对乙酰氨基酚的合成方法
1合成方法
方法1：以对硝基苯酚为原料
以对硝基苯酚为原料，用铁粉还原，滤除铁泥，滤液冷却结晶，再经重结晶、干燥等步骤制得成品PAP，再在含对氨基酚硫酸盐和苯胺硫酸盐的水溶液中,用氨水调节pH到5,用蒸馏法除去苯胺后在20℃用醋酐酰化,同时用氨水维持pH在5,可得含量为95%的APAP。文献报道,用醋酸乙酯或醋酸代替水介质,可提高酰化率到92.2%,且溶剂易回收,废水污染降低。
优缺点：此法工艺简单，技术成熟，但收率低，产品质量不稳定，产生大量废铁泥和废水，严重污染环境，国外许多国家已淘汰此
法。[1]
方法2：以苯酚为原料
以苯酚为原料,以聚磷酸为催化剂,与冰醋酸和NH2OH的衍生
物或盐,在80℃反应后用冰水处理,再用10%NaOH调节pH值到4,经回流、冷却、萃取等步骤得APAP,纯度可达98%
。反应式为:[3]方法3[3]:以PNP为原料
以PNP为原料,在醋酸和醋酐混合液中,用5%Pd/C作催化剂,催化氢化继而乙酰化,一步合成APAP,总收率为80%。美国专利采用5%Pd/C催化剂将PNP还原一半后加入乙酐,使加氢与酰化同时进行,总收率为81.2%
。反应式为:
采用Pd-La/C催化加氢一步合成的最佳工艺条件为:温度140℃,
压力0.7Mpa,时间2h,收率97%。
方法4：以对羟基苯乙酮为原料
以对羟基苯乙酮为原料，在KI、醋酸酯存在下,经Beckmann重排可得APAP。进行Beckmann重排反应时,常用氯化亚砜、三氯氧磷、甲磺酸、硫酸、五氯化磷作催化剂,文献报道对羟基苯乙酮于液体二氧化硫中用氯化亚砜作催化剂,收率88.7%,但需-50℃低温。用氯化亚砜在回流下通氮气进行重排,并加入少量碘化钾以防止3-氯-4-羟乙酰苯胺副产物的生成,收率99%。
优缺点：反应条件非常苛刻需，-
50℃低温，但收率较高。[4]若对氨基酚乙酸酯在仲丁醇、磷酸、醋酸存在下加热到100℃,反应一定时间后,真空蒸除溶剂可得到含量95%
的粗APAP。
方法5[5]：生化合成法
生化合成法是利用生物工程技术进行APAP的生产研究。通过在酿酒酵母中表达一个融合基因,可产生一个由鼠肝细胞色素P450和NADPH-细胞色素P450还原酶基因构成的融合酶。该酶同时具有氧化和还原能力,可提供比单一细胞色素P450更为有效的电子转移系统。借助转基因酵母可使乙酰苯胺对位羟化,
其产率为33nmol·mL-1。
优缺点：生化合成法对环境污染小,选择性高,但产率低,尚处于研究阶段。
方法6[3]：以硝基苯为原料
以硝基苯为原料，在稀硫酸中,以铝粉或镁粉为催化剂将硝基苯一步还原为PAP。还可用锌粉为催化剂。该法主要反应机理为硝基苯被氢化生成苯基羟胺,然后进行Bamberger重排制得PAP。将PAP溶解在10%醋酸中,在85～90℃下,加Na2S2O4,在一定时间内加入醋酐,在85℃进行酰化可得纯度>99%的APAP。
优缺点：该法工艺简单,原料易得,工艺途径多,降低成本的潜力较大,是近年来研究的热点，但金属消耗量大,且存在回收利用等后处理问题,因此难于大规模生产。
方法7[6]：以对硝基苯酚为原料
以对硝基苯酚为原料,经催化加氢和酸化合成了对乙酞氨基苯酚.该法一般以Pt/C、Pd/C作催化剂,在大约0.2～0.5MPa,70～90℃加氢还原PNP制备PAP粗品。国外有报道用Ni-Al-Pd-Zn复合催化剂加氢还原PNP,收率达到90%～95%。催化剂活性稳定,运转500h,不用再生。
优缺点：催化剂昂贵,且该法催化剂制备复杂且损失率高达0.81～1g/kg氢化产物。但收率较高。
方法8[7]：以磺酸基偶氮苯酚为原料
以磺酸基偶氮苯酚为原料，在60~80℃时,同时将硫酸亚铁稀溶液和氨水加入到Ⅰ(磺酸基也可在间位)的悬胶液中,然后用乙酸酐处理,得本品。与此同时,交替地将邻磺酸苯偶氮基对苯酚Ⅰ边搅拌边分批加入到50~60℃的含有粉末状的铁和盐酸的悬浮液中,然后将以上混合物用乙酸酐处理,如上进行反应,即得N-(4-羟基苯基)乙酰胺溶液,可用氯化钠盐析或从浓溶液中结晶出本品Ⅱ。
优缺点：反应条件友好，收率尚可。
方法9[8]：以对硝基苯酚、异丙醇为原料
将220g对硝基苯酚、80g异丙醇、140g水和0.22g3%的Pb/C
催化剂的混合物在压力585kPa,温度为110℃时热压处理8min并在59min内加入180g乙酸酐,然后再保持压力585kPa,温度110℃53min,即可得本品,
收率90%。
方法10[8]：以对亚硝基苯酚为原料
以对亚硝基苯酚为原料，将对亚硝基苯酚用硫化钠还原,所得对氨基苯酚进行乙酰基化,所得粗品用氧化剂(如:浓HNO3)的水溶液处理,并且加活性炭搅拌,用氧化铁除去活性炭。从脱色后的滤液中得85~95%的N-(4-羟基苯基)乙酰胺,即本品。
优缺点：反应条件温和，产品收率较高。
方法11[2]：以对羟基苯乙酮为原料
以对羟基苯乙酮为原料，于反应瓶中,加入对羟基苯乙酮(2.72g,0.02mol)、盐酸羟胺(1.53g,0.022mol)、三乙胺(2.26g,0.022mol)和乙醇(20ml),回流2h后,蒸干,加乙酸乙酯(40ml)溶解,以水(20ml)洗涤,蒸干得白色固体2(2.85g,87.4%)。乙酸乙酯重结晶得白色粒状结晶,mp143~145℃。于反应瓶中加入粗品2(1.0g,0.0067mol)、乙酸乙酯(10ml),于
50~60℃,滴加三氯氧磷(1.2g,0.0082mol)的乙酸乙酯溶液,2.5h后,冷却至室温,加乙酸乙酯(50ml),以水(50ml)洗涤,蒸干得粗品1(0.93,93%),用无水乙醇重结晶得白色结晶1(0.75g,80.6%),mp166~168℃。
优缺点：产品收率比较高，但操作比较繁琐。
方法12[7]：以硝基苯为原料
以硝基苯为原料，在三口瓶中加入250ml蒸馏水,依次加浓硫酸36g,硝基苯60g,十六烷基三甲基氯化氨0.6g,催化剂(自制3%Pt/C催化剂)。通氮气置换空气3次,再通氢气置换氮气3次,再连续通氢气,升温至90℃,搅拌加快到300r/min,分别记录通入氢气的流量与尾气的流量,计算吸氢量。约反应3h结束,再加入56g硝基苯,冷却至室温,静置分层。水层调节pH至4~4.5,用甲苯-苯胺(1：1)溶液30ml分3次萃取,合并有机层。调节母液pH=7.5,加入Na2SO3s析出沉淀,用水蒸汽蒸馏蒸出剩余硝基苯、苯胺等杂质,趁热加入乙酐-乙酸(2B1)溶液25g,于100℃下反应3h。冷却结晶,过滤得粗品,经精制干燥得产品48.6g,熔点168~170℃,回收率64.3%。
优缺点：方应操作繁琐，且产率比较低。
方法13[3]：对苯二酚和乙酰胺为原料
对苯二酚和乙酰胺为原料，在ZSM5分子筛的催化下,在真空Carius管中,300℃反应1h可缩合得到APAP,转化率为93.6%,摩尔选择性为45.9%。若以硅酸钛为催化剂,则摩尔选择性为67.5%,转化率为90.8%。
优缺点：反应条件比较友好，产率较高。
反应式为:
方法14[7]：以苯酚为原料制得对氨基苯酚
以苯酚为原料制得对氨基苯酚，再在三口烧瓶中按配比加入物料(对氨基苯酚B乙酸酐=1：1.3),回流搅拌反应,温度升至120~140℃,保温15min,冷却结晶,抽滤,用少许冰水冲洗,得类白色晶体,为扑热息痛.产率为87%.方应方程式：
本实验最佳工艺条件是:
(1)：NaNO2=1.0：1.36,t=-3℃.pH=1.5~0.3.
(2)亚硝基苯酚：Na2S=1.0：1.22,t=45℃,中和后pH为9.
(3)对氨基苯酚：乙酸酐=1:1.3,t=130~140℃.
优缺点：按本实验的最佳工艺条件作试验,得到的产品产率高,纯度也高,具有较高的实用价值。
2目前工业上主要采用的方法
用铁粉还原法生产,该法是以对硝基氯苯为原料,经水解、酸化、还原制得对氨基酚,再经酰化得到乙酰氨基酚。铁粉还原法虽技术成熟,工艺简单,但产品收率低、质量较差、毒性大、成本高,更严重的是,生产过程中会产生大量含酚、含胺的铁泥和污水,污染严重。因此,急需进行技术改进。
3将来在国内可能会采用的方法
采用加氢工艺代替铁屑还原。特别是用Pd/C催化剂,以对硝基酚为原料,一步合成对乙酰氨基酚的方法,具有生产工序少,产品收率高,节省能源,废液大大减少,环境污染小,生产成本低等特点。而且针对我国生产厂家现有设备,设备投资小,可大大降低技改
费用。如能实现此法的工业化生产,对增加企业经济效益,有效地减少化工厂的三废污染都有积极意义,而且必将进一步促进精细化工生产的发展。
4参考文献
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