安息香合成工艺改进探讨

魏涛

摘 要 随着合成工艺的不断进步，在合成工艺方面，当今人们已经对安息香的合成工艺改进多次并在不断的优化中。安息香可由热的氰化钾或氰化钠的乙醇溶液中加入苯甲醛反应制得。在众多多制备安息香的反应中，最简单易行的方法为安息香缩合反应。下面就按照催化剂类型对催化安息香缩合反应的研究进展作简要论述。

关键词 安息香;催化剂;合成

氰离子做催化剂的制备方法：在热氰化钾或氰化钠的乙醇溶液中加入苯甲醛进行反应，即可生成安息香。氰离子在反应中作为一种特殊的催化剂，大多数芳香醛类都可进行此反应，因其相当于两分子醛缩合，故该反应称为安息香缩合。经典的安息香合成反应是采用氰化钠或氰化钾作为催化剂，在氰负离子（CNˉ）的作用下促使两分子苯甲醛缩合。氰基负离子催化安息香缩合反应的机理最初由Lapworth提出，被人们普遍认可。反应中CNˉ的作用有三个：与C=O加成，加成后吸引电子使原来醛基的质子离去，转移到氧原子上，最后作为离去基团离去。

虽然能如此高产率地得到安息香，但反应中所使用的氰化钾或氰化钠是剧毒药品，属国家严格控制的化学药品。所以，很有必要寻找新的催化剂来替代CNˉ。

在CNˉ化安息香缩合机理的启发下，70年代末化学家发现维生素B1可以代替CNˉ作为安息香缩合的催化剂，而不必用剧毒的NaCN或KCN。用维生素B1作为一种辅酶，代替剧毒的氰化物进行上述反应、不仅反应条件温和产率较高，而且无毒，绿色环保。本实验在超声波条件下，以维生素B1作催化剂进行安息香的缩合反应，操作简便，缩合反应的时间短、温度低，能够极大地提高反应的产率。

目前，维生素B1可以用作安息香制备的催化剂，从现有资料上看吸收率低[1-2]。

维生素B1从化学反应的角度看只有它的中心部分——噻唑环是构成辅酶的反应部位，对化学反应是重要的。在上述反应中其作用的机制大致如下：

维生素B1在NaOH溶液中失去噻唑C2上的氢形成一个稳定的邻位两性离子依利德。

形成的依利德与苯甲醛的羰基形成烯醇式加合物，环上正氮原子起调节电荷作用。

烯醇式加合物与苯甲醛作用形成新的辅酶加合物。

此辅酶加合物离解成安息香而辅酶复原。

本文研究目的在于进一步拓宽超声波技术在有机合成中的应用范围[3-4]，并将超声波技术应用于安息香缩合反应当中。超声波能够促进化学反应发生的作用，主要是因超声波对于一个反应体系的反应物来说具有“空化作用”[5]，可以在介质中和极短的时间内产生高温高压的高能环境[6]。基于超声波的这些特性我们尝试性地选择了安息香缩合这个反应类型进行研究。

参考相关文献[7]我们通过试验，调整了反应所用的催化剂，减少了反应时间，降低了生产成本，提高了收率。而且原材料易购买，反应中使用的有毒溶剂减少并且回收率高，减少了三废的排放，故对原有工艺进行改进，达到预期效果。

1正交实验设计步骤

首先，确定考核目标。在实验开始前要详细查阅已有资料文献。在总结前人的实验基础上，确定实验目的，订出考核目标。

其次，制定实验因素和水平。在全面分析的基础上，选择因素、水平。尽可能把影响实验结果的所有因素安排在实验中，尤其是重要因素绝不能漏掉。

最后，选择正交表，确定实验方案。根据因素水平选择最适合的正交表，如有的因素需要重点考察，可选择混合正交表。如果实验条件需要进一步优化，一般都选用相同水平的正交表。当因素之间有交互效应时，最好进行重复实验，以便准确地估计实验误差。正交表选定后，各因素按顺序与上列水平对号入座，横向做实验，详细列出每一个实验的条件。严格按照实验条件做好实验。精密的实验，可靠的数据是统计分析的基础，没有列入表中的因素必须保持恒定不变。仪器要校正，测量准确。并把测定结果填入正交表。

2实验原理

芳醛在维生素B1催化下反应，生成α-羟基酮的反应成安息香缩合（Benzoin condensatiom）反应。

3熔点测定

实验产品的熔点为131.9℃～133.5℃，安息香的熔点为132℃～137℃，所以产品符合标准。

4讨论

在安息香的合成反应中，pH值、超声波的反应时间与催化剂的量是实验成败的关键，通过正交设计表可知，反应的最佳条件为：在维生素B1为2g，超声波反应时间为25min，pH为9.3時，反应进行较完全，产量为1.25 g，产率为24.04%。

5结束语

在催化剂维生素B1为2g、反应时间为25min、pH值为9.3时产率最高，本文产品采用无水乙醇重结晶达到纯化。

由于在实验过程中我们条件有限使用单一频率的超声波清洗器代替可调频率的超声波发生器。因此，选择哪一频率的超声波用于安息香缩合反应的最佳条件还有待于进一步研究，这里我们只能概括地得出一个结论，超声波条件可以促进安息香缩合反应的进行。

参考文献

[1] 马世昌. 有机化合物辞典[M]. 第一版.西安：陕西科学技术出版社，1988：11-22.

[2] Solodar J.， Improved Organic-Inorganic Contact In the Benzene Condensation[J]. Tetrahedron Letters，1971，5（7）：3287-3288.

[3] 覃北海，陈馥衡. 超声波在有机合成中的应用[J]. 化学进展，1998，10（1）：63-73.

[4] 曾爱群，肖俊松. 超声辐射在有机合成中的应用[J]. 广西化工，1999，28（2）：24-27.

[5] 周建波，张秋萍，刘安喜，等. 用超声波加快硒-邻苯二胺的络合与萃取测定硒（Ⅳ）[J]. 高等学校化学学报，1993，21（3）：342-344.

[6] 覃兆海，陈馥衡，谢毓元. 超声波在有机合成中的应用[J]. 化学进展，1998，10（1）：65-75.

[7] 张国升，程俊，孙玉亮，等. 安息香缩合反应的改进[J]. 安徽中医学院学报，2003，7（6）：46-47.