蔣小凡
(南京制藥廠有限公司,江蘇南京210047)
吡喹酮又名環(huán)吡異喹酮、8440,為廣譜抗寄生蟲病藥物,是治療人畜共患血吸蟲病的首選藥物,為預(yù)防和治療血吸蟲病發(fā)揮了巨大作用。
目前,我國工業(yè)生產(chǎn)吡喹酮采用的合成路線是以異喹啉為起始原料,經(jīng)Reissert反應(yīng)、催化氫化、?;h(huán)合、水解等多步反應(yīng)制得。其中,水解工序用到的濃磷酸會產(chǎn)生大量含磷廢水,且含磷廢水不能直接排放,必須經(jīng)過廢水處理,要求總磷含量在6 mg/L以內(nèi)方可排放。
有研究表明,含磷廢水的排放會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,水體中磷濃度超過20 mg/L即可加速水體富營養(yǎng)化,造成藻類大量繁殖。由于大量含磷廢水的處理會導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升,而且還會產(chǎn)生二次污染。因此,該產(chǎn)品革除磷酸使用的生產(chǎn)工藝具有重要意義。
本文參考有關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合自己的研究實踐,確定了革除磷酸的替代工藝,用不含磷酸的工藝條件合成了吡喹酮的重要中間體1,2,3,6,7,11b-六氫-4H-吡嗪并[2,1-α]異喹啉-4-酮(中間體水解物),并對吡喹酮中間體水解物的中試生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究,從起始原料2-苯甲?;?1,2,3,6,7,11b-六氫-4H-吡嗪并[2,1-α]異喹啉-4-酮計算,總收率可達(dá)89%。
吡喹酮中間體水解物的合成路線如圖1所示。
圖1 吡喹酮中間體水解物的合成路線
在實驗中,具體的操作步驟如下:
(1)稱取2-苯甲?;?1,2,3,6,7,11b-六氫-4H-吡嗪并[2,1-α]異喹啉-4-酮(4.4 kg,14.36mol)、冰乙酸(4.4 kg,73.27mol)、30%硫酸(11.0 kg,33.65mol);
(2)將其加入至50 L反應(yīng)釜內(nèi),攪拌,升溫至回流(溫度約103℃),保溫4 h;
(3)加入35 L水,將物料放入100 L反應(yīng)釜內(nèi),降溫至30℃,用三氯甲烷提取4次,每次用量10 L,分出下層三氯甲烷層;
(4)剩余水層降溫至0~10℃,用50%氫氧化鈉溶液中和調(diào)pH值至12,用三氯甲烷提取4次,每次10 L,靜置并分出三氯甲烷層,合并有機層,減壓蒸餾,濃縮至干;
(5)加入5 kg異丙醚,升溫至回流,待固體全部溶解后,放入20 L玻璃反應(yīng)釜內(nèi),冷卻至0~5℃,保溫析晶1 h。
經(jīng)過濾、干燥后制得微黃色固體2.59 kg,熔點為119~120℃,收率約89%。
在薄層層析(TLC)的展開劑中,乙酸乙酯:甲醇=4:1,比移值Rf=0.23~0.35。溴化鉀(KBr)的紅外光譜(IR)為:3 314.18 cm-1(N-H伸縮)、3 052.74 cm-1(sp2C-H伸縮)、2 966.34 cm-1(sp3C-H伸縮)、2 896.12 cm-1(sp3C-H伸縮)、1 719.67 cm-1(C=O伸縮)、1 635.24 cm-1(C=O酰胺伸縮)、1 600 cm-1(C=C芳環(huán)伸縮)、1 440.31 cm-1(C=C芳環(huán)伸縮)、1 297.36 cm-1(C-N伸縮)。
當(dāng)核磁共振儀的發(fā)射頻率為300MHz,以氘代三氯甲烷(CDCl3)為核磁檢測的試劑時,其核磁共振氫譜(HNMR)的參數(shù)為:(δ:7.2mg/L,多重峰)、(δ:5.3mg/L,單重峰,二氯甲烷)、(δ:4.8mg/L,多重峰)、(δ:4.1mg/L,多重峰)、(δ:3.7mg/L,多重峰)、(δ:3.5mg/L,雙重峰)、(δ:2.9mg/L,多重峰)、(δ:2.0mg/L,單重峰)、(δ:1.8mg/L,單重峰)、(δ:1.1mg/L,多重峰)、(δ:0.0mg/L,單重峰,四甲基硅烷)。
通過吡喹酮水解工序新工藝的中試研究,水解工藝更加成熟,革除了磷酸的使用,徹底解決了生產(chǎn)過程中含磷廢水的處理難題。既解決了環(huán)保問題,又降低了原料成本,中間體水解物的收率和用磷酸法水解所得水解物收率相當(dāng),綜合各方面因素評估,該新工藝和傳統(tǒng)工藝比較具有顯著的優(yōu)越性。
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