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摘 要

采用相转移催化技术，改进合成工艺，进行药物中间体4-羧基磺酰胺的绿色合成。研究了以水为溶剂，四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂，高锰酸钾为氧化剂，将对甲苯磺酰胺氧化成4-羧基磺酰胺的反应，对产物进行了表征。考察了氢氧化钠溶度、催化剂用量、高锰酸钾与对甲基苯磺酰胺的摩尔比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响。研究结果表明：在40mL水中，对甲基苯磺酰胺3.5g，氢氧化钠用量为1.2 g，四丁基溴化铵的用量为0.1 g，高锰酸钾与对甲基苯磺酰胺的摩尔比为2.0，反应温度70℃，反应时间2.5 h，4-羧基磺酰胺的产率可达93.6%。该方法反应条件温和，反应时间较短，收率高，操作简单，降低了成本，有较好的工业生产应用前景。

关键词：4-羧基磺酰胺，相转移催化，绿色合成

Abstract: With phase transfer catalysis, 4-carboxybenzenesulfonamide was synthesized by modified method. Researches on 4-carboxybenzenesulfonamide synthesis were investigated with TBAB as catalyst, 4-methylbenzenesulfonamide as raw material, potassium permanganate as the oxidant. And the product was confirmed with 1H NMR. The influencing factors such as the amount of sodium hydroxide, the amount of catalyst, the ratio of potassium permanganate and 4-methylbenzene- sulfonamide, reaction temperature and time, were inspected through a series of experiments,. With optimization conditions : sodium hydroxide 1.2 g, 4-methyl- benzenesulfonamide 3.5 g in 40 mL water, TEBA 0.1 g as the phase transfer catalyst, the ratio of potassium permanganate and 4-methylbenzenesulfonamide 2.0, reaction temperature 70 ℃ and 2.5 h, 4-carboxybenzenesulfonamide was obtained in the yield of 93.6 %. The experimental results prove that the method, with mild reaction condition, short reaction time, excellent yield, simple operation and reduced cost, will be good industrial production application prospect.

Key words: 4-carboxybenzenesulfonamide，phase transfer catalysis，green synthesis

目录

1 前言 4

2 实验部分 5

2.1 实验原理： 5

2.2 实验步骤： 5

2.3 4-羧基苯磺酰胺的¹HNMR 6

3 结果与讨论 6

3.1 氢氧化钠用量的影响 6

3.2 催化剂用量的影响 7

3.3 反应温度的影响 8

3.4 高锰酸钾与对甲基苯磺酰胺的摩尔比的影响 8

3.5 反应时间的影响 9

4 结论 10

参考文献 10

致 谢 11

1 前言

丙磺舒，在临床上用于治疗与高尿酸血症有关的痛风性关节炎。亦可作为抗生素治疗的辅助用药，与青霉素等抗生素同用时，可抑制这些抗生素的排出，提高血药浓度并能维持较长时间。4-羧基苯磺酰胺是合成这类药物的重要中间体。

4-羧基苯磺酰胺的合成，可以由4-甲基苯磺酰胺为原料，经重铬酸钾、高锰酸钾等氧化剂在一定条件下氧化得到。谢建英^[1]等在微波辐射下,进行了以H₂O₂为氧化剂氧化对甲基苯磺酰胺合成对羧基苯磺酰胺的研究;在此条件下对羧基苯磺酰胺的收率可达67.5%以上。张文瑞^[2]等利用糖精生产过程中的主要副产物4-甲苯磺酰氯，合成对甲苯磺酰胺，再用高锰酸钾氧化合成4-羧基苯磺酰胺，4-羧基苯磺酰胺的收率为72%。李玉美^[3]等通过调整对甲苯磺酰胺与高锰酸钾的量，改进合成工艺，在减少高锰酸钾的用量的同时，4-羧基苯磺酰胺的收率为73.7%。Fringuelli^[4]等人用磺酰基叠氮化合物，合成得到4-羧基苯磺酰胺，收率为97%。Goldberg 和Delaby ^{[5, 6]}等人分别用重铬酸钾做氧化剂，在100℃温度下，以水为溶剂，氧化4-甲基苯磺酰胺得到4-羧基苯磺酰胺，收率为80%。Kruse、Brusotti、Iwaoka等人^[7-9]也对4-羧基苯磺酰胺的合成进行了研究。

上述研究都是主要以水为溶剂、无催化剂存在下用氧化剂氧化得到4-羧基苯磺酰胺的反应，在反应温度较低时，收率低，要提高收率就升高反应温度，不利于节能环保的上产要求。

相转移催化(Phase transfer catalysis) ^{[10, 11]}，简称PTC，是20世纪60、70年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。有机合成中常遇到非均相有机反应，通常这类反应的速度很慢，收率低，反应不完全。但如果用水溶解无机盐，用极性小的有机溶剂溶解有机物，并加入少量的季铵盐或季磷盐，反应则很容易进行。这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐，称为相转移催化剂。相转移催化剂能加快反应速率，降低反应温度，产品收率高，相转移催化反应可以在水和有机溶剂两相反应，不要求无水操作，避免使用常规方法所需的危险试剂，广泛适应于各种合成反应，并有可能完成使用其他方法不能实现的合成反应。目前，相转移催化技术已广泛应用于有机反应的绝大多数领域，同时相转移催化技术在工业上也广泛应用于生产生活中去，给社会带来了很大的效益。

基于上述分析，本文采用相转移催化技术，改进合成工艺，进行药物中间体4-羧基磺酰胺的绿色合成。研究了以四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂，高锰酸钾为氧化剂，将对甲苯磺酰胺氧化成4-羧基磺酰胺的反应。考察了氢氧化钠溶度、催化剂用量、高锰酸钾与对甲基苯磺酰胺的摩尔比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响。

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