專利名稱:喹胺醇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及有機(jī)化合物的化學(xué)合成領(lǐng)域,尤其是喹噁啉類化合物的合成。
背景技術(shù):
自1965年黎巴嫩貝魯特(Beirut)的Haddalin和Issidorides發(fā)表Beirut反應(yīng)第一篇文章以來,已有上百種應(yīng)用該反應(yīng)合成的專利問世和合成不下一千種新的N,N-二氮雜奈-1,4二氧化物(喹噁啉)類化合物。事實(shí)上,根據(jù)Beirut反應(yīng)合成的多種喹噁啉化合物質(zhì)的取代衍生物如痢立清(Catbadox)、喹乙醇(Olaquindox)、乙酰甲喹等作為抗菌及促生長劑應(yīng)用于畜牧獸醫(yī)及養(yǎng)殖業(yè)中,已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。但此類化合物存在較大的毒副作用,單純地改變其側(cè)鏈已不能滿足需要,因?yàn)榻Y(jié)果往往是毒性降低,其效果也大大下降。
為此必須尋找一種具有抗菌活性與促生長作用高,但毒性遠(yuǎn)低于同類藥物的有發(fā)展?jié)摿Φ泥瓏f啉類的藥物飼料添加劑新品種。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種抗菌活性與促生長作用強(qiáng),但毒性低的喹胺醇的制備方法。
喹胺醇是以乙酰甲喹為原料,通過Claisen-schmidt反應(yīng)在二乙胺堿性條件下乙酰甲喹的∝一氫原子與呋喃甲醛的羰基發(fā)生縮合反應(yīng),并失水得∝,β不飽和酮。合成路線為
工藝步驟如下(1)將18.3g鄰硝基苯胺和0.42g四丁基溴化銨溶于70g甲苯中,加入25.3g的50%氫氧化鈉水溶液,在15-20℃下攪拌,滴入127g次氯酸鈉水溶液,然后在15-20℃下繼續(xù)攪拌,分去水相,得苯并呋咱-1-氧化物的甲苯溶液,在真空下蒸去甲苯,得17.4g的苯并呋咱-1-氧化物。
(2)將16.2g的苯并呋咱-1-氧化物和13.5g的乙酰丙酮溶于30ml的三乙胺中,讓該溶液在室溫下靜置,收集沉淀,干燥后可得2-乙?;?2甲基喹噁啉-1,4二氧化物。
將5g的2-乙?;?2甲基喹噁啉-1,4二氧化物溶于10g的呋喃甲醛中,加熱至溶解,放在冰水混合物中冷卻至20-35℃,緩慢倒入4ml二乙胺,顏色逐漸變?yōu)楹稚?,到入水中,繼續(xù)攪拌,有沉淀析出,抽濾,得到粗產(chǎn)品,乙醇重結(jié)晶得到喹胺醇的純品。
本發(fā)明的化合物呈黃色固體粉末狀,用譜學(xué)鑒定的方法對該物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)測試。
譜學(xué)鑒定1、紅外光譜(IR)儀器采用Nicolet NEXUS 670 FT-IR儀器,IR(KBr)cm-13500-2846,3103,1668,1604,1546,1316,1335,1271,758;2、質(zhì)譜(NS)儀器型號ZAB-HS,F(xiàn)AB-MS顯示有[M]+296;3、核磁共振(NMR)儀器采用INOVA-400MHz超導(dǎo)核磁共振儀,1HNMR(CDCL3)δppm8.61(1H,d,J=8.4Hz,H-5),8.55(1H,d,J=8.4Hz,H-8),7.85(2H,m,H-6,H-7),7.53(1H,H-16),7.34(1H,d,J=15.6Hz,H-13),6.96(1H,d,J=15.6Hz,H-12),6.75(1H,d,J=3.6Hz,H-18),6.49(1H,d,J=2.0,3.6Hz,H-17),2.53(3H,s,3-CH3);13CNMR(CDCL3)δppm;185.2,150.4,146.4,139.9,139.1,137.8,136.9,132.7,132.5,131.4,121.9,120.2,120.1,118.5,113.2,14.2;根據(jù)FAB-MS數(shù)據(jù),結(jié)合核磁共振(NMR)譜數(shù)據(jù)可確定該化合物分子式為C16H12N2O4,分子量為296;根據(jù)HMQC歸屬碳上的質(zhì)子信號,根據(jù)HMBC歸屬碳?xì)溥h(yuǎn)程相關(guān),COSY顯示5、8上的質(zhì)子與6、7位的質(zhì)子有遠(yuǎn)程偶合關(guān)系,12位和13位上的質(zhì)子有遠(yuǎn)程偶俁關(guān)系,17位和16,18位上的質(zhì)子有遠(yuǎn)程偶合關(guān)系;以上數(shù)據(jù)及分析結(jié)果可確定該化合物為喹胺醇。
表1化合物的1HNMR(400MHz)和13CNMR(100MHz)數(shù)據(jù)及gHMBC相互關(guān)系(δ,ppm,TMS,CDCl3)
根據(jù)以上測試得出以下分子結(jié)構(gòu),
經(jīng)查閱資料,在我們研究之前,國內(nèi)外均無此類結(jié)構(gòu)的藥物飼料添加劑,雖有相同的母環(huán)結(jié)構(gòu),但側(cè)鏈不同,因此本發(fā)明在分子結(jié)構(gòu)方面是一種創(chuàng)新。
合成反應(yīng)的產(chǎn)率60-90%,得到喹胺醇結(jié)晶純度達(dá)98%以上。
由于消費(fèi)理念和人們對自我健康的關(guān)注,對合成抗生素的評價(jià)變得十分重要,為評價(jià)和推廣使用喹胺醇,也為食品衛(wèi)生方面提供一個(gè)理論依據(jù),對喹胺醇作了促生長試驗(yàn)、毒性試驗(yàn)和藥物殘留分析。
一增重效果及促進(jìn)蛋白同化作用研究1.幾種合成抗生素添加劑促生長作用的比較1.1試雞分組 2003年8月7日從華隴種雞場進(jìn)1日齡安卡紅羽雛雞400只,根據(jù)隨機(jī)分組,雌雄各半的原則分為5組,組間初始體重差異不顯著,組內(nèi)又分為4個(gè)重復(fù),分別接受空白對照,喹乙醇(50ppm),喹胺醇(50ppm),喹胺醇(100ppm),喹烯酮(50ppm)五個(gè)處理。
1.2飼養(yǎng) 從1日齡開始飼喂自行配制的全價(jià)飼料和實(shí)驗(yàn)用藥物添加劑,自由采食,自由飲水。每天記錄采食量,每周稱體重和剩余料量,并按飼養(yǎng)手冊進(jìn)行免疫。
1.3結(jié)論 飼喂42日齡后,經(jīng)統(tǒng)計(jì)得出喹乙醇組比對照組日增重提高3.5%,采食量提高5.4%;喹胺醇(50ppm)組比對照組日增重提高8.3%,采食量提高7.2%;喹烯酮(50ppm)組比對照組日增重提高8.00%,采食量提高7.29%。喹胺醇(100ppm)組到42日齡時(shí)和對照組比差異不顯著。喹胺醇(50ppm)和喹烯酮(50ppm)組相比增重效果和采食量差異不顯著。
2.喹胺醇不同濃度梯度之間增重效果及促蛋白合成比較2.1分組及飼養(yǎng)2003年9月28日從華隴種雞場進(jìn)1日齡安卡紅羽雛雞200只,飼喂一周后,根據(jù)隨機(jī)分組,雌雄各半的原則分為4組,分組后經(jīng)檢驗(yàn)體重差異不顯著,且每組又分為4個(gè)重復(fù)。4組分別接受空白對照,喹胺醇(50ppm),喹胺醇(75ppm),喹胺醇(100ppm),4個(gè)處理。飼養(yǎng)全程未加其他抗生素,飼養(yǎng)方法和第一批實(shí)驗(yàn)相同。每天記錄投料量,每周稱試雞體重和余料量。飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)到11月24日結(jié)束,共56天。
2.2結(jié)論 經(jīng)統(tǒng)計(jì)添加50ppm喹胺醇采食量和日增重分別比對照組提高7.28%和8.93%;75ppm喹胺醇組比對照組采食量和日增重提高4.4%和4.97%;而100ppm喹胺醇組和對照組比稍有提高,但差異不顯著。因此,在雞的日糧中添加50ppm喹胺醇增重效果比較理想。
二喹胺醇在雞體內(nèi)的藥物殘留分析
1檢測波長 喹胺醇有紫外吸收值,在紫外-可見分光光度計(jì)上檢測到3個(gè)最高吸收峰的波長334nm,254nm,228nm,經(jīng)高效液相檢測334nm波長比較理想。
2流動(dòng)相 流動(dòng)相選擇范圍比較大,改變流動(dòng)相的種類和比例時(shí),都會(huì)對柱效,分離效果產(chǎn)生大的影響。因此,我們在選擇流動(dòng)相時(shí)做了大量工作,根據(jù)極性和溶解性選擇了乙腈,甲醇和水做流動(dòng)相,乙腈和甲醇保留時(shí)間為3.16分,乙腈和水為7.32分,于是流動(dòng)相定為水和乙腈。經(jīng)檢測喹胺醇在該流動(dòng)相中100ng-800ng在線性范圍內(nèi)。
3制樣 準(zhǔn)確稱取2g組織,加入4ml乙腈在FSH-2上勻漿5分鐘,準(zhǔn)確勻取相當(dāng)于1g組織的勻漿于10ml具塞離心管內(nèi),加入1ml飽和硫酸銨振蕩20分,離心15分鐘。
吸出上清液加磷酸二氫鉀溶液,加提取液3ml震蕩20分鐘,離心15分鐘,吸出有機(jī)相,余液重復(fù)抽提一次,合并有機(jī)相,靜置過夜,第二天吸出上層有機(jī)相,在40℃-50℃水浴上氮?dú)饩徛蹈桑?20℃保存待測.測定時(shí)用1ml流動(dòng)相溶解,吸取100μl注入高效液相進(jìn)行測定。
4標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作4.1.配制標(biāo)準(zhǔn)液 準(zhǔn)確稱取10mg喹胺醇純品,用流動(dòng)相溶解于100ml容量瓶內(nèi),作為第一貯備液,吸取第一貯備液1ml,用流動(dòng)相定容于25ml棕色容量瓶內(nèi),濃度為4000ng/ml,作為第二貯備液。吸取第二貯備液0.625ml,1ml,1.5ml,2ml,2.5ml,3ml,4ml,5ml,濃度分別為100ng/ml,160ng/ml,240ng/ml,320ng/ml,400ng/ml,480ng/ml,640ng/ml,800ng/ml。
4.2.稱取空白組織2g,按制樣方法處理,測定時(shí)加入配好的各濃度標(biāo)準(zhǔn)液1ml,HPLC測定,由峰面積和濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
5.回收率的測定5.1藥品的配制 準(zhǔn)確稱取10mg喹胺醇純品,用乙腈溶解于100ml容量瓶內(nèi),作為第一貯備液,吸取第一貯備液1ml,用乙腈定容于25ml棕色容量瓶內(nèi),濃度為4000ng/ml,作為第二貯備液。吸取第二貯備液0.625ml,2ml,4ml,5ml,濃度分別為100ng/ml,320ng/ml,640ng/ml,800ng/ml。
5.2稱取空白組織2g,加入2ml配好的各濃度的標(biāo)準(zhǔn)液,勻漿5分鐘,再加2ml乙腈混合均勻,準(zhǔn)確勻取相當(dāng)于1g組織的勻漿,以下同制樣方法。上機(jī)測定后,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出濃度,再計(jì)算回收率。
6.試驗(yàn)動(dòng)物分組及采樣 用第一批實(shí)驗(yàn)中的空白對照雞32只,隨機(jī)分為8組,每組4只,觀察一周,雞只健康。于10月3日晚上20時(shí)用膠囊給藥法,給藥50ppm,每隔12小時(shí)給藥一次,共給藥6次。采樣時(shí)間依次為2,6,12,18,24,36,48,72小時(shí),在最后一次給藥后2小時(shí),剖殺,取肌肉,肝臟,腎臟裝于白色自封袋內(nèi),-20℃冰箱中待測。
樣品測定 按照制樣程序進(jìn)行,之后經(jīng)HPLC測定結(jié)果
喹胺醇在肌肉,肝臟,腎臟中的消除時(shí)間為37.57,38.06,39.31小時(shí),因此停藥期定為2天。
喹胺醇對肉仔雞亞急性毒性試驗(yàn)研究選用222只艾維茵雛雞,分為2期,分別進(jìn)行亞急性飼喂試驗(yàn)。第一期4組,每組25只雞,第一組為空白對照組,第2-4組每千克飼料中分別添加喹胺醇100mg、150mg及300mg;第二期分為4組,每組18只雞,第一組為空白對照組,第2-4組每千克飼料中分別添加喹胺醇250mg、500mg及1000mg。第一期在20d、30d、40d測定各組雞血清中的尿素N(BUN)、肌酐(Cr)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)的指數(shù);第二期在第10d、20d、30d分別測定臟器系數(shù)及血清BUN、Cr、ALT、AST指數(shù)。ALT、AST、BUN、Cr、檢測指標(biāo)顯示,飼料中添加喹胺醇50-1000ppm均與空白對照組無顯著差異(p>0.05);病理組織學(xué)檢測顯示,飼料中添加喹胺醇50-150ppm對機(jī)體心臟、肝臟、腎臟、肺臟和消化系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)均無明顯可見影響;臟器系數(shù)檢測顯示,飼料中添加250-1000ppm喹胺醇與空白對照組無顯著差異(p>0.05),但在喂喹胺醇10d時(shí)腎臟、30d時(shí)法氏囊出現(xiàn)顯著性差異(p>0.05與(p<0.01)。
作為藥物飼料添加劑的良好新品種,試驗(yàn)采用小白鼠,LD50為9000mg/kg、肉仔雞LD50為4949.94mg/kg。它對大腸桿菌、沙門氏菌等有明顯的抑菌效果;對雛雞白痢、仔豬黃痢的預(yù)防效果高于喹乙醇15-20%,可明顯提高仔豬增重與飼料利用率,減少腹瀉病的發(fā)生。
喹胺醇屬喹噁啉類衍生物,一方面具有廣譜的抗菌效果,尤其對大腸桿菌、沙門氏桿菌等革蘭氏陰性菌所致的消化道疾病具有良好的效果,從而提高生長速度。另一方面能影響動(dòng)物體內(nèi)代謝(特別是內(nèi)分泌系統(tǒng))促進(jìn)蛋白同化作用,增加機(jī)體蛋白合成,提高飼料中能量的利用效果改善飼料轉(zhuǎn)化率,提高氮的生物學(xué)價(jià)值,使更多的氮儲(chǔ)存于體內(nèi)呈現(xiàn)促生長和多產(chǎn)瘦肉的作用,與喹乙醇,卡巴氧、西吖氧相比,無致病,致畸,致癌性作用。
本發(fā)明喹胺醇的制備方法具有以下有益效果通過此制備方法可得到抗菌活性與促生長作用高,毒性低的喹胺醇晶體。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)通過下述實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
喹胺醇的化學(xué)合成工藝為(1)將18.3g(0.133mol)鄰硝基苯胺和0.42g(0.0013mol)四丁基溴化銨溶于70g甲苯中,加入25.3g(0.266mol)的50%氫氧化鈉水溶液,在15-20℃下攪拌,慢慢滴入127g(0.185mol)次氯酸鈉水溶液(有效氯含量為5.2%),然后在15-20℃下繼續(xù)攪拌3小時(shí),分去水相,得苯并呋咱-1-氧化物的甲苯溶液,在真空下蒸去甲苯,得17.4g的苯并呋咱-1-氧化物;(2)將16.2g的苯并呋咱-1-氧化物和13.5g的乙酰丙酮溶于30ml的三乙胺中,讓該溶液在室溫下靜置18小時(shí),收集沉淀,干燥后可得16g的2-乙酰基-2甲基喹噁啉-1,4二氧化物,經(jīng)甲醇重結(jié)晶得純品;(3)將5g的2-乙?;谆瓏f啉-1,4二氧化物溶于10g的呋喃甲醛中,加熱至50-80℃溶解,放在冰水混合物中冷卻至20-35℃,緩慢倒入4ml二乙胺,顏色逐漸變?yōu)楹稚?,到入水中,繼續(xù)攪拌,有沉淀析出,抽濾,得到粗產(chǎn)品,乙醇重結(jié)晶得到喹胺醇的純品。
權(quán)利要求
1.喹胺醇的制備方法,其特征為(1)將18.3g鄰硝基苯胺和0.42g四丁基溴化銨溶于70g甲苯中,加入25.3g的50%氫氧化鈉水溶液,在15-20℃下攪拌,滴入127g次氯酸鈉水溶液,然后在15-20℃下繼續(xù)攪拌,分去水相,得苯并呋咱-1-氧化物的甲苯溶液,在真空下蒸去甲苯,得17.4g的苯并呋咱-1-氧化物,(2)將16.2g的苯并呋咱-1-氧化物和13.5g的乙酰丙酮溶于30ml的三乙胺中,讓該溶液在室溫下靜置,收集沉淀,干燥后可得2-乙?;?2甲基喹噁啉-1,4二氧化物,(3)將5g的2-乙酰基-2甲基喹噁啉-1,4二氧化物溶于10g的呋喃甲醛中,加熱至溶解,放在冰水混合物中冷卻至20-35℃,緩慢倒入4ml二乙胺,顏色逐漸變?yōu)楹稚饺胨校^續(xù)攪拌,有沉淀析出,抽濾,得到粗產(chǎn)品,乙醇重結(jié)晶得到喹胺醇的純品。
全文摘要
本發(fā)明為喹胺醇的制備方法,涉及化學(xué)合成領(lǐng)域,尤其是喹噁啉類化合物的合成,喹胺醇是一種效果好的抗菌促生產(chǎn)的獸藥,但存在較大的毒副作用,單純地改變側(cè)鏈已不能滿足需要,本發(fā)明為克服這一問題用乙酰甲喹為原料,通過Claisen-Schmidt反應(yīng)在乙二胺堿性條件下乙酰甲喹的α-氫原子與呋喃甲醛的羰基發(fā)生縮合反應(yīng),并失水得α、β不飽和酮,通過這一新的合成路線可得到抗菌活性強(qiáng),促生產(chǎn)作用高,毒性低的喹胺醇晶體。
文檔編號C07D405/00GK101066969SQ20071012357
公開日2007年11月7日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者梁劍平, 揚(yáng)志強(qiáng), 張力, 李建喜, 呂嘉文, 崔穎, 尚若鋒, 王學(xué)紅, 華蘭英, 王曙陽, 張道霖, 何榮智, 王作信, 蒲秀英 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所