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孟布酮合成工艺研究

2021-03-29陈晓涛

化工技术与开发 2021年3期
关键词:二甲酯碳酸收率

陈晓涛

(青岛泰诺信科技有限公司,山东 青岛 266043)

孟布酮英文名menbutone,化学名为3-(4’-甲氧基萘甲酰基)丙酸,结构式为:

孟布酮是1965年于德国批准上市的原料药及制剂,1996年被欧洲兽药产品委员会批准为动物专用利胆药。作为兽用利胆剂,孟布酮具有刺激胃肠道分泌胃液、胰液和胆汁的作用,能显著增加胃蛋白酶、胰酶和胆酸盐的分泌量,促进胃肠内食物的消化与吸收,改善和恢复肝脏功能代谢。由于其作用温和、安全,对动物的中枢神经系统、呼吸系统、心血管系统、泌尿系统和生殖系统无明显的不良影响,可适用于牛、羊、猪和犬等动物的消化不良、厌食、便秘、毒血症,以及肝脏和胰腺功能不全所致的消化机能障碍等,治疗效果较好,在兽医临床上有较广泛的应用前景[1-3]。

迄今对孟布酮合成工艺的报道很少。在公开的合成工艺中,甲基化试剂使用的均是剧毒类的硫酸二甲酯,使用中稍有不慎,就会给人体皮肤和内脏造成很大伤害,给环境造成极大的污染。同时,在合成过程中需使用大量的无机强碱,生成大量的无机盐,会严重腐蚀设备,增加产品纯化的难度[4-5]。

本文以1-萘酚为初始原料,以环境友好、低毒的碳酸二甲酯为甲基化试剂,考察了相转移催化剂种类、甲基化反应温度和傅克酰基化溶剂对反应过程的影响,优化了孟布酮的合成工艺。所得的原药产品纯度大于99.5%,总收率达 72.2%。该方法具有低毒、安全、低耗、低成本等优点,适合规模化制备。

1 实验材料和方法

1.1 仪器和试剂

仪器:RE-52C型高效旋转蒸发仪,GS-2型恒温加热磁力搅拌器,冷凝反应装置,101A-2型数显可控烘箱,IR-435型岛津高效夜相色谱分析仪,AVANCE500MHz型BRUKER核磁共振仪,MP-500型Yanaco熔点仪,SHZ-D型循环水式真空泵,机械搅拌装置等。

试剂:碳酸二甲酯(工业品,98%),1-萘酚(工业品,98%),四丁基溴化铵 (化学纯,99%),丁二酸酐(化学纯,99%),碳酸钾 (化学纯,98%),无水三氯化铝 (化学纯,98%),盐酸 (化学纯,36.5%),二氯甲烷(化学纯,98%),无水乙醇 (化学纯,98%)。

1.2 反应路线

以1-萘酚为原料,经甲基化反应和傅克酰基化反应的合成路线见图1。

图1 孟布酮的合成路线

1.3 实验方法[6-7]

1.3.1 1-甲氧基萘的制备

向250mL三口烧瓶中,依次加入7.22g的1-萘酚、75mL的碳酸二甲酯、0.75g 的四丁基溴化铵、8.3g的碳酸钾,搅拌升温至120~125℃,保温反应18~24h,TLC跟踪检测至1-萘酚反应完全。反应结束后,减压蒸馏出过量的碳酸二甲酯,降温后,加入5%盐酸溶液调节pH=3~4,用100mL二氯乙烷萃取,0.8g无水硫酸钠干燥,抽滤,滤液浓缩后得1-甲氧基萘,收率85.0%,纯度99.56%。

1.3.2 孟布酮的制备

向500mL三口烧瓶中,依次加入15.8g的1-甲氧基萘、10.5g的丁二酸酐、200mL二氯甲烷,降温至0~5℃,分3批加入15.0g无水三氯化铝,加完后升温至 30~35℃,保温反应 8~10h,TLC 跟踪检测至1-甲氧基萘反应完全。反应结束后,将反应液倒入600g冰水中,搅拌反应1h,抽滤,得粗品。用25%乙醇100mL重结晶2次,得孟布酮成品,总收率为84.95%,纯度为99.60%。熔点175~178℃(标准值 176~179℃)。1H NMR(500MHz,DMSO),δ:11.012(s,1H),8.991~8.998(d,1H),8.323~8.339(d,1H),8.007~8.011(d,1H),7.730~7.765(t,1H),7.625~7.650(t,1H),6.594~6.612 (d,1H),3.836 (s,3H),3.294~3.318 (t,2H),2.626~2.639 (t,2H),表明该化合物为孟布酮。

2 结果与讨论

2.1 不同的相转移催化剂对反应的影响

由于碳酸二甲酯的活性低于硫酸二甲酯,其作为亲电试剂与亲核试剂发生的甲基化反应,需要在碱性条件下,由相转移催化剂来加速反应进程,以提高收率和改善产品品质。在缚酸剂为碳酸钾、反应温度100℃、反应时间16h的条件下,考察不同的相转移催化剂对反应的影响,结果见表1。

由表1可以看出,相转移催化剂种类的不同,对1-萘酚的转化率和产品收率产生了较大的影响。四丁基溴化铵能明显增强碳酸二甲酯的反应活性,提高甲基化反应的选择性,从而改善1-萘酚的转化率,提高反应的收率,较其它催化剂的效率更高。

表1 不同相转移催化剂对反应的影响Table 1 Influences of different catalyst on the reaction

2.2 反应温度对反应的影响

碳酸二甲酯作为甲基化试剂参与反应时,温度对其的影响较大。温度过低,反应缓慢,难以进行;温度过高,则会发生甲氧羰基合化反应。在缚酸剂为碳酸钾、相转移催化剂为四丁基溴化铵的条件下,考察不同反应温度对反应的影响,结果见图2。

图2 不同反应温度对反应的影响Fig.1 Influences of different temperature on the reaction

由图1可以看出,反应温度影响碳酸二甲酯的活性和产品收率。超过120℃,碳酸二甲酯的活性较好,但随着温度升高,副反应的发生率增加,会影响产品的收率和质量,导致后续产品的制备和精制过程繁琐。

2.3 F-C酰基化试剂对反应的影响

F-C酰基化反应过程中,无水三氯化铝作为催化剂需要无水条件,因此对溶剂的选择有较高的要求。由于反应的活性较高,因此需要低温、惰性溶剂体系,以遏制副反应的发生,提高收率和质量。在催化剂为无水三氯化铝、温度0~5℃的条件下,考察不同溶剂体系对反应的影响,结果见表2。

由表2可以看出,不同试剂对产品的收率和纯度有较大影响。二氯甲烷作为溶剂时,在产品的后处理过程中能更好地分离析出,杂质可进入二氯甲烷相,产品的收率和纯度均较高,粗品经纯化后的质量更好。

表2 不同试剂对反应的影响Table 2 Influences of different solvent on the reaction

3 结论

本文研究了孟布酮的合成方法。以1-萘酚为起始原料,经碳酸二甲酯甲基化反应、傅克酰基化反应和重结晶后,得到孟布酮成品。产品经HPLC检测,纯度为99.6%,总收率为72.2%。该方法的反应起始物料绿色环保,操作安全,反应条件温和,适合于规模化制备。

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