酸催化合成阿司匹林的研究进展

医药化工
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Pharmaceutical and Chemical
Chemical Engineering Design Communications
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第44卷第10期
2018年10月
阿司匹林是一经典百年老药，有较强的解热镇痛抗炎的作用，还有一定的抗血小板凝集作用[1]，目前被广泛用于心血管疾病。

随着研究的深入，又发现了阿司匹林的一些新用途，例如可以降低心肌梗死[2-3]和脑卒中[3-4]死亡率，最新研究发现还能降低结直肠癌风险[5-6]。

因此阿司匹林的合成越来越受到人们的关注。

酸催化合成乙酰水杨酸比较经典，传统上是以浓硫酸为催化剂，水杨酸和乙酸酐为原料合成乙酰水杨酸。

此路线虽经典但却有诸多缺点，反应副产物较多、产率较低，浓硫酸腐蚀性强、污染环境等。

因此，众多研究者为寻找绿色经济的催化剂对阿司匹林的合成展开了研究，基本上以酸、碱催化合成阿司匹林研究较多，也有其他一些新型催化剂用于阿司匹林的合成。

本文重点综述酸催化合成阿司匹林。

1 酸催化合成阿司匹林
1.1 无机酸催化合成阿司匹林1.1.1 浓硫酸催化合成阿司匹林
阿司匹林的合成最早是通过浓硫酸催化水杨酸和乙酸酐发生酰化反应而得[7]，产率一般在60%左右。

后来耿涛等[8]又对浓硫酸催化合成乙酰水杨酸做了进一步的研究，考察了影响乙酰水杨酸产率的因素。

结果表明当水杨酸和乙酸酐物质的量比为1∶2，80℃下反应30min ，产率为86.65%。

此反应经过优化实验条件之后产率有所提高，但是副产物多且浓硫酸腐蚀性强，污染环境，不适合大规模生产。

1.1.2 磷酸催化合成阿司匹林
磷酸是一种无机中强酸，吕亚娟[9]等利用磷酸为催化剂在微波辐射下合成了阿司匹林。

最终实验结果表明，当水杨酸和乙酸酐物质的量比为1∶2，滴加两滴浓磷酸，300W 微波功率下反应3.5min ，阿司匹林产率为90%。

此反应相较浓硫酸催化，反应速率和产率都大大提高。

1.2 Lewis 酸催化合成阿司匹林1.
2.1 AlCl 3催化合成阿司匹林AlCl 3是一种较强的Lewis 酸，胡晓川[10]利用活性炭固载AlCl 3为催化剂合成了阿司匹林，通过探讨实验条件发现，当水杨酸和乙酸酐物质的量比为1∶2.5，催化剂用量为水杨酸质量的2%时，在80~85℃下反应16min ，阿司匹林产率达80%以 上。

该催化剂与浓硫酸相比较为安全、对设备无腐蚀，特别是用活性炭将AlCl 3固载后使其可以被重复利用，催化效果好。

1.2.2 三氯稀土催化合成阿司匹林
三氯稀土是一种易得的路易斯酸，相较浓硫酸腐蚀性小，
对环境污染小。

张武等[11]利用三氯稀土为催化剂合成了阿司匹林，实验考察了六种不同的三氯稀土对反应速率的影响并与浓硫酸做了对比，结果发现YCl 3的催化效果最好。

而后以YCl 3为催化剂考察了相关影响因素，结果表明，当水杨酸和乙酸酐物质的量比为1∶2，催化剂用量为0.4g ，80℃下反应30min ，产率为89.5%。

该催化剂不但避免了浓硫酸污染环境的弊端，而且还能重复利用，重复利用三次，催化效果几乎不变。

1.3 有机酸催化合成阿司匹林1.3.1 草酸催化合成阿司匹林
草酸是有机二元羧酸，酸性较强。

隆金桥[12]等利用草酸为催化剂合成了阿司匹林，经过探讨酸酐物质的量比、催化剂的用量以及反应温度和反应时间对阿司匹林收率的影响。

结果表明当酸酐物质的量比为1∶3，催化剂用量0.5g ，反应温度80℃，反应时间50min 时，阿司匹林收率达91.5%。

此方法操作简单，草酸不腐蚀设备，虽环境污染小。

1.3.2 三氟甲磺酸催化合成阿司匹林
三氟甲磺酸的酸性强，易溶于水，毒性低，广泛用于医药、化工等行业，由于其酸性强，性质稳定，因此在很多条件下可以代替硫酸。

李玉文[13]等利用三氟甲磺酸催化合成了阿司匹林，实验表明当水杨酸与醋酸物质的量比为1∶2.0，催化剂用量为水杨酸质量的0.2%时，50℃下反应50min ，阿司匹林收率达90.4%。

该催化剂用量少、经济高效环保，有一定的工业化应用前景。

1.3.3 对氨基苯磺酸催化合成阿司匹林
对氨基苯磺酸是一种固体有机酸，催化性能高，对环境污染小。

赵卫星[14]利用其催化合成了阿司匹林，结果显示，当水杨酸为2.0g ，乙酸酐为4.76mL （物质的量比为1∶3.5），催化剂用量为0.4g 时，在80~85℃下反应6min ，阿司匹林产率为62.33%。

此反应反应时间短，但是产物产率较低。

该催化剂虽是性能优良的催化剂，但是对阿司匹林的催化效率相对较低。

1.3.4 对甲苯磺酸催化合成阿司匹林
对甲苯磺酸是一种固体有机酸，价廉易得，催化性能高。

李继忠[15]利用其作催化剂合成了阿司匹林，通过考察各影响因素发现，当水杨酸、乙酸酐、催化剂物质的量比为1∶2∶0.0153时，在81~85℃下反应20min ，产率达94.44%，纯度≥ 99%。

此反应操作简便，产品产率高、纯度好，催化剂对甲苯磺酸使用方便、便于保管运输、催化性能高、对环境友好，有一定的工业应用前景。

1.3.5 柠檬酸催化合成阿司匹林
柠檬酸也是一种有机酸，有较强的酸味和还原性。

隆金桥等[16]用其催化合成了阿司匹林。

实验探讨了酸酐物质的量
摘　要：阿司匹林是一种非甾体类抗炎药，有较强的解热、镇痛、抗炎的作用，是三大经典药物之一，至今仍广泛应用。

因此阿司匹林的合成至关重要，酸催化合成阿司匹林比较经典，因此对以酸催化阿司匹林的合成进行综述，为阿司匹林的合成路线研究提供参考。

关键词：阿司匹林；乙酰水杨酸；合成；催化中图分类号：R914.5 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2018）10–0196–02
Research Progress of Acid Catalyzed Synthesis of Aspirin
Xie Wen-na
Abstract ：aspirin is a nonsteroidal anti-in flammatory drug.It has strong antipyretic ，analgesic and anti-in flammatory effects.It is one of the three classical drugs and is still widely used.Therefore ，the synthesis of aspirin is very important ，acid-catalyzed synthesis of aspirin is more classical ，so this paper reviews the synthesis of aspirin catalyzed by acid ，and provides a reference for the study of the synthetic route of aspirin.
Key words ：aspirin ；acetylsalicylic acid ；synthesis ；catalysis 酸催化合成阿司匹林的研究进展
谢文娜
（江苏医药职业学院药学院，江苏盐城 224000）
收稿日期：2018–08–09作者简介： 谢文娜（1988—），女，江苏盐城人，助教，主要研究方
向为药物化学（药物中间体的合成）。

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比、催化剂用量以及反应时间和温度，结果当酸酐物质的量比为1∶3，催化剂为1.0g ，反应温度70℃，反应时间40min ，阿司匹林产率达91.0%。

柠檬酸不腐蚀设备，绿色环保，同时催化性能也高，是比较好的催化剂。

1.4 酸性膨润土催化合成阿司匹林
膨润土是以蒙脱石为主要成分的非金属矿产，由于其特殊的结构使其具有良好的离子交换性，也常被用作催化剂。

王贵全等[17]用盐酸酸化得到的膨润土催化合成了阿司匹林，结果表明，在85~90℃条件下反应0.5~1.0h ，阿司匹林收率达90.44%。

实验考察了不同浓度的盐酸酸化膨润土后的催化活性以及重复使用催化活性。

用于酸化膨润土的盐酸酸性越强，催化活性越高；随着催化剂使用次数的增多，催化活性降低。

但是此反应收率较高，有一定的研究价值。

1.5 酸性无机盐催化合成阿司匹林1.5.1 硫酸氢钠催化合成阿司匹林
硫酸氢钠是一种无机盐，其水溶液显酸性。

翁文等[18]用其催化合成了乙酰水杨酸，经过对反应条件的考察发现，当水杨酸为3.0g ，乙酸酐为6mL ，催化剂用量为反应物总量的3.16%，反应温度和时间分别为75℃和30min ，阿司匹林的纯化收率为76.9%。

此反应收率尚可，硫酸氢钠易于与产物分离，环境友好。

肖新荣等[19]
用一水硫酸氢钠催化合成了阿司匹林，并与浓硫酸催化做了比较，结果表明二者催化效果相当。

但是一水硫酸氢钠催化时，极少产生碳酸氢钠不溶副产物，产品纯度好，且催化剂可重复使用。

1.5.2 磷酸二氢钾催化合成阿司匹林
孔祥平等[20]用磷酸二氢钾作催化剂合成了阿司匹林，实验与浓硫酸催化做了对比，结果显示催化效果相当。

实验还考察了加热方式，结果显示超声波震荡加热效果最好，最终通过正交试验确定了最佳反应条件，水杨酸和乙酸酐的量分别为3.0g 和6.2mL （摩尔比1∶3），磷酸二氢钾0.5g ，在75~80℃下超声振荡反应30~40min ，阿司匹林产率55%左右。

此反应产品产率较低，但是催化剂可回收利用，回收率近90%。

2 结语
阿司匹林是一种临床常见药物，药理作用广泛，因此研究其高效绿色经济的合成路线至关重要。

本文主要综述了用各种酸性化合物催化合成阿司匹林，其中有一些路线给工业开发提供了重要参考，有望用于工业化生产。

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（上接第179页）
4 基准氧含量折算前后数据比对
通过实验室管理系统LIMS 对四套装置一段炉数据折算，2016年1月前后各一年平均值进行统计，数据见表2。

表2
基准氧含量折算前后数据统计
注：数据查询日期分别为2015年2月21日至2015年12月31日；2016年2月21日至2016年12月31日。

通过上表发现，各一段炉数据降低20%~30%，使污染物排放更利于达标。

5 制定措施，提高数据准确性和标准符合性
烟气氧含量是锅炉大气污染物监测中极其重要的一项经济运行考核指标，在一定程度上，其数据的大小是确定污染物排放浓度是否达标的关键，因此，从分析操作角度考虑，
必须确保数据的准确性和代表性。

1）通过仪器张贴每个锅炉的基准氧含量标识，操作人员按照提示确保仪器设置准确。

2）由于烟气分析有些取样点为了安全、方便，从烟囱上面把烟气用管线引入地面，通过改变取样枪测量烟气方式，由缓冲罐处改为真空泵出口分析，防止胶塞密封不严空气干扰致氧含量偏高，使分析速度更快，数据更准。

6 结束语
锅炉烟气氮氧化物通过基准氧折算后，各装置一段炉氮氧化物排放值明显的降低，更利于达标排放；纠正了政府监测站核算氮氧化物排污量方式。

同时，燃气轮机与辅锅数据也相对应，为工艺脱销改造提供参考依据。

在2017年5月，德图烟气分析仪350XL 与荷兰专家所自带仪器对化肥一部辅锅烟气和燃机乏气进行了烟气比对分析，分析数据基本一致并得到厂家认可，厂家并将一部辅锅的历史分析数据作为一部辅锅锅炉烧嘴脱硝改造的依据。

参考文献
[1] G B13271–2014，锅炉大气污染物排放[S].[2] G B13223–2011，火力发电厂大气污染物排放标准[S].[3] G B9078–1996，工业炉窑大气污染物排放标准[S].。