对羟基苯甲酸

有机合成原料

对羟基苯甲酸是一种有机化合物，分子式为C7H6O3，纯品为无色的细小结晶或结晶状粉末。对羟基苯甲酸酯类除对真菌有效外，由于它具有酚羟基结构，所以抗细菌性能比苯甲酸、山梨酸都强。对羟基苯甲酸酯类的特点，是其毒性比苯甲酸低，抑菌作用与pH值无关。但由于其水溶性比较低和具有特殊的气味，使其在食品防腐上的应用受到限制。除了用作食品的防腐剂外，大多作为药物、化妆品的防腐剂使用。

制备方法

对羟基苯甲酸的生产方法有多种，苯酚钾羧化法较适于工业化生产，该法又分酚钾固相羧化法、酚钾溶媒羧化法、酚钾与二氧化碳的连续气液相法。

将40%左右的氢氧化钾溶液与苯酚加入反应锅中混合，于100℃搅拌0.5h，至酚钾液的游离碱为0.3-1.2%。加热，进行常压脱水，至内温为140℃时改为减压脱水，在10.6kPa压力下蒸水约0.5-1h，直至内温达170℃以上。加入溶剂苯酚共沸脱水，至200℃（2.67kPa）结束脱水，得酚钾与酚的复合盐。将制备的上述复合盐继续加热至220-230℃，通入净化无水的二氧化碳，压力维持在0.5MPa，反应2.5h，降温至200℃补加苯酚，保温搅拌30min，然后减压回收苯酚至尽。再通入二氧化碳进行第二次羧化，约需2h。羧化结束后，回收苯酚，冷却至180℃以下，加水溶解，即得羧化液（对羟基苯甲酸二钾盐）。将硫酸逐渐加入羧化液中，于70℃以下中和至pH为6.7。冷却过滤除去硫酸钾，所得粗品滤饼用水重结晶、活性炭脱色，即得含量99%以上的对羟基苯甲酸。对羟基苯甲酸二钾盐也可由水杨酸二钾盐转位得到。因此工业上也可由水杨酸经成盐、转位、中和得到对羟基苯甲酸，但成本较高。另外，生产糖精时的副产物对甲苯磺酰氯，经氨化、氧化、酸析、碱熔、再酸析也可获得该品。该法收率较低，成本较高，而且糖精副产物中往往夹带有毒的杂质邻磺酰胺基甲苯。

其他方法：天然存在于桔梗科植物半边莲[Lobelia chinensis Lour. (L. radicans Thunb)]全草，杜鹃科植物白花杜鹃[Rhododendron mucronatum G. Don]，小花杜鹃[R. micranthum Turcz.]的叶等植物中。

可由水杨酸钾加热制取，或由对氨基苯酚经重氮化及桑德迈尔反应(Sandmeyer’s reaction)制备。

性状

无色至白色棱柱形结晶体。

结构式：如图《对羟基苯甲酸的结构简式》所示

易溶于乙醇，能溶于乙醚、丙酮，微溶于水5 g/L (20°C)、氯仿，不溶于二硫化碳。

有酚基和羟基反应。

其水溶液与三氯化铁生成无定形黄色沉淀。

有毒。

有刺激性，应密封避光保存。

安全术语

1.不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

2.戴适当的手套和护目镜或面具。

合成路线

用途

对羟基苯甲酸是用途广泛的有机合成原料，特别是其酯类，包括对羟基苯甲酸甲酯（尼泊金甲）、乙酯（尼泊金乙）、丙酯、丁酯、异丙酯、异丁酯，可做食品添加剂，用于酱油、醋、清凉饮料（汽水除外）、果品调味剂、水果及蔬菜、腌制品等，还广泛用于食品、化妆品、医药的防腐、防霉剂和杀菌剂等方面。对羟基苯甲酸也用作染料、农药的中间体。在农药中用于合成有机磷杀虫剂GYAP、CYP；在染料工业中用于合成热敏染料的显色剂；还可用于彩色胶片及合成油溶性成色剂“538”及尼龙12中用作增塑剂的生产原料。另外，还用于液晶聚合物和塑料。

作防腐剂、杀菌剂。药理实验表明，对小鼠的眼镜蛇中毒有明显的保护作用。本品可抑制霉菌的生长，与乙醇、丙醇、丁醇等醇类反应生成的各种酯类，是优良的防腐剂。本品还可用于染色、有机合成工业等领域作防腐剂、杀虫剂。

一、在防腐剂方面的应用

1、尼泊金酯类

对羟基苯甲酸制备的酯类是其消耗最大的用途，又称尼泊金酯。尼泊金酯类种类较多，从尼泊金甲酯到庚酯，在理论上还可有更长碳链的酯类。上世纪20年代，首次报道了尼泊金酯类的抗菌活性，1923年尼泊金酯类就被建议为食品和药品的防腐剂，1923年尼泊金酯正式被批准应用于食品中。后来又应用于化妆品、医药等领域，是应用最广泛的防腐剂之一。

我国规定食品添加剂使用卫生标准(GB2760-2007)规定，对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯及其钠盐可以应用于多种食品中,用量在用量在0.012-0.5g/kg之间（以对羟基苯甲酸计）。我国台湾省《食品添加剂使用范围及用量标准》规定：对羟基苯甲酸乙酯、丙酯、丁酯、异丙酯、异丁酯,用量在0.012-0.4g/kg之间（以对羟基苯甲酸计）。

美国、欧洲各国主要使用尼泊金甲酯、乙酯和丙酯，庚酯在美国也能应用于饮料酒中；日本使用的主要是丁酯。

大多数国家在使用对羟基苯甲酸酯类作为食品防腐剂时，一般都是将不同的酯类混合使用，取其协同作用，以提高防腐效果。由于对羟基苯甲酸酯类溶于氢氧化钠溶液而形成对羟基苯甲酸酯钠，水溶性增高，但储藏稳定性降低。

尼泊金酯类是各国都认可的、传统的、无刺激、不致敏和安全的化妆品防腐剂，其用量在化妆品防腐剂中一直占据前列。在我国2007年版的《化妆品卫生规范》中，可以使用的尼泊金酯类防腐剂的上限为单一酯：0.4%（以酸计），混合酯：0.8%（以酸计）。规范中，没有列举具体尼泊金酯类。根据其检测方法中描述至少有尼泊金甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯等。

在药品中作为防腐辅料使用的尼泊金酯类主要有尼泊金乙酯（英国、中国、欧洲、法国、德国、日本、瑞士、美国、国际药典），尼泊金丙酯（奥地利、比利时、英国、捷克、法国、德国、意大利、日本、荷兰、葡萄牙、瑞士、美国、欧洲、国际药典），尼泊金丙酯钠（意大利、西班牙、英国、意大利、美国、澳大利亚、法国、德国药典），尼泊金丁酯（英国、法国、德国、日本、瑞士、美国、欧洲药典），尼泊金丁酯钠（英国药典），尼泊金苄酯（英国、国际药典）。

尼泊金酯与几种化学防腐剂相比，有；用量较少、成本较低、安全性好、抑菌范围广、在较宽pH值（4-8）内有效等优点，还可以多种酯混合或和相应尼泊金酯钠盐复配，不仅可以提高溶解度，还由于它们之间存在协同作用，所以具有更好的防腐能力。

尼泊金酯类的合成和一般的酯相似，由对羟基苯甲酸和相应的醇在酸性催化剂的作用下发生酯化反应。最传统、普遍的方法就是对羟基苯甲酸和相应的醇在硫酸的催化下，利用甲苯作为带水剂，酯化得到相应的尼泊金酯，收率可以达到95%以上。但是利用硫酸做催化剂的缺点也很明显：反应时间长，醇、硫酸用量大；硫酸的强氧化性易使产品颜色变深，还会引起醚化、氧化、磺化等副反应；硫酸的强酸性还严重腐蚀仪器设备；催化剂硫酸不能回收使用，排出的废酸、废水污染环境。近些年来，针对硫酸催化剂的缺点，开发了多种催化剂，使尼泊金酯的收率和品质都大有提高[2]。

2、其他防腐杀菌物质

除了尼泊金酯类业已成熟，并实际应用的防腐剂，科研工作者还应用对羟基苯甲酸合成了其他类似的可以防腐杀菌的物质。赵希荣和夏文水[3]在适宜的反应条件下成得到了对羟基苯甲酸壳聚糖酯，该酯溶解性略优于对羟基苯甲酸庚酯，而醇溶性显著提高；对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌试验表明,该酯抗菌活性大于对羟基苯甲酸庚酯，更优于壳聚糖。

二、在香精工业中的应用

对羟基苯甲酸和硫酸二甲酯反应可制得对甲氧基苯甲酸，又名对茴香酸、大茴香酸，主要用于制作香料，也有一定的防腐杀菌的性能。对甲氧基苯甲酸和乙醇在酸的催化下酯化得到的茴香酸乙酯，呈淡的水果和茴香香气，是天然等同香料和人造香料，用于配制茴芹、小茴香、甘草等型香精。

对羟基苯甲酸也可制得对乙氧基苯甲酸，具有和对甲氧基苯甲酸相似的性能。

三、在药物合成中的应用

对羟基苯甲酸除了合成尼泊金酯作为防腐剂用于医药制剂中外，还可以作为多种医药产品的基础原料。

1、非布索坦[4]

非布索坦是新一代黄嘌呤氧化酶抑制剂，临床上用于治疗尿酸过高症（痛风），帝人公司于04年年初在首先日本上市。

非布索坦的合成：以对羟基苯甲酸甲酯为原料，经过溴化、醚化得到关键中间体3-溴-4-(2-甲基丙氧基)苯甲酸甲酯，再与氰化亚铜反应引入氰基，然后合成噻唑环，最后经水解得到非布索坦，或先合成噻唑环，然后引入氰基，水解后得到非布索坦。

2、菲诺贝特[5]

菲诺贝特为第二代苯氧芳酸类药物，可显著降低甘油三酯（TG）、适度降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇并能升高高密度脂蛋白胆固醇，有良好的调脂作用，因而在临床上得到了广泛应用，1998年由雅培公司在美国上市。

菲诺贝特的合成：对羟基苯甲酸用氯化亚砜酰氯化，再与氯苯进行弗克反应，制得4-羟基-4’-氯二苯甲酮，然后再和2-溴-2-甲基异丙酯在碱存在下反应得菲诺贝特。

3、甲磺酸加贝酯[6]

甲磺酸加贝酯是一种非肽类蛋白酶的抑制剂，可抑制胰蛋白酶，激肽释放酶，纤维蛋白溶酶，凝血酶等蛋白酶的活性，从而制止这些酶所造成的病理，用于急性轻型（水肿型）胰腺炎的治疗，也可用于急性出血坏死型胰腺炎的辅助治疗。1978年由小野制药公司在日本上市。

甲磺酸加贝酯的合成：6-氨基己酸与S-甲基异硫脲硫酸盐反应，盐酸化得6-胍基己酸盐酸盐，与由对羟基苯甲酸乙酯经氯化亚砜缩合得到的4，4’-(亚硫酰二氧基)二苯甲酸二乙酯反应，得加贝酯盐酸盐，再和甲磺酸反应得甲磺酸加贝酯。

4、硝碘酚腈

硝碘酚腈是一种兽药，是一种新型杀肝片吸虫药，能阻断虫体的氧化碳酸化作用，降低ATP浓度，减少细胞分裂所需能量而导致虫体死亡。

硝碘酚腈的合成：以对羟基苯甲酸为原料，和尿素、氨基磺酸和对甲酚均匀混合后，升温反应，过滤、洗涤、滤液减压蒸馏，得对羟基苯甲腈[7]。对羟基苯甲腈在冰醋酸中与浓硝酸反应合成出3-硝基-4-羟基苯甲腈，再与碘及过氧化氢在酸性乙醇溶液中反应合成出硝碘酚腈[8]。

5、硝呋齐特[9]

硝呋齐特是一种广谱抗菌药，防治大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌(包括里氏杆菌)、产气杆菌、变形杆菌、坏死杆菌及葡萄球菌等引起的肠道或泌尿系统疾病，可用于疗水产动物的细菌、弧菌及真菌引起的肠道及全身性疾病，防治鸡的球虫病，白细胞原虫引起的白冠病以及盲肠肝炎等病症。

硝呋齐特的合成：对羟基苯甲酸酯化生成对羟基苯甲酸甲酯，和肼反应生成对羟基苯甲酰肼，然后在5-硝基糠醛反应得硝呋齐特。

6、茴拉西坦[10]

茴拉西坦为脑功能改善药，本品对于脑溢血、脑梗死、短暂性脑缺血、脑炎以及脑震荡、脑挫伤后的头痛、头晕、肢体麻木、乏力、睡眠困难等脑功能障碍均有改善作用。可用对甲氧基苯甲酸制得对甲氧基苯甲酸酰氯，再和吡咯烷酮缩合而成。

7、胺碘酮[11]

胺碘酮又名乙胺碘呋酮，是属Ⅲ类抗心律失常药，用于利多卡因无效的室性心动过速和急诊控制房颤、房扑的心室率。可由对甲氧基苯甲酸酰氯和2-丁基苯并呋喃缩合，再脱甲基、碘化、和二乙胺基氯乙烷缩合而得。

8、对羟基苯甲酸葡萄糖苷酰胺[12]

聂耀,杨巧荷等人合成天麻素的类似物对羟基苯甲酸葡萄糖苷酰胺类化合物，希望能在镇静催眠药方面能够获得一些新的信息。

四、在农药合成中的合成应用

1、除草剂

1.1、溴苯腈（3,5-二溴代-4-羟基苯甲腈）及其辛酸酯、钠盐、钾盐[13]

溴苯腈及其辛酸酯、钠盐、钾盐是具有一定内吸活性的触杀型除草剂，主要用于小麦、大麦、燕麦、黑麦等谷物，亚麻和非耕作区除草，该药无残留活性。

溴苯腈的制备：对羟基苯甲酸、尿素、氨基磺酸和对甲酚均匀混合后，反应得对羟基苯甲腈。将对羟基苯甲腈、乙醇、水、浓盐酸混合溶解后，升温，和溴反应得溴苯腈。

将辛酰氯和溴苯腈反应制得溴苯腈辛酸酯[14]。溴苯腈和相应的碱制得钠盐、钾盐的水剂。

1.2、碘苯腈（3,5-二碘代-4-羟基苯甲腈）[13]

碘苯腈为触杀型除草剂，主要用于麦类、玉米、高粱等除阔叶杂草。

碘苯腈的制备：先用对羟基苯甲酸制得对羟基苯甲腈，然后对羟基苯甲腈在氯气催化下和碘反应制得。

将辛酰氯和碘苯腈反应制得碘苯腈辛酸酯[15]，也有类似的作用。

2、杀虫剂

2.1、杀螟腈[16]

杀螟腈是一种广谱杀虫剂，特别对水稻螟虫、稻苞虫、稻飞虱、稻纵卷叶虫、叶蝉、粘虫等防治效果显著。

杀螟腈的制备：先用对羟基苯甲酸制得对羟基苯甲腈，再和O,O-二甲基硫代磷酰氯反应得到杀螟腈。

2.2、苯腈磷[17]

苯腈磷是一种杀虫剂，对稻螟虫、棉铃虫及鳞翅目幼虫等害虫有效。

苯腈磷的制备：先用对羟基苯甲酸制得对羟基苯甲腈，再和O-乙基苯基硫代磷酰氯反应得到。

五、在染料中的应用

1、紫外线吸收剂

紫外线吸收剂能强烈吸收紫外光，同时也广泛应用的助剂，于日用化工、医药、农药、塑料、涂料等领域，特别实在当前臭氧层破坏严重，太阳紫外线辐射也愈加严重，紫外线吸收剂的应用也越来越受重视。二苯甲酮类衍生物是常用的紫外线吸收剂如2，3，4，4’－四羟基二苯甲酮，4，4’-二羟基二苯甲酮等。

2,3,4,4'－四羟基二苯甲酮的合成[18]：以焦性没食子酸和对羟基苯甲酸为原料合成 2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮。

4,4’-二羟基二苯甲酮的合成[19]：以对羟基苯甲酸和苯酚为原料，在氯化锌、三氯氧磷催化下，通过傅克反应合成了4,4'-二羟基二苯甲酮。

2、热敏染料显色剂[20]

1954年美国的NCR(National Cash Register Co Ltd.,现名Apleton Papers Ine)公司首先推出了商品化的压敏、热敏记录，其优异性能，立即引起了广关注，已广泛应用于各种领域。而热敏成色剂的的研法生产，也取得了巨大的发展。一般，热敏染料单独存在并不显色，它与显色剂作用下才能形成可逆变色的的热变色混合物，而对羟基苯甲酸苄酯就是常用的热敏染料显色剂。

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