對乙酰氨基酚的合成路線1六班第二大組課件

1、生化六班第二大組李暢 李夢云 路迪 杜貝 李亞翠 康杰利 韓依序 李嬌茹 杜曉冰彭鑫簡介對乙酰氨基酚，分子式C8H9NO2，通常為白色結(jié)晶性粉末，有解熱鎮(zhèn)痛作用，用于感冒發(fā)燒、關(guān)節(jié)痛、神經(jīng)痛、偏頭痛、癌痛及手術(shù)后止痛等。它是最常用的非甾體抗炎解熱鎮(zhèn)痛藥，解熱作用與阿司匹林相似，鎮(zhèn)痛作用較弱，無抗炎抗風(fēng)濕作用，是乙酰苯胺類藥物中最好的品種。特別適合于不能應(yīng)用羧酸類藥物的病人。性質(zhì)白色片狀晶體。有強還原性，易被空氣中的氧所氧化。遇光和在空氣中顏色變灰褐。熔點186（分解）。稍溶于水和乙醇，幾乎不溶于苯和氯仿，溶于堿液后很快地變褐色。與無機酸作用時生成易溶于水的鹽。鹽酸對氨基苯酚是白色結(jié)晶性粉末。熔

2、點306（分解）。易溶于水，也溶于乙醇。都用于制造偶氮染料和硫化染料等，并用作毛皮染料（毛皮棕P）、顯像劑。由對亞硝基苯酚或?qū)ο趸椒舆€原而制得。制備方法 1以硝基苯為原料 在濃硫酸和十六烷基三甲基氯化銨的條件下，以Pd/C為催化劑，將硝基苯催化氫化為對氨基酚。對氨基酚不經(jīng)分離，直接乙酰化合成對乙酰氨基酚，收率64.3%。優(yōu)點：流程短，原料易得，三廢相對較少，從起始原料硝基苯到終產(chǎn)物可采用“一鍋煮”法，收率尚可；缺點：原料硝基苯為易燃易爆液體，毒性大。濃硫酸隨原料進入反應(yīng)系統(tǒng)后與鈀反應(yīng)，使Pd/C催化劑失活，工藝不穩(wěn)定，且提取時用的苯胺溶液易燃，有腐蝕性，屬高毒化學(xué)品，可污染水體。2以對硝基酚

3、為原料 在醋酐和醋酸的混合液中，用0.05%0.5%Pd/C為催化劑，將對硝基酚催化加氫制成對氨基酚，直接將對氨基酚乙?；铣蓪σ阴０被?，總收率達75%100%。 用Pd/C為催化劑，采用固定床“一步法”連續(xù)合成對乙酰氨基酚，對硝基酚轉(zhuǎn)化率為100%，對乙酰氨基酚選擇性達95%以上。 以對硝基酚為原料，Pd/C催化加氫?；徊胶铣蓪σ阴０被樱罴讶軇榇姿?，用量為對硝基酚的25倍，對乙酰氨基酚收率可達95%。將催化劑改為PdLa/c后，對乙酰氨基酚收率達到97%。3以對氨基酚為原料 以對氨基苯酚和乙酸酐為原料，以鋅粉為抗氧化劑，以活性炭為脫色劑，以稀乙酸為反應(yīng)介質(zhì)，采用微波輻射技術(shù)合成對乙

4、酰氨基酚，產(chǎn)率可達81.2%。 微波輻射是新興的綠色合成技術(shù)，微波能量能穿過容器直接進入反應(yīng)物內(nèi)部并只對反應(yīng)物和溶劑加熱，且加熱均勻，防止反應(yīng)物和產(chǎn)物因過熱而分解。 5 以苯酚為原料 以苯酚為原料，經(jīng)乙?；?、Fries重排、肟化、Beckmann重排合成對乙酰氨基酚，收率分別為82%，68.6%，92.5%，50.5%。 優(yōu)點：原料易得，價格低廉，污染較??；缺點：反應(yīng)步驟多，原料、試劑品種多，致后處理繁瑣，總收率太低(以苯酚計82%68.6%92.5%50.5%=26.3%)。通過上述分析，對乙酰氨基酚的5種合成法各有優(yōu)缺點，從原料來源、價格、安全生產(chǎn)、環(huán)保、反應(yīng)條件、反應(yīng)步驟及總收率等方面綜

5、合考慮，以對硝基酚為原料，Pd.La/C為催化劑，“一鍋煮”法合成對乙酰氨基酚的方法，具有生產(chǎn)工序少，產(chǎn)率高，能源節(jié)省，生產(chǎn)成本低，污染小等特點。此法符合當前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是值得推廣的合成對乙酰氨基酚的方法。我們組所確定的合成路線是以對硝基苯酚為原料來合成對乙酰氨基酚“一步法”將催化氫化與?；蠟橐徊?沒有中間體對氨基酚的分離問題, 消除了對氨基酚的氧化, 提高了產(chǎn)品質(zhì)量和收率, 污染小, 生產(chǎn)成本低及適合于大規(guī)模生產(chǎn)等, 是目前國內(nèi)外大力提倡的對乙酰氨基酚的合成方法?！耙徊椒ā焙铣葾PAP, 國內(nèi)外學(xué)者對間歇法和攪拌釜連續(xù)法研究較多。由于固定床連續(xù)法不存在催化劑分離問題, 雜質(zhì)少, 反應(yīng)產(chǎn)

6、物易精制, 工藝條件易于控制等優(yōu)點, 本文采用固定床反應(yīng)器, 研究了催化氫化、?；耙徊椒ā边B續(xù)合成APAP的工藝條件試驗原料：對硝基酚(PNP), 分析純; 醋酐(Ac2O),密度1. 082g/mL, 分析純; 冰醋酸, 密度1.05g/mL, 分析純; 無水乙醇, 分析純; 電解氫; Pd/C催化劑, 顆粒大小0. 80. 8mm,自制。實驗裝置流程固定床反應(yīng)器用不銹鋼管制造, 規(guī)格6200mm; 內(nèi)裝Pd/C催化劑0. 5g, 催化劑床層高約50mm; 反應(yīng)器床層用外加熱帶加熱, 用熱電偶和可控硅直接測定與控制反應(yīng)溫度。流程如圖1所示: 按一定比例用醋酸將對硝基酚溶解, 再與醋酐混合配

7、成原料液。開啟高壓計量泵輸送料液, 同時通入氫氣, 經(jīng)混合、油浴預(yù)熱后進入固定床反應(yīng)器。待反應(yīng)穩(wěn)定后, 產(chǎn)物經(jīng)冷卻、氣液分離后取樣分析。收集的產(chǎn)物經(jīng)結(jié)晶、熱水溶解、活性碳吸附、重結(jié)晶、干燥等精制后得到對乙酰氨基酚成品圖1固定床試驗流程1H2, 2壓力表, 3穩(wěn)壓閥, 4油浴預(yù)熱器, 5計量泵, 65%PNP液, 7Pd/C催化劑, 8填料, 9熱電偶, 10冷凝器, 11氣液分離器, 12流量計, 13濕式流量計, 14樣品, 15尾氣結(jié)果與討2. 1反應(yīng)溫度的影響在PNP質(zhì)量分數(shù)5. 0%、Ac2O與PNP摩爾比1. 21. 4、氫壓1. 0MPa、液時空速0. 50/h、氫液比15和催化劑

8、0. 5g等反應(yīng)條件下, 考察了反應(yīng)溫度對合成APAP的影響。結(jié)果如圖2所示。隨著反應(yīng)溫度的升高,PNP的轉(zhuǎn)化率和APAP的選擇性都上升。在140C時, PNP的轉(zhuǎn)化率近100%, 說明PNP在140C時能完全氫化, 對酰化反應(yīng)則溫度較高為好。對于APAP選擇性, 60140C時上升較快,140C以上時上升較慢, 160C時達98%, 再升高溫度,APAP選擇性升高也有限, 且高溫下雜質(zhì)增多, 影響APAP質(zhì)量。因此, 總反應(yīng)的合適溫度范圍為160180C。醋酐用量的影響醋酐用量對?；磻?yīng)有直接影響, 從反應(yīng)方程式計量來看, 醋酐用量至少要與原料對硝基酚的摩爾數(shù)相等PNP質(zhì)量分數(shù)5. 0%、反應(yīng)溫度160C、氫壓1. 0MPa、液空速0. 5/h、氫液比15和催化劑0. 5g等條件下, 試驗結(jié)果如表1所示:表1醋酐用量的影響Ac2O與PNP摩爾比 PNP轉(zhuǎn)化率/% APAP選擇性/%1. 01 95. 40 78. 411. 11 100 92. 741. 21 100 96. 761. 31 100 98. 021. 41 100 98. 21從表1可看出,Ac2O與PNP的摩爾比為1. 0時, PNP的轉(zhuǎn)化率較低,APAP的選擇性也較低; 當Ac2O