一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法

摘要

本发明属于绿色有机合成化学技术领域，特别涉及一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法。将胆碱类低共熔溶剂、水杨酸、乙酸酐加入到反应容器中，之后于70~80℃加热反应15~40 min；反应获得的粗品纯化后得所述阿司匹林。本发明采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法操作简单、反应条件温和、副反应少、环境友好，制备低共熔溶剂时原子利用率高达100%，低共熔溶剂不需提纯且可回收使用，符合绿色化学的发展要求，具有广泛的工业生产应用前景。

权利要求

1.一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，其特征在于，将胆碱类低共熔溶剂、水杨酸、乙酸酐加入到反应容器中，之后于70   80℃加热反应15   40 min；反应~ ~获得的粗品纯化后得所述阿司匹林；所述的胆碱类低共熔溶剂为氯化胆碱-草酸、氯化胆碱-L-(+)-酒石酸、氯化胆碱-对甲苯磺酸、氯化胆碱-柠檬酸、氯化胆碱-尿素中的任一种。

2.如权利要求1所述的采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，其特征在于，所述水杨酸与乙酸酐的摩尔比为1:2 3。

~

3.如权利要求1所述的采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，其特征在于，水杨酸与胆碱类低共熔溶剂的质量比为1:0.3 5。

~

4.如权利要求1所述的采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，其特征在于，所述的胆碱类低共熔溶剂通过下法获得：将氯化胆碱与氢键供体按照摩尔比1:0.5 2在80 ~ 100℃充分混合直至形成无色透明的低共熔混合物。

~

5.如权利要求4所述的采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，其特征在于，所述的氢键供体为草酸、L-(+)-酒石酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、尿素中的任一种。

6.如权利要求1-5任一所述的采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，其特征在于，反应获得粗品后，将反应液中的低共熔溶剂进行减压蒸馏后循环使用。

说明书

一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法

技术领域

[0001] 本发明属于绿色有机合成化学技术领域，特别涉及一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法。

背景技术

[0002] 阿司匹林作为世界医药史的三大经典药物之一，其化学名为2-（乙酰氧基）苯甲酸，又名乙酰水杨酸，于1853年首次被合成，在1899年开始药用，是水杨酸类解热镇痛药的代表性药物。近年来研究发现阿司匹林具有强效的抑制血小板凝聚作用，因而在心脑血管系统疾病的预防和治疗领域有所应用。同时，最新研究表明阿司匹林能抑制肿瘤生长和转移，具有防癌和抗癌功效。此外，阿司匹林还有预防老年痴呆、抑制艾滋病病毒繁殖等新用途。随着科学家对阿司匹林研究的不断深入，作为“老药新用”的典型代表，其应用范围正在逐步拓展。因此，阿司匹林合成方法的研究依然具有重要价值。

[0003] 传统的阿司匹林合成方法主要采用浓硫酸作催化剂，但由于其具有强氧化性，导致副反应较多，同时存在腐蚀设备、废酸污染环境、产品色泽较差等缺点。开发合成阿司匹林的环境友好型催化剂一直是有机合成领域的研究热点。其中，离子液体作为一种新型“绿色”催化剂和溶剂在阿司匹林合成中的应用已有较多文献报道（蒋栋，李伟，许成娣，戴立益. Brϕnsted酸性离子液体催化合成阿司匹林. 应用化学，2007，24（9），1080-1082. 谢辉，陈卓，母先誉，刘廉. 室温离子液体催化阿司匹林的合成. 贵州师范大学学报（自然科学版），2009，27（1），98-101.）。然而，随着对离子液体的深入研究，科研工作者对其“绿色性”提出质疑，研究发现多数离子液体存在较大的毒性和较差的生物降解性，同时其制备过程复杂、纯化困难，且在合成与分离过程中依然大量使用有机溶剂，这与绿色化学理念严重不符，阻碍了其工业化广泛应用（Deborah  Coleman,  Nicholas  Gathergood. Biodegradation studies of ionic liquids. Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 600-637. Ksenia S. Egorova, Valentine P. Ananikov. Toxicity of ionic liquids: eco(cyto)activity as complicated, but unavoidable parameter for task-specific optimization. ChemSusChem, 2014, 7, 336-360.）。

[0004] 针对传统离子液体的缺陷，化学家开发了一种新型、绿色的低共熔溶剂，其具有价格低廉、制备简单、安全低毒、可生物降解等优点，在有机合成领域的应用正在逐渐扩大（Qinghua Zhang, Karine De Oliveira Vigier, Sébastien Royer, Francois Jérôme. Deep eutectic solvents: syntheses, properties and applications. Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 7108-7146. Emma L. Smith, Andrew P. Abbott, Karl S. Ryder. Deep eutectic solvents (DESs) and their applications. Chem. Rev., 2014, 114, 11060-11082.）。低共熔溶剂是由氢键供体（如多元醇、有机酸、尿素等）和氢键受体（如季铵盐）组成，也可由季铵盐与金属盐类化合物组成。目前尚未见有将低共熔溶剂用于阿司匹林制备的报道。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，以克服传统阿司匹林生产中存在的环境污染严重、催化剂回收使用性能较差等缺点。

[0006] 本发明采用的技术方案如下：

[0007] 一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，将胆碱类低共熔溶剂、水杨酸、乙酸酐加入到反应容器中，之后于70   80℃加热反应15   40 min；反应获得的粗品~ ~纯化后得所述阿司匹林。

[0008] 进一步，所述水杨酸与乙酸酐的摩尔比为1:2 3。~

[0009] 水杨酸与胆碱类低共熔溶剂的质量比为1:0.3 5。~

[0010] 所述的胆碱类低共熔溶剂为氯化胆碱-草酸、氯化胆碱-L-(+)-酒石酸、氯化胆碱-对甲苯磺酸、氯化胆碱-柠檬酸、氯化胆碱-尿素中的任一种。

[0011] 进一步，所述的胆碱类低共熔溶剂通过下法获得：将氯化胆碱与氢键供体按照摩尔比1:0.5 2混合并在80   100℃充分混合直至形成无色透明的低共熔混合物。~ ~

[0012] 优选的，所述的氢键供体为草酸、L-(+)-酒石酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、尿素中的任一种。

[0013] 进一步，反应获得粗品后，将反应液中的低共熔溶剂进行减压蒸馏后循环使用。

[0014] 本发明的反应式为：

[0015] 。

[0016] 具体的，一种采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法，将胆碱类低共熔溶剂、水杨酸、乙酸酐加入到反应容器中，在70   80℃加热反应15   40 min；反应结束后，~ ~加水并置于冰水浴中冷却，充分析出白色结晶，抽滤，可得粗产品；母液中的低共熔溶剂经减压蒸馏后可循环使用；将粗产物溶于饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，抽滤，在滤液中加入稀盐酸，采用冰水浴冷却，再次析出产品，最后抽滤，将其用乙醇-水混合溶剂重结晶，真空干燥，得到纯净阿司匹林的白色结晶。

[0017] 本发明采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林，与传统催化剂相比具有以下优点：

[0018] （1）低共熔溶剂既可以作催化剂，又可以作反应溶剂；

[0019] （2）制备低共熔溶剂的原料廉价易得，合成方法简单；

[0020] （3）胆碱类低共熔溶剂具有低熔点、低挥发性、低毒、可生物降解等优点；

[0021] （4）低共熔溶剂在水中稳定，具有高热稳定性；

[0022] （5）低共熔溶剂具有可重复使用性，且催化效率没有显著降低。

[0023] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：

[0024] 本发明采用胆碱类低共熔溶剂催化合成阿司匹林的方法操作简单、反应条件温和、副反应少、环境友好，制备低共熔溶剂时原子利用率高达100%，低共熔溶剂不需提纯且可回收使用，符合绿色化学的发展要求，具有广泛的工业生产应用前景。

附图说明

[0025] 图1为本发明产品阿司匹林的红外光谱图。

具体实施方式

[0026] 以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

[0027] 实施例1-5为胆碱类低共熔溶剂的制备

[0028] 实施例1

[0029] 在100 mL圆底烧瓶中加入6.98 g（50 mmol）氯化胆碱和4.50 g（50 mmol）草酸，在80℃加热搅拌30 min，直至形成无色透明氯化胆碱-草酸低共熔混合物，冷却至室温，真空干燥，产率100%。

[0030] 实施例2

[0031] 在100 mL圆底烧瓶中加入6.98 g（50 mmol）氯化胆碱和3.75 g（25 mmol）L-(+)-酒石酸，在90℃加热搅拌40 min，直至形成无色透明氯化胆碱-L-(+)-酒石酸低共熔混合物，冷却至室温，真空干燥，产率100%。

[0032] 实施例3

[0033] 在100 mL圆底烧瓶中加入6.98 g（50 mmol）氯化胆碱和8.61 g（50 mmol）对甲苯磺酸，在100℃加热搅拌40 min，直至形成无色透明氯化胆碱-对甲苯磺酸低共熔混合物，冷却至室温，真空干燥，产率100%。

[0034] 实施例4

[0035] 在100 mL圆底烧瓶中加入6.98 g（50 mmol）氯化胆碱和9.61 g（50 mmol）柠檬酸，在80℃加热搅拌30 min，直至形成无色透明氯化胆碱-柠檬酸低共熔混合物，冷却至室温，真空干燥，产率100%。

[0036] 实施例5

[0037] 在100 mL圆底烧瓶中加入6.98 g（50 mmol）氯化胆碱和6.01 g（100 mmol）尿素，在80℃加热搅拌20 min，直至形成无色透明氯化胆碱-尿素低共熔混合物，冷却至室温，真空干燥，产率100%。

[0038] 实施例6-10为阿司匹林的制备

[0039] 实施例6

[0040] 在100 mL圆底烧瓶中加入1.2 g的实施例1制备的低共熔溶剂氯化胆碱-草酸、2.76 g（20 mmol）水杨酸、5.10 g（50 mmol）乙酸酐，在75℃加热反应40 min；反应结束后，加水并置于冰水浴中冷却，充分析出白色结晶，抽滤，可得粗产品；母液中的低共熔溶剂经减压蒸馏后可循环使用；将粗产物溶于饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，抽滤，在滤液中加入稀盐酸，采用冰水浴冷却，再次析出产品，最后抽滤，将其用乙醇-水混合溶剂重结晶，真空干燥，得到3.35 g纯净白色结晶，收率为93.1%。其红外光谱图如图1所示，为阿司匹林，熔点为134   136℃，也与文献值相符。氯化胆碱-草酸低共熔溶剂重复使用5次，乙酰水杨酸的~
收率没有显著降低。

[0041] 实施例7

[0042] 在100 mL圆底烧瓶中加入1.8 g的实施例2制备的低共熔溶剂氯化胆碱-L-(+)-酒石酸、2.76 g（20 mmol）水杨酸、4.08 g（40 mmol）乙酸酐，在70℃加热反应15 min；反应结束后，加水并置于冰水浴中冷却，充分析出白色结晶，抽滤，可得粗产品；母液中的低共熔溶剂经减压蒸馏后可循环使用；将粗产物溶于饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，抽滤，在滤液中加入稀盐酸，采用冰水浴冷却，再次析出产品，最后抽滤，将其用乙醇-水混合溶剂重结晶，真空干燥，得到3.16 g纯净阿司匹林的白色结晶，收率为87.8%。测定所得阿司匹林的熔点为134   136℃，与文献值相符。氯化胆碱-L-(+)-酒石酸低共熔溶剂重复使用5次，乙酰水~杨酸的收率没有显著降低。

[0043] 实施例8

[0044] 在100 mL圆底烧瓶中加入1.0 g的实施例3制备的低共熔溶剂氯化胆碱-对甲苯磺酸、2.76 g（20 mmol）水杨酸、4.08 g（40 mmol）乙酸酐，在80℃加热反应20 min；反应结束后，加水并置于冰水浴中冷却，充分析出白色结晶，抽滤，可得粗产品；母液中的低共熔溶剂经减压蒸馏后可循环使用；将粗产物溶于饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，抽滤，在滤液中加入稀盐酸，采用冰水浴冷却，再次析出产品，最后抽滤，将其用乙醇-水混合溶剂重结晶，真空干燥，得到3.41 g纯净阿司匹林的白色结晶，收率为94.7%。测定所得阿司匹林的熔点为134   136℃，与文献值相符。氯化胆碱-对甲苯磺酸低共熔溶剂重复使用5次，乙酰水杨酸~
的收率没有显著降低。

[0045] 实施例9

[0046] 在100 mL圆底烧瓶中加入2.0 g的实施例4制备的低共熔溶剂氯化胆碱-柠檬酸、2.76 g（20 mmol）水杨酸、6.12 g（60 mmol）乙酸酐，在70℃加热反应30 min；反应结束后，加水并置于冰水浴中冷却，充分析出白色结晶，抽滤，可得粗产品；母液中的低共熔溶剂经减压蒸馏后可循环使用；将粗产物溶于饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，抽滤，在滤液中加入稀盐酸，采用冰水浴冷却，再次析出产品，最后抽滤，将其用乙醇-水混合溶剂重结晶，真空干燥，得到3.32 g纯净阿司匹林的白色结晶，收率为92.2%。测定所得阿司匹林的熔点为134 
 136℃，与文献值相符。氯化胆碱-柠檬酸低共熔溶剂重复使用5次，乙酰水杨酸的收率没~
有显著降低。

[0047] 实施例10

[0048] 在100 mL圆底烧瓶中加入1.5 g的实施例5制备的低共熔溶剂氯化胆碱-尿素、2.76 g（20 mmol）水杨酸、5.10 g（50 mmol）乙酸酐，在80℃加热反应40 min；反应结束后，加水并置于冰水浴中冷却，充分析出白色结晶，抽滤，可得粗产品；母液中的低共熔溶剂经减压蒸馏后可循环使用；将粗产物溶于饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，抽滤，在滤液中加入稀盐酸，采用冰水浴冷却，再次析出产品，最后抽滤，将其用乙醇-水混合溶剂重结晶，真空干燥，得到3.39 g纯净阿司匹林的白色结晶，收率为94.2%。测定所得阿司匹林的熔点为134 
 136℃，与文献值相符。氯化胆碱-尿素低共熔溶剂重复使用5次，乙酰水杨酸的收率没有~
显著降低。