CN110668969B - 一种甲烯土霉素的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲烯土霉素的制备方法,先以水作为溶剂,向载体活性炭中加入钌前驱体,通过加氢活化,得到钌炭催化剂,然后用此钌炭催化剂加氢与11α‑氯‑6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐反应制得甲烯土霉素。本发明流程简单,反应条件温和,总收率高,提高了产物的选择性,降低了生产成本,且避免了三废的产生,具有很好的工业化前景。
Description
技术领域
本发明属于兽药生产技术领域,特别是涉及一种甲烯土霉素的制备方法。
背景技术
甲烯土霉素又叫美他环素,是半合成四环素,具广谱抗菌活性,抗菌活性高效和长效。抗菌机制与四环素相同,但抗菌作用强于四环素。对革兰阳性或阴性菌有较强的抗菌活性;可用于立克次体病、支原体肺炎、淋巴肉芽肿、下疳、鼠疫、霍乱、布氏菌病(与链霉素联合应用)等。对大肠杆菌、产气杆菌、志贺杆菌、流感嗜血杆菌、克雷白杆菌等敏感菌株所致的系统或局部感染也有效。此外对淋球菌、炭疽杆菌、放线菌、梭杆菌所致感染,当患者不耐青霉素时,可考虑使用甲烯土霉素。对于链球菌的敏感菌株所致感染也可考虑用甲烯土霉素。此外,甲烯土霉素尚可用于阿米巴病的辅助治疗。
目前甲烯土霉素制备的制备方式包括以下两类方法:(1)一类是化学法,将11α-氯-6-次甲基土霉素对甲苯磺酸盐在化学还原剂作用下脱去氯得到甲烯土霉素,这类还原剂包括:亚硫酸钠、连二亚硫酸钠等。此类方法,反应类型比较简单,但所用还原剂脱氯结束后会有大量含硫废盐产生,目前环保压力较大,废水处理困难,工业化成本较高;(2)另一类是以土霉素为初始原料制备出11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐,经非均相催化剂钯炭存在下,用氢气加压选择性氢化制得甲烯土霉素,此类方式是目前主流的制备甲烯土霉素的方式,但钯、炭非均相催化剂在催化脱氯过程,催化剂活性很难控制,并且加氢过程也很容易造成脱氯产物甲烯土霉素进一步氢化成强力霉素,反应选择性较低。此外,近年贵金属钯价格一直上涨,致使催化加氢成本一直上升,制备产物甲烯土霉素成本越来越高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种甲烯土霉素的制备方法。该方法采用新的催化剂,生产工艺流程简单,反应条件温和,总收率高。
本发明的反应原理为:
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种甲烯土霉素的制备方法,包括以下步骤:
(1)活性炭准备:加入反应溶剂水,保持体系温度为10~30℃,投入催化剂载体活性炭,活性炭与水的质量比为0.1~0.2:1搅拌混合均匀;
(2)浸渍:按照钌前驱体中钌原子的质量与活性炭质量比为0.02~0.05:1的比例向步骤(1)中加入钌前驱体进行浸渍,保持体系温度10~80℃进行浸渍,同时搅拌8~15h,浸渍结束;
(3)钌炭催化剂制备:将步骤(2)浸渍完成的产物在10~80℃下加入氢气,置换掉反应体系中空气后保持加氢状态搅拌1~4h,过滤得到制备甲烯土霉素的钌炭催化剂;
(4)成品制备:将11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐以质量比为0.1~0.2:1投入到乙醇水溶液中,并按照11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐与步骤(3)中得到的钌炭催化剂(干基)质量比为1:0.01~0.05投入钌炭催化剂,先充氢压力至0.3MPa,排出气体,再充氢气体、排出氢气,置换反应釜其他气体三次,再充氢气至0.2~0.8MPa,保持体系温度10~70℃搅拌4~10h,得到甲烯土霉素。
优选的,所述的步骤(1)中的活性炭载体比表面积为700~1500㎡/g。
进一步的,所述的步骤(1)中活性炭比表面积为900~1300㎡/g。
优选的,所述的步骤(2)中钌前驱体包括三氯化钌、亚硝酰硝酸钌、醋酸钌或硫酸钌等。
优选的,所述的步骤(2)中浸渍时反应体系的温度控制为10~40℃,浸渍搅拌速度为200~400r/min。最佳搅拌速度为300r/min。
优选的,所述的步骤(3)中浸渍液加氢搅拌时反应体系的温度控制为10~40℃,加氢搅拌速度为400~600r/min。最佳搅拌速度为500r/min。
优选的,所述的步骤(4)中11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐与(3)中钌炭(干基)质量比为1:0.01~0.03。
优选的,所述的步骤(4)中11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐加氢时体系温度为20~40℃。
优选的,所述的步骤(4)中乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为40%~60%。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.本发明以水作为溶剂,向载体活性炭中加入钌前驱体,通过加氢活化,得到钌炭催化剂,然后用此催化剂加氢与11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐反应制得甲烯土霉素;生产工艺流程简单,反应条件温和,总收率高,适合工业成产。
2.本发明按照此工艺制备甲烯土霉素一方面大大提高了产物的选择性;另一方面以比较便宜的金属钌来代替常规工艺中较贵的钯,大大降低了生产成本。
总之,本发明流程简单,反应条件温和,总收率高,提高了产物的选择性,降低了生产成本,且避免了三废的产生,具有很好的工业化前景。
具体实施方式
下面结合实施例,进一步阐述本发明。
实施例一:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水300.34g,加入比表面积为700~900㎡/g的活性炭30.02g,滴加浓度为0.2g/ml的三氯化钌水溶液11.40ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温60℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂57.12g。
500ml高压釜中投入溶剂50%乙醇水100.12g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.03g,保温15℃,投入上述制备出的钌炭催化剂0.78g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为71.2%,选择性为98.4%,收率为70.1%。
实施例二:
在500ml高压釜中投入溶剂为50%的乙醇水100.23g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.01g,保温30℃,投入实施例1中制备出的钌炭催化剂0.74g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.3%,选择性为97.1%,收率为96.4%。
实施例三:
在500ml高压釜中投入溶剂为50%的乙醇水100.23g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.01g,保温65℃,投入实施例1中制备出的钌炭催化剂0.75g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.1%,选择性为95.5%,收率为94.7%。
实施例四:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水300.14g,加入比表面积为900~1300㎡/g的活性炭30.00g,滴加浓度为0.2g/ml的三氯化钌水溶液11.0ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温60℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂63.15g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%的乙醇水100.11g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.04g,保温30℃,投入钌炭催化剂0.77g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.5%,选择性为98.6%,收率为98.1%。
实施例五:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水300.01g,加入比表面积为1300~1500㎡/g的活性炭30.01g,滴加浓度为0.2g/ml的三氯化钌水溶液11.2ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温60℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂74.22g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%的乙醇水100.21g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.04g,保温30℃,投入钌炭催化剂0.93g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.4%,选择性为97.2%,收率为96.6%。
实施例六:
在500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水99.95g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.04g,保温30℃,投入实施例4中制备的钌炭催化剂1.58g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.3%,选择性为98.4%,收率为97.7%。
实施例七:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水299.87g,加入比表面积为900~1300㎡/g的活性炭29.98g,滴加浓度为0.2g/ml的三氯化钌水溶液11.0ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温25℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂66.32g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水100.09g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.00g,保温30℃,投入钌炭催化剂0.88g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.6%,选择性为99.3%,收率为98.9%。
实施例八:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水300.04g,加入比表面积为900~1300㎡/g的活性炭30.04g,滴加浓度为0.2g/ml的亚硝酰硝酸钌水溶液16.82ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温25℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂62.47g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水100.12g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.09g,保温30℃,投入上述钌炭催化剂0.84g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.1%,选择性为92.2%,收率为91.3%。
实施例九:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水299.19g,加入比表面积为900~1300㎡/g的活性炭30.01g,滴加浓度为0.2g/ml的醋酸钌水溶液14.75ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温25℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂65.65g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水99.97g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.01g,保温30℃,投入上述钌炭催化剂0.87g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.4%,选择性为91.7%,收率为91.1%。
实施例十:
在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水299.19g,加入比表面积为900~1300㎡/g的活性炭30.01g,滴加浓度为0.2g/ml的硫酸钌水溶液10.46ml,保温搅拌12h,将浸渍液投入500ml高压釜中,保温25℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂67.32g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水100.21g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐19.98g,保温30℃,投入上述钌炭催化剂0.91g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化转化率为99.7%,选择性为95.1%,收率为94.7%。
对比实验及分析:
为了更好的证明本发明的制备方法可以提高产品的选择性,减少甲烯土霉素的制备成本,以下给出了几个对比例。
对比例1
与实施例7进行对比,在配有温度计和机械搅拌的500ml反应瓶中加入纯化水300.32g,加入比表面积为900~1300㎡/g的活性炭29.98g,滴加浓度为0.2g/ml的二氯化钯水溶液8.77ml,保温搅拌12h,然后将浸渍液投入500ml高压釜中,保温25℃,充氢搅拌2.5h,过滤出湿品催化剂64.17g。
在500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水100.11g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.04g,保温30℃,投入钯炭催化剂0.80g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为99.7%,选择性为88.5%,收率为88.2%。
对比例2
将对比例1进行优化,500ml高压釜中投入溶剂为50%乙醇水100.05g,投入11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐20.02g,保温15℃,投入对比例1中制备的钯炭催化剂0.83g,充氢搅拌反应7h,取样测液相分析,转化率为97.5%,选择性为97.4%,收率为95.0%。
以上实验所的数据如下:
表1实施例1-7工艺条件下的甲烯土霉素的转化率、选择性及收率
通过表1数据可以看出,实施例1-3,以钌炭作为11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐的脱氯催化剂,脱氯温度为30℃较优,最佳地,甲烯土霉素的收率为96.4%;通过实施例2、4、5对催化剂制备过程活性炭的筛选,活性炭比表面积为900~1300㎡/g时,催化剂表现出最佳的催化选择性;通过实施例4、6说明,催化剂投量以11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐质量的0.02倍较优;通过实施例4、7说明,催化剂制备过程,催化剂活化加氢温度为25℃较优;通过实施例7-10说明,催化剂制备过程,催化剂活性成分为氯化钌较优。本发明在20℃,比表面积为900~1300㎡/g的活性炭与三氯化钌以钌质量比为1:0.35,浸渍后在25℃加氢活化,得到催化剂与11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐以干基质量比为0.02:1加氢脱氯,甲烯土霉素收率为98.9%。
表2本发明实施例最佳工艺条件与传统钯炭脱氯催化工艺进行对比
通过表二数据可以看出,与传统工艺进行对比,采用钌炭作为制备甲烯土霉素的收率较钯炭还有优势。目前贵金属钯价格为33万/kg,而金属钌价格为8万/kg,所以钌炭作为催化剂,在成本方面较钯炭表现出非常可观的价值。
应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种甲烯土霉素的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)活性炭准备:将质量比为0.1~0.2:1的活性炭加入到水中,保持体系温度为10~30℃,搅拌混合均匀;
(2)浸渍:按照钌前驱体中钌的质量与活性炭质量比为0.02~0.05:1的比例向步骤(1)中加入钌前驱体进行浸渍,保持体系温度10~80℃,同时搅拌8~15h,浸渍结束;
(3)钌碳催化剂制备:将步骤(2)浸渍完成的产物在10~80℃下加入氢气,置换掉反应体系中空气后保持加氢状态搅拌1~4h,过滤得到钌碳催化剂;
(4)成品制备:将11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐以质量比为0.1~0.2:1投入到乙醇水溶液中,并按照11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐与步骤(3)中得到的钌碳催化剂质量比为1:0.01~0.05投入钌碳催化剂,先用氢气置换掉反应体系中空气后,充氢气至0.2~0.8MPa,保持体系温度10~70℃搅拌4~10h,得到甲烯土霉素。
2.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的活性炭载体比表面积为700~1500㎡/g。
3.如权利要求2所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中活性炭比表面积为900~1300㎡/g。
4.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中钌前驱体为三氯化钌、亚硝酰硝酸钌、醋酸钌或硫酸钌。
5.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中浸渍时反应体系的温度控制为10~40℃,浸渍搅拌速度为200~400r/min。
6.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中浸渍液加氢搅拌时反应体系的温度控制为10~40℃,加氢搅拌速度为400~600r/min。
7.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐与(3)中钌碳质量比为1:0.01~0.03。
8.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中11α-氯-6次甲基土霉素对甲苯磺酸盐加氢时体系温度为20~40℃。
9.如权利要求1所述的甲烯土霉素的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为40%~60%。
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郭兴龙 等.强力霉素工艺及工业化.《科技成果-浙江国邦药业有限公司 * |
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