水杨酸(salicylic acid),又名 柳酸 、撒酸和邻羟基苯甲酸,是一种 脂溶性 的 有机酸 ,也是一种常见的 植物激素 , 化学式 为C 7 H 6 O 3 ,相对分子量为138.12,密度为1.44g/cm 3 ;外观为白色针状或白色结晶性粉末,有刺激性气味,易溶于 甲醇 、 乙二醇 、 乙醚 、 乙醇 、沸水,微溶于 三氯甲烷 、水、苯,不溶于 己烷 。常用的合成方法为干燥的 苯酚钠 (苯酚钠盐)通入 二氧化碳 再经 硫酸 酸化。水杨酸是一种重要的医用化合物,也是重要的化工合成原料,水杨酸是阿司匹林(乙酰水杨酸)的前体物质,自然存在于多种植物中,尤其是在柳树的树皮中,可用于制阿司匹林、强力霉素等药物,以及 染料 、农药、食品 防腐剂 等,此外,水杨酸是植物体内含有的一种 苯酚 类 植物生长调节剂 ,可被植物的叶、茎、花吸收,有一定的传导作用。
相关历史
水杨酸在古代已经被用于缓解疼痛和发热,同时还有消炎作用。1823年,Leroux从柳树皮中得到水杨甙[dài]结晶;1840年,Lowing及Weidmaun又从花和 葡萄酒 中提取出了水杨酸;1853年,Kolbe与Lantemmnn用酚为原料制得水杨酸;1874年,R.Schmitt完成工业化制造法。中国于1962年开始生产。
植物激素
水杨酸( SA)即邻羟基苯甲酸。植物体内的水杨酸除了游离形式之外,还可以以 葡萄糖苷 的形式存在,也可以以 水杨酸甲酯 的形式释放到空气中。植物体中SA主要分布在产热植物的 花序 中,如 天南星科 一种植物的花序,SA含量达3μg/gFW, 西番莲属 为1.24 μg/gFW。另外,不产热植物的叶片等部位也有分布,如在水稻、 大麦 、大豆中均能检测到。
早在20世纪60年代,就发现SA具有多种生理调节作用,如诱导某些植物开花,诱导烟草和黄瓜对病毒、真菌和细菌等病害的抗性。1987年发现天南星科植物佛焰花序生热效应的原因是由于SA能激活 抗 呼吸 。SA诱导的生热效应是植物对低温环境的一种适应。在寒冷条件下 花序 产热,保持局部较高温度有利于开花结实,此外,高温可促进花序产生具有臭味的胺类和 吲哚 类等物质并蒸发,以吸引昆虫 传粉 。另有试验发现,SA可显著影响黄瓜性别表达,SA抑制 雌花 分化,促进较低节位上分化 雄花 ,并且显著抑制根系发育。SA还可抑制大豆的顶端生长,促进侧生生长,增加分枝数量、单株结荚数及单荚重。SA还被用于切花保鲜、水稻抗寒等方面。
来源
水杨酸及其 衍生物 最早被发现是因为它可用于人类疾病的治疗,其主要来源于 升麻(原变种) 的 根状茎 , 郁金香 的花, 木芙蓉 、 枫杨 和 冬凌草 的叶,桑的果实, 滇白珠 的根等植物,还广泛存在于水果、蔬菜、 坚果 、 香草 、 果酱 、蜂蜜、 酵母提取物 、茶叶、咖啡、 果汁 、啤酒和 葡萄酒 中。
理化性质
物理性质
水杨酸为白色针状结晶或者白色结晶性粉末,有刺激性气味,易溶于 甲醇 、 乙二醇 、 乙醚 、 乙醇 、沸水,微溶于 三氯甲烷 、水、苯,不溶于 己烷 。密度为1.44g/cm 3 , 熔点 为158~161℃, 沸点 为211℃。
化学性质
水杨酸具有酚和酸的化学性质。
其稀 水溶液 与 三氯化铁 作用能生成紫黄色的铁 配位化合物 ,在 强酸 中络合物分解。遇汞、铅及银等重金属离子,则形成不溶于水的盐类。
水杨酸水溶液显酸性反应,能被碱或碳酸碱中和生成 钠盐 而溶于水。
水杨酸类钠盐在 亚硫酸氢钠 及 硼酸 存在下用 汞齐 还原可以产生 水杨醛 的亚硫酸氢钠 加成物 ,若再用硫酸分解则得水杨醛。
制备方法
工业合成
常用的制备水杨酸的方法为苯酚法,首先由苯和等 摩尔 的 氢氧化钠 生产 苯酚钠 ,首先由苯和等摩尔量的苛性钠溶液在混合器内混和,真空下蒸发,得到干燥酚钠。干燥以后通入 二氧化碳 气体,在390K温度和100大气压条件下通过柯尔伯-施密特反应进行羧基化生成水杨酸钠,随后用过量 硫酸 或 盐酸 酸化无色溶液,得到水杨酸沉淀,经离心分离、干燥即可制得工业级水杨酸(纯度98—99%)。
生物合成
β-氨基酸 途径是首先被发现的水杨酸合成途径。 同位素 饲喂实验显示,水杨酸由 L-苯丙氨酸 经 肉桂酸 再经由 苯甲酸 或是 香豆酸 变为水杨酸。
应用
医药
水杨酸对真菌、 霉菌 有良好的杀灭疗效,与 乙酸酐 反应可制得乙 水杨酸(即阿司匹林),是著名的解热镇痛药,具有消炎止痛作用。作为医药 中间体 ,用于生产止痛灵、利尿素、乙酰阿斯匹林、水杨酸钠、 水杨酰胺 、 优降糖 、 氯硝柳胺 、 水杨酸苯 、 对羟基苯甲酸乙酯 、 次水杨酸铋 等药物。
1%~3%乳膏或软膏用于 角质 促成;3%酊剂用于止痒与 多汗症 ;3%~ 6%酊剂用于浅部真菌感染;2.5%~ 5%软膏用于 银屑病 与亚急性或 慢性湿疹 、 皮炎 等;5%软膏用于角化过度与增生性 皮肤病 ;10%酊剂或软膏用于 甲癣 、鸡眼等。
化妆品
水杨酸作为 小分子 酸, 渗透性 较强,可单独局部外用,有 去角质 作用。并且水杨酸具有高 亲脂性 ,具有溶解毛孔内角质的作用,常用于去角质和清理毛孔的产品。
橡胶
可用作橡胶 硫化 延缓剂、生产 防焦剂 、 紫外线吸收剂 和发泡助剂等。
植物激素
杨酸是植物体内含有的一种 苯酚 类 植物生长调节剂 ,可被植物的叶、茎、花吸收,有一定的传导作用。从它现有的生理作用来看,一是提高作物的抗逆能力,二是有利于花的授粉。
其他
水杨酸在食品工业中可做 防腐剂 。还可用作 酚醛树脂 固化剂 、 阳极 着色剂 、纺织印染的浆料防腐剂、合作纤维的 膨化剂 (促 染剂 )等。其 酯类 可用做香料,如 邻羟基苯甲酸甲酯 可作牙膏等的FI腔用香料及其他调台香料和食品香料等。
安全事宜
GHS分类
危险特性
易燃。精细分散的颗粒在空气中形成爆炸性 混合物 。长期大量服用水杨酸类药物所出现的慢性水杨酸中毒现象。表现为头痛、眩晕、恶心、呕吐、 腹泻 、 耳鸣 、烦渴、出汗、视力及 听力减退 ,严重者出现高热、酸碱失衡、出血、精神错乱甚至 昏迷 惊顾。。
毒性概述
在药物过量的情况下,水杨酸诱导产生混合酸碱失衡。通过直接刺激延髓呼吸中枢导致呼吸性碱中毒。另外,循环血中过量的水杨酸导致 脂类 分解,抑制Krebs循环,干扰 氧化磷酸化 。这一过程是正常 细胞 呼吸功能受损,导致 有机酸 集聚,引起继发性 阴离子 间隙升高。而且,由于大量呕吐导致 体液 容量减少 可合并代谢性碱中毒。因此,水杨酸中毒的酸碱平衡紊乱(虽然与一致表现不同)应为混合性呼吸性碱中毒、代谢性碱中毒和阴离子间隙升高性代谢性酸中毒。
毒理学 数据:大鼠经口 LD50:891 毫克/ 千克 。大鼠吸入 LC50:> 900 mg/ m3 /1hr。刺激性:兔皮肤:500 mg/24H 轻度。
储存与运输
水杨酸为含有 羧基 的有机酸,燃烧状态为阴燃,要储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源,要与 强氧化剂 分开存放。
应急处理
水杨酸遇高热、明火或者与 氧化剂 接触会引起燃烧,在灭火时可用雾状水、 二氧化碳 、干粉灭火。
发生水杨酸泄漏时,将泄漏物清扫进容器中。如果适当,首先润湿防止扬尘。小心收集残余物,然后转移到安全场所。个人防护用具:适用于有害颗粒物的P2过滤呼吸器。
急救措施
皮肤接触:脱去污染衣物,冲洗,然后用水和肥皂洗皮肤,然后就医。
眼睛接触:先用大量水冲洗几分钟(如可能易行,摘除隐形眼镜),然后就医。
吸入:迅速撤离至空气新鲜处,新鲜空气,休息,给予医疗护理保持呼吸畅通。
食入: 漱口 ,催吐(仅对清醒病人!),给予医疗护理。