植物生長調(diào)節(jié)劑苯肽胺酸的綠色合成研究*

程偉琴，趙增兵，成蘭興，王毅楠，馮 明，王延花，霍二福,3*

（1.河南省化工研究所有限責任公司，河南 鄭州 450052；2.河南省精細化工中間體工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450052；3.河南省科學院 質(zhì)量檢驗與分析測試研究中心，河南 鄭州 450008）

植物生長調(diào)節(jié)劑苯肽胺酸的綠色合成研究*

程偉琴1,2，趙增兵1,2，成蘭興1,2，王毅楠1,2，馮 明1,2，王延花1,2，霍二福1,2,3*

（1.河南省化工研究所有限責任公司，河南 鄭州 450052；2.河南省精細化工中間體工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450052；3.河南省科學院 質(zhì)量檢驗與分析測試研究中心，河南 鄭州 450008）

以苯酐和苯胺為原料，自配混合溶劑A為溶劑，不添加任何催化劑，室溫下反應制備高純度的植物生長調(diào)節(jié)劑苯肽胺酸；采用反應母液循環(huán)利用的方法，不僅可提高反應收率，還可以降低生產(chǎn)成本及減少有機溶劑對環(huán)境的污染。通過原料投料比、反應時間及反應溫度等反應條件對比實驗，獲得最佳的反應條件；通過熔點，紅外光譜和核磁共振氫譜對目標產(chǎn)物進行表征。

苯肽胺酸；植物生長調(diào)節(jié)劑；綠色合成

N-苯基鄰苯二甲酸單酰胺又名苯肽胺酸，在生物、醫(yī)學及生命科學領(lǐng)域都有著廣泛的應用[1]。它是一種具有室溫活性的植物生長調(diào)節(jié)劑，在誘發(fā)花蕾成花結(jié)果、促進生長、改善果實品質(zhì)、提高產(chǎn)量等方面起重要作用[2]。由于具有高效、低毒、無副作用、廣譜等特點，藥效顯著，使用量在逐年增加。因此，進行苯肽胺酸的工業(yè)合成工藝研究具有重要的理論和實際應用價值[3]。目前，合成苯肽胺酸主要方法為以苯胺和苯酐為原料，如Fenrenc M等以1,2-二甲氧基乙烷為溶劑，但工業(yè)成本太高；Vera L等[4]以微波法合成苯肽胺酸，收率高，產(chǎn)量低；針對以上合成方法存在的問題，本文以一種低成本、高產(chǎn)率、產(chǎn)品純度高、工藝簡單的綠色合成方法生產(chǎn)苯肽胺酸。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

IR Affinity-1型傅里葉變換紅外光譜儀，KBr壓片（島津公司）；Agilent Technologies 400 NMR核磁共振波譜儀（安捷倫）。

苯酐、苯胺、乙腈、甲醇、乙醇均為分析純。

1.2 苯肽胺酸的合成

將苯酐和混合溶劑A加入到圓底燒瓶中，攪拌，固體完全溶解后向反應液中滴加苯胺(該反應為放熱反應)，反應結(jié)束后將燒瓶放置低溫浴中冷卻，抽濾，用冷的混合溶劑A洗滌，干燥得白色固體產(chǎn)物；熔點：170～172℃；IR（KBr壓片，cm-1）：3321.4、3134.3、3057.2、2617.4、1722.4、1654.9、1598.9、1490.9、1242.2、692.4；1H NMR(400 MHz,CDCl3)；δ(×10-6)：13.04(s,1H)，10.33(s,1H)，7.88(m,1H)，7.78(m,3H)，7.65(m,2H)，7.32(s.2H)，7.05(m,1H)。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應溶劑的選擇

將 177.7g（1.2mol）的苯酐和 111.7g（1.2mol）的苯胺在不同的反應溶劑條件下反應，結(jié)果對比見表1。

表1 反應溶劑對產(chǎn)率的影響Tab.1 Effect of reaction solvent on the yield

由表1可見，在其他反應條件一樣的情況下，分別使用乙腈、乙醇/水、甲醇或混合溶劑A為反應溶劑，根據(jù)產(chǎn)率及產(chǎn)品純度可知，混合溶劑A為最佳反應溶劑。

2.2 反應條件的優(yōu)化

在前期試驗探索的基礎上，選取投料比（苯胺/苯酐）、反應時間、反應溫度等三因素選取三水平，以產(chǎn)物純度和產(chǎn)率為依據(jù)，進行了L9（34）正交試驗，以便確定最佳合成工藝條件，試驗結(jié)果見表2。

從表2可以得出，以收率為依據(jù)，按方差結(jié)果分析可知顯著性影響順序為：反應溫度＞反應時間＞投料比。在最佳反應溫度30℃、反應時間15min、投料比（苯胺/苯酐）1.05的條件下，產(chǎn)物收率為61.72%。實驗條件的變化對純度的影響較小，都大于98%，完全符合工業(yè)化應用的要求。

2.3 反應母液的循環(huán)利用

由于在反應過程中，生成少量的副產(chǎn)物水對該反應無影響，所以合成苯肽胺酸的母液可以循環(huán)利用，在第一次反應結(jié)束后，重復反應操作，考慮到反應中溶劑的揮發(fā)或其他損失，在循環(huán)反應中通過物料守恒來補充一部分新鮮的反應溶劑，以保證反應的正常進行。

表2 合成苯肽胺酸L9（34）正交試驗結(jié)果Tab.2 Test results of orthogonal meted L9（34）of the synthesis of phthalanillic acid

表3 反應母液循環(huán)次數(shù)對產(chǎn)品純度、產(chǎn)率的影響Tab.3 Effect of cycle times of reaction mother liquid on the product purity and yield

由表3可知，由于反應過程中沒有影響反應的副產(chǎn)物生成，反應母液可以循環(huán)利用；由于原料中雜質(zhì)在母液中積累的緣故，反應母液循環(huán)利用5次后得到的產(chǎn)品純度低于98%，因此，反應母液最佳循環(huán)利用次數(shù)為4次。

3 結(jié)論

以苯酐和苯胺為原料，混合溶劑A為反應溶劑，通過正交試驗，獲得合成苯肽胺酸最佳反應條件：反應溫度為30℃、反應時間為15min、投料比（苯胺/苯酐）1.05，產(chǎn)品收率為61.72%，反應母液循環(huán)利用4次以后平均產(chǎn)率達91.40%。且產(chǎn)物收率和純度均優(yōu)于產(chǎn)品要求。該綠色合成工藝具有成本低、工藝簡單等優(yōu)點，大大減少了廢有機溶劑的產(chǎn)生和排放，開發(fā)了一條苯肽胺酸的工業(yè)化生產(chǎn)的綠色工藝，促進了果樹蔬菜等生產(chǎn)及保障人民生活的需求。

［1］ 陜西上格之路生物科學有限公司.新型植物生長調(diào)節(jié)劑-寶贏［J］.西北園藝（果樹）2006，（3）：41.

［2］ 何瑞，劉艾平，曹玉廣.植物生長調(diào)節(jié)劑使用中的安全問題［J］.中國衛(wèi)生監(jiān)督雜志，2003，10（2）：99-101.

［3］ Perry C J,Parveen Z.The cyclisation of substituted phthalanilic acids in acetic acid solution.A kinetic study of substituted N-phenylphthalimide formation［J］.Journal ofthe Chemical Society,Perkin Transactions 2.2001,（4）:512-521.

［4］ Sena V L M,Srivastava R M,Oliveirab S P,et al.Microwave assisted synthesis of N-arylphthalamic acids with hyperlipidemic activity［J］.Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters，2001,11（20）:2671-2674.

Study on the green synthesis of plant growth regulator phthalanillic acid*

CHENG Wei-qin1,2,ZHAO Zeng-bing1,2,CHENG Lan-xing1,2,WANG Yi-nan1,2,FENG Ming1,2,WANG Yan-hua1,2,HUO Er-fu1,2,3*
（1.Henan Chemical Industry Research Institute Co.,Ltd.,Zhengzhou 450052,China;2.Fine Chemical Intermediate Engineering Technology Research Center of Henan Province,Zhengzhou 450052,China;3.Quality Inspection and Analytical Test Research Center,Henan Academy of Sciences,Zhengzhou 450008,China）

The high purity plant growth regulator phthalanillic acid was synthesized through anhydride and aniline as raw materials and self-mixing solvent A as reaction solvent under the room temperature condition.Then,the method of recycle the reaction mother liquid was adopted which not only can improve the reaction yield,but also cut down the cost of production and reduces the environmental pollution of organic solvents.Moreover,the optimum reaction conditions were obtained by compared experiments of the reaction conditions,such as material ratio,reaction time and reaction temperature.The structure of the product was confirmed by melting point,FT-IR and1H NMR.

phthalanillic acid;plant growth regulator;green synthesis

O625.6

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170915

2017-06-22

河南省重點科技攻關(guān)計劃項目（162102110115）資助

程偉琴(1989-)，女，助理工程師，2015年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學化學工程與技術(shù)專業(yè)，碩士，現(xiàn)主要從事綠色合成研究。

霍二福(1981-)，男，助理研究員，博士，主要從事綠色合成研究。