CN106565616A - 一种抗菌兽药磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于治疗由敏感菌引起的动物疾病的兽药磺胺间甲氧嘧啶钠的制备,通过在缩合反应步骤引入无水路易斯酸催化剂无水氯化钙,以4‑甲氧基‑2‑氨基嘧啶作为反应原料,在有机碱性溶剂中,通过先加入4‑甲氧基‑2‑氨基嘧啶和催化剂,随后分批次加入对乙酰氨基苯磺酰氯,不仅能起到控制反应体系中水分始终处于较低水平,同时还可以有效活化反应底物,从而实现了缩合反应在较高温度下,短时间内获得纯度在98%以上的中间体产品,收率可达95%以上;再经过水解、脱色以及在特定的混合结晶溶剂中进行结晶操作,可以获得纯度达到99%以上的目标产品磺胺间甲氧嘧啶钠,缓解了现有技术中对于动物抗菌类兽药的需求。

Description

一种抗菌兽药磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于治疗由敏感菌引起的动物疾病的兽药磺胺间甲氧吡啶钠的制备方法。
背景技术
磺胺间甲氧吡啶钠是一种长效磺胺类药物,是体内外抗菌作用最强的新磺胺药,其作用是主要通过细菌的叶酸代谢而抑制其生长繁殖,目前被广泛作为抗菌类兽药使用。对球虫、弓形体虫、住白细胞虫等有显著作用。内服吸收良好,血中浓度高,维持作用时间近24h。乙酰化率低,酰化物溶解度大,不易引起结晶尿和血尿,与甲氧苄啶合用疗效增强。主要用于治疗和预防各种敏感菌引起的呼吸道、消化道、泌尿道感染及球虫病、猪弓形虫病、猪水肿病、鸡住白细胞虫病、猪萎缩性鼻炎。局部灌注可治疗乳腺炎和子宫内膜炎;水产类敏感菌所致的肺炎,出血性败血症。
现有技术中,对于磺胺间甲氧吡啶钠的合成主要采用如下的方法进行制备:(1)以丙二酸二乙酯和甲酰胺为反应原料,先后经过环合、溴化、氯化获得溴化氯代嘧啶中间体化合物,上述中间体化合物再与对乙酰氨基苯磺酰胺进行缩合反应后,再与甲醇钠反应对嘧啶环上的卤素原子进行甲氧化后,再通过水解反应制备磺胺吡啶钠产品;(2)直接以磺胺-6-氯吡啶为反应原料,在固体碱催化剂的存在下与甲醇钠进行甲氧化反应,然后进行水解获得磺胺间甲氧嘧啶钠产品。
现有技术的上述合成工艺中,工艺(1)不仅工艺繁琐,收率较低,同时反应过程中还多次涉及有毒化学试剂,不符合目前工业生产的要求;工艺(2)中涉及的方法,虽然反应线路较短,但是反应直接以价格昂贵的磺胺-6-氯吡啶作为反应原料,其工艺成本高,相比直接购买目标产品并无太多成本上的优势,并且反应收率和产品纯度并没有得到较好的保证。
此外,现有技术中的为了克服上述缺陷,还可以采用4-甲氧基-2-氨基嘧啶作为反应原料,在有机碱性溶剂直接与对乙酰氨基苯磺酰氯直接进行缩合反应获得磺胺间甲氧吡啶中间体,再经过水解反应后获得目标化合物。虽然该反应路线简单,但是由于反应原料对乙酰氨基苯磺酰氯易于水解,因而对于反应中水的含量有精确的控制要求要求极高,并且反应也不能在较高温度条件下进行,防止副反应发生造成副产物较多影响反应收率,此外,由于反应温度较低,相应地反应时间基本在10-20小时以上,反应时间长相应地副反应也同样增加,因此,采用直接缩合的方法,只能在反应收率和反应效率之间选择二者的平衡,无法达到高收率和高效生产的目的。
为了克服现有技术中的上述缺陷,本发明创造性的发现,通过在缩合反应步骤引入无水路易斯酸催化剂无水氯化钙,以4-甲氧基-2-氨基嘧啶作为反应原料,在有机碱性溶剂中,通过先加入4-甲氧基-2-氨基嘧啶和催化剂,随后分批次加入对乙酰氨基苯磺酰氯,不仅能起到控制反应体系中水分始终处于较低水平,同时还可以有效活化反应底物,从而实现了缩合反应在较高温度下,短时间内获得高纯度中间体,中间体产品收率可达95%以上,纯度达到98%以上,再经过水解 、脱色以及在特定的混合结晶溶剂中进行结晶操作,可以获得纯度达到99%以上的目标产品磺胺间甲氧吡啶钠,缓解了现有技术中对于动物抗菌类兽药的需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中治疗由敏感菌引起的动物疾病的兽药磺胺间甲氧吡啶钠的生产工艺操作繁琐、反应时间长、收率低不符合工业化生产的需求,因此,提出一种工艺简单、高效、高收率制备高纯度抗菌兽药磺胺间甲氧吡啶钠的方法。
本发明提供一种抗菌兽药磺胺间甲氧吡啶钠的制备方法,其特征在于,包括如下反应步骤:(1)以有机碱作为反应溶剂,将4-甲氧基-2-氨基嘧啶先加入反应器中,温度加热至60-80℃,充分搅拌至4-甲氧基-2-氨基嘧啶充分溶解,随后在搅拌状态下,加入无水路易斯酸固体催化剂,然后在1小时的时间内再将对乙酰氨基苯磺酰氯分批加入反应器中,保持反应温度为60-80℃,充分反应2-5h,停止反应并过滤,将反应粗产品经后处理精制获得磺胺间甲氧嘧啶;
(2)将磺胺间甲氧嘧啶溶于水中,加热搅拌,加热至60℃,缓慢加入10%氢氧化钠溶液,调节pH至12-13,搅拌至磺胺间甲氧嘧啶完全溶解,加入活性炭脱色、过滤、除水、通过混合溶剂结晶,过滤干燥获得磺胺间甲氧嘧啶钠。
优选的,所述的步骤(1)反应中的无水路易斯酸固体催化剂为无水氯化钙。
优选的,所述的步骤(1)反应中的反应溶剂含水量低于0.5%,所述有机碱溶剂为吡啶,进一步优选为无水吡啶。
优选的,所述的步骤(1)反应温度为65-75℃,反应时间为4-4.5小时。
优选的,步骤(1)中反应物、反应溶剂和催化剂用量的物质的量之比为:n(4-甲氧基-2-氨基嘧啶):n(对乙酰氨基苯磺酰氯):n(反应溶剂):n(催化剂)为1:1.5-2.5:1:0.01-0.1。
优选的,步骤(1)中反应物、溶剂和催化剂用量的物质的量之比为:n(4-甲氧基-2-氨基嘧啶):n(对乙酰氨基苯磺酰氯):n(吡啶):n(催化剂)为1:2:1:0.05。
优选的,步骤(1)所述后处理精制步骤为将反应粗产品倒入吡啶4倍量的热水中,搅拌1小时,精制3小时,过滤,滤饼水洗至滤液澄清,烘干至恒重。
优选的,步骤(2)中磺胺间甲氧吡啶与水的质量比为0.5-1.5:1,所述结晶处理的混合溶剂为丙酮与乙醇的混合物,结晶溶剂与磺胺间甲氧吡啶的质量比为4-6:1,其中混合溶剂中丙酮与乙醇的质量比为3-5:1,进一步优选,丙酮与乙醇的质量比为5:1。
本发明提供的磺胺间甲氧吡啶钠的反应步骤如下:
步骤(1)
步骤(2)
有益效果:1.本发明在步骤(1)制备磺胺间甲氧嘧啶的反应中,创造性的加入无水路乙酸催化剂无水氯化钙,路易斯酸催化剂不仅在缩合反应过程中起到了催化对乙酰氨基苯磺酰氯与4-甲氧基-2-氨基嘧啶反应的作用,进一步提高了反应效率;同时预先将少量的无水氯化钙的加入反应液中进一步起到了对反应物4-甲氧基-2-氨基嘧啶和溶剂中水分的充分吸收作用,实现对反应体系中水分的有效控制,从而避免了反应中较多水分存在导致的反应副产物较多,相应地可以省去了对反应原料和溶剂进行大规模除水的操作,使得制备工艺更简便,成本更低。
2.本发明在步骤(1)制备磺胺间甲氧嘧啶的反应中,由于反应体系中事先加入了4-甲氧基-2-氨基嘧啶和无水路易斯酸催化剂,不仅保证了反应中处于无水状态,同时后加入对乙酰氨基苯磺酰氯,并且采用分批多次加入,反应进一步降低了每次加入反应体系中对乙酰氨基苯磺酰氯的水分,降低了其水解的概率,此外,在催化剂的存在下,在较高的反应温度下,起到了充分活化反应原料的作用,提高了反应效率,降低副反应发生的概率。
3.本发明由于在步骤(1)缩合反应中创造性的加入了催化剂,使得缩合反应可以在60-80℃的反应温度下进行,在2-5h内即可完成整个反应,有效地解决了现有技术中在较高温度下进行缩合反应反应副产物多产品收率低的问题以及低温反应时间要在10-20小时之间才能完成的缺陷,因而,本发明的工艺更加经济、高效,缩合步骤产品收率可达95%以上,纯度达到98%以上,更符合工业化生产的需求。
4.本发明的步骤(2)的结晶步骤,经过反复的研究创造性的发现了采用特定比例的丙酮和乙醇的混合物溶剂更有利于从成盐的粗产品中获得纯度达到99%以上的磺胺间甲氧吡啶钠产品,并且收率可达90%以上,相比传统的结晶溶剂效果更明显。
具体实施方式
实施例1:(1)将4-甲氧基-2-氨基嘧啶12.5g和无水吡啶7.9g加入带有搅拌装置的反应器中,温度加热至75℃,充分搅拌至4-甲氧基-2-氨基嘧啶充分溶解,随后在搅拌状态下,加入无水氯化钙0.555g,然后在1小时的时间内再将46.8g对乙酰氨基苯磺酰氯分批加入反应器中,投料完毕后,保持反应温度为75℃,继续反应4h,停止反应并过滤,将反应粗产品倒入吡啶4倍量的热水中,搅拌1小时,精制3小时,过滤,滤饼水洗至滤液澄清,烘干至恒重,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物27.5g,收率98.2%,纯度为99.5%。
(2)将27.5g磺胺间甲氧嘧啶溶于水中,加热搅拌,加热至60℃,缓慢加入10%氢氧化钠溶液,调节pH至12-13,搅拌至磺胺间甲氧嘧啶完全溶解,随后加入活性炭脱色、过滤、减压蒸馏除水,向蒸馏后粗产品中加入180g丙酮和乙醇的混合溶剂,其中丙酮和乙醇的质量比为5:1,冷却搅拌30分钟结晶,过滤干燥获得24.7g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.7%。
实施例2:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的反应温度调整为65℃,反应时间调整为4.5h,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物27.4g,收率为98.0%,纯度为99.5%;步骤(2)反应条件不变,获得24.5g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.8%。
实施例3:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的反应温度调整为70℃,反应时间调整为4.5小时,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物27.2g,纯度为99.1%;步骤(2)反应条件不变,获得24.1g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.3%。
实施例3:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的催化剂的用量调整为0.112g,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物26.9g,收率为96%,纯度为99.0%;步骤(2)反应条件不变,获得24.1g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.2%。
实施例4:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的催化剂的用量调整为1.0g,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物27.0g,纯度为99.1%;步骤(2)反应条件不变,获得24.3g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.0%。
实施例5:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的不加入反应催化剂,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物13.2g,收率47.1%,纯度为98.3%;步骤(2)反应条件不变,获得11.8g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.0%。
实施例6:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的催化剂无水氯化钙调整为等量的无水硫酸镁,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物15.6g,纯度为98.0%;步骤(2)反应条件不变,获得14.0g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.3%。
实施例7:其它反应条件不变,将实施例1中的步骤(1)的反应温度调整为80℃,反应时间调整为4h,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物26.8g,收率为95.7%,纯度为99.2%;步骤(2)反应条件不变,获得24.2g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.3%。
实施例8:(1)将4-甲氧基-2-氨基嘧啶12.5g和无水吡啶7.9g加入带有搅拌装置的反应器中,温度加热至75℃,充分搅拌至4-甲氧基-2-氨基嘧啶充分溶解,随后在搅拌状态下,加入无水氯化钙0.555g,然后在1小时的时间内再将46.8g对乙酰氨基苯磺酰氯分批加入反应器中,投料完毕后,保持反应温度为75℃,继续反应4h,停止反应并过滤,将反应粗产品倒入吡啶4倍量的热水中,搅拌1小时,精制3小时,过滤,滤饼水洗至滤液澄清,烘干至恒重,获得磺胺间甲氧嘧啶化合物27.5g,收率98.2%,纯度为99.5%。
(2)将27.5g磺胺间甲氧嘧啶溶于水中,加热搅拌,加热至60℃,缓慢加入10%氢氧化钠溶液,调节pH至12-13,搅拌至磺胺间甲氧嘧啶完全溶解,随后加入活性炭脱色、过滤、减压蒸馏除水,向蒸馏后粗产品中加入180g丙酮和乙醇的混合溶剂,其中丙酮和乙醇的质量比为4:1,冷却搅拌30分钟结晶,过滤干燥获得23.9g磺胺间甲氧嘧啶钠,纯度为99.0%。
根据本申请实施例的内容可以看出,本发明步骤1的缩合反应中反应温度在65-75℃时整体反应收率和产品纯度能够达到较高的水平,随着反应温度的提升,其相应地反应时间虽然可以有所缩短,但是相应地副反应发生的概率也随之上升。同时,反应对于催化剂的的最佳选择为无水氯化钙,其不仅可以达到催化反应的目的,并且可以有效控制了反应体系中水的含量。此外,步骤2中结晶溶剂的配比为丙酮和乙醇的质量比为5:1时,能够取得较好的结晶效果。

Claims (10)

1.一种抗菌兽药磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,包括如下反应步骤:(1)以有机碱作为反应溶剂,将4-甲氧基-2-氨基嘧啶和溶剂加入反应器中,温度加热至60-80℃,充分搅拌至4-甲氧基嘧啶胺充分溶解,随后在搅拌状态下,加入无水路易斯酸固体催化剂,然后在1小时的时间内再将对乙酰氨基苯磺酰氯分批加入反应器中,保持反应温度为60-80℃,充分反应2-5h,停止反应并过滤,将反应粗产品经后处理精制获得磺胺间甲氧嘧啶;
(2)将磺胺间甲氧嘧啶溶于水中,加热搅拌,加热至60℃,缓慢加入10%氢氧化钠溶液,调节pH至12-13,搅拌至磺胺间甲氧嘧啶完全溶解,加入活性炭脱色、过滤、除水、通过混合溶剂结晶,过滤干燥获得磺胺间甲氧嘧啶钠。
2.如权利要求1所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的无水路易斯酸固体催化剂为无水氯化钙。
3.如权利要求1所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的反应溶剂为含水量低于0.5%的吡啶。
4.如权利要求3所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的反应溶剂为无水吡啶。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的反应温度为65-75℃,反应时间为4-4.5小时。
6.如权利要求5所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中反应物、反应溶剂和催化剂用量的物质的量之比为:n(4-甲氧基-2-氨基嘧啶):n(对乙酰氨基苯磺酰氯):n(反应溶剂):n(催化剂)为1:1.5-2.5:1:0.01-0.1。
7.如权利要求6所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中反应物、溶剂和催化剂用量的物质的量之比为:n(4-甲氧基-2-氨基嘧啶):n(对乙酰氨基苯磺酰氯):n(反应溶剂):n(催化剂)为1:2:1:0.05。
8.如权利要求7所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述后处理精制步骤为将反应粗产品倒入吡啶4倍量的热水中,搅拌1小时,精制3小时,过滤,滤饼水洗至滤液澄清,烘干至恒重。
9.如权利要求7所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,步骤(2)中磺胺间甲氧吡啶与水的质量比为0.5-1.5:1,所述结晶处理的混合溶剂为丙酮与乙醇的混合物,结晶溶剂与磺胺间甲氧吡啶的质量比为4-6:1,其中混合溶剂中丙酮与乙醇的质量比为3-5:1。
10.如权利要求7所述的一种磺胺间甲氧嘧啶钠的制备方法,其特征在于,所述混合溶剂中丙酮与乙醇的质量比为5:1。
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