-O 和C-N两个碳-杂键的部位，可从a、b两处追溯其合成的前一步中间体。 ②无论先从a处还是b处断开，益康唑的前体均为对氯甲基氯苯、咪唑和1-(2,4-二氯苯基)-2-氯代乙醇（2-35）。其中C-O键与C-N键形成的先后次序不同，对合成有较大影响。（2-35）与对氯甲基氯苯在碱性试剂存在下反应制备中间体时，不可避免地将发生中间体自身分子间的烷基化反应；从而使反应复杂化，降低中间体的收率。因此，采用先形成C-N键，然后再形成C-O键的a法连接装配更为有利。 ③再剖析（2-35），它是一个仲醇，可由相应的酮还原制得。故其前体化合物为a-氯代-2,4-二氯苯乙酮（2-38），它可由2,4-二氯苯与氯乙酰氯经Friedel-Crafts反应制得。间二氯苯可由间硝基苯还原得间二氨基苯，再经重氮化、Sandmeyer反应制得。对氯甲基氯苯可由对氯甲苯经氯化制得。

在典型药物磺胺甲噁唑合成中可以采用对氨基苯磺酰 氯类化合物和3-氨基-5-甲基异噁唑缩合的合成路线，关键在于 如何合成3-氨基-5-甲基异噁唑和缩合的工艺条件的选择。请先 对3-氨基-5-甲基异噁唑进行结构剖析，再以乙酰丙酮酸乙酯为原料设计其合成路线，给出反应式。 1) 3-氨基-5-甲基异噁唑的结构剖析 ①它可以用1,3位上带有活性功能基的丁烷衍生物为原料，先形 成碳-氮键结构的化合物再环合而得； ②在直链丁烷衍生物的3位上需带有溴原子、羟基或叁键等活性功能团，以便闭环时形成碳-氧键； ③在1位上则须有能形成碳-氮键和能形成氨基的取代基，如氰基、羧酸酯基等。符合上述要求的丁烷衍生物可由乙酰丙酮酸乙酯为原料制得。在分子中含有氮-氧结构的最简单化合物是羟胺，以及羟胺的酰基衍生物，如羟基脲。这两类化合物通过缩合反应或加成反应可以直接环合成3-氨基-5-甲基异噁唑，或3位带有羧酸酯基的异噁唑衍生物。 2）以乙酰丙酮酸乙酯为原料的合成路线 乙酰丙酮酸乙酯（α,β-二酮酸酯类）与羟胺环合，先形成5-甲基异噁唑-3-甲酸乙酯，经功能基转变，将酯基氨解成酰胺基，再经Hoffman降解，得3-氨基-5-甲基异噁唑。

丙酮酸合成工艺的研究进展

科技专论 丙酮酸合成工艺的研究进展 陕西国际商贸学院（陕西咸阳） 王飞娟 张爽 王燕 【摘 要】丙酮酸是药物合成与有机合成的重要中间体。本文本要阐述其化学合成法和生物技术法合成的现状、研究进展及其发展前景，并将各种方法进行对比，目的为以后的生产、研究提供参考。 【关键词】丙酮酸；化学合成；生物技术；酶催化法；生物工程；微生物发酵法 丙酮酸[1]，又称ａ-氧代丙酸，结构为CH 3 COCOOH，是所有生物细胞糖代谢及体内多种物质相互转化的重要中间体，因分子中包含活化酮和羧基基团，所以作为一种基本化工原料广泛应用于化学、制药、食品、农业及环保等各个领域中[2]。丙酮酸可通过化学合成和生物技术多种方法制备。 1、化学合成法 1.1 酒石酸脱水脱羧法 此法工艺简单易行：将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏，馏出物再经真空精馏即得丙酮酸。此法的特点是加入导热油之后，在一个均匀体系中进行反应，降低了反应温度，减少氧化程度，可操作性大幅度提高，适合继续反应生成丙酮酸系列产品。其缺点是丙酮酸产率较底，得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氢钾。仅原料成本就达8万元每吨，因成本过高而无法为大多数厂家所接受。 1.2 乳酸氧化法 以乳酸为原料，氧化脱氢一步法生产丙酮酸[3]。但乳酸直接制取丙酮酸非常困难,根据工艺不同必须选用合适的催化剂。可以选择的催化剂有磷酸铁、钼酸碲盐、银、钒等[4]。此法酒石酸的氧化脱羧法相比，具有能耗低、污染小、产率高等优点，适合工业化生产。其缺点是成本也较高，约6万元每吨。 2、生物技术法 生物技术法生产丙酮酸，由于成本较低、产品质量较高、对环境污染小而得到发展，主要有酶催化法和微生物发酵法。 2.1 酶催化法 用酶或微生物细胞作催化剂,使葡萄糖或三羧酸循环的某些中间代谢产物,在一定条件下,转化为丙酮酸的技术,称为酶催化法。其主要过程是先进行小规模的微生物培养,菌体收集,直接转化或用载体包埋成固定化酶,然后转化生成丙酮酸[5]。酶催化法设备投资小,能耗低,转化率高,但底物来源较窄、成本比较高约5万元每吨，因此其进一步推广受到限制。 2.2 基因工程技术 利用基因重组技术构建高表达乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等的基因工程菌，用于生产丙酮酸的技术。这些酶能催化乳酸与氧反应生成丙酮酸。其技术是先将乙醇酸氧化酶基因和过氧化氢酶基因分别与DNA载体重组，构成重组子，并分别转入宿主细胞，分别获得两种酶高表达的基因工程酵母，按0.713mol/LL-乳酸钠溶液每100ml加湿重转化体5g,同时加一定量渗透剂,在5个大气压下,以70psig氧压通入氧气,5℃搅拌转化4小时，丙酮酸产率大97.7%[6]。本技术底物转化率高，但技术难度大。 2.3 微生物发酵法 微生物代谢过程中,利用葡萄糖积累丙酮酸的过程称为微生物发酵法。微生物发酵法生产丙酮酸研究已有50年历史，但因丙酮酸高产菌株选育十分困难，虽有一些微生物能够积累丙酮酸，但其产量无法达到工业化要求[7]。该法生产丙酮酸真正取得突破，是在1988年时,日本东丽工业株式会社的研究人员宫田令子和米原辙选育出一系列丙酮酸产量超过50g/L的球拟酵母菌株,使微生物发酵法生产丙酮酸的工业化成为可能。1992年,日本开始采用微生物发酵法生产丙酮酸[8]。产量为400吨每年,成本约为2-3万元每吨。 与化学合成法和酶转化法相比,微生物发酵法因原料来源广,能耗低,污染少,成本低而更具有优越性[9]。但微生物发酵法缺点是转化率比较低,这是因为丙酮酸是糖酵解途径的关键中间产物,在细胞中,丙酮酸作为一种重要的中间代谢产物连接了EMP和TCA中心代谢途径，又与多条分支代谢途径相关联，可转化为多种发酵产物而无法在体内积累。因此需要切断或弱化其进一步代谢,才能使其在细胞中大量积累。即加快葡萄糖向丙酮酸的转化率，减弱向TCA循环的通量，切断或减弱其分支代谢途径，促进分泌，减弱丙酮酸的再利用，最终实现丙酮酸的大量积累。为达此目的，就必须对微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素进行研究。 微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素有：菌种选育，营养条件，维生素水平，供氧模式，葡萄糖的质量浓度等等,其最关键的是菌种选育和营养条件[10]。 为了提高微生物发酵法生产丙酮酸的竞争力，对微生物发酵生产丙酮酸的工业化在发酵部分还需要：①进一步改善丙酮酸生产菌的产酸能力和遗传稳定性，提高糖酸转化率，缩短发酵时间；②提高生产菌对高浓度丙酮酸的耐受性，以期进一步提高丙酮酸浓度，便于下游处理；③目前原料成本中葡萄糖的费用占了很大的比例，因此，要提高生产菌株对廉价底物(如糖蜜、淀粉糖)等的利用能力。 今后的研究工作应集中在：①在保证细胞正常代谢的前提下，尽可能减少丙酮酸的降解或转化，这是获得丙酮酸高产量和高产率的必要条件；②加快从葡萄糖到丙酮酸的代谢速度，以确保获得丙酮酸的高生产强度。 随着人民生活水平的不断提高，丙酮酸的应用范围日渐扩大，需求不断增长，但丙酮酸系列产品大多需要进口且价位较高。其生产工艺的改革并实现工业化势在必行。传统工艺生产的产品质量差、成本高且对环境污染大。而生物技术法的工艺更为绿色，更为对环境友好，生物技术法新工艺取代传统工艺指日可待，前景广阔，值得进一步研究。 参考文献 [1] 胡兵，龙化云，黄光斗．丙酮酸的合成研究进展[J]．化工时刊，2003,17:18-20 [2] 刘立明，李寅，陈坚．光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸[J]．精细与专用化学品，2003,23:15-18 [3] 顾劲松，许平，李铁林，等．乳酸氧化酶转化乳酸产丙酮酸[J]．应用与环境生物学报，2001(6): 617-620 [4] 杨辉琼，易翔，郭贤烙．乳酸氧气氧化法制备丙酮酸[J]．化工世界，2002,6:307-309 [5] 穆晓清．酶促生物转化丙酮酸生产的研究[J]．工业微生物，2004,34(4),38-41 [6] Davad L A，Robert D，Vincent G W．US5,538,875[J]．1996 [7] 牟弈，诸葛健．发酵法生产丙酮酸[J]．中国酿造，2000(5): 1-3 [8] 占桂荣，高年发．不利用丙酮酸的丙酮酸生产菌的选育[J]．生物加工过程，2006,4(4): 32-36 [9] 李寅，陈坚，伦世仪．维生素在丙酮酸过量合成中的重要作用[J]．微生物学报，2000,40(5): 528-534 [10] 袁辉，华子春．丙酮酸野生酵母菌的筛选及其生理生化特性研究[J]．微生物学杂志，2001,21: 12-14 192 《科技与企业》杂志 2012年1月（下）

苯丙酮制备之理论知识(五)

苯丙酮制备之理论知识（五） *醛酮的制备方法有哪些？能否用其它原料来合成苯丙酮？为什么？ 醛酮的制备方法有三大类，炔烃的水合、醇的氧化和脱氢、芳烃的酰化。不能用其它方 法合成苯丙酮。 1）炔烃的水合 在汞盐催化下，炔烃与水化合生成羰基化合物。乙炔水合生成乙醛，其他炔烃水合都生 成酮。 如： C CH + H 2O HgSO 4, 稀H 2 SO 4 COCH 3 环已基乙炔 甲基环已基酮 2）醇的氧化和脱氢 A ．醇的氧化 伯醇和仲醇在重铬酸钾和硫酸等氧化剂的作用下，被氧化成相应的醛和酮。 CH 3CH 2CH 2OH K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 CH 3 CH 2 CHO CH K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 C O OH OH K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 O 实验室制备脂肪和脂环醛、酮最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。 铬酸是重铬酸钾盐与40%~50%硫酸的混合物。制备相对分子质量低的醛（丙醛、丁醛）， 可以将铬酸滴加到热的酸性醇溶液中，以防止反应混合物中有过量的氧化剂存在，并采用将 沸点较低的醛不断蒸出的方法，可以达到中等的产率。尽管如此，仍有部分醛被进一步氧化 成羧酸，并生成少量的酯。 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 SO 4 NaHSO 4 H 2 Cr 2 O 7 H 2 Cr 2 O 4 + 2 + H 2 O RCH 2 OH 3 H 2 CrO 4 2 + 3 + H 2 SO 4 3 Cr 2 (SO 4 ) 3 H 2 O 8 + + RCHO 3 + H 2 CrO 4 2 3 + H 2 SO 4 RCO 2 H 3 Cr 2 (SO 4 ) 3 H 2 O 8 + + RCH=O

【CN109776319A】一种三氟丙酮酸乙酯的生产工艺【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910239958.9 (22)申请日 2019.03.27 (71)申请人 南通宝凯化工有限公司 地址 226000 江苏省南通市启东经济开发 区精细化工集中区 (72)发明人 吴盛均　张林林　乐传军　李华新　 葛繁龙　茅嘉龙　 (51)Int.Cl. C07C 67/343(2006.01) C07C 67/48(2006.01) C07C 67/54(2006.01) C07C 67/58(2006.01) C07C 69/716(2006.01) (54)发明名称 一种三氟丙酮酸乙酯的生产工艺 (57)摘要 本发明公开了一种三氟丙酮酸乙酯的生产 工艺，包括如下步骤：将锌粉、吡啶、草酸二乙酯 和催化剂加入到带机械搅拌的三口烧瓶中，开启 搅拌，抽真空，在一定温度下通入三氟溴甲烷气 体，控制通气速度保持常压，直到烧瓶里锌粉全 部反应完，继续搅拌4小时；然后把反应液倒入冰 盐酸中水解；再经过萃取、干燥、蒸馏、精馏得到 成品三氟丙酮酸乙酯。本发明所采用的物料简单 易得，生产设备简单；工艺流程短、无需复杂的后 处理装置；反应选择性好、收率高；产品纯度高， 制得的三氟丙酮酸乙酯的含量在98. 5％以上。权利要求书1页 说明书3页CN 109776319 A 2019.05.21 C N 109776319 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109776319 A 1.一种三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤： (1)将锌粉、吡啶、草酸二乙酯和催化剂加入到带机械搅拌的三口烧瓶中，开启搅拌，抽真空，在一定温度下通入三氟溴甲烷气体，控制通气速度保持常压，直到烧瓶里锌粉全部反应完，继续搅拌4小时； (2)然后把反应液倒入冰盐酸中水解； (3)再经过萃取、干燥、蒸馏、精馏得到成品三氟丙酮酸乙酯；其中，萃取过程中所用萃取剂用乙醚、甲基叔丁基醚、异丙醚、二氯甲烷、乙酸乙酯；干燥过程中所用干燥剂为无水硫酸镁、无水硫酸钠、硅胶、分子筛(5A)；蒸馏过程中得到回收吡啶、未反应的草酸二乙酯、和粗品三氟丙酮酸乙酯；精馏过程中收集134-136℃的产物，得到成品三氟丙酮酸乙酯。 2.根据权利要求1所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的草酸二乙酯和锌粉的摩尔比为1:0.5-1。 3.根据权利要求2所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的草酸二乙酯和锌粉的摩尔比为1:0.8。 4.根据权利要求1所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的草酸二乙酯与吡啶质量比为1:1-6。 5.根据权利要求4所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的草酸二乙酯与吡啶质量比为1:2。 6.根据权利要求1所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的三氟溴甲烷气体通入时通入温度为0-50℃。 7.根据权利要求1所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的三氟溴甲烷气体通入时通入温度为15-20℃。 8.根据权利要求1所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的冰盐酸为20％质量分数的盐酸。 9.根据权利要求1所述的三氟丙酮酸乙酯的生产工艺，其特征在于：所述的反应液倒入冰盐酸中时控制温度为0-5℃。 2

含氟产品物理化学性质

全氟己酸钠 CAS No.2923-26-4 CF3CF2CF2CF2CF2COONa C6F11NaO2 MW：336.04 CAS No：2923-26-4 EINECS：220-881-7 全氟丁基磺酸钾 CAS No.29420-49-3 CF3CF2CF2CF2SO3K C4F9KO3S MW：338.20 CAS No：29420-49-3 MP：300℃ 全氟己基磺酸钾 CAS No.3871-99-6 CF3CF2CF2CF2CF2CF2SO3K C6F13KO3S MW：438.2 CAS No：3871-99-6 EINECS：223-393-2 MP：285℃ 三氟甲基磺酸钠

CAS No.2926-30-9 CF3SO3Na CF3NaO3S MW：172.05 CAS No：2926-30-9 BP：255℃ Irritant 全氟己磺酸 CAS No.355-46-4 CF3CF2CF2CF2CF2CF2SO3H C6HF13O3S MW：400.11 CAS No：355-46-4 EINECS：206-587-1 Purity：97.0%min d20：1.841 三氟甲磺酸 CAS No.1493-13-6 CF3SO3H CHF3O3S MW：150 CAS No：1493-13-6 EINECS：216-087-5 Purity：99.0%min BP：162℃

MP：-40℃ d20：1.7 全氟丁酰氟；七氟丁酰氟 CAS No.335-42-0 CF3CF2CF2CF=O C4F8O MW: 216.03 CAS No. 335-42-0 EINECS: 206-390-0 Purity: 99.0% min BP: 7-9°C Corrosive 全氟己酸甲脂 CAS No.424-18-0 CF3CF2CF2CF2CF2COOCH3 C7H3F11O2 MW: 328.08 CAS No.424-18-0 Purity: 99.0 % min BP: 122°C d20: 1.62

氯霉素的合成工艺

11.1概述 氯霉素(Chloramphenicol)，化学名为D-苏*-(-)-N-((alpha-羟甲基)-beta-羟基-beta-对硝基苯乙基)-2,2-二氯乙酰胺(D-threo-(-)-N-((alpha-hydroxymethyl)-beta-hydroxy-beta- p- n itrophe nethyl)-2,2-dichloroacetamide)。 它们不在同一边的 称为苏式，在同一边的称为赤式（邢其毅：基础有机化学，第二版（上），p173） 氯霉素为白色或微带黄绿色的针状、长片状结晶或结晶性粉末。味苦。熔点149?153 C。易溶于甲醇、乙醇和丙酮等有机溶剂，微溶于水。比旋度[alpha] D25=+18.5?+2L5 度（无水乙醇）。 氯毒素是广谱抗菌素，主要用于伤寒杆菌，痢疾杆菌、脑膜炎球菌、肺炎球菌的感染，亦可用于立克次体 感染。 其主要副作用是抑制骨髓造血机能，引起粗细胞及血小板减少症或再生障碍性贫血。但仍是治疗 伤寒的首选药物。 11.2氯霉素的合成路线 氯霉素的碳骨架具苯丙基结构，按碳骨架的构建方法，氯霉素主要有两类合成路线，即分别以具有苯甲基结构和苯乙基结构的化合物为原料的合成路线。 氯霉素分子含两个手性中心，可以考虑用以下方法解决：①使用含指定手性中心的原料；②利用 空间效应；③利用立体选择性的反应方法。 11.2.1以具苯甲基结构的化合物为原料 氯霉素的合成工艺 *注：在Fischer投影式中，两个相邻的手性碳原子上如有相同的原子或基团, （1）以硝基苯甲醛为原料

①与甘氨酸反应，再酯化，拆分和还原。此法步骤少，而且产物几乎都为苏式，我国曾采用。但 对硝基苯 甲醛用量大，硼氢化钙还存在供应问题。 经过溴水加成引入二个官能团，而且产物为苏式。这条路线的合成步骤不长，而且各步收率不低, 是有发展前途的合成方法。 (2)以苯甲醛为原料 硝化时需-20 C低温，限制了此法的应用 (1) 以乙苯为原料 O .N Br OH H N=CH H.0 CH—CKQ.H OH OH NWCOCHCI D-:hren CaiBHUT CM—CH CO-CM CH—CHCO-.H 口 —OH Taniri c acit￡_ resDlillEin~ CHO 札 ON ②与乙醛缩合经对硝基肉桂醇合成氯霉素。此法使用符合构型要求的反式对硝基肉桂醇为中间体 on CH—CHCH OH 民叫 0 N MHCOCHCI2 (IJDH^CHCJKcjO {2爪I JL RU."■ CH=CHCH OH吕妙陀 H 0—CHCH OH V Ci CHCO .CHu C—C—CH-QH —— Anmonium L-T artaraJ^ resolution 11.2.2以具苯乙基结构的化合物为原料

丙酮酸_酯_的合成方法评述

丙酮酸(酯)的合成方法评述 姜胜斌,喻宗沅,袁　华(湖北省化学研究所,湖北武汉430074) 摘　要:介绍了制备丙酮酸(酯)的几种方法,并对其优缺点进行了评述。 关键词:丙酮酸;丙酮酸盐;氧化;催化剂 中图分类号:TQ225162 文献标识码:A 文章编号:1004-0404(1999)05-0001-03 1　前言 丙酮酸是一种十分重要的有机化工中间体,在农 药方面可作杀菌剂、除草剂;在医药方面可作镇静 剂[1]、抗病毒剂以及用于合成治疗高血压的药物[2],在 化妆品方面可作增白剂[3]、抗氧剂[4],丙酮酸乙酯还可 用作食品添加剂,此外,将丙酮酸乙酯作为一种高效 的活性成分加入到空气清新剂中,可有效地清除空气 中的氨及甲硫醇[5],在生化研究中,丙酮酸可用作检定 伯醇和仲醇的试剂,检定脂肪胺的显色剂,并可用来 测定转氨酶。 丙酮酸是糖类代谢和酶化的碳水化合物降解的中 间产物,通过羰基酶的作用丙酮酸转化为乙醛和二氧 化碳,肌肉中的丙酮酸(由糖原衍生而来),在运动时 还原为乳酸而在休息时又重新氧化,并部分重新转化 为糖原。肝脏能够将丙酮酸转化为丙氨酸[6]。近年来丙 酮酸盐作为营养剂被广泛使用而使得需求剧增。自 1881年E rlenm eyer首次提出由酒石酸二酯脱水、脱 羰合成丙酮酸酯的方法以来,又有多种合成方法问世, 现按原料路线将除发酵法以外的几种主要的合成方法 概述如下。 2　合成工艺 211　酒石酸(盐)法 21111　酒石酸法[7] 将酒石酸与焦硫酸钾或硫酸氢钾充分拌匀后,投 入搪玻璃反应锅里,用油浴加热至180℃左右,固体开 始熔融,并有大量气泡上升,开动搅拌器,打散泡沫, 防止溢出,再升温至220℃,即有丙酮酸蒸出,再将馏 出物减压蒸馏,收集75～80℃ 3825Pa馏分,即得到 产品丙酮酸,产率可达到50%～55%。这是常规的较 为传统的生产方法,其反应式为: CHOHCOOH CHOHCOOH 焦硫酸钾 或硫酸氢钾CH3C COOH 目前,我国的主要生产厂家均采用此法,它的最 大缺点是成本过高,产品售价达到15万元 t。 21112　酒石酸盐法 美国专利[8]曾有过这方面的报道:将酒石酸盐(单 钾盐)与H2SO4混合,在240℃左右作用40m in,经 分离提纯后可得85%的丙酮酸,该路线自1979年 Feldm an提出来之后,至今尚未工业化,其可行性有待 进一步论证。 212　丙酮法 该法以丙酮作为原料,将丙酮和Se、Sn或T e的 氧化物(如:SeO2)在室温下混合、搅拌3h可得到 70%丙酮酸[9]。该法原料易得,而且原料价格较低(丙 酮3400元 t),但由于反应副产物较多,产品不易提 纯,因而大大限制了该方法的推广。 213　羟基丙酮法[10] K iyou ra和T adam itsu[11]连续数次在专利中提出 这一路线:将羟基丙酮(HOCH2OM e)在5%的Pd2 PbCO3 C存在下与空气在45℃的水溶液中进行反应, 通过增加N aOH的用量调节pH值在815～913之间, 保持95m in,此后,pH值可降到718。用此法可得到 丙酮酸的钠盐,收率70%,但由于羟基丙酮不易得到, 限制了这种路线的发展。 214　丙酮醛法 丙酮醛的生产方法[12,13]比较成熟,一般利用1,22 丙二醇在A g催化剂存在下氧化脱氢制得。有关这方 面的文献资料很多,如果我们对丙酮醛作进一步处理 就可得到丙酮酸[14],将C l2通过M eCOCHO的水溶液 中,在22～24℃下反应10h得到浓度为8215%的丙 酮酸,选择性8715%,但由于成本过高,这种方法尚 未工业化。 215　乳酸(盐)法 21511　以P t C、Pd C作为催化剂[15] 若直接采用P t C或Pd C作催化剂氧化乳酸 1 1999年第5期湖北化工

苯基丙酮还原胺化铝汞齐法还原工艺

方法1：甲胺醇氨化： 众所周知，用活化的铝和氨衍生物还原羟基酮或多羰基化合物导致形成相应的氨基醇。这个反应是有利的，因为羟基酮和聚羰基易于形成相对稳定的亚胺。本发明涉及通过活化的铝和水在氨（衍生物）存在下还原酮来制备胺。因为酮不与氨（衍生物）形成稳定的亚胺，所以不应该考虑这一点，而是使用相对温和的还原方法，因此酮可以转化成相应的胺。这是一个很好的方法，酮，甲胺和铝的使用量相当，甲基的收率是好的。每个人都知道用压力反应釜反应，提供3 atm氢气压

力应该不是大问题。通过苯基丙酮和甲胺的标准铝汞齐还原合成甲基苯丙胺，在3atm的氢气压力下这样做。在铝的水解过程中，原位生成所需的氢气是增加压力的必要条件。你只需要不断监测容器内氢气产生量及其压力。搅拌是必要的，但由于反应中使用了少量的铝，反应的时间可能很短。无论如何，这是实验的细节：苯基丙酮14部分，乙醚50部分，含20%甲胺乙醇15份，水5份，和2份活性铝3 atm磅的氢气压力下反应在一起。具体操作：向14g苯基丙酮溶解在50g乙醚中的溶液中加入15g 20％的甲胺醇溶液，

另外50g乙醚，5g水和2g活性铝。将混合物置于3atm的氢气压力下，当所有的铝都被消耗时，反应就完成了。通过过滤除去氢氧化铝，滤液用盐酸萃取。通过用碱性溶液中和，得到粗碱的14g，蒸馏得到纯的甲基苯丙胺。 方法2：盐酸甲胺氨化： 操作步骤：在1000ml宽口锥形烧瓶中，将19克切成3×3cm的铝箔在500ml氯化汞在700ml温水中的溶液中合并，直到溶液变灰，并以稳定的速率从铝表面。将水倾倒，用 2×500ml冷水洗涤铝汞齐。向铝汞齐中加入溶于30ml热水中的29.5g

化工医药中间体苯基丙酮合成工艺的发展分析

经过了上世纪90年代后期的辉煌,医药中间体行业现已基本进入成熟期,企业之间的竞争已经达到了白热化,彼此都在拼最后的一点力量,谁能坚持到最后谁就是生存者。同时受到各种传说以及与其它因素的诱惑,又不断有新的投资者满怀“淘金”梦想进入该行业。然而随着国家要求制药企业进行GMP认证以及各种海外认证的兴起，医药工业的投资规模呈几何级数般上升，如何使有限的资金与精力产生最大的经济效益与社会效益，已成为了每个医药中间体投资者所追求的目标。经济全球化进程的冲击对我国经济的影响最为深远的莫过于其理念，即每个生产企业没有必要做到大而全，应该将资金与精力集中于自己所擅长的行业和领域，其它配套的物资与条件可以由社会协作完成。通过形成一条产品链，使合作双方实现共赢，在这种理念的影响下，制药行业将一些初级产品的加工，如溶剂回收等工作转交给协作企业完成以后，又逐渐将一些有一定污染和危险性的产品转交给化工厂生产。如生产苯基丙酮使用的苯乙酸在石家庄附近自上世纪70-80年代就出现了大量为华北制药配套生产苯乙酸的小型乡镇企业和个体企业。 随着双方合作的不断加深，制药企业逐渐将一些附加值较高的，技术难度较大的产品也转给化工厂生产，如生产头孢类抗生素使用的氨噻肟酸AE－活性酯三嗪环四氮唑乙酸对羟基苯甘氨酸（邓钾盐）HO－EPCP等产品。这使得该分支行业在上世纪90年代得到了迅速发展，成就了一批产值上千万至亿元的医药中间体企业，如浙江永宁制药厂，抚顺美强制药厂，浙江横店得邦集团，山东睿鹰集团，山东金城化工厂等众多企业。目前该行业已经发展到与制药企业更紧密的合作阶段，由生产医药中间体的厂家直接合成出原料苯基丙酮，并将产品以化工产品的形式出售给制药企业，进行精制后再作为药品出售医药中间体行业，可以将产品链进一步延长，增加了产品的利润和提高了销售的稳定性。而制药企业减少了投资，将有限的资金与精力放在自己所擅长的医药中间体行业，没有医药产品的生产许可证不可能与制药企业争夺市场，因此双方的合作有一定的互补性。 作为一名长久化工行业的生产者，目前几种苯基丙酮合成路线的介绍如下，目前已有多种有效的合成路线可用于实验室合成和工业生产。其主要如下: （1）苯乙酮或苯乙醛与重氮甲烷在三氯化铝等催化剂存在下反应，由于反应需要在很低的温度下进行，条件苛刻，难以实现工业化。 （2）苯乙酸与乙酐在较高温度下反应，以水汽蒸馏法除去未反应的苯乙酸，由于反应所需时间较长，一般需20h以上才能完成，能耗较高。 (3)苄氯与金属镁制成Grignard试剂后与乙酐或乙酰氯反应，反应在低温下进行，不易操作，而且易形成副产物二苯乙烷. (4)由溴代苯与金属镁制成Grignard试剂后与环氧丙烷反应制得1一苯基一2一丙醇，再经适当的氧化剂氧化为酮。该方法步聚较多，操作不便. (5)苯甲醛与2-溴化丙酸醋通过Darzen反应而合成1一苯基一2一丙酮，但目前仍处于试验阶段。 (6)苄氯与金属镁制成Grignard试剂后与乙腈反应，经氯化馈水溶液分解而得到目的物.该路线反应时间短，操作简便，制得的产品纯度较好，但反应过程中，由于局部苄氯浓度较高，使已生成的Grignard试剂与苄氯反应生成二苯乙烷，因而影响产率，仅为38%。 而其中苯基丙酮普遍采用苯乙腈和苯乙酸合成路线。 一般用苯乙酸的合成工艺不是太好，路线太长。苯乙腈路线是先合成氰基苯丙酮。个人建议用氰基苯丙酮，其实从氰基苯基丙酮到苯基丙酮都没什么难度，就是味道大，做P2P，这味不是一般的难闻啊。氰基苯丙酮（这个可以自己合成也可以自己去淘宝，阿里巴巴买）然后合成苯基丙酮（苯基丙酮这东西实在是不好买，因为谁都不想去跟公安打交道，开证明去

丙酮酸发酵整理

一、丙酮酸的用途及制备方法 丙酮酸（Pyruvic acid），又称2-氧代丙酸（2-oxopropanoic acid）、α-酮基丙酸（α-ke topropionic acid）或乙酰基甲酸（Acetylformic acid），为无色至淡黄色液体，呈醋酸香气和愉快酸味，是最重要的α-氧代羧酸之一。丙酮酸不仅在生物能量代谢中具有十分重要的作用，而且是多种有用化合物的前体，因此，它在化工、制药和农用化学品等工业及科学研究中有着广泛的用途，如表1所示。 表1 丙酮酸的主要用途 用途实例用途实例 制药工业 酶法合成L- 色氨酸、L- 酪 氨酸、L- 多巴；合成L- 半胱氨 酸、L- 亮氨酸、维生素 B 6 和 B 12 等。 生化 研究 用于伯醇及仲醇的检定；转氨酶 的测定；是脂肪族胺的显色剂等。 农用化学品 是合成乙烯系聚合物、氢化阿 托酸、古物保护剂等多种农药的起 始原料。 细胞 培养 与乳酸组成抗氧化剂，降低对细 胞的伤害；是动物细胞培养的重要底 物。 食品工业 GB2760-1996 规定为酸味 添加剂。近年来由于在减肥上有特 效而受到西方消费者青睐。 传感 器 与乳酸、锂构成人工胰脏，作为 体外传感器测定葡萄糖的含量。 虽然作为一种化工产品，丙酮酸早已实现了工业化生产，但是，直到20世纪90年代，工业上生产丙酮酸还都在沿用Howard and Fraser(1932)开发的酒石酸脱水脱羧法，没有什么大的改进。这种工艺简单易行：将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏，馏出物再经真空精馏即可得到丙酮酸。其主要缺点是：（1）丙酮酸产率较低（对酒石酸质量产率为0.29~0.30g/g）；（2）得到1g丙酮酸需要消耗5g硫酸氢钾。以目前酒石酸（1.5万元/吨）和硫酸氢钾（0.6万元/吨）的市场价格计算，仅原料成本就至少需要8万元/吨，为此，在很长一段时间内，丙酮酸的价格居高不下，推广应用自然也受到限制。以丙酮酸在食品工业中的应用为例，尽管它是一种很有潜力的酸味剂，但由于其在价格上与其它有机酸相比过于昂贵，因此，几乎没有厂家愿意在饮料或食品中添加丙酮酸来改善风味。 一个昂贵的产品在生产过剩的时候，其价格必然下降。1995年，国外一些研究机构发表了关于丙酮酸钙在减肥保健上具有独特疗效的报道后，国外（主要是美国）对丙酮酸钙的需求量激增。国内一些中小型化工厂得到这一信息后，一拥而上，一时间，国内丙酮酸（化学法）的生产能力达到2000吨/年左右（估算数据）。丙酮酸及其盐的市场价格也由当时的28万元/吨跌至目前的不到9万元/吨。已经有许多采用化学法生产丙酮酸的小型化工厂因不能承受这一价格而被迫停产。目前，只有试剂级丙酮酸的价格还比较高，保持在30~32元/ 100ml。 如何解决丙酮酸的市场需求在不断扩大，但其价格却无法进一步下降这一矛盾呢？显然，开发成本更低的丙酮酸生产技术，如直接发酵法或生物转化法，是解决这一问题的根本出路。其实，早在20世纪50年代，在丙酮酸的化学法生产工艺尚未遭遇成本危机的时候，学术界已经开始对发酵法生产丙酮酸进行研究了。然而，由于丙酮酸高产菌株的选育十分困难，因此，尽管有一些微生物能够积累丙酮酸，但其产量（质量浓度）无法达到工业化的要求。发酵法生产丙酮酸真正取得突破，是在1988年。当时，日本东丽工业株式会社（Tora y Industries Inc.）的研究人员宫田令子（Miyata Reiko）和米原辙（Yonehara Tets u）选育出一系列丙酮酸产量超过50g/l的球拟酵母（Torulopsis）菌株，使得发酵法生产