香兰素胺盐酸盐的合成

刘 菲 ， 刘玉霞 ， 王大陆 ， 李 明 ， 柴勇利 ， 于景民 ， 崔炳春

(河南省化工研究所有限责任公司 ， 河南 郑州 450052)

香兰素胺盐酸盐的合成

刘 菲 ， 刘玉霞 ， 王大陆 ， 李 明 ， 柴勇利 ， 于景民 ， 崔炳春

(河南省化工研究所有限责任公司 ， 河南 郑州 450052)

以香兰素、盐酸羟胺和氢氧化钠为原料，钯碳作为氢化催化剂，经肟化，0.3 MPa压力下，氢气还原及盐酸成盐反应得到香兰素胺盐酸盐。分别考察了反应温度、反应时间等因素对收率的影响。产品经过液相色谱仪、熔点仪、傅里叶红外仪、核磁共振氢谱仪等测试工具表征得以确认。此合成方法具有条件温和、操作简单、溶剂可回收、产品收率高和纯度高的特点，可以进行工业化放大。

香兰素 ; 香兰素胺盐酸盐 ; 催化氢化 ； 合成 ； 压力

0 前言

香兰素胺盐酸盐的分子结构是3-甲氧基-4-羟基苯甲胺盐酸盐，是合成天然辣椒素类物质及其类似物的关键中间体[1-5]。辣椒素具有非常强烈的刺激性，其蒸气或微粉对眼睛和上呼吸道具有强烈的刺激作用，并且由于刺激度低、效果明显，并且消失速度快、安全、可用多种途径释放等特点，在警用控暴方面得到了广泛的应用；同时，其具有多种药理作用，可用于镇痛、治疗冻伤、消炎、抗菌杀虫等；还可用于船舶涂料生产中的无公害辣味油漆添加剂，可以添加到电缆、电线、光缆护套中，可防止白蚁、老鼠等的啃食伤害； 用作环保型的绿色生物农药可应用于农业生产中；在食品添加剂领域的主要产品有辣椒精、辣椒红素等[6-11]。

香兰素胺盐酸盐结构式如下：

香兰素胺盐酸盐的合成路线主要有以下两种：①利用刘卡特反应一步直接合成，该反应是以香兰素(3-甲氧基-4-羟基苯甲醛)为原料，以甲酸铵为还原剂，经还原胺化得到得到香兰素胺盐酸盐[12-13]。此方法需要在高温条件(200 ℃左右)下进行，并且收率不高(50%左右)。②使用钯碳催化剂对香兰素进行肟化、还原的同时酸化进行制备，由于该还原反应是在0.4 MPa压力下同时酸化进行的，还需要具有耐酸性高压釜，此后处理较为复杂，投资和成本较高，具有一定的危险性，所以限制了其广泛应用[14]。因此开发出一种具有工业化前景、低成本、收率高、产品纯度高、工艺简单、安全绿色新工艺势在必行。

本文在参照文献的基础上对使用钯碳催化剂的工艺路线进行改进，以香兰素、盐酸羟胺为原料，使用氢氧化钠作为缚酸剂进行反应制备3-甲氧基-4-羟基苯甲醛肟，然后在0.3 MPa的压力下常温使用钯碳催化催化剂用氢气对3-甲氧基-4-羟基苯甲醛肟进行还原，还原之后进行盐酸化重结晶制备香兰素胺盐酸盐，此工艺路线合成方法简便、操作简单、反应条件温和、催化剂可以回收继续使用，综合两步反应，香兰素胺盐酸盐总收率89.4%。

1 实验部分

1.1 原料和仪器

核磁共振氢谱使用美国安捷伦400型核磁共振仪测定，红外光谱使用岛津公司IRAffinity-1型傅里叶变换红外光谱仪测定，液相色谱使用日本岛津LC-10AP液相色谱仪测定，称量使用双杰JJ1000型电子天平，化合物熔点使用天津ZRD-1型全自动熔点测定仪进行测定，反应部分使用薄层硅胶板(TLC)跟踪，上海一科ZF-1型三用紫外灯显色。

香兰素、盐酸羟胺、乙醇、氢氧化钠、浓盐酸、钯碳催化剂购自国药集团上海化学试剂有限公司(分析纯)，氢气(99.99%)来源普莱克斯，都未经任何处理，香兰素胺盐酸盐标准样品来自阿拉丁试剂。

1.2 合成路线

香兰素胺盐酸盐合成路线如下：

1.3 实验步骤

1.3.1 3-甲氧基-4-羟基苯甲醛肟(2)的合成

1.3.2 香兰素胺盐酸盐(TM)的合成

2 结果与讨论

产物使用液相色谱进行分析，出峰时间和标准品完全一致，纯度大于99%，熔点和报道基本一致，傅里叶红外、核磁共振光谱表征和标准品一致。根据液相色谱仪、熔点仪、傅里叶红外仪、核磁共振光谱仪等测试工具表征分析，成功合成出目标产品香兰素胺盐酸盐。制备中间体3-甲氧基-4-羟基苯甲醛肟的第一步反应是已有现成工艺，所以本方法对第二步合成香兰素胺盐酸盐的条件进行了优化，本文在使用常压进行此反应时曾对该反应的溶剂进行了考察，发现在四种溶剂甲醇、乙醇、三氯甲烷、乙酸乙酯中，乙醇是最适合作为反应溶剂的，所以以下反应条件下：溶剂用乙醇，反应压力0.3 MPa，催化剂质量∶3-甲氧基-4-羟基苯甲醛肟质量=1∶20，针对反应时间、反应温度等进行了优化。

2.1 反应时间对合成收率的影响

在上述条件下确定反应温度为40 ℃，改变反应时间进行反应，结果见图1。氢化反应0～6 h内，香兰素胺盐酸盐收率随着反应时间的延长逐渐增大，当反应达到4 h时，香兰素胺盐酸盐收率趋于稳定，故最佳反应时间为4 h。

图1 反应时间对收率的影响

2.2 反应温度对合成收率的影响

在相同的实验条件下，确定反应时间4 h，改变反应温度，进行反应，从图2可以看出，反应温度在20～50 ℃，香兰素胺盐酸盐的收率变化不大，在温度升高时还少许下降，这可能和温度过高，还原之后的胺在盐酸化之前不稳定所致，所以选择20～30 ℃(室温)为最佳反应温度。

图2 反应温度对收率的影响

3 结论

采用香兰素、盐酸羟胺、氢氧化钠为初始原料，经肟化，氢气还原及盐酸成盐反应后重结晶得到香兰素胺盐酸盐，两步反应总收率可达89.4%，收率高于专利中反应路线。产物结构经液相色谱、熔点、傅里叶红外、核磁共振光谱等测试工具表征得以确认。该工艺具有条件温和、流程简单、后处理操作简便、乙醇溶剂可回收、产品收率高和纯度高的特点，利于工业化生产。

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Synthesis of Vanillinamine Hydrochloride

LIU Fei , LIU Yuxia , WANG Dalu , LI Ming , CAI Yongli , YU Jingmin , CUI Bingchun

(Henan Chemical Industry Research Institute Co.Ltd ， Zhengzhou 450052 ， China)

Using vanillin,hydroxylamine and sodium hydroxide as raw materials,and palladium carbon as a hydrogenation catalyst via,the process of oximation,hydrogen reduction under 0.3 MPa pressure,and vanillylamine hydrochloride is synthesized by hydrochloric acid salification reaction.The affecting factors including the reaction time and the reaction temperature are investigated.The product structure is characterized by HPLC,melting point, IR and1H NMR. The new synthetic method,which is a simple process,solvent recovery under mild reaction condition with high purity and high product yield,can be potentially utilized in industrial amplification.

vanillin ; vanillylamine hydrochloride ; catalytic hydrogenation ; synthesis ; pressure

2016-08-28

刘 菲(1979-)，男，工程师，博士，从事有机合成、精细化工方面的研究工作，E-mail:liufei00888@163.com。

TQ423.124

A

1003-3467(2016)12-0024-03