3，4-二羟基扁桃酸的应用

背景及概述^[1]

3，4-二羟基扁桃酸，英文名3，4-Dihydroxymandelicacid（DHMA），是多种医药（如磺胺增效剂3，4，5-三甲氧基嘧啶，TMP）、香料（如香草基杏仁酸、香兰素）合成的重要中间体，其本身也是一种有效的抗氧化剂和自由基清除剂，如DPPH（2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）自由基清除实验结果表明其自由基清除活性是维生素C、维生素E、抗氧剂264（butylatedhydroxytoluene）的4倍。目前，3，4-二羟基扁桃酸主要通过化学方法来合成，如以邻苯二酚与乙醛酸为原料，在碱性条件下缩合而实现合成。然而，这种化学合成的方法收率低，产生大量的碱性废液，造成环境污染。利用微生物合成的方法将有效避免化学合成中复杂条件的控制以及环境污染等问题，因而受到越来越多研究人员的关注。现有的乙醛酸法合成3，4-二羟基扁桃酸存在反应时间较长，反应转化率较低，选择性较差及产物收率低等不足。分析原因可能是在强碱性条件下，两分子乙醛酸容易发生Cannizzaro反应，生成乙醇酸和乙二酸，自身消耗掉，并没有参与到与邻苯二酚的缩合反应中；同时乙醛酸在与邻苯二酚发生反应的机制来看，在羟基的对位反应生成主产物3，4-二羟基扁桃酸，也可能在羟基的邻位反应，则生成副产物1，2-二羟基扁桃酸，虽然由于空间位阻原因，以对位产物为主，但仍然有较多的邻位副产物生成，不仅降低了主产物比例，而且严重影响产品纯度，分离也较为困难。

应用^[2-4]

3，4-二羟基扁桃酸(3，4-二羟基苯乙醇酸)是合成3，4-二羟基苯甲醛的重要中间体。3，4-二羟基苯甲醛是一种重要的有机合成原料及医药中间体，可用于合成香兰素、异香兰素、乙基香兰素和洋茉莉醛等多种合成香料，同时在抗菌素和消炎药，抗休克的血管活性药盐酸多巴胺、肾上腺和去甲肾上腺激素等多种产品合成中应用广泛。

1）催化氧化合成3，4-二羟基苯甲醛的方法；将邻苯二酚和乙醛酸在碱性条件下发生缩合反应得到3，4-二羟基扁桃酸，经分离后得到纯品，干燥后准确称量，溶解到水中，用碱性水溶液调节pH值为弱碱性，添加催化剂，通入空气，在加热搅拌条件下发生氧化反应得到3，4-二羟基苯甲醛；催化剂为多组分复合型金属氧化物，催化剂与3，4-二羟基扁桃酸的摩尔比为0.02~0.05；温度为85~95℃；空气流量80~110L/h；3，4-二羟基苯甲醛的收率为72.3~90.7%，催化剂容易回收重复使用，适合3，4-二羟基苯甲醛的大规模生产。

2）制备3.4-二羟苯甲醛。3.4-二羟基苯甲醛是一种中间体，应用于医药、新材料领域，是以邻苯二酚为原料，经过缩合、氧化、脱羧等化学反应制得成品，其特征在于：将邻苯二酚与乙醛酸在碱性物质氢氧化钠的作用下进行缩合反应生成3.4-二羟基扁桃酸。将生成的3.4-二羟基扁桃酸与复式铜盐进行氧化，脱羧反应生成了3.4-二羟基苯甲醛和二氧化碳加水。本产品的主含量为98.5％，溶点152-156℃，分子式为C₇H₆O₃，分子量为138.0，外观类白色或白色结晶粉末，易溶于一般有机溶剂，溶于热水，无刺激性气味，属非易燃、易爆、剧毒产品，本生产工艺采用了市场易得的起始原料邻苯二酚和乙醛酸，加工成本低廉，生产工艺采用了定量分析方法进行跟踪控制，确保高收率，低三废排放。

制备^[1-2]

方法1：通过在大肠杆菌MG1655/ΔA中过表达来源于天蓝色链霉菌（Streptomycescoelicolor）的对羟基扁桃酸合酶（HmaS）和大肠杆菌的羟化酶（HpaBC）基因，实现了以葡萄糖为原料生物合成3，4-二羟基扁桃酸；并经IPTG和蛋白诱导温度初步优化后，摇瓶发酵36h3，4-二羟基扁桃酸的产量达到240mg/L。

方法2：一种以邻苯二酚和乙醛酸为原料，合成3，4-二羟基扁桃酸的方法，其特征在于：首先将去离子水、金属氧化物和有机碱性化合物依次加至反应釜中，启动搅拌器，加入氢氧化钠溶液，调节体系pH值至9～11，控制温度为10～40℃，在搅拌下，经三条管线分别同时滴加乙醛酸溶液、氢氧化钠溶液和邻苯二酚，3～3.5h滴完，并在上述条件下继续反应5～7h，反应结束后将反应温度降至室温，取样分析扁桃酸含量并计算产物收率。其中，金属氧化物的质量为邻苯二酚质量的1～20％，有机碱性化合物的质量为邻苯二酚的1～20％，去离子水质量为邻苯二酚的350％～450％，乙醛酸、邻苯二酚、氢氧化钠的摩尔比为1∶1.1～1.2∶1.8～2.0。

主要参考资料

[1] 3，4-二羟基扁桃酸在大肠杆菌中的生物合成

[2] CN200910085755.5乙醛酸法合成3，4-二羟基扁桃酸的方法

[3] CN200810222389.9空气催化氧化合成3，4-二羟基苯甲醛的方法

[4] CN02158203.33.4-二羟苯甲醛的生产工艺