典型化学制药工艺.ppt

第5章典型化学制药工艺 本章内容 5 1氯霉素的生产工艺5 2头孢氨苄的生产工艺5 3氢化可的松的生产工艺5 4紫杉醇的生产工艺5 5扑热息痛的合成工艺5 6布洛芬的合成工艺5 7利多卡因的合成5 8磺胺甲噁唑的合成工艺 5 1氯霉素的生产工艺 主要内容 氯霉素简介氯霉素生产工艺 一氯霉素简介 结构名称药理性质理化性质 1氯霉素的结构 名称 化学名称为D 苏式 N 羟基甲基 羟基 对硝基苯乙基 2 2 二氯乙酰胺 D threo N hydroxymethyl hydroxy p nitrophenethyl 2 2 dichloroacetamide 药理性质 1 抗菌谱 伤寒杆菌 痢疾杆菌 脑膜炎球菌 肺炎球菌等感染 对多种厌氧菌感染有效 亦可用于立克次体感染 药理性质 2 不良反应 引起粒细胞缺乏症及再生障碍性贫血的可能 长期应用可引起二重感染 新生儿 早产儿用量过大可发生灰色综合症 氯霉素理化性质 白色或微带黄绿色的针状 长片状结晶或结晶性粉末 味苦 熔点149 153 微溶 比旋度 25D 18 5 21 5 无水乙醇 本品在甲醇 乙醇 丙酮或丙二醇中易溶 在水中不溶 二氯霉素生产工艺 对硝基苯乙酮的生产工艺原理及其过程对硝基 乙酰氨基 羟基苯丙酮的生产工艺原理及其过程氯霉素的生产工艺原理及其过程 1对硝基苯乙酮的生产工艺原理及其过程 对硝基乙苯的制备对硝基苯乙酮的制备 A对硝基乙苯的制备 工艺 混酸的制备先加入92 以上的硫酸 在搅拌及冷却下 以细流加入水 控制温度在40 45 之间 加毕 降温至35 继续加入96 的硝酸 温度不超过40 加毕 冷至20 对硝基乙苯先加入乙苯 在28 滴加混酸 加毕 升温40 45 继续保温1h 使反应完全 然后冷却至20 静置分层 用水洗去残留酸 用碱洗去酚类 最后用水洗去残留碱液 连续减压分馏压力为5 3 103Pa以下 在塔顶馏出邻硝基乙苯 从塔底馏出的高沸物再经一次减压蒸馏得到精制对硝基乙苯 由于间硝基乙苯的沸点与对位体相近故精馏得到的对硝基乙苯尚含有6 左右的间位体 反应条件与影响因素 强放热反应 温度影响很大 应确保搅拌与传热 乙苯硝酸的摩尔比接近理论量 为1 1 05 硫酸的脱水值 D V S 为2 56 应控制原料乙苯的纯度 95 含水量高可致反应速率降低 硝化收率下降 注 硫酸的脱水值 DehydratingValueofSulfuricacid 是指硝化终了时废酸中硫酸和水的计算质量比 D V S 混酸中硫酸质量 混酸含水质量 硝化生成水的质量 脱水值越大 表示硫酸含量越高或含水量越少 则混酸的硝化能力越强 唐培堃 精细有机合成化学及工艺学 第二版 天津大学出版社 2002 p153 B对硝基苯乙酮的制备 工艺 将对硝基乙苯加入氧化塔中 加入硬脂酸钴及乙酸锰催化剂 内含载体碳酸钙90 逐渐升温至150 以激发反应 在135 进行反应 当反应生成热量逐渐减少 生成水的数量和速度降到一定程度时停止反应 稍冷 将物料放出 根据反应物的含酸量加入碳酸钠溶液 使对硝基苯甲酸转变为钠盐 冷却 过滤 干燥 便得对硝基苯乙酮 反应条件与影响因素 多数变价金属的盐类均有催化作用 但铜盐和铁盐的作用过于猛烈应注意防止以上离子混入 醋酸锰的催化作用缓和 但收率不够高 反应时间长 加入硬脂酸钴可改善催化效果 芳胺和酚类所形成的自由基稳定 有抑制链式反应进行的作用 应避免引入 强放热反应 开始需要较高温度以引发自由基 引发后反应速率较大 应及时移出反应热 加压可提高反应速率 二对硝基 乙酰氨基 羟基苯丙酮的生产工艺原理及其过程 对硝基 溴代苯乙酮的制备对硝基 氨基苯乙酮盐酸盐的制备对硝基 乙酰胺基苯乙酮的制备对硝基 乙酰氨基 羟基苯丙酮的制备 1对硝基 溴代苯乙酮的制备 原理 反应历程 工艺 将对硝基苯乙酮及氯苯加到溴代罐中 加入少量的溴 约占全量的2 3 保持反应温度在26 28 逐渐将其余的溴加入 溴滴加完毕后 继续反应1h 然后升温至35 37 静置0 5h后 将澄清的反应液送至下一步成盐反应 2对硝基 氨基苯乙酮盐酸盐的制 原理 工艺 1 将经脱水的氯苯加入干燥的反应罐内 加入干燥的六次甲基四胺 加入上一步的反应液 33 38 反应1h 然后测定反应终点 取反应物少许 过滤 往一份滤液中加入两份六次甲基四胺的氯仿溶液 加热振摇 冷后如不呈混浊表示已到反应终点 2 盐酸加入搪玻璃罐内 降温至7 9 加入对硝基 溴代苯乙酮六次甲基四胺盐 当转变为颗粒状后 停止搅拌 静置 分出氯苯 3 加入乙醇 搅拌升温 在32 34 反应4h 再加入适量水搅拌冷至 3 离心分离 得到对硝基 氨基苯乙酮盐酸盐 3对硝基 乙酰胺基苯乙酮的制备 原理 工艺 加入母液 冷至0 3 加入对硝基 氨基苯乙酮盐酸盐 加入乙酸酐 先慢后快地加入38 40 的乙酸钠溶液 在18 22 反应1h测定反应终点 反应液冷至10 13 析出结晶 过滤 先以1 1 5 碳酸氢钠溶液洗结晶至pH7 再用10 以下的清水冲洗至pH7 甩干称重交缩合岗位 4对硝基 乙酰氨基 羟基苯丙酮的制备 原理 工艺 将甲醇加入反应罐内 升温28 33 加入甲醛溶液 随后加入对硝基 乙酰胺基苯乙酮及碳酸氢钠 测pH应为7 5 温度逐渐上升确认针状结晶全部消失 即为反应终点 反应完毕 降温至0 5 离心 过滤 干燥得到对硝基 乙酰氨基 羟基苯丙酮 反应条件与影响因素 碱度过高时 会产生副产物 即多羟甲基化产物 用弱碱碳酸氢钠控制pH7 5 8 0可以抑制此副反应 甲醛水溶液常含不定量的聚甲醛 聚甲醛解聚速率较低 因此应尽量控制甲醛水溶液中聚甲醛的含量 三氯霉素的生产工艺原理及其过程 1 DL 苏型 1 对硝基苯基 2 氨基 1 3 丙二醇的制备2 DL 苏型 1 对硝基苯基 2 氨基 1 3 丙二醇的拆分3 氯霉素的制备 1DL 苏型 1 对硝基苯基 2 氨基 1 3 丙二醇的制备 原理 工艺 异丙醇铝的制备 缩合反应 形成六元环过度态 还原反应 把羰基还原成仲醇基 水解 把乙酰基除去 氨基游离 工艺过程 于干燥的反应釜中加入洁净的铝片 少许无水三氯化铝及少量无水异丙醇 升温使回流 放热 温度可达110 左右 当回流稍缓和后 在保持不断回流的情况下 缓缓加入其余的异丙醇 加毕 加热回流至铝片全部溶解为止 冷却后 将制得的异丙醇铝 异丙醇溶液压至还原反应釜中 将上述溶液冷至35 37 加入无水三氯化铝 升温至65 左右反应0 5h 使异丙醇铝部分地转变为氯代异丙醇铝 之后 加入缩合物 于60 62 反应4h 还原完毕 将反应物压至盛有水及少量盐酸的水解釜中 搅拌下蒸出异丙醇后 稍冷 加入上批的 亚胺物 加入浓盐酸升温至76 80 反应1h左右 在此期间 减压回收异丙醇 然后 将反应物冷至3 使 氨基醇 盐酸盐结晶析出 过滤就得氨基醇盐酸盐 将氨基醇盐酸盐加母液溶解 分去浮在上层得 红油 加碱液中和至pH7 6 7 8 有氢氧化铝析出 加入活性炭于50 脱色 过滤 滤液用碱液中和至pH9 5 10 氨基醇析出 冷至接近0 过滤 湿产品直接送下步拆分 母液套用于溶解氨基醇盐酸盐 每批母液除部分供套用外还有剩余 其中含有胺基醇 可加入苯甲醛 使脱水缩合生成Schiff碱 亚胺物 过滤 在下批反应物加盐酸水解前并入 可提高收率 反应条件与影响因素 反应宜无水 有研究表明 在其它条件不变的情况下 使用含水0 5 的异丙醇的收率较含水0 1 的异丙醇的收率低6 8 可逆反应 异丙醇宜大大过量 2DL 苏型 1 对硝基苯基 2 氨基 1 3 丙二醇的拆分 原理 立体化学 选择性地生成苏式产物的原因 异丙醇铝与对硝基 a 乙酰胺基 b 羟基苯丙酮形成六员环椅式过渡态 氢根从 椅子 上面进攻羰基碳 形成苏式结构 工艺 将水 氨基醇 盐酸盐及右旋 氨基醇 加入拆分罐内 升温至50 55 加入活性炭脱色 过滤 投入消旋体 在压力2 1 104Pa 160mmHg 以下搅拌加热 升温至全溶 约在60 65 保温蒸发水分 然后逐渐冷却降温析出 冷至35 冷却 过滤 母液变为左旋 将合并洗液的母液加入拆分罐内 再次投入 氨基醇 消旋体 操作同上 3氯霉素的制备 原理 工艺 将甲醇置于干燥的反应罐内 加入二氯乙酸甲酯 在搅拌下加入右旋 氨基醇 于65 左右反应1h 加入活性炭脱色 过滤 在搅拌下往滤液中加入蒸馏水 使氯霉素析出 冷至15 过滤 洗涤 干燥 得到氯霉素成品 5 2头孢氨苄的生产工艺 主要内容 头孢氨苄简介头孢氨苄生产工艺 一头孢氨苄简介 发展过程结构名称药理性质理化性质 1发展过程 美国EilLilly公司和英国Glaxo公司日本盐野义制药和鸟居药品公司1970年10月销售胶囊剂 发展过程 青霉素 头孢菌素 一代头孢菌素 二代头孢菌素 三代头孢菌素 四代头孢菌素 发展过程 头孢菌素C 7 氨基头孢烷酸 7 ACA 头孢氨苄 2头孢菌素C的结构 7 氨基头孢烷酸 7 ACA 的结构 头孢氨苄的结构 名称 又称先锋 头孢力新 6R 7R 3 甲基 7 R 2 氨基 2 苯乙酰氨基 8 氧代 5 硫杂 1 氮杂双环 4 2 0 辛 2 烯 2 甲酸一水合物 4药理性质 抗菌谱 对G 菌效果较好对G 菌效果较差临床用途 呼吸道泌尿道皮肤和软组织生殖器官不良反应 过敏反应胃肠功能紊乱 剂型 胶囊剂片剂糖浆剂颗粒剂复粒胶囊剂 头孢氨苄理化性质 白色或乳黄色结晶性粉末 微臭 水中微溶 在乙醇 氯仿或乙醚中不溶 在固态及干燥状态下比较稳定 遇热 强酸 强碱和紫外线均易分解 pH3 5 5 5 其水溶液在pH8 5以下较稳定 但在pH9以上则迅速被破坏 二头孢氨苄生产工艺 微生物酶酰化法苯甘氨酸无水酰化法苯甘氨酰氯与7 氨基脱乙酰基头孢烷酸 7 ADCA 缩合法 1微生物酶酰化法 2苯甘氨酸无水酰化法 原理 1 以苯甘氨酸为原料 进行二次酰基化2 将7 ADCA与三甲基氯硅烷反应a b 头孢氨苄 过程 3苯甘氨酰氯与7 ADCA缩合法 原理以青霉素G 青霉素V 钾为原料 通过扩环重排 裂解为7 氨基脱乙酰基头孢烷酸 7 ADCA 再与D 苯甘氨酰氯缩合 反应全过程 1 酯化 工艺 2 氧化 工艺 3 开环重排 工艺 4 氯化 工艺 将重排物溶入二氯乙烷 冷却至 10 加入吡啶和五氯化磷 于 5 反应2h 5 醚化水解 工艺 6 成盐 工艺 7 酰化 工艺 8 水解 工艺 生产工艺流程 5 3氢化可的松的生产工艺 一概述 氢化可的松 Hydrocortisone 化学名 11 17 21 三羟基孕甾 4 烯 3 20二酮 11 17 21 trihydroxypregn 4 ene 3 20 dione 性质 氢化可的松又名皮质醇 为白色或几乎白色的结晶性粉末 无臭 初无味 随后有持续的苦味 遇光渐变质 熔点212 222 熔融时同时分解 不溶于水 几乎不溶于乙醚 微溶于氯仿 能溶于乙醇 1 40 和丙酮 1 80 药理作用 氢化可的松又称皮质醇 主要药理作用 能影响糖代谢 并具有抗炎 抗病毒 抗休克及抗过敏作用 临床用途广泛 主要用于肾上腺皮质功能不足 自身免疫性疾病 如肾病性慢性肾炎 系统性红斑狼疮 类风湿性关节炎 变态反应性疾病 如支气管哮喘 药物性皮炎 以及急性白血病 眼炎及何杰金氏病 也用于某些严重感染所致的高热综合治疗 副作用 对充血性心力衰竭 糖尿病等患者慎用 对重症高血压 精神病 消化道溃疡 骨质疏松症忌用 氢化可的松作为天然皮质激素 疗效确切 在临床上一直不减其重要作用 二合成路线及其选择 全合成需要30多步化学反应 工艺工程复杂 总收率太低 无工业化生产价值 目前国内外制备氢化可的松都采用半合成方法 甾体药物半合成的起始原料都是甾醇的衍生物 如从薯芋科植物得到薯芋皂素 从剑麻中得到剑麻皂素 从龙舌竺中得到番麻皂素 从油脂废气物中获得豆甾醇和 谷甾醇 从羊毛脂中得到胆甾醇 这些都可以作为合成甾体药物半合成原料 60 的甾体药物的生产原料是薯芋皂素 近年来 由于薯芋皂素资源迅速减少 以及C 17边链微生物氧化降解成功 国外以豆甾醇 谷甾醇作原料的比例已上升 薯芋皂素立体构型与氢化可的松的一致 A环带有羟基 B环带有双键 易于转化为 4 3 酮的活性结构 合成工艺相当成熟 我国主要以薯芋皂素为半合成原料 剑麻皂素和番麻皂素的资源在我国也很丰富 但尚未得到充分利用 比较薯芋皂素与氢化可的松的化学结构 可知必须去掉薯芋皂素中的E F环 而薯芋皂素经开环裂解去掉E F环后 可得到关键中间体 双烯醇酮醋酸酯 8 8 从8 8到氢化可的松 除将C 3羟基转化为酮基 C 5 6双键移到C 4 5位 还需引入三个特定的羟基 薯芋制氢化可的松 反应过程 这些基团的转化和引入 有的较易进行 如C 3位的羟基经直接氧化可直接得到酮基 同时还伴有 5双键的转位 C 21上有活泼氢 可通过卤代之后再转化为羟基 利用 16双键存在 开经过环氧化反应转为C 17位羟基 并且由于甾环的立体效应使得C 17位羟基刚好为 构型 最关键一步是C 11 羟基的引入 由于C 11位周围没有活性功能基团的影响 采用化学法很困难 应用微生物氧化法完美地解决了这一难题 黑根霉菌和犁头霉菌 前者专一性的在C 11位引入 羟基 而后者引入 羟基 犁头霉菌 黑根霉菌 工艺路线 三以犁头霉菌氧化工艺路线研究生产工艺 5 16 孕甾二烯 3 醇 20 酮 3 醋酸酯的制备16 17 环氧黄体酮的制备17 羟基黄体酮的制备 4 孕甾烯 17 21 二醇 3 20 二酮的制备氢化可的松的制备 氧化开环 水解 消除等过程 工艺 将薯芋皂素 醋酐 冰醋酸投入反应罐内 195 200 反应50min 反应毕 冷却 加入冰醋酸 用冰盐水冷却至5 以下 投入预先配制的氧化剂 由铬酐 醋酸钠和水组成 急剧升温 在60 70 保温反应20min 加热到90 95 冷却后 加水稀释 用环已烷提取 分出水层 有机萃取液减压浓缩至近干 加适量乙醇 再减压蒸馏带尽环已烷 再加乙醇重结晶 甩滤 用乙醇洗涤 干燥 得双烯醇酮醋酸酯精品 工艺 将双烯醇酮醋酸酯和甲醇抽入反应罐内 通入氮气 在搅拌下滴加20 的氢氧化钠液 温度不超过30 加毕 降温到22 2 逐渐加入过氧化氢 控制温度30 以下 加毕 保温反应8h 抽样测定双氧水含量在0 5 以下 环氧物熔点在184 以上 即为反应终点 静置 析出 得熔点184 190 用焦亚硫酸中和反应液到pH7 8 加热至沸 减压回收甲醇 用甲苯萃取 热水洗涤甲苯萃取液至中性 甲苯层用常压蒸馏带水 直到馏出液澄清为止 加入环已酮 再蒸馏带水到流出液澄清 加入预先配制好的异丙醇铝 再加热回流1 5h 冷却到100 以下 加入氢氧化钠液 通入水蒸气蒸馏带出甲苯 趁热滤出粗品 用热水洗涤滤饼到洗液呈中性 干燥滤饼 用乙醇精制 甩滤 滤饼经颗粒机过筛 粉碎 干燥 得环氧黄体酮 熔点207 210 收率75 工艺 将含量56 的溴氢酸预冷到15 加入环氧黄体酮 温度不超过24 26 加毕 反应1 5h 将反应物倾入水中 静置 过滤 再用水洗涤到中性和无溴离子 得到16 溴 17 羟基黄体酮 使其溶于乙醇中 加入冰醋酸及Raney镍 封闭反应罐 尽量排出罐内空气 然后在1 96 104Pa的压力下通入氢气 于34 36 滴加醋酸铵 吡啶溶液 继续反应直到除尽溴 停止通入氢气 加热到65 68 保温15min 过滤 滤液减压浓缩回收乙醇 冷却 加水稀释 析出沉淀 过滤 用水洗涤滤饼至中性 干燥得17 羟基黄体酮 熔点184 收率95 工艺过程 在反应罐内投入氯仿及氯化钙 甲醇溶液的1 3量 搅拌下投入17 羟基黄体酮 待全溶后加入氧化钙 搅拌冷至0 将碘溶于其余2 3的氯化钙 甲醇溶液中 慢慢滴入反应罐中 保持温度在0 2 滴毕 继续保温搅拌反应1 5h 加入预冷至 10 的氯化铵溶液 静置 分出氯仿层 减压回收氯仿到结晶析出 加入甲醇 搅拌均匀 减压浓缩至干 即为17 21 碘羟基黄体酮 加入DMF总量的3 4 使其溶解 降温到10 左右 加入新配制的醋酸钾液 逐步升温反应到90 再保温反应0 5h 冷却到 10 过滤 用水洗涤 干燥得醋酸化合物 熔点226 收率95 工艺过程 将犁头霉菌 Absidiaorchidis 在无菌操作条件下于培养基上培养7 9天 在26 28 温度下 待菌丝生长丰满 孢子均匀 即可在冰箱储存备用 将玉米浆 酵母膏 硫酸铵 葡萄糖及水加入发酵罐中 搅拌 用氢氧化钠液调pH为5 7 6 3 加入0 3 的豆油 在120 灭菌0 5h 通入无菌空气 降温到27 28 接入犁头霉菌孢子混悬液 维持罐压5 88 104Pa 通气搅拌28 32h 镜检菌丝生长 无杂菌 用氢氧化钠溶液调pH值5 5 6 0 投入发酵体积的0 15 的中间体化合物乙醇溶液 调节好通氧量 氧化8 14h 再投入0 15 中间体化合物乙醇溶液 氧化40h 取样做比色试验 检查反应终点 到达终点后 滤出菌丝 发酵液用醋酸丁酯多次萃取 合并提取液 减压浓缩至适量 冷却至0 10 过滤 干燥得氢化可的松粗品 熔点195 以上 母液中主要组分为 体 将粗品加入16 18倍8 甲醇 二氯乙烷溶液中 加热回流使其全溶解 趁热过滤 滤液冷至0 5 过滤 干燥 得氢化可的松 熔点205 上述分离物再加入16 18倍甲醇及活性碳 加热回流使溶 趁热过滤 滤液冷至0 5 过滤 干燥 得氢化可的松 熔点212 222 收率44 5 4紫杉醇的生产工艺 内容 紫杉醇简介紫杉醇生产工艺 紫杉醇简介 发展过程结构名称药理性质 1发展过程 天然提取组织和细胞培养化学合成 2紫杉醇的结构 名称 5b 20 环氧 1b 2a 4a 7b 13a 五羟基 紫杉 11 烯 9 酮 4 乙酸酯 2 苯甲酸酯 10 乙酰基 13 2 R 3 S N 苯甲酰基 3 苯基异丝氨酸酯 理化性质 针状结晶 甲醇一水 熔点 213 216 分解 20D 49 甲醇 可溶于甲醇 乙醇 丙酮 二氯甲烷 三氯甲烷等有机溶剂 难溶于水 在水中溶解度仅为0 006mg ml 不溶于石油醚 与糖结合成苷后的水溶性大大提高 但在脂溶性溶剂中溶解性降低 多烯紫杉醇是来自植物的抗肿瘤新药 为有丝分裂抑制剂 在临床上 多烯紫杉醇作为化疗药物已经广泛用于治疗肺癌 头颈部癌和食管癌等多种肿瘤 表明了较好的治疗效果 其通过促进细胞微管蛋白聚集和抑制其去多聚化而使细胞发生G2 M期阻滞 另外该药还有促进细胞凋亡的作用 是比较理想的放疗增敏药物 药理作用 紫杉醇对动物移植性肿瘤B16 Lewis肿瘤 P388和C38等癌细胞有较强抑制生长作用 对KB细胞集落形成的抑制强度超过长春新碱和秋水仙碱 还能使肝癌 乳腺癌 子宫癌 白血病 淋巴癌等癌细胞自然死亡 且癌细胞株自然死亡率随紫杉醇浓度升高而增加 它是20世纪90年代国际上抗癌药三大成就之一 它的化学结构新颖 抗癌作用机理独特 其适应症为转移性卵巢癌和乳腺癌 对食道癌和肺癌等也有一定疗效 并且不会导致外周神经病恶化 远期骨髓毒性以及其他远期不良反应 因此它是化学 化工及医学中非常有用的一种物质 目前已有研究表明该药具有良好的放疗增敏作用 这个浓度远低于细胞毒性作用所需要的水平 多烯紫杉醇通过诱导肿瘤细胞发生G2 M期阻滞和促进细胞凋亡来实现其增敏作用 而射线作用于肿瘤细胞后最终也使细胞发生凋亡 1992年12月美国FDA正式批准紫杉醇用于治疗转移性卵巢癌 后又批准用于转移性乳腺癌 100公斤紫杉醇大约能治疗5万多个肿瘤病人 现在国际市场上1公斤紫杉醇的最低价格是26 5万美元 紫杉醇的来源 紫杉又名红豆杉 赤柏松 为紫杉科紫杉属长绿针叶乔木 是世界珍稀濒危物种 国家一级保护植物 因其药用价值巨大 世界各国将其列为 国宝 素有 植物黄金 之称 目前在我国共有4个种和1个变种 即云南红豆杉 西藏红豆杉 东北红豆杉 中国红豆杉和南方红豆杉 变种 但在我国资源并不丰富 紫杉醇在野生红豆杉植株中含量很低 即使是含量最高的部位 树皮中也只有万分之二左右 如果以红豆杉树皮为原料 每提取1公斤紫杉醇就要活剥10吨树皮 美国的太平洋红豆杉资源比中国多 早在1992年美国政府就颁布法令 砍一棵红豆杉罚款1万美元 因此 国外就有人到中国来收购红豆杉树皮 20世纪90年代初期 在云南曾刮起一股滥砍滥伐的歪风 当地的野生红豆杉几乎遭受灭顶之灾 红豆杉生长缓慢 要上百年才能成材 而1公斤树皮只卖5元钱 1994年 中国医学科学院药物研究所有关专家会同中国科学院的专家 在一次保护野生红豆杉资源专题会议上向林业部建议我国亦应颁布保护这种野生资源的法令 1995年野生红豆杉被列为国家一级保护植物 相当于 植物中的大熊猫 严禁砍伐 紫杉醇来源的最新设想 目前生产紫杉醇的原料主要是红豆杉树皮 而红豆杉是世界濒危的珍稀保护物种 所以要在地球上得到紫杉醇非常难 由于太空环境如微重力 高真空等条件与地面环境有天壤之别 可以将紫杉醇菌带到宇宙飞船中 实验证明 在太空特殊环境的 洗礼 中 紫杉醇产生菌不但能够存活 而且它的繁殖速度可以比地面高出许多倍 这就有望彻底解决紫杉醇来源稀有的难题 从自然资源中提取药物 造福患者 本是件治病救人的好事 但如何在药物开发和保护自然资源之间寻求平衡 这是我们今天必须面对的现实问题 完全从生物中提取是远远不够的 而且破坏生态环境 这要求我们必须经过另外的一条道路 什么道路呢 现今可以选择的道路 1 生物合成2 利用紫杉树的细枝 叶等可再生材料 提取初级原料 再人工半合成生产紫杉醇3 有机化学合成 生物合成 1植物组织培养植物组织培养利用植物细胞全能性 可利用红豆杉植株嫩茎 针叶 树皮 形成层 假种皮 胚等作为外植体进行培养 从而形成大量的提取原料 目前国内外有很多报道 取得了显著成果 A红豆杉组培苗的生产 选取红豆杉优良品种 优质器官 紫杉醇含量 作为外植体 接种于培养基中经过愈伤组织形成 生根 幼苗芽从形成等步骤 在实验室可获得大量的组培苗 经过基质移栽 练苗 检查疫后成为生产用苗 其数量是相当巨大的 B红豆杉细胞培养 利用组织培养技术对红豆杉细胞培养 直接分离得到紫杉醇 这是一条很有发展潜力的获取紫杉醇的途径 现已有9种红豆杉植物建立了细胞悬浮培养系统 培养技术的研究取得了很大进展 细胞悬浮培养 培养基大多使用B5培养基 碳源大多为蔗糖 果糖对紫杉醇含量的提高有一定的作用 而半乳糖对细胞生长作用显著 高浓度蔗糖 40g L 能提高培养细胞紫杉醇的含量有利于细胞生长 2微生物生产 Stierle等从短叶红豆杉韧皮部分离到一种寄生真菌 Taxomycesandreanae 可以在特定的培养基中产生紫杉醇及其相关化合物 但由于目前产量极低 还未能在生产中得到应用 通过改变培养条件和应用重组DNA技术 可望提高紫杉醇的产量 由于根是除树皮外紫杉醇含量较高的器官 人们利用发根农杆菌 Agrobacteriumrhizogenes 侵染红豆杉植物外植体诱导生根 通过此培养系统进行紫杉醇生产的尝试 因为这一培养系统无需外援激素 发根生产迅速 遗传性状稳定而受到重视 积极寻找能合成紫杉醇或其类似的微生物 从微生物的合成途径中定位关键酶和克隆相关基因 将比对植物的研究有更大的意义 3使用生物工程法来合成 利用生物工程的方法大规模生产紫杉醇是使用生物工程手段 培育 筛选出可大量产生紫杉醇的菌株 通过对它们不断地扩充培养 实现在培养基里 无限制地 生产紫杉醇 而无须再去砍伐自然界已所剩无几的红豆杉树 实例 目前已从一棵百年红豆杉的树皮中分离 筛选出一株紫杉醇产生量十分可观的菌种 命名为HQD33 然后利用化学 物理等多种方法多次诱变 优化其基因结构 再利用生物工程的手段进行处理 最终培育构建出在每升培养液中可产出448 52微克紫杉醇的高产菌株 人工半合成 为了保护紫杉树珍贵的资源 避免大量采集紫杉树树皮造成资源破坏 应将目标瞄向了利用可再生资源进行紫杉醇的生产 百时美施贵宝公司在充分保证泰素产品质量的前提下 1994年 他们成功地利用紫杉树的细枝 叶等可再生材料 提取初级原料 再人工半合成生产紫杉醇 其半合成生产方法获得了美国FDA的批准 从此 太平洋紫杉树不再被破坏性采集 泰素的持续生产供应也得到了保障 有机合成 紫杉醇分子结构复杂 具有特殊的三环 6 8 6 碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基 其全合成引起国内外许多有机化学家的兴趣 先后共有30多个研究组参与研究 实属罕见 经20多年的努力 于1994年才由美国的R A Holton与K C Nicolaou两个研究组同时完成紫杉醇的全合成 后来 S T Danishefsky 1996年 P A Wen der 1997年 T Mukaiyama 1998年 和I Kuwaji ma 1998年 4个研究组也完成这一工作 6条合成路线虽然各异 但都具有优异的合成战略 把天然有机合成化学提高到一个新水平 有机合成的步骤 二紫杉醇生产工艺 工艺流程分三个阶段 合成紫杉醇的侧链 或前体物 选择性保护母环巴卡亭III或10 DAB 使侧链与母环发生酯化反应去除保护基得到紫杉醇 5 5扑热息痛的合成工艺 1概述解热镇痛药是临床上常用的一类药物 有的已人工合成100多年 至今仍被广泛使用 如阿司匹林 此类药物种类繁多 有水杨酸类 酚类和乙酰苯胺类等 它们能使体温降至正常水平 并可解除某些躯体疼痛 其解热原理是作用于下丘脑的体温调节中枢 通过皮肤血管扩张 散放出汗 而使升高的体温恢复正常 扑热息痛 对乙酰氨基酚 Paracetamol Acetaminophen 属于乙酰苯胺类解热镇痛药 扑热息痛于本世纪40年代开始在临床上广泛使用 现已收入各国药典 尤其是自60年代 发现非那西丁 Phenacetin 对肾小球及视网膜有严重毒副作用以来 逐渐形成了以扑热息痛代替非那西丁的局面 截止到2004年 我国的扑热息痛中间体 对氨基苯酚的产量已达到3万吨以上 扑热息痛 化学名为对乙酰氨基苯酚 结构式为 本品为白色 类白色结晶或结晶性粉末 无臭 味微苦 在热水或乙醇中易溶 在丙酮中溶解 在水中微溶 熔点为168 172 扑热息痛系乙酰苯胺或非那西丁在体内的代谢产物 它的解热镇痛作用与非那西丁相仿 其解热效果与阿司匹林相似 但消炎效果较阿司匹林差 口服后吸收较迅速 在血液中的浓度能较快地达到蜂值 约0 5 1h 在体内代谢产物主要为葡萄糖醛酸盐及少量硫酸盐 自尿中排出 扑热息痛对胃无刺激作用 故胃病患者宜用 无阿司匹林的过敏反应 婴儿 儿童及妇女用于退烧 镇痛较为安全 至目前为止 未见有明显的危害和致病性的报道 可用于治疗发热 头痛 关节痛 肌肉痛和神经痛等 2扑热息痛的合成路线 由反合成分析知 合成对氨基苯酚是合成扑热息痛的关键 本节将着重介绍对氨基苯酚的几种合成路线 2 1以对硝基苯酚钠为原料的合成路线 对硝基苯酚钠也是染料和农药中间体 其合成方法较成熟 产量很大 成本低廉 可由氯苯经硝化和水解等反应制得 对硝基苯酚钠经酸化 还原和酰化可制得扑热息痛此路线反应经典 适合大生产 但原料供应常常受染料和农药生产的制约 有时很紧张 制备对硝基苯酚钠的中间体对硝基氯苯毒性又很大 且用铁屑 盐酸还原后 产生的铁泥在 三废 防治和处理上也存在困难 此法是目前我国扑热息痛生产采用的方法 2 2以苯酚为原料的合成路线 1 苯酚亚硝化法苯酚在0 5 下与亚硝酸钠和硫酸反应 生成对亚硝基苯酚 再经还原可得对氨基苯酚 此法较成熟 收率为80 85 但使用硫化钠作还原剂 成本嫌高 2 苯酚硝化法 由苯酚硝化可得对硝基苯酚 反应时需冷却 0 5 且有二氧化氮气体产生 因此 设备要求较高 3 苯酚偶合法 本法原料易得 收率可达95 98 但氢解反应需用昂贵的钯 炭作催化剂 从成本考虑 这条路线并不理想 2 3以硝基苯为原料的路线 硝基苯价廉易得 它可由铝屑还原或电解还原或催化加氢等方法直接还原成中间体对氨基苯酚 工艺流程较短 值得探讨 早在1979年 HartingChemicals公司就建成了电解还原法生产对氨基苯酚的生产装置 这类反应经苯基羟胺 苯胲 中间体 由Bamberger重排 1894 完成 1 铝屑还原法 苯胲是中间产物 不分离 此路线流程短 所得对氨基苯酚质量较好 副产物氢氧化铝可通过加热过滤回收 2 电解还原法 此法也是经苯胲一步合成对氨基苯酚 一般采用硫酸为阳极溶剂 铜作阴极 铅作阳极 反应温度为80 90 其优点是可对还原过程进行控制 收率较高 副产物少 除日本某些公司采用外 本法在工业生产中应用不多 一般仅限于实验室合成或中型规模生产 原因是电解设备要求高 须用密闭电解槽防止有毒的硝基苯蒸气溢出 且电极腐蚀较多等 但在电力资源充足 成本可进一步降低的情况下 用该法是可行的 3 催化加氢法 此法同样是经苯胲一步合成对氨基苯酚 但苯胲能继续还原为苯胺 这是本法最主要的副反应 其副产物生成量约为10 15 铁 镍和钴等金属有利于苯胲转化成苯胺 而铝 硼和硅等元素及其卤化物可使硝基苯加速转化成对氨基苯酚 并使苯胺的生成量降至最少 苯胺等副产物可加少量氯仿或氯乙烷处理除去 本法一般采用活性炭负载的贵金属作催化剂 如铂 钯或铑等 反应可在常压或低压下进行 此外 还可以用铂 钌复合催化剂 它可部分抑制副反应 苏联专利报道了以硫化物 如PtS2 C 为催化剂的方法 Kopper公司则采用MoS3 C作催化剂 其优点是价格便宜 不易中毒 可多次循环使用而不丧失活性 等等 实际上 如能解决反应的选择性问题 分离问题和催化剂的寿命与套用问题 硝基苯一步催化加氢法在氢源充足的地域是最好的合成对氨基苯酚的方法 扑热息痛的合成路线总结 3对氨基苯酚的生产工艺 3 1对硝基苯酚的制备 1 工艺原理对硝基苯酚钠用酸中和 即析出对硝基苯酚 它易溶于热水中 因此向对硝基苯酚钠中加入强酸 中和到pH 4以后 放置冷却 可使对硝基苯酚结晶析出 2 工艺过程 配料比 对硝基苯酚钠 65 工业盐酸 水 1 0 5 1 77 质量 操作方法 在酸化釜中加入水及部分盐酸 开动搅拌后将对硝基苯酚钠加入 搅拌下加热到48 50 滴加盐酸 调pH2 3后 升温至75 复调pH2 3 保温0 5h后降温到25 放料 过滤 得对硝基苯酚湿品 冷却速度宜低 以防结晶挂壁 3 2对氨基苯酚的制备 1 工艺原理用铁屑将对硝基苯酚还原为对氨基苯酚 2 工艺过程 配科比 对硝基苯酚 湿品 工业盐酸 铁粉 60 80目 上批母液 亚硫酸氢钠 活性炭 1 0 23 0 88 0 11 0 031 0 067 质量 操作方法 向反应釜中投入约一半量的母液 开动搅拌加热升温到80 加入约1 4 1 3量的铁粉及盐酸全量 继续升温至95 分批投入对硝基苯酚和铁粉 通过渗圈实验 方法 用试棒沾取反应液滴在洁净滤纸上 观察尚未反应的对硝基苯酚的黄色渗圈 可以据此判断反应终点 观察反应终点 达到终点后 用母液或水使体积增加1倍 然后用碳酸钠调pH7 5 8 0 加活性炭 搅拌脱色10min 静置0 5h后放料过滤 滤液中加亚硫酸氢钠 冷却至40 后 转入结晶釜中 温度降至30 时离心分离 得对氨基苯酚粗品 上述粗品再用热水溶解 加入活性炭脱色 冷却结晶 抽滤得精品 再用气流干燥得成品对氨基苯酚 4扑热息痛的生产工艺 1 工艺原理对氨基苯酚与醋酸或醋酐加热脱水 生成扑热息痛 可逆反应 采用蒸馏除水的方法可以使反应趋于完全 提高收率 由于该反应在较高温度下 148 进行 未酰化的对氨基苯酚有可能与空气中的氧气作用 生成亚胺醌及其聚合物等 致使产品变成深褐色或黑色 故通常需加入少量抗氧剂 如亚硫酸氢钠等 此外 对氨基苯酚也能缩合 生成深灰色的4 4 二羟基二苯胺 主要的副反应 生产上一般采用稀醋酸 35 40 与醋酐混合使用 即套用回收的稀醋酸 蒸馏脱水 再加入冰醋酸回流去水 最后加醋酐减压蒸出稀醋酸 通过测定对氨基苯酚的剩余量和反应液的酸度来控制反应终点 另外 酰化时 采用适量的分馏装置严格控制蒸馏速度和脱水量 是反应的关键 也可利用三元共沸的原理把酰化生成的水及时蒸出 使酰化反应完全 2 工艺过程 配料比 对氨基苯酚 冰醋酸 母液 含酸 50 1 1 1 质量 操作方法 将物料投入酰化釜 用夹套蒸气加热至110 左右 回流反应4h 控制蒸出稀酸速度为每小时蒸出总量的1 10 待内温升至130 以上 取样检验对氨基苯酚残留量50 转入结晶釜结晶 离心 先用少量稀酸洗 再用大量水洗至滤液近无色 得扑热息痛粗品 搅拌下将扑热息痛粗品 水及活性炭加热至沸腾 调节pH5 0 5 5 保温5min 将温度升至100 时 趋热压滤 除去活性炭 滤液冷却结晶 加适量焦亚硫酸钠 离心 滤饼用大量水洗至近无色 再用蒸馏水洗涤 离心脱水 干燥得扑热息痛成品 滤液经浓缩 结晶 离心后再精制 5 6布洛芬的合成工艺 6 1概述 布洛芬 Ibuprofen Brufen 的化学名为2 4 异丁基苯基 丙酸 化学结构如下 本品为白色结晶性粉末 稍有特异臭 几乎无味 几乎不溶于水 易溶于甲醇和丙酮等有机溶剂及碱液中 熔点74 5 77 5 布洛芬是一种非甾体消炎镇痛药 其消炎 镇痛和解热作用比阿司匹林大16 32倍 与一般消炎镇痛药相比 其作用强而副作用小 对肝 肾及造血系统无明显副作用 特别是对胃肠道的副作用很小 这是布洛芬的优势 适用于治疗风湿性关节炎 类风湿性关节炎 骨关节炎 强直性脊椎炎 神经炎 咽喉炎和支气管炎等 布洛芬是1967年由英国试制成功并首先生产的 此后日本 加拿大 联邦德国和美国等国家相继投产 1972年 国际风湿病学会推荐本品为优秀的风湿病药品之一 1975年后 国内有厂家开始试制生产 2布洛芬的合成路线 2 1以异丁苯 衍生物 为原料 1 异丁苯与乳酸衍生物反应 一步法 乳酸对甲苯磺酸酯与异丁苯在过量的AlCl3存在下一步反应生成布洛芬 主要缺点是产物中有大量的异构体 产品质量差 收率低 2 格氏反应法 用异丁苯的衍生物为原料 经格氏反应合成布洛芬 收率较高 但需用格氏试剂 反应条件苛刻 大多数原料须自制 所用试剂价格昂贵 乙醚易燃易爆不适合工业化生产 3 氰化物法 以对异丁基苯乙腈为中间体 经甲基化 水解得布洛芬 其中氯甲基化 氰化步骤中所用原料均有毒性 故操作要求较高 且存在设备腐蚀和 三废 问题 2 2以乙苯为原料 以乙苯与异丁酰氯为原料经酰化 溴化 氰化 水解和还原制备布洛芬 原料较贵 工业化价值不大 2 3以异丁基苯乙酮为原料 异丁基苯乙酮与氯仿在相转移催化剂存在下反应 产物再经氢解制得布洛芬 反应条件要求较高 副反应也较多 2 4环氧羧酸酯法 布洛芬的工业生产方法 是目前国内采用的主要方法 异丁苯与乙酰氯经傅 克反应得异丁基苯乙酮 再与氯乙酸异丙酯发生Darzens缩合 产物经水解 中和及脱羧反应制得异丁基苯丙醛 异丁基苯丙醛经氧化或经成肟 消除再水解成布洛芬 各步反应收率都比较高 其中醛肟法不存在氧化法的 三废 问题 更适合工业生产 Darzens反应 反应机理 3布洛芬的生产工艺 3 14 异丁基苯乙酮的合成 1 工艺原理在三氯化铝的催化下 乙酰氯与异丁苯发生傅 克酰化反应 由于异丁基是体积较大的邻对位定位基 乙酰基主要进入其对位 生成4 异丁基苯乙酮 反应需无水操作 2 工艺过程 将计量好的石油醚 三氯化铝加入反应釜内 搅拌降温至5 以下 加入计量的异丁苯 其间控制釜内温度 5 再加入计量的乙酰氯 搅拌反应4h 将反应液在10 下压入水解釜中 滴加稀盐酸 保持釜内温度不超过10 搅拌0 5h后 静置分层 有机层为粗酮 水洗至pH6 减压蒸馏回收石油醚后 再收集130 2kPa馏分 即为4 异丁基苯乙酮 收率80 3 22 4 异丁苯基 丙醛的合成 1 工艺原理第一步反应为Darzenes缩合 产物经水解 脱羧和重排得到2 4 异丁苯基 丙醛 2 工艺过程 缩合 将异丙醇钠压入缩合釜中 搅拌下控温至15 左右 将计量的4 异丁基苯乙酮与氯乙酸异丙酯的混合物慢慢滴入 于20 25 反应6h后 升温至75 回流反应1h 水解 冷水降温 压入水解釜 将计量的氢氧化钠溶液慢慢加入 控制釜内温度不超过25 搅拌水解4h后 先常压再减压蒸醇 加入热水 于70 搅拌溶解1h 酸化脱羧 将3 4 异丁苯基 2 3 环氧丁酸钠压入脱羧釜中 慢慢滴加计量的盐酸 控制釜内温度60 加毕 物料温度升至100 以上 回流脱羧3h后降温 静置2h分层 有机层吸入蒸馏釜 减压蒸馏 收集120 128 2kPa馏分 即得2 4 异丁苯基 丙醛 收率77 80 2 4 异丁苯基 丙醛不稳定 要及时转入下一步反应 脱羧液水层经静置后尚存少量油层 应予回收 水层取样分析 测化学需氧量 达标后排放 减压蒸馏所剩残渣 再进行提取 以回收所含2 4 异丁苯基 丙醛 在脱羧反应中 常产生大量泡沫 应注意慢慢加酸 以防止冲料 3 3布洛芬的合成 1 工艺原理2 4 异丁苯基 丙醛制布洛芬有两种方法 其一为氧化法 即用重铬酸钠氧化 其二为醛肟法 即先使羟胺与2 4 异丁苯基 丙醛反应 得中间体2 4 异丁苯基 丙醛肟 再经消除和水解等反应制得布洛芬 醛肟法方法由于不使用重铬酸钠 后处理更方便 还避免了环境污染等问题 此外 以水作溶剂 操作安全 该法已应用于制药工业生产 2 工艺过程 氧化法 将重铬酸钠溶于定量的水中 开真空吸入氧化剂配制釜 搅拌使之全溶 压入氧化反应釜 搅拌下降温 将计量的浓硫酸慢慢滴入反应釜 滴毕继续降温 备用 待氧化反应液温度降至5 以下时 将计量的丙酮和2 4 异丁苯基 丙醛的混合液于搅拌下慢慢滴至反应釜中 保温25 加完继续反应1h 直至反应液呈棕红色 为终点 加入焦亚硫酸钠水溶液 使反应液呈蓝绿色 将上述反应液吸入丙酮回收釜中 蒸馏 直到蒸不出丙酮为止 残留物中加入定量的水和石油醚 搅拌0 5h后静置分层 水层用石油醚提取两次 油层水洗至无Cr3 为止 石油醚中加入配制好的稀碱液 搅拌15min后静置0 5h 碱层分入钠盐贮罐 再将计量的水加入石油醚层 搅拌15min后静置0 5h 水层并入钠盐贮罐 有机层吸入石油醚回收罐 水层物料加到酸化釜 保持温度35 45 滴加盐酸 调节pH为1 2 此时析出布洛芬油层 降温至5 复测pH仍为2 3 继续降温 固化 结晶 离心 即得粗制布洛芬 收率 90 粗品再经溶解 脱色 结晶 离心和干燥 即得精品布洛芬 5 7利多卡因的合成工艺 1概述 利多卡因 Lidocaine 通用名为Lignocaine 化学名称为N 2 6 二甲苯基 2 二乙氨基 乙酰胺 其盐酸盐一水合物的结构式为 理化性质 利多卡因盐酸盐为白色结晶性粉末 无臭 味苦 继而有麻木感 极易溶于水及乙醇 mp75 79 利多卡因是可卡因的衍生物 是局部麻醉药物 其局麻作用 穿透能力 扩散性和持续时间均为普鲁卡因的1倍 安全范围较大 传统上主要用于阻滞麻醉及硬膜外麻醉 近年来本品成为治疗急性心肌梗塞 室性心律失常的主要药物 比其它抗心律失常药物的优越之处在于它作用时间短 不影响房室结传导 无负性肌力作用 最近又发现了某些新用途 如治疗眩晕症 耳呜 癫痫持续状态等 本品最常见的副作用是影响中枢神经系统 产生嗜睡 较严重的副作用是感觉异常 麻木 视力听力障碍和肌肉抽动 2利多卡因的合成路线 以间二甲苯为原料制得2 6 二甲基苯胺 再与氯乙酰氯及二乙胺缩合制得利多卡因 此法是长期以来国内外采用最多的合成路线 3利多卡因的生产工艺 3 12 6 二甲基硝基苯的合成 1 工艺原理 间二甲苯用混酸硝化 得到邻对位产物 目标产物通过蒸馏分出 2 工艺过程 配料比 间二甲苯 混酸 56 5 硫酸 28 5 硝酸 15 水 1 2 08 wt 操作方法 将间二甲苯冷却至10 以下 分批加入冷却后的混酸 第一阶段保持温度15 17 3h加完 第二阶段保持温度17 25 2h内加完 最后阶段保持25 30 1h加完 加毕 于30 下保温搅拌2h 静置分层 分出上层硝化物 水洗至刚果红试纸不显酸性为止 减压蒸馏 收集105 145 110mmHg粗馏分 再将其减压精馏 收集100 110 100mmHg的馏分为2 6 二甲基硝基苯 收率9 3 22 6 二甲基苯胺的合成 1 工艺原理 2 工艺过程 配料比 2 6 二甲基硝基苯 铁粉 盐酸 水 1 1 0 15 2 mol 操作方法 搅拌下将铁粉徐徐加入水和盐酸中 加热回流15min 缓缓滴加2 6 二甲基硝基苯 约4h加完 补加盐酸 回流反应12h 检查还原完全后 降温至60 以下 加碳酸钠溶液 再加水稀释 加热蒸馏至馏出液无油珠为止 分取馏出液油层 用固体碱干燥 得2 6 二甲基苯胺 收率95 3 32 6 二甲基氯代乙酰苯胺的合成 1 工艺原理 本反应是用氯乙酰氯对2 6 二甲基苯胺的氨基进行酰化 2 工艺过程 配料比 2 6 二甲基苯胺 氯乙酰氯 苯 1 1 1 8 wt 操作方法 将无水苯及2 6 二甲基苯胺溶于一定量的冰醋酸中 冷却至10 后 搅拌下缓缓滴加氯乙酰氯 温度不超过30 一次加入适量半饱和醋酸钠溶液 搅拌反应1h 再保温回流反应8h 冷却结晶 离心 得到2 6 二甲基氯氮代乙酰苯胺粗品 水洗后干燥 mp 138 收率75 3 4利多卡因碱的合成 1 工艺原理 SN2反应 2 工艺过程 配料比 2 6 二甲基氯代乙酰苯胺 二乙胺 苯 1 1 25 4 5 wt 操作方法 将2 6 二甲基氯代乙酰苯胺和二乙胺溶于无水苯 搅拌15min 加热回流6 7h 回收大部分苯后冷却 析出盐酸二乙胺结晶 过滤 用苯洗涤结晶 苯层用3mol L盐酸提取两次 合并酸提取液 加入活性炭 加热脱色过滤 滤液冷却后加30 氢氧化钠溶液 直至沉淀不再增加 将沉淀 有时为油状物 溶于乙醚 无水碳酸钾干燥后蒸出乙醚 残留的粗品进行真空分馏 控制温度间距在1 2 内 得利多卡因碱 mp68 69 收率76 3 5利多卡因盐酸盐的合成 1 工艺原理 2 工艺过程 配料比 利多卡因碱 试剂盐酸 氯化氢 丙酮 1 0 12 适量 2 5 wt量比 操作方法 将利多卡因碱溶于试剂盐酸中 加丙酮搅拌溶解 通氯化氢至pH4 加活性炭加热回流30min 压滤 滤液冷却 结晶 干燥 得利多卡因盐酸盐 收率为81 5 总收率4 以间二甲苯计 4工艺改革及综合利用 4 1工艺改革以上2 6 二甲基苯胺与氯乙酰氯缩合法是合成利多卡因的经典方法 但在制备氯乙酰氯时 常用氯乙酸与氯化亚砜或三氯化磷反应 放出大量酸性气体 于环保不利 改进法是以N N 二乙胺基乙酸甲酯在甲醇钠存在下与2 6 二甲基苯胺反应合成利多卡因 4 2综合利用 制备利多卡因的第一步是硝化 在硝化过程中 因为受空间位阻等因素的影响 硝基主要进入间二甲苯的4位 在实际生产中 由于各种因素的影响 副产物4 硝基 1 3 二甲苯所占比例往往较高 一般占硝基物总产量的80 90 为了充分利用原材料 可用其合成治疗慢性支气管病的药物杜鹃素和紫花杜鹃素 这样可物尽其用 与利多卡因配料联产 可降低生产成本 增加药物品种 紫花杜鹃素的合成路线如下 5 7磺胺甲噁唑的合成工艺 1概述 磺胺甲噁唑 新诺明 Sulfamethoxazol Sinomin 化学名为N 5 甲基 3 异噁唑基 4 氨基苯磺酰胺 N 5 methyl isoxazol 3 yl 4 sulfanilamide 简称SMZ 化学结构为 理化性质 为白色结晶粉末 无臭 味微苦 溶于稀酸和稀碱 熔点168 172 作为磺胺类药物 新诺明抗菌谱广 抗菌作用强 对大多数革兰氏阳性及阴性菌有抑制作用 适用于呼吸系统 消化系统 泌尿系统和软组织等感染 排泄慢 半衰期长 与甲氧苄氨嘧啶合用可产生协同作用 由于抗生素的发展换代 其使用范围正在缩小 但由于疗效确切 用药成本低 仍为国家基本药物 2磺胺甲噁唑的合成路线 由反合成分析知 磺胺甲噁唑的合成可以有两种途径 2 1磺胺钠盐法 切断法b 由于磺胺钠盐为合成其它磺胺药物的原料 其合成方法已经成熟 所以本路线的关键就在于3 氯 5 甲基异噁唑的制备 在合成3 氯 5 甲基异噁唑时 硝基物中间体不稳定 蒸馏时易分解爆炸 在合成新诺明的反应中 异噁唑的3位的反应活性低 而且在强碱性条件下异噁唑环易开环破坏 使这条路线的应用受到限制 2 2苯磺酰氯法 切断法a 本法的关键在于中间体3 氨基 甲基异噁唑的合成及最后缩合反应的条件的控制 1 3 氨基 5 甲基异噁唑的合成 剖析3 氨基 5 甲基异噁唑的结构可知 它是以1 3位上带有活性基团的丁烷衍生物为原料 先形成碳 氮键再环合而得 在直链丁烷衍生物的3位上需带有卤原子 羰基或叁键等活性功能基 以便闭环时形成碳 氧键 在1位上则须有能形成碳 氮键和能形成氨基的取代基 如氰基等 这种丁烷衍生物可以是丁烯腈的衍生物 如alpha beta 二溴丁腈 beta 溴代丁烯腈和丁炔腈等 在结构上含有氮 氧键结构的最简单化合物是羟胺和羟胺的酰基衍生物 如羟基脲 于是以下化合物就成了3 氨基 5 甲基异噁唑切断后的合成等价物 以丁烯腈为原料 就羟胺而言 尽管氨基氮的亲核能力比羟基氧强 但在此反应中 这种差异还不足以使选择性足够好 在碱性条件下 使用羟胺的酰基衍生物 比如羟基脲 可以使收率提高到75 此法路线较短 收率较高 但羟基脲的价格较高 使得这条路线实用意义不是很大 以丁炔腈为原料 此法路线短 收率可以达到71 但丁炔腈难得 价高 限制了它的应用 以乙酰乙腈为原料 此法综合收率可以达到70 左右 但存在原料供应问题 以乙酰丙酮酸酯为原料 丙酮酸酯可由丙酮与草酸酯缩合制得 尽管步骤较长 收率不高 但此路线仍是工业上合成3 氨基 5 甲基异噁唑的主要方法 2 磺胺甲噁唑的合成 磺胺甲噁唑可由3 氨基 5 甲基异噁唑与乙酰氨基苯磺酰氯或二苯基脲磺酰氯反应再水解脱保护制得 这两个方法收率相当 生产上都有采用 33 氨基 5 甲基异噁唑的生产工艺 以草酸甲酯或乙酯与丙酮为起始原料 经缩合 羟胺闭环和氨解得到5 甲基异噁唑 3 酰胺 再经Hofmann降解 可合成3 氨基 5 甲基异噁唑 3 15 甲基异噁唑 3 甲酰胺的合成 2 乙酰丙酮酸甲酯的合成 工艺原理 甲醇钠作用下 丙酮转化为烯醇负离子 该负离子对草酸酯的羰基进行亲核加成 之后消除乙醇得到乙酰丙酮酸乙酯 乙酯通过与甲醇钠进行酯交换得到乙酰丙酮酸甲酯 反应条件与影响因素 水的存在可使醇钠转化为氢氧化钠 并导致草酸酯和产物酯水解 所以 丙酮和甲醇的含水量均要控制在0 5 以下 甲醇钠中游离碱 氢氧化钠 的含量控制在2 以下 丙酮略过量 草酸二乙酯 丙酮 1 1 155 可抑制副反应 反应温度宜 50 否则产生聚合倾向 酯在酸性和碱性条件下都能水解 所以酸化时温度宜 10 时间以10 15min为宜 3 5 甲基异噁唑 3 甲酸甲酯的合成 工艺原理羟胺在酸催化下与乙酰丙酮酸甲酯的2位的羰基发生加成消除反应得到肟 之后 肟的羟基与4位的羰基发生加成反应得到半缩酮而闭环 半缩酮消除水得到目标产物 由于受到邻位甲氧羰基的影响 同4位羰基相比 2位的羰基更具亲电性 所以选择性较好 反应条件与影响因素 反应温度为70 2 此时选择性最好 溶剂采用甲醇或乙醇 副产物3 甲基异噁唑 5 甲酸甲酯的生成量较少 盐酸羟胺过量 过量1 10 这样更有利于5 甲基异噁唑 3 甲酸甲酯的生成 此反应可被酸催化 一般控制pH 3 4 4 5 甲基异噁唑 3 甲酰胺的合成 工艺原理酯的氨解 典型的亲核加成 消除反应 反应条件与影响因素 过量氨的存在有利于反应的进行 所以5 甲基异噁唑 3 甲酸甲酯与氨的摩尔比采用1 4 8 收率可以达到92 1 工艺过程含20 甲醇钠的甲醇溶液中加入草酸二乙酯和丙酮的混合液 草酸二乙酯 丙酮 28 甲醇钠 甲醇 1 0 1 155 1 5 0 95 于40 45 反应2h 冷却至10 以下 补加一部分甲醇 为草酸二乙酯与丙酮质量和的