CN117285500A - 一种高纯度荧光素钠的制备方法 - Google Patents

一种高纯度荧光素钠的制备方法 Download PDF

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何毅
李柏霖
陈永宁
韦思遥
吴水华
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    • C07D311/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/78Ring systems having three or more relevant rings
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Abstract

本发明公开了一种高纯度荧光素钠的制备方法,以邻苯二甲酸酐与间苯二酚为起始物料,在没有有机溶剂作为溶剂条件下,硫酸氢钠或硫酸氢钾催化下合成得到荧光素,再利用荧光素制备荧光素二乙酸酯,经皂化、酸化、成盐的合成路线得到高纯度的荧光素钠。该合成路线反应条件温和,步骤操作简单,无有机溶剂,避免了有机溶剂污染的产生,同时原辅料用量少,生产成本降低,反应物纯度高且产率高。

Description

一种高纯度荧光素钠的制备方法
技术领域
本发明涉及化学药物领域,具体涉及一种高纯度荧光素钠的制备方法。
背景技术
目前,荧光素钠的合成方法主要有两种策略,一是采用邻苯二甲酸酐和间苯二酚在浓硫酸或三氟化硼的催化下,合成得到荧光素,荧光素直接与氢氧化钠水溶液反应,得到荧光素钠;二是双乙酰荧光素衍生物法,即采用工业级别的荧光素为起始物料,经简单后处理纯化后,荧光素与酰化试剂生成双乙酰荧光素衍生物,然后经过皂化、酸化后,再与氢氧化钠反应得到高纯度的荧光素钠。
方法一:
邻苯二甲酸酐与间苯二酚在三氟化硼或浓硫酸催化下进行F-C酰基化反应,中间体再与一分子间苯二酚进行迈克尔加成反应,加成反应进行分子内脱水缩合,生成内酯结构和醌式结构混合的荧光素,荧光素与氢氧化钠水溶液反应,生成荧光素钠。
方法二:
邻苯二甲酸与间苯二酚在甲磺酸作用下生成荧光素,然后再与氢氧化钠水溶液反应,生成荧光素钠。
两种合成方法的起始原料虽然有差别,但都是以邻苯二甲酸或酸酐和酚为起始物料,在酸性条件下发生F-C酰基化反应、缩合反应生成荧光素,然后再与氢氧化钠成盐。
方法一中,使用三氟化硼作催化剂,生产成本增高,操作有一定的危险性,不适合工业化生产;使用硫酸作催化剂,成本低,适合工业化生产,缺点是有磺化副产物生成,难以除去;且浓硫酸的使用也有一定的环保压力。
方法二中,使用甲磺酸作为催化剂,磺化副产物较多,且邻苯二甲酸反应活性较邻苯二甲酸酐低,荧光素产率低。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种反应条件温和,步骤操作简单,无有机溶剂,同时原辅料用量少,成本低,纯度高的荧光素钠制备方法,以邻苯二甲酸酐与间苯二酚为起始物料,在没有有机溶剂作为溶剂条件下,硫酸氢钠或硫酸氢钾催化下合成得到荧光素,再利用荧光素制备荧光素二乙酸酯,经皂化、酸化、成盐的合成路线得到高纯度的荧光素钠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种高纯度荧光素钠的制备方法,合成反应路线为:
其具体包括以下步骤:
(1)缩合反应:在反应器中加入邻苯二甲酸酐、间二苯酚、硫酸氢钾或硫酸氢钠,升温至190℃~210℃,固体融化成溶液后搅拌20-30分钟,变稠后停止搅拌,保温反应2h,加入5%~6%氢氧化钠溶解后,于2~8℃缓慢滴加6mol/L盐酸调节ph=1~2,得红色沉淀,过滤,滤饼用纯化水在80℃搅拌30分钟,过滤,得红色沉淀,干燥,得荧光素;
(2)乙酰化:在反应器中加入荧光素、乙酸酐,升温至100-110℃,保温反应3-5小时,降温析晶,过滤,干燥,分别用丙酮和甲基叔丁基醚先后常温打浆,过滤,干燥,得黄色粉末状双乙酰荧光素;
(3)成盐:在反应器中加入双乙酰荧光素,加入6倍体积1mol/L氢氧化钠溶液升温至80℃充分搅拌至固体全部溶解,过滤,降温至2~8℃后缓慢往滤液中滴加冰醋酸调节ph=1~2,过滤,滤饼用纯化水洗涤,滤饼加入4倍体积纯化水,加入20%氢氧化钠溶液调节ph=8.0-9.0;40~50℃搅拌溶清后加入活性炭,搅拌1小时后过滤,将滤液真空旋干,120℃干燥6小时,得橙红色固体荧光素钠。
优选的,所述步骤(1)邻苯二甲酸酐、间苯二酚和柠檬酸的质量比为1:1.8-2.0:0.05-0.07,氢氧化钠溶液用量为9倍体积(以1g邻苯二甲酸酐计)。
优选的,所述步骤(2)荧光素与乙酸酐的质量比为1:2~3。
优选的,所述步骤(2)丙酮和甲基叔丁基醚用量分别为2倍体积和1倍体积。
本发明荧光素钠的制备方法相比现有技术具有以下优点:
该合成路线反应条件温和,步骤操作简单,无有机溶剂,避免了有机溶剂污染的产生,同时原辅料用量少,生产成本降低,反应物纯度高且产率高。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作详细说明,但不能理解为对发明的限制。
实施例1
往玻璃瓶中加入20g邻苯二甲酸酐,36g间苯二酚,1.4g硫酸氢钾,升温至200℃,固体融化成溶液后搅拌30分钟,变稠后停止搅拌,保温反应2h,得荧光素固体,加入5%的氢氧化钠溶解,于8℃缓慢滴加6mol/L盐酸调节ph=1.0,得红色沉淀,过滤,滤饼用蒸馏水在80℃搅拌30分钟,过滤,得红色沉淀,干燥,得40.3g荧光素,纯度87%,收率89.8%。
往三口玻璃瓶中加入40g荧光素,80ml乙酸酐,升温至110℃,保温反应4h,降温析晶,过滤,干燥,分别用2倍体积丙酮和1倍体积甲基叔丁基醚先后常温打浆,过滤,干燥,得31g黄色粉末状双乙酰荧光素,纯度99.54%,收率59.8%。
在反应器中加入30g双乙酰荧光素,加入6倍体积1mol/L氢氧化钠溶液升温至80℃充分搅拌至固体全部溶解,过滤,降温至8℃后缓慢往滤液中滴加冰醋酸调节ph=2.0,过滤,滤饼用纯化水洗涤,滤饼加入4倍体积纯化水,加入20%氢氧化钠溶液调节ph=8.0,45℃搅拌溶清后加入活性炭,搅拌1小时后过滤,将滤液真空旋干,90℃干燥6小时,得25g橙红色固体荧光素钠,纯度99.94%,收率92.5%。
核磁共振数据如下:1H NMR(400MHz,D2O):δ6.52(dd,2H),6.91(d,1H),6.40(d,1H),6.91(d,1H)6.52(dd,2H),6.40(d,1H),7.75(d,1H),7.44(td,1H),7.23(td,1H),6.55(d,1H)。
实施例2
往玻璃瓶中加入50g邻苯二甲酸酐,90g间苯二酚,3.5g硫酸氢钾,升温至195℃,固体融化成溶液后搅拌25分钟,变稠后停止搅拌,保温反应2h,得荧光素固体,加入5%的氢氧化钠溶解,于5℃缓慢滴加6mol/L盐酸调节ph=2.0,得红色沉淀,过滤,滤饼用蒸馏水在80℃搅拌30分钟,过滤,得红色沉淀,干燥,得98.7g荧光素,纯度86%,收率88.1%。
往三口玻璃瓶中加入98g荧光素,196ml乙酸酐,升温至100℃,保温反应3h,降温析晶,过滤,干燥,分别用2倍体积丙酮和1倍体积甲基叔丁基醚先后常温打浆,过滤,干燥,得78.8g黄色粉末状双乙酰荧光素,纯度99.6%,收率64%。
在反应器中加入78g双乙酰荧光素,加入6倍体积1mol/L氢氧化钠溶液升温至80℃充分搅拌至固体全部溶解,过滤,降温至2℃后缓慢往滤液中滴加冰醋酸调节ph=1.0,过滤,滤饼用纯化水洗涤,滤饼加入4倍体积纯化水,加入20%氢氧化钠溶液调节ph=9.0,50℃搅拌溶清后加入活性炭,搅拌1小时后过滤,将滤液真空旋干,90℃干燥6小时,得64.5g橙红色固体荧光素钠,纯度99.7%,收率91.4%。
核磁共振数据如下:1H NMR(400MHz,D2O):δ6.52(dd,2H),6.91(d,1H),6.40(d,1H),6.91(d,1H)6.52(dd,2H),6.40(d,1H),7.75(d,1H),7.44(td,1H),7.23(td,1H),6.55(d,1H)。
实施例3
往玻璃瓶中加入30g邻苯二甲酸酐,54g间苯二酚,1.5g硫酸氢钠,升温至210℃,固体融化成溶液后搅拌20分钟,变稠后停止搅拌,保温反应2h,得荧光素固体,加入5%的氢氧化钠溶解,于2℃缓慢滴加6mol/L盐酸调节ph=1.0,得红色沉淀,过滤,滤饼用蒸馏水在80℃搅拌30分钟,过滤,得红色沉淀,干燥,得59.1g荧光素,纯度86.7%,收率87.8%。
往三口玻璃瓶中加入59g荧光素,118ml乙酸酐,升温至105℃,保温反应4h,降温析晶,过滤,干燥,分别用2倍体积丙酮和1倍体积甲基叔丁基醚先后常温打浆,过滤,干燥,得44.3g黄色粉末状双乙酰荧光素,纯度99.6%,收率60%。
在反应器中加入44g双乙酰荧光素,加入6倍体积1mol/L氢氧化钠溶液升温至80℃充分搅拌至固体全部溶解,过滤,降温至5℃后缓慢往滤液中滴加冰醋酸调节ph=2.0,过滤,滤饼用纯化水洗涤,滤饼加入4倍体积纯化水,加入20%氢氧化钠溶液调节ph=8.0,40℃搅拌溶清后加入活性炭,搅拌1小时后过滤,将滤液真空旋干,90℃干燥6小时,得35.7g橙红色固体荧光素钠,纯度99.6%,收率90%。
核磁共振数据如下:1H NMR(400MHz,D2O):δ6.52(dd,2H),6.91(d,1H),6.40(d,1H),6.91(d,1H)6.52(dd,2H),6.40(d,1H),7.75(d,1H),7.44(td,1H),7.23(td,1H),6.55(d,1H)。
实施例4
往玻璃瓶中加入70g邻苯二甲酸酐,126g间苯二酚,4.7g硫酸氢钠,升温至200℃,固体融化成溶液后搅拌30分钟,变稠后停止搅拌,保温反应2h,得荧光素固体,加入5%的氢氧化钠溶解,于8℃缓慢滴加6mol/L盐酸调节ph=2.0,得红色沉淀,过滤,滤饼用蒸馏水在80℃搅拌30分钟,过滤,得红色沉淀,干燥,得137.7g荧光素,纯度85.9%,收率87%。
往三口玻璃瓶中加入137g荧光素,274ml乙酸酐,升温至108℃,保温反应5h,降温析晶,过滤,干燥,分别用2倍体积丙酮和1倍体积甲基叔丁基醚先后常温打浆,过滤,干燥,得104.7g黄色粉末状双乙酰荧光素,纯度99.7%,收率61%。
在反应器中加入104g双乙酰荧光素,加入6倍体积1mol/L氢氧化钠溶液升温至80℃充分搅拌至固体全部溶解,过滤,降温至2℃后缓慢往滤液中滴加冰醋酸调节ph=1.0,过滤,滤饼用纯化水洗涤,滤饼加入4倍体积纯化水,加入20%氢氧化钠溶液调节ph=9.0,40℃搅拌溶清后加入活性炭,搅拌1小时后过滤,将滤液真空旋干,90℃干燥6小时,得84.6g橙红色固体荧光素钠,纯度99.75%,收率90%。
核磁共振数据如下:1H NMR(400MHz,D2O):δ6.52(dd,2H),6.91(d,1H),6.40(d,1H),6.91(d,1H)6.52(dd,2H),6.40(d,1H),7.75(d,1H),7.44(td,1H),7.23(td,1H),6.55(d,1H)。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种高纯度荧光素钠的制备方法,其特征在于,合成反应路线为:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
(1)缩合反应:在反应器中加入邻苯二甲酸酐、间二苯酚、硫酸氢钾或硫酸氢钠,升温至190℃~210℃,固体融化成溶液后搅拌20-30分钟,变稠后停止搅拌,保温反应2h,加入5%~6%氢氧化钠溶解后,于2~8℃缓慢滴加6mol/L盐酸调节ph=1~2,得红色沉淀,过滤,滤饼用纯化水在80℃搅拌30分钟,过滤,得红色沉淀,干燥,得荧光素;
(2)乙酰化:在反应器中加入荧光素、乙酸酐,升温至100-110℃,保温反应3-5小时,降温析晶,过滤,干燥,分别用丙酮和甲基叔丁基醚先后常温打浆,过滤,干燥,得黄色粉末状双乙酰荧光素;
(3)成盐:在反应器中加入双乙酰荧光素,加入6倍体积1mol/L氢氧化钠溶液升温至80℃充分搅拌至固体全部溶解,过滤,降温至2~8℃后缓慢往滤液中滴加冰醋酸调节ph=1~2,过滤,滤饼用纯化水洗涤,滤饼加入4倍体积纯化水,加入20%氢氧化钠溶液调节ph=8.0-9.0,40~50℃搅拌溶清后加入活性炭,搅拌1小时后过滤,将滤液真空旋干,120℃干燥6小时,得橙红色固体荧光素钠。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)邻苯二甲酸酐、间苯二酚和柠檬酸的质量比为1:1.8-2.0:0.05-0.07,氢氧化钠溶液用量为9倍体积(以1g邻苯二甲酸酐计)。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)荧光素与乙酸酐的质量比为1:2~3。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)丙酮和甲基叔丁基醚用量分别为2倍体积和1倍体积。
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