蒋小凡
(南京制药厂有限公司,江苏南京210047)
吡喹酮又名环吡异喹酮、8440,为广谱抗寄生虫病药物,是治疗人畜共患血吸虫病的首选药物,为预防和治疗血吸虫病发挥了巨大作用。
目前,我国工业生产吡喹酮采用的合成路线是以异喹啉为起始原料,经Reissert反应、催化氢化、酰化、环合、水解等多步反应制得。其中,水解工序用到的浓磷酸会产生大量含磷废水,且含磷废水不能直接排放,必须经过废水处理,要求总磷含量在6 mg/L以内方可排放。
有研究表明,含磷废水的排放会导致水体富营养化,水体中磷浓度超过20 mg/L即可加速水体富营养化,造成藻类大量繁殖。由于大量含磷废水的处理会导致生产成本上升,而且还会产生二次污染。因此,该产品革除磷酸使用的生产工艺具有重要意义。
本文参考有关文献,结合自己的研究实践,确定了革除磷酸的替代工艺,用不含磷酸的工艺条件合成了吡喹酮的重要中间体1,2,3,6,7,11b-六氢-4H-吡嗪并[2,1-α]异喹啉-4-酮(中间体水解物),并对吡喹酮中间体水解物的中试生产工艺进行了研究,从起始原料2-苯甲酰基-1,2,3,6,7,11b-六氢-4H-吡嗪并[2,1-α]异喹啉-4-酮计算,总收率可达89%。
吡喹酮中间体水解物的合成路线如图1所示。
图1 吡喹酮中间体水解物的合成路线
在实验中,具体的操作步骤如下:
(1)称取2-苯甲酰基-1,2,3,6,7,11b-六氢-4H-吡嗪并[2,1-α]异喹啉-4-酮(4.4 kg,14.36mol)、冰乙酸(4.4 kg,73.27mol)、30%硫酸(11.0 kg,33.65mol);
(2)将其加入至50 L反应釜内,搅拌,升温至回流(温度约103℃),保温4 h;
(3)加入35 L水,将物料放入100 L反应釜内,降温至30℃,用三氯甲烷提取4次,每次用量10 L,分出下层三氯甲烷层;
(4)剩余水层降温至0~10℃,用50%氢氧化钠溶液中和调pH值至12,用三氯甲烷提取4次,每次10 L,静置并分出三氯甲烷层,合并有机层,减压蒸馏,浓缩至干;
(5)加入5 kg异丙醚,升温至回流,待固体全部溶解后,放入20 L玻璃反应釜内,冷却至0~5℃,保温析晶1 h。
经过滤、干燥后制得微黄色固体2.59 kg,熔点为119~120℃,收率约89%。
在薄层层析(TLC)的展开剂中,乙酸乙酯:甲醇=4:1,比移值Rf=0.23~0.35。溴化钾(KBr)的红外光谱(IR)为:3 314.18 cm-1(N-H伸缩)、3 052.74 cm-1(sp2C-H伸缩)、2 966.34 cm-1(sp3C-H伸缩)、2 896.12 cm-1(sp3C-H伸缩)、1 719.67 cm-1(C=O伸缩)、1 635.24 cm-1(C=O酰胺伸缩)、1 600 cm-1(C=C芳环伸缩)、1 440.31 cm-1(C=C芳环伸缩)、1 297.36 cm-1(C-N伸缩)。
当核磁共振仪的发射频率为300MHz,以氘代三氯甲烷(CDCl3)为核磁检测的试剂时,其核磁共振氢谱(HNMR)的参数为:(δ:7.2mg/L,多重峰)、(δ:5.3mg/L,单重峰,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,双重峰)、(δ:2.9mg/L,多重峰)、(δ:2.0mg/L,单重峰)、(δ:1.8mg/L,单重峰)、(δ:1.1mg/L,多重峰)、(δ:0.0mg/L,单重峰,四甲基硅烷)。
通过吡喹酮水解工序新工艺的中试研究,水解工艺更加成熟,革除了磷酸的使用,彻底解决了生产过程中含磷废水的处理难题。既解决了环保问题,又降低了原料成本,中间体水解物的收率和用磷酸法水解所得水解物收率相当,综合各方面因素评估,该新工艺和传统工艺比较具有显著的优越性。
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