苯丙酮酸及其鈉鹽制備的研究概況

陳 旻，汪笑秋

（浙江省麗水市中心醫院，浙江 麗水 323000）

苯丙酮酸是一種雙羰基化合物，分子式為C9h8O3，相對分子質量164，熔點157℃，易溶于乙醚、乙醇等有機溶劑，溶于熱氯仿和苯，不溶于石油醚，熱敏性強，通常在18℃下保存[1]。苯丙酮酸及其鈉鹽是重要的醫藥中間體，也是酶法生產苯丙氨酸的前體化合物。苯丙氨酸可以用作氨基酸輸液以及抗癌藥物制劑和食品的添加劑，近年來國際市場上對苯丙氨酸的需求量逐年增加，大大刺激了國內外對苯丙酮酸合成的研究[1]。一水苯丙酮酸鈉微溶于水，穩定性比苯丙酮酸要好，易于儲存、運輸和使用，因此在實際工業生產中常制備成苯丙酮酸鈉來儲存[2]。苯丙酮酸及其鈉鹽的合成方法主要有α－乙酰氨基肉桂酸水解法[3－4]、海因法[5－6]、雙羰基化法、乙內酰脲和苯甲醛合成法[5]。目前最常用以乙內酰脲和苯甲醛為原料的合成方法，筆者比較了4種合成方法的優缺點，現簡介如下。

1 α－乙酰氨基肉桂酸水解法

此方法首先由Herbst等[7]于1939年報道，其合成路線是甘氨酸乙?；笈c苯甲醛縮合，生成的內酯水解后得到乙酰氨基肉桂酸，酸化后得到苯丙酮酸，總收率為50％[4，8]。反應方程式為：

該方法工藝成熟、設備簡單，但生產成本較高，且收率不高。主要原因是與苯甲醛的縮合有一部分發生Perkin反應，生成肉桂酸副產物；另外，苯甲醛部分聚合產生油性雜質，使內酯需純化處理后才能用于轉氨反應。

2 海因法

此方法由日本的Tanaka Atsushi于1986年報道[8]。該法利用甲醛和氰化鉀制備的羥基乙腈與碳氨經過Bucher－bergs仿反應制得海因，再與苯甲醛經Wheeler－Hoffman縮合反應制得亞芐基海因，水解即得苯丙酮酸。反應方程式為：

該方法原料易得，生產成本低，但由于氰化鉀有劇毒，生產危險性大，所以此方法操作要求高，注意事項比較多。

3 雙羰基化法

此方法以氯芐為原料，在絡合物的催化作用下，以鈣、鎂、鋇等堿土金屬的弱堿作為中和劑，在弱極性溶劑中與一氯化碳反應而得。與傳統的催化羰基化法比較，有原料易得、反應步驟短、產物較易分離、收率較高等優點[8－9]。目前用于制備苯丙酮酸的鈷催化劑主要有鈷的羰基絡合物（包括八羰基二鈷和四羰基鈷鹽）與異核鈷鏃絡合物兩類。氯芐雙羰基化制備苯丙酮酸的鈷催化劑為八羰基二鈷，日本和許多西方國家都對八羰基二鈷催化雙羰化反應進行了深入研究。此法雙羰化產物收率高，但八羰基二鈷不穩定，存儲和運輸都不方便，鈷作為重金屬也易對周圍環境造成污染。我國研究人員比較重視四羰基鈷鹽的研究，南京化工大學的范偉平等[9－10]利用含硫化物和氯化鈷代替CO2（CO）8，直接加在石灰的醇－水乳濁液中，在2.0MPa的一氧化碳氣體壓力下先合成四羰基鈷鹽，代替八羰基二鈷催化氯芐進行雙羰基化反應，得到了苯丙酮酸的鈣鹽。此方法大大降低了雙羰基化法制備苯丙酮酸的成本，安全系數較八羰基二鈷法高，四羰基鈷鹽的回收利用也較容易，因此比較實用。但該方法存在加壓裝置，對實驗設備要求較高，不利于工業化推廣。

4 乙內酰脲和苯甲醛合成法

此方法以乙內酰脲和苯甲醛作為原料，在含有少量氨基酸的水溶液中，苯甲醛和乙內酰脲縮合生成亞芐基乙內酰脲，然后用堿液水解生成的亞芐基乙內酰脲而得苯丙酮鈉，酸化即得[3]。以此為原理，有一步法和二步法兩種試驗制備方法。其中二步法是將乙內酰脲和苯甲醛在含有甘氨酸的水溶液中反應，過濾、洗滌，得到中間產物亞芐基乙內酰脲，于氫氧化鈉溶液中水解，反應得到苯丙酮酸鈉。一步法省卻了中間產物亞芐基乙內酰脲的精制過程，在生成的含有亞芐基乙內酰脲的反應液中，直接加入氫氧化鈉溶液，經過加熱分解生成苯丙酮酸鈉。二步法對中間產物亞芐基乙內酰脲進行了精制，因此純度高于一步法而收率較低。

通過4種制備方法的比較得知，采用乙內酰脲和苯甲醛合成法是比較理想的，該法制得的苯丙酮酸以鈉鹽形式存在，穩定性好，易于儲存和運輸，同時其原料易得，成本較低，操作簡單，安全系數高，可以實現產業化，具有良好的發展前景。

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[3]崔 群，唐開華，歐陽平凱.苯丙酮酸的開發應用研究[J].南京化工學院學報，1995，17（2）：133－136.

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[10]金子林，燕遠勇，朱道亞.氯芐催化雙羰基化合成苯丙酮酸的研究[J].精細化工，1994，11（6）：44－47.