五氯柳胺合成工艺改进
2017-06-15王学成苏文杰刘祥宜朱建民
王学成,苏文杰,刘祥宜,朱建民
(江苏省兽用抗寄生虫药物工程技术研究中心,江苏常州213127)
农药化工
五氯柳胺合成工艺改进
王学成,苏文杰,刘祥宜,朱建民
(江苏省兽用抗寄生虫药物工程技术研究中心,江苏常州213127)
以2,4-二氯-6-硝基苯酚为原料,依次通过催化加氢还原,与3,5,6-三氯水杨酸酰氯缩合,并在甲醇/水中加入还原性脱色剂精制得到五氯柳胺。总收率由原来的54.8%提高至89.6%,纯度达99.9%(HPLC测得)。产物结构经1H NMR、元素分析及MS进行了表征。
五氯柳胺;催化加氢;2,4-二氯苯酚;3,5,6-三氯水杨酸;驱虫药
五氯柳胺(Oxyclozanide),又名羟氯柳胺、羟氯柳苯胺和羟氯扎胺,作为临床抗蠕虫感染的首选药物,具有广谱,低毒,低残留等优良特性[1]。化学名为2,3,5-二氯-N-(3,5-二氯-2-羟基苯基)-6-羟基苯甲酰胺,文献报道的中间体2-氨基-4,6-二氯苯酚采用水合肼还原法[2],该方法不仅操作步骤复杂,后处理时有甲醇蒸馏、氯苯分层等工序,产物极易氧化,而且会产生大量含致癌物水合肼的废水,造成环境污染。Pd/C、PtO2、Pt/C、Raney Ni催化加氢法选择性差,出现脱氯生成副产物2-氨基-4-氯苯酚、2-氨基-6-氯苯酚或2-氨基苯酚,不仅减少了反应收率,而且使产品纯度下降。另外,采用传统活性碳脱色剂精制得成品,外观较差,不符合EP 9.0质量标准要求。
本试验针对文献路线存在的不足进行了优化,提供了3个改进措施:(1)用催化加氢还原代替水合肼还原;(2)催化加氢还原、氯化、缩合反应采用单一溶剂甲苯,催化加氢制备的2-氨基-4,6-二氯苯酚反应液,不浓缩直接用于粗品的制备;(3)精制时采用还原性脱色剂亚硫酸氢钠代替活性炭。
1 实验部分
1.1实验仪器及设备
透射电子显微镜:JEOL JEM-1200EX;电感耦合等离子体发射光谱(ICP):Thermo Jarrell Ash公司IRIS-Intrepid型;液相色谱:Agilent 1200 series。液质:LCMS-2020。
1.2实验过程
1.2.1 纳米Pd-Pt/C双金属催化剂的自制[3]
将60 mL含有2.8 g醋酸钠和2.36 g二亚苄基丙酮的乙醇溶液加热至50℃后滴加12 mL K2PtCl4质量分数为10%的水溶液。当K2PtCl4溶液滴加完毕后,加热至90℃下回流1 h,静置5 h,过滤,蒸馏水清洗,戊烷清洗三次,于真空下干燥后即得Pt2(dba)3前驱体。
将2.3 g的Pd2(dba)3和1.0 g的Pt2(dba)3前驱体溶解于40 g碳酸丙二醇酯中,加入0.8 g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),升温至80℃~95℃,分批加入硼氢化钾10 g,反应2 h后,加入28 g的活性炭,在氮气保护下搅拌24 h,使Pd/Pt纳米颗粒吸附到活性炭上。过滤,蒸馏水清洗4~5次后,再用戊烷清洗3次,并于真空下干燥即得纳米Pd-Pt/C催化剂。TEM观察Pd/Pt纳米颗粒的粒径为3 nm。ICP检测Pd含量为1.9%,Pt含量为1.3%。
1.2.2 2-氨基-4,6-二氯苯酚(3)的合成[4]
在1 L的高压反应釜中,加入81.4 g的2,4-二氯-6-硝基苯酚(2)、300 mL甲苯、0.5 g上述制备的纳米Pd-Pt/C催化剂,盖好釜盖,氮气置换3次,再用氢气置换3次,搅拌并升温至50℃,开始通入氢气,使釜内温度不超过60℃,压力保持在0.4~0.6 MPa,当氢气不再吸收时,保持釜内压力为0.6 MPa,继续反应1 h,降温,泄压,抽出釜内反应液,滤除催化剂,得到2-氨基-4,6-二氯苯酚甲苯溶液320.1 g。所得产物经液相色谱—质谱仪分析可知,各组分的含量为2-氨基-4,6-二氯苯酚99.89%,2-氨基-4-氯苯酚0.04%,2-氨基-6-氯苯酚0.06%,2-氨基苯酚0.01%,2,4-二氯-6-硝基苯酚未检出。
1.2.3 3,5,6-三氯水杨酸酰氯(5)的合成
向500 mL四口瓶中投入3,5,6-三氯水杨酸(4)90.2 g,甲苯200 mL,搅拌下加入三乙胺0.4 g,搅拌20 min后加入氯化亚砜58 g,缓慢升温至75℃,升温时间5 h,在75℃下保温2 h,滴加2.5 g水分解过量的氯化亚砜,快速搅拌,至少1 h,降温至30℃抽真空15 min后待用。
1.2.4 五氯柳胺粗品(1)的合成
向1 L四口瓶中投入一批2-氨基-4,6-二氯苯酚(3)甲苯液和一批3,5,6-三氯水杨酸酰氯(5)的甲苯液,升温至回流。回流4 h后降温结晶,降温至10℃~15℃。抽滤,滤饼用30 mL甲苯漂洗,抽干,95℃干燥至干,得到五氯柳胺138.1 g,收率为96.5%,纯度(HPLC)为98.7%。
1.2.5 精制
向500 mL的四口烧瓶中加入五氯柳胺粗品60 g和甲醇540 g,开启搅拌,升温回流至溶清,抽滤,滤液降温至50℃,加入0.6 g的亚硫酸氢钠,保温搅拌1 h,滴加100 mL的水,滴加完毕,降温至20℃,搅拌1 h,抽滤,滤饼用30 mL(甲醇/水=1:1)洗涤,抽干后在95℃下干燥,得到浅黄色固体55.8 g,收率为93.0%,熔点为209.1℃~ 209.5℃(文献值208.6℃~209.4℃),纯度(HPLC)为99.9%。1H NMR(DMSO-d6):δ8.08(1H,d),7.33(1H,d),7.80(1H,s),12.0~9.0(2H,br,重水交换后消失)和10.32(1H,s,重水交换后消失)。元素分析:C:38.91%,H:1.35%,N:3.20%。MS:397.9[M-H]。
2 结论
本文以2,4-二氯-6-硝基苯酚为原料,依次通过催化加氢还原,与3,5,6-三氯水杨酸酰氯缩合,并在甲醇/水中加入还原性脱色剂精制得到成品,改进后的工艺具有以下几个优点:(1)自制的纳米Pd-Pt/C双金属催化剂用于2-氨基-4,6-二氯苯酚催化加氢还原,转化率达到100%,选择率达到99.89%,可以有效抑制催化加氢过程中脱氯反应的发生,脱氯杂质2-氨基-4-氯苯酚、2-氨基-6-氯苯酚或2-氨基苯酚均小于0.1%;(2)还原、氯化、酰化使用单一溶剂甲苯,便于回收套用。另外,催化加氢制备的2-氨基-4,6-二氯苯酚反应液,不需要进行浓缩、分层、析晶、干燥等后处理操作,可以直接用于粗品的制备,不仅简化了操作工序,节约了生产成本,还避免了后处理过程中氨基氧化副反应的发生;(3)精制时采用还原性脱色剂亚硫酸氢钠代替活性炭,克服传统活性碳脱色剂的弊端,精制出的成品外观较好,为浅黄色。(4)总收率由文献[2]报道的54.8%提高至89.6%。产品经检验符合EP 9.0质量标准。
[1]张吉丽,司鸿飞,李冰,等.五氯柳胺的研究进展[J].中国兽药杂志,2015,49(11):65-69.
[2]刘祥宜,朱建民,张建峰,等.五氯柳胺的合成[J].浙江化工,2010,41(8):11-12.
[3]毛建忠.纳米Pt/C催化剂的氯代硝基苯催化加氢性能的研究[D].杭州:浙江工业大学,2009.
[4]Sartori E.A preparation of oxalamide derivatives,useful as inhibitors of plasminogen activator inhibitor-1(PAI-1):US,20050124667[P].2005-06-09.
Improved Synthesis of Oxyclozanide
WANG Xue-cheng,SU Wen-jie,LIU Xiang-yi,ZHU Jian-min
(Jiangsu Veterinary Antiparastics Engineering Research Center,Changzhou,Jiangsu 213127,China)
Oxyclozanide was prepared from 2,6-dichloro-4-nitrophenol via catalytic hydrogenation,condensation with 3,5,6-trichlorosalicylryl chloride,and finally purification by reductive decoloring agent in methanol.The overall yield of oxiconazole nitrate was increased from 54.8%to 89.6%,with a purity of 99.9%.The structures of the products were characterized by1H NMR、MS spectra and organic elemental analysis.
oxyclozanide;catalytic hydrogenation;2,4-dichlorophenol;3,5,6-trichlorosalicylic acid;anthelmintic
1006-4184(2017)5-0018-03
2017-01-06
“十二五”国家科技支撑计划项目--新型动物专用化学药物的创制及产业化关键技术研究(2015BAD11B01)。
王学成(1979-),男,江苏常州人,硕士,从事抗寄生虫药物合成研究。E-mail:13814760945@139.com。