论文总字数：17842字

摘 要

维生素K3（MSB）的合成是本科药物化学实验教学中重要的组成部分，针对目前本科实验采用的铬盐氧化法合成维生素K3成功率低的现状，本文在铬盐氧化法的基础上，对其反应条件进行优化改进，提高其合成的成功率及收率。同时，为开展研究型教学实验，对新型绿色维生素K合成方法——过氧化氢氧化法进行探索研究，得到最优反应条件。

维生素K3的合成分两步反应：第一步以2-甲基萘（2-MN）为原料，用铬酸盐或过氧化氢等氧化成2-甲基萘醌（2-MNQ）；第二步2-甲萘醌与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成MSB。

1. 铬盐氧化法合成2-MNQ：通过对反应各因素的研究得到最优反应条件：原料比：n ( 2-MN ): n (重铬酸钾)为1:2；重铬酸钾浓度：1.4 mol/L；氧化液酸值（以浓硫酸体积计算）为6%；反应过程：40℃反应30 min，后升温至70℃，反应45 min；在该条件下，2-MNQ的收率可达到68%左右。
2. 过氧化氢氧化法合成2-MNQ：通过对反应各因素的研究得到最优反应条件：原料配比：n ( 2-MN ) : n (过氧化氢)为1:10；反应时间及温度：90℃，反应4 h。在该条件下，2-MNQ的收率可达到57%左右。
3. MSB制备：通过对反应各因素的研究得到最优反应条件：原料配比：n ( 2-MNQ ) : n (亚硫酸氢钠)为1:1.5；m ( 2-MNQ ) : V(水) / (g : mL)为1:1.5；反应时间及温度：50℃，反应1 h。在该条件下，MSB的收率可达到75%左右。

将本实验优化条件用于药物化学实验教学，提高了学生本实验成功率。

关键词：维生素K3 2-MNQ MSB 铬盐氧化法 过氧化氢氧化法

The Synthesis of Vitamin K3

Abstract

The synthesis of Vitamin K3 (MSB) is the important part of undergraduate medicinal chemistry experiments teaching. For the present situation that the success rate of the undergraduate study, chromium salts oxidation synthesis of Vitamin K3,is so low, its the reaction conditions were optimized to improve and enhance its synthetic success rate and yield. Also, we try to research the green synthesis method of Vitamin K3, hydrogen peroxide method, getting the optimal reaction conditions.

The synthesis of Vitamin K3 synthesis includes two steps: Firstly oxidized 2-methyl naphthalene (2-MN) to 2-methyl-naphthoquinone (2-MNQ) by chromium salts or hydrogen peroxide; Secondly getting MSB by an addition reaction of 2-MNQ and sodium bisulfite solution.

1. Oxidation of chromium salts synthesied 2-MNQ: By studying the reaction, we find the optimal reaction conditions: feed ratios: n (2-MN): n (potassium dichromate) is 1: 2; concentration of potassium dichromate : 1.4 mol / L; oxidizing liquid acid value (calculated with concentrated sulfuric acid by volume) is 6%; reaction: 40℃ reacting 30 min, after the temperature was raised to 70℃, reacting 45min; under these conditions, 2-MNQ yield may reach about 68%.
2. Hydrogen peroxide synthesis of 2-MNQ : By studying the reaction , we find the optimal reaction conditions: material ratio: n (2-MN): n (hydrogen peroxide) 1:10; reaction time and temperature: 90℃, reacting 4h; Under these conditions, 2-MNQ yield can reach 57%.
3. Synthesis of MSB : By studying the reaction , we find the optimal reaction conditions : material ratio : n(2-MNQ) : n(Asia sodium bisulfite) is 1:1.5; m(2-MNQ) : V(water)/(g:mL) is 1:1.5; reaction time and temperature: 50℃, reacting 1h; . Under these conditions, MSB yield can reach more than 75%.

The optimization of the experimental conditions used in pharmaceutical chemistry experiment teaching, improve the success rate of students in this experiment.

Keywords:Vitamin K3, chromium salts oxidation method, hydrogen peroxide method

目录

摘要 I

Abstract I

第一章、绪论 1

1.1、维生素K3的简介 1

1.2、维生素K3的应用 1

1.2.1、医药方面的应用 2

1.2.2、兽药及饲料添加剂方面的应用 2

1.2.3、农业方面的应用 2

1.3、维生素K3的合成方法 2

1.3.1、气相催化氧化法 3

1.3.2、液相氧化法 3

1.4、本文研究的内容和意义 4

第二章、铬盐氧化法合成2-MNQ的研究 5

2.1、实验部分 5

2.1.1、实验器材 5

2.1.2、实验方法 5

2.2、实验结论与分析 6

2.2.1、2-MN与重铬酸钾的比例对反应的影响 6

2.2.2、重铬酸钾浓度对反应的影响 7

2.2.3、反应温度对反应的影响 7

2.2.4、反应时间对反应的影响 9

2.2.5、氧化液酸值对反应的影响 11

2.3、本章小结 12

第三章、过氧化氢氧化法合成2-MNQ的研究 12

3.1、实验 12

3.1.1、实验器材 12

3.1.2、实验方法 12

3.2、结论与分析 13

3.2.1、2-MN与过氧化氢比例对反应的影响 13

3.2.2、反应时间对反应的影响 14

3.2.3、反应温度对反应的影响 14

3.3、本章小结 15

第四章、亚硫酸氢钠甲萘醌（MSB）的制备 15

4.1、实验部分 15

4.1.1、实验器材 16

4.1.2、实验方法 16

4.2.1、2-MNQ与亚硫酸氢钠的比例对反应的影响 16

4.2.2、水溶剂使用量对反应的影响： 17

4.2.3、反应温度对反应的影响： 18

4.2.4、反应时间对反应的的影响 19

4.3、本章小结 20

第五章、结论与展望 20

5.1、实验结论 20

5.2、维生素K3合成技术展望 21

参考文献 22

致谢 24

第一章、绪论

1.1、维生素K3的简介

维生素K3是2-甲基-1,4-萘醌（2-MNQ）和其加成物的统称，具有良好的凝血作用，是生物机体合成凝血酶及其他凝血因子中不可缺少的物质，因此又被称为“凝血维生素”^[1]。早期，人们常使用的维生素K3一般为2-甲基-1,4萘醌（2-MNQ），其活性高，价格便宜，但因2-MNQ水溶性差，机体难以吸收，而且有刺激作用，所以在一定程度上限制了2-MNQ的应用。目前，市场上已经很少单独使用2-MNQ，而是使用2-MNQ与亚硫酸氢钠水溶液的加成后的产物——2-甲基-1,4-萘醌亚硫酸氢钠（MSB，通常亦称为维生素K3）。

MSB，即2-甲基-1,4-萘醌亚硫酸氢钠（图1-1），其分子式C₁₁H₈O₃.NaHSO₃.3H₂O，相对分子量330.29，为白色或黄褐色晶体粉末，无臭或微有特臭，易溶于水，微溶于乙醇、异丙醇及丙酮，不溶于苯及乙醚，不易挥发，无气味，易吸潮，遇光分解，加热后，首先脱去结晶水，转变为自由基中间体，最后分解为甲萘醌、SO₂和NaSO₃^[2]。

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