孔 立,趙 瑩,程煥達,朱欽朋(.江蘇八巨藥業(yè)有限公司,江蘇鹽城 4555;.鹽城工學院,江蘇鹽城 405;3.)
反應精餾合成鳥嘌呤工藝的研究
孔 立1,趙 瑩2,程煥達1,朱欽朋1
(1.江蘇八巨藥業(yè)有限公司,江蘇鹽城 224555;2.鹽城工學院,江蘇鹽城 224051;3.)
在溶劑帶水反應精餾的條件下,2,4,5-三氨基-6-羥基嘧啶硫酸鹽與甲酸和甲酸鈉環(huán)合、再酸化成鳥嘌呤鹽酸鹽、精制得到鳥嘌呤,摩爾收率高達95%。
反應精餾帶水;2,4,5-三氨基-6-羥基嘧啶硫酸鹽;鳥嘌呤
鳥嘌呤是重要的醫(yī)藥中間體,可用于合成一系列高效低毒的抗皰疹藥物,如:阿昔洛韋、泛昔洛韋等[1]。
2,4,5-三氨基-6-羥基嘧啶硫酸鹽(三氨物)和甲酸鈉在甲酸溶液中回流反應制得鳥嘌呤粗品,鳥嘌呤粗品經過酸溶、脫色、堿析得鳥嘌呤精品。該工藝具有明顯優(yōu)點,操作簡單,但收率不高,由于反應體系中水分沒有辦法除去,不利于反應平衡正向進行,反應結束后,由于甲酸和水共沸,因此,蒸餾出來的甲酸含有水分無法套用,需加大量片堿中和處理,這樣既造成了環(huán)境污染,又增加了生產成本,不利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
反應精餾是化學反應和精餾過程耦合為一體的單元操作,具有自身顯著的優(yōu)點[3-5]:
1)提高了反應物的轉化率和選擇性,有些情況下可使反應物的轉化率接近100。對于可逆反應,蒸餾操作把生成物從反應體系中移走,使化學反應不斷向正方向移動,加大了反應物的轉化率。
2)化學反應過程容易控制。操作系統(tǒng)壓力恒定,混合物的組成變化不大,則系統(tǒng)的溫度分布將基本保持不變,使化學反應速率因溫度的變化所受影響較小,也減小副反應發(fā)生的機率。
3)減少設備投資費用和操作費用,也減少能量消耗。由于化學反應和精餾操作在一個帶有反應釜的精餾塔中進行,所以不必進行二次蒸餾,減少了能量消耗。
4)設備緊湊,減少操作所需要占用的空間。
以三氨物和甲酸鈉在甲酸溶液中回流反應制備鳥嘌呤為例,反應過程中,加溶劑為共沸蒸餾的共沸劑,溶劑包括:苯、環(huán)己烷、正己烷、乙醚、甲基丙基酮等,該溶劑和水共沸,但不與甲酸共沸,通過精餾裝置分離甲酸+溶劑+水混合溶液,分離后,塔頂為溶劑和水,塔中為溶劑和水夾帶少量甲酸,塔底為三氨物+甲酸+甲酸鈉。采用溶劑(環(huán)己烷、苯等)為共沸劑,溶劑在共沸精餾裝置中循環(huán)使用,共沸精餾裝置可將甲酸含水量降至1%以下,因此,通過精餾不斷移走反應的生成物水,提高了反應的轉化率和收率。
本文對該路線進行了改進,在帶有精餾塔的反應器中合成鳥嘌呤。
3.1 主要儀器與試劑
WRS-2A微機熔點儀,上海儀電物理光學儀器有限公司;LC-1260高效液相色譜儀,美國安捷倫公司。
三氨物(自制,含量≥98%);甲酸(94%)鹽城市雅克化工助劑有限公司;甲酸鈉(98%)鹽城市雅克化工助劑有限公司;其余試劑為分析或化學純。
實驗儀器:三口燒瓶;攪拌器;分水器;填料精餾柱;低溫冷凍機。
3.2 實驗步驟
3.2.1 鳥嘌呤粗品(1)的制備
圖1 實驗裝置
在帶有強力攪拌的1 000mL燒瓶中加入80g2,4,5-三氨基-6-羥基嘧啶硫酸鹽,300g94%甲酸,50g無水甲酸鈉,溶劑70mL,在攪拌下加熱回流反應15h,反應畢,減壓蒸餾甲酸和溶劑,蒸畢加水500mL,攪拌,抽濾,水洗得到鳥嘌呤粗品(直接用于下步反應)。
3.2.2 鳥嘌呤鹽酸鹽(3)的制備
將上步鳥嘌呤粗品加到1 000mL燒瓶中,加400mL水,100g31%鹽酸,在攪拌下升溫回流溶解,溶液澄清后加2g活性炭在105℃左右脫色30min,趁熱過濾,濾液冷卻到5~10℃結晶,抽濾,抽干得類白色的鳥嘌呤鹽酸鹽濕品(直接用于下步反應)
3.2.3 鳥嘌呤精品(1)的制備
在1 000ml的燒瓶中,加500mL去離子水,投入上步濕品鳥嘌呤鹽酸鹽,
攪拌升溫至50℃,滴加液堿,滴加過程中控溫50~55℃,滴至pH=7.5,然后再攪拌復測pH=7.5,否則補加液堿,滴畢,保溫15min,控溫50℃以上抽濾、水洗、抽干、烘干得鳥嘌呤精品48.0g,以2,4,5-三氨基-6-羥基嘧啶硫酸鹽計摩爾收率95%,含量99.5%,mp>300℃(文獻[1]:mp>300℃)。IR光譜與對照品圖譜一致。
在帶有精餾塔的反應器中合成鳥嘌呤,反應生成的水不斷地被共沸溶劑帶出體系,溶劑不斷回到塔釜帶水,使反應趨于完全,摩爾收率高達95%,比文獻[2]工藝收率提高了6%。反應結束后,蒸餾出來的甲酸和溶劑可循環(huán)套用,解決了目前鳥嘌呤工藝甲酸難套用的問題,降低了生產成本,保護了環(huán)境。
[1] 陳新,王穎.鳥嘌呤的化學合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,1992,23(1):32-33.
[2] 陳文華,唐健國.鳥嘌呤的合成工藝改進[J].2011,39(24):59-60.
[3] 晉正茂,王維德.反應精餾及其研究進展[J].化學工業(yè)與工程技術,2006,27(3):10-12.
[4] 安振國,張曉杰,任萬忠.反應精餾技術的研究進展[J].化學工業(yè)與工程技術,2007,28(7):14-17.
[5] 郭進寶.反應精餾技術的研究現(xiàn)狀及應用[J].精細化工中間體,2005,35(1):26-30.
Improvement of Synthesis Process of Guanine
Kong Li,Zhao Ying,Cheng Huan-da,Zhu Qin-peng
Under the condition of water removal by reactive distillation,Guanine was cyclised with 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidine sulphate and formic acid and sodium formate,form salt with hydrochloric acid,and refine with liquid sodium hydroxide.The over molar yield calculated on 2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidine sulphate was as high as 95%.
water removal by reactive distillation;2,4,5-Triamino-6-hydroxypyrimidine sulphate;guanine
TQ463
A< class="emphasis_bold">文章編號:1
1003-6490(2016)12-0061-02
2016-12-02
孔立(1973—),男,新疆石河子人,工程師,主要從事醫(yī)藥原料藥及中間體的研發(fā)及產業(yè)化工作。