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CN100436431C - 药用亚甲蓝的合成方法 - Google Patents

药用亚甲蓝的合成方法 Download PDF

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CN100436431C
CN100436431C CNB2006102013069A CN200610201306A CN100436431C CN 100436431 C CN100436431 C CN 100436431C CN B2006102013069 A CNB2006102013069 A CN B2006102013069A CN 200610201306 A CN200610201306 A CN 200610201306A CN 100436431 C CN100436431 C CN 100436431C
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余东
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罗敏
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Abstract

本发明提供了一种药用亚甲蓝的合成方法,以N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐为原料,经重铬酸钠氧化,硫代硫酸钠取代,得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸,然后与N,N-二甲基对苯二胺缩合后,经二氧化锰氧化环合,在氯化锌存在下得到亚甲蓝氯化锌盐;亚甲蓝氯化锌盐再用碳酸钠中和后得到亚甲蓝。与现有技术相比,本发明所提供的合成方法成本较低,投资小,反应时间较短,适于工业化生产,所用原料易得,产品纯度较高,且对环境污染较小。

Description

药用亚甲蓝的合成方法
技术领域:
本发明涉及一种药用亚甲蓝的合成方法,属于药物化学合成技术领域。
背景技术:
亚甲蓝(Methylene blue,MB)也称次甲蓝、美蓝、甲烯蓝。亚甲蓝最早以氯化锌盐合成于1876年,其后主要用于:(1)高铁血红蛋白血症:低浓度亚甲蓝用于治疗亚硝酸盐、氯酸盐、醌类、醌亚胺类、苯胺及硝基苯等引起高铁血红蛋白血症;(2)氰化物中毒:高浓度亚甲蓝可用于氰化物中毒;(3)与局麻药合用用于局部止痛;(4)近年来临床还试用于治疗感染性及创伤性休克,癌症,带状疱疹等。药理作用研究表明,亚甲蓝具有解毒作用、镇痛作用、抗菌作用、抗病毒作用、抗肿瘤作用并可纠正感染性休克患者的血流动力学紊乱、治疗阴茎异常勃起。
目前,文献报道的有关亚甲蓝的合成路线主要有以下两种方法:
方法一:以N,N-二甲基对苯二胺为原料,经二氧化锰氧化,硫代硫酸钠取代,得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸,后者与N,N-二甲基苯胺缩合后,再经二氧化锰和硫酸铜氧化环合,得到亚甲蓝氯化锌盐。后者用碳酸钠中和得目标化合物亚甲蓝。合成工艺路线如下
方法二:以N,N-二甲基苯胺为原料,经亚硝化,铁粉还原,得到N,N-二甲基对苯二胺。后者经重铬酸钠氧化,硫代硫酸钠取代,得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸。其与N,N-二甲基苯胺缩合后,再经重铬酸钠和硫酸铜氧化环合,得到亚甲蓝氯化锌盐。后者用碳酸钠中和得目标化合物亚甲蓝。合成工艺路线如下:
Figure C20061020130600051
上述两种方法的反应路线基本上是重复的,其中区别主要在于反应过程中氧化剂的选择不同。方法一和方法二在环合之前都在低温条件下反应,并且投料过程较烦琐,不利于工业生产;其反应过程均为先得到亚甲蓝的硫酸氢盐,然后再处理得到亚甲蓝,使得反应时间相对较长。
发明内容:
本发明的目的在于:提供一种药用亚甲蓝的合成方法。本发明针对现有技术的不足,以N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐为原料,经重铬酸钠氧化,硫代硫酸钠取代,得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸,然后与N,N-二甲基对苯二胺缩合后,经二氧化锰氧化环合,在氯化锌存在下得到亚甲蓝氯化锌盐;亚甲蓝氯化锌盐再用碳酸钠中和后得到亚甲蓝。该合成方法简单,成本较低,投资小,原料易得,适于工业化生产,得到的产品纯度较高,且对环境污染较小。
本发明是这样实现的:药用亚甲蓝的合成方法为:用对氨基二甲基苯胺盐酸盐为起始原料,按照以下线路反应制得亚甲蓝:
Figure C20061020130600061
具体的合成方法为:按照摩尔质量比计算,称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐2份,投入带温度计的反应釜中,加水溶解,搅拌下滴加浓硫酸0.41份,室温下依次加入氯化锌含量为4.95份的溶液、硫酸铝含量为1.00份的溶液、硫代硫酸钠含量为2.12份的溶液,并加入重铬酸钠含量为0.72份的溶液,搅拌下将反应液迅速加热至30~50℃,将N,N-二甲基苯胺含量为1.65份的盐酸溶液投入反应釜,随后立即加入重铬酸钠含量为1.45份的溶液,迅速加热到60~80℃,将2.87份二氧化锰投入反应釜,加热至80~90℃,维持温度反应20~40分钟,降温至40~60℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸7.14份,搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置4~6小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用10%氯化钠水溶液洗涤,将滤饼转移至烧杯中,加入水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入氯化锌1.84份和氯化钠25.64份,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置22~26h,抽滤,45~55℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐;将所得氯化锌盐溶解于水中,加入碳酸钠0.52份,冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠17.09份,搅拌溶解后于4℃环境下放置10~14小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥11~13小时得亚甲蓝粗品,然后用水重结晶数次即得。
更具体的合成方法为:称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐2mol、即418g,投入带温度计的反应釜中,加入6L水溶解,搅拌下滴加浓硫酸0.41mol、即40g,室温下依次加入氯化锌溶液500mL、硫酸铝溶液600mL、硫代硫酸钠溶液500mL,并迅速加入300mL重铬酸钠溶液,搅拌下将反应液于10分钟内加热至40℃,将N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液227ml投入反应釜,随后立即加入剩余的600mL重铬酸钠溶液,于10分钟内加热至70℃;温度达70℃时,将2.87mol、即250g二氧化锰投入反应釜,加热至85℃,维持温度反应30分钟,自然降温至50℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸7.14mol、即700g;搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置5小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用10%氯化钠水溶液600mL洗涤;将滤饼转移至20L烧杯中,加入10L水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入1.84mol、即250g氯化锌和25.64mol、即1500g氯化钠,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置24h,抽滤,50℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐;将所得氯化锌盐溶解于10L水中,加入碳酸钠0.52mol、即55.2g,冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠17.09mol、即1000g,搅拌溶解后于4℃环境下放置12小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥12小时得亚甲蓝粗品,然后用4倍重量的水重结晶数次即得。
以上所用的氯化锌溶液浓度为9.9mol/l,其中还含有0.016mol/l的重铬酸钠。
所用的硫酸铝溶液浓度为1.67mol/l。
所用的硫代硫酸钠溶液浓度为4.24mol/l。
所用的重铬酸钠溶液浓度为2.41mol/l。
所用的N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液浓度为7.27mol/l。
本发明所用主要原料,试剂来源及规格:
  原料试剂   试剂来源   规格
  对氨基二甲基苯胺盐酸盐   上海三爱思试剂有限公司   CP
  N,N-二甲基苯胺   沈阳市试剂三厂   CP
  盐酸   遵义师范学院化学试剂厂   AR
  硫酸   重庆川江化学试剂厂   AR
  五水硫代硫酸钠   天津市劢特吉尔环保技术研究所   AR
  氯化锌   天津市科密欧化学试剂开发中心   AR
  十八水硫酸铝   南台华鑫化工有限公司   AR
  二水重铬酸钠   天津市申泰化学试剂有限公司   CP
  二氧化锰   天津市化学试剂三厂   CP
  无水碳酸钠   国营重庆无机化学试剂厂   CP
  氯化钠   成都市金山化工试剂厂   CP
本发明化学反应方程式及反应条件如下:
Figure C20061020130600071
本发明产品在生产过程中有几个质量控制关键点:一是反应中几次升温速度应严格控制在工艺规定的时间内;二是精制产品中的有关物质需用HPLC检查以控制在规定范围内;三是在产品干燥过程中温度需控制在40-45℃,过高会导致干燥失重异常,过低则干燥时间较长
粗品质量控制:文献报道在亚甲蓝合成过程中会带入脱甲基亚甲蓝(欧洲药典中的杂质A,化学名为:氯化3-二甲氨基-7-(甲氨基)吩噻嗪-5-鎓),其结构为:
Figure C20061020130600081
经HPLC检测,粗品中脱甲基亚甲蓝的含量低于7%。
精品质量控制:HPLC面积归一化法:脱甲基亚甲蓝<5.0%,其他单个杂质峰面积不得大于0.5%,除脱甲基亚甲蓝外的其他杂质峰面积之和不得大于1%。若任意一项超标则按粗品的精制方法用水继续重结晶至合格。
本发明方法从N,N-二甲基对苯二胺起至得到亚甲蓝氯化锌盐的所有操作为“一锅法”合成,申请人经过实验室小试制备,再到中试和放大生产,使该合成工艺更适合于工业化生产。经实验验证,本发明所设计的化学合成路线是可行的。
为了验证本发明产品,申请人对亚甲蓝的化学结构进行了确证试验,具体如下:
1.亚甲蓝的结构式、分子式和分子量
化学名:氯化3,7-双(二甲氨基)吩噻嗪-5-鎓三水合物结构式:
Figure C20061020130600082
分子式:C16H18ClN3S·3H2O
分子量:373.90
2.结构确证用亚甲蓝原料药样品及进口对照品
2.1原料药样品来源及批号
自制亚甲蓝原料(批号:060407),以无水甲酸-正丙醇为流动相,200-300目硅胶柱层析,收集亚甲蓝组分流出液,减压蒸除溶剂,残渣于水中(4倍重量水)重结晶两次。结晶于43-45℃常压干燥12小时得精制品。本产品干燥失重为16.4%。
2.1.1原料药样品纯度检查方法
采用高效液相色谱法(HPLC)峰面积归一化法测纯度。
仪器:Aglient 1100、ChemStation色谱工作站
色谱柱:十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂的色谱柱,即C18色谱柱(250mm×4.6mm,5μm)。
流动相:以0.34%磷酸溶液(取磷酸3.4ml,加水溶解至1000ml,加三乙胺调pH至3.0)-乙腈(73∶27)为流动相
检测波长:246nm
流速:1.0ml/min
2.1.2原料药样品纯度检查结果
按以上条件及方法对样品进行了纯度检查,结果其纯度达99.52%,符合结构确认用样品的要求。
3.亚甲蓝原料药化学结构确证
为了确证所合成的亚甲蓝原料药的化学结构,申请人对其进行了元素分析、紫外光谱、红外光谱、核磁共振、质谱、差热分析及热重分析、粉末X-射线衍射。
差热分析及热重分析由贵州师范大学测定;元素分析、核磁共振、质谱由中国科学院上海药物研究所、中国科学院贵州天然产物化学重点实验室药物研究所测定;红外光谱、紫外光谱由贵阳医学院分析测试中心测定;粉末X-射线衍射由中国科学院贵阳地球化学研究所测定。
3.1元素分析
3.1.1测定仪器
Vario EL元素分析仪;Kratos MS80高分辨质谱仪
3.1.2测定结果
表1元素分析结果
Figure C20061020130600091
高分辨质谱分析结果:284.1208[C16H18N3S+,计算值:284.1221]。
3.1.3结论
本样品的干燥失重为16.4%,表明样品中含结晶溶剂水。样品的元素分析实验值与亚甲蓝一分子含3.5分子水的计算值相符。热重分析表明亚甲蓝是一含3个结晶水的化合物,故推测另外0.5个水分子是干燥未完全而引入。
为进一步测定亚甲蓝分子的元素组成,进行了亚甲蓝样品的高分辨质谱分析。高分辨质谱表明所合成分子的盐基部分元素组成为C16H18N3S。
根据元素分析和高分辨质谱分析结果,结合热重分析可判定所合成化合物的分子式为C16H18ClN3S·3H2O。
3.2紫外吸收光谱
3.2.1测定仪器、条件及方法:
使用岛津UV-2401PC紫外分光光度计;按照药典规定,将亚甲蓝样品配成一定浓度的水溶液、0.1mol/L HCl溶液及0.1mol/L NaOH溶液,用同批溶剂作空白对照,并分别与标准品对照,采用1cm吸收池在190-900nm范围内扫描。
3.2.2测定结果
表2亚甲蓝的紫外吸收光谱数据
3.2.3解析
本产品在中性(水)溶液中292.00nm吸收峰为芳环B带,因其向长波方向移动,说明分子中有芳环结构并且芳环上有供电子取代基团;酸性溶液和碱性溶液B带吸收移动不明显,说明化合物在酸性和碱性条件下稳定。另外从与标准品的对照可以看出所合成化合物即为亚甲蓝。
结论:亚甲蓝样品符合亚甲蓝结构的紫外吸收特征,样品在各种条件中的UV谱与对照品的UV谱均一致。
3.3红外吸收光谱
3.3.1测定条件:
仪器:
方法:KCl压片法(取供试品约1mg置于研钵中,滴加少量无水甲醇溶解,加入适量KCl细粉,混匀,置红外灯下烘烤5分钟,研磨压片测定)
3.3.2测定结果
表3亚甲蓝的红外光谱数据
  吸收峰波数(cm<sup>-1</sup>)   强度   基团和振动类型 解析
  3367.2   中(宽)   υ<sub>O-H</sub> 结晶水O-H伸缩振动
  1598.21489.3   强中   υ<sub>C=C</sub> 苯环骨架伸缩振动
  1394.5   强   δCH<sub>3</sub> 甲基的弯曲振动
  1352.7,1336.2   强   υC<sub>烷</sub>-N 芳香C与氨基N的伸缩振动
  1249.1,1221.6   中   υC<sub>芳</sub>-N 芳香叔胺的烷基的C-N伸缩振动
  1177.2,1140.1   中   δ=C-H 苯环=C-H面内弯曲振动
  802.9,837.7,882.8   中   δ=C-H 苯环=C-H面外弯曲振动
3.3.3解析:
3367.2cm-1,中等强度并且较宽的吸收峰,说明化合物中存在分子内氢键,分子中有O-H。
1598.8、1541.9、1488.7、1447.7cm-1为苯环骨架振动,说明化合物中含有苯环存在。
882.3~615.2cm-1为芳氢的面外弯曲振动,进一步证明了化合物中有苯环存在。
1395.3,1249.1cm-1此处出现的强峰和中强峰分别为芳香叔胺的芳基和烷基C-N伸缩振动,说明化合物为一芳香叔胺结构。
1355.7,1339.5为甲基的对称伸缩振动,两峰强度相当,说明两甲基连接在同一原子上
3.3.4结论
所制备样品的红外光谱数据符合亚甲蓝结构特征,与《中国药典》中亚甲蓝红外标准图谱一致。
3.4核磁共振谱
3.4.1测定条件
仪器:Varian公司Inova 400核磁共振波谱仪
溶剂:D2O内标:TMS
3.4.2测定结果
Figure C20061020130600121
表4亚甲蓝的1H-NMR数据及归属
  序号   δ(ppm)   H数   多重性   备注
  1、2、15、16   2.87   12   s
  8、14   6.48-6.52   2   d,J=1.6Hz   与δ6.71-6.76ppm的氢相关
  4、12   6.71-6.76   2   dd,J=9.3Hz,J=2.2Hz   与δ6.91-6.96ppm、6.48-6.52的氢相关
  5、11   6.91-6.96   2   d,J=9.6Hz   与δ6.71-6.76ppm的氢相关
表5亚甲蓝的13C-NMR数据及归属
  序号   δ(ppm)   碳数目   碳类型   备注
  1、2、15、16   40.642   4   伯   与δ2.87ppm的H相关
  8、14   106.036   2   叔   与δ6.48-6.52ppm的H相关,与δ6.71-6.76ppm的H远程相关
  4、12   118.267   2   叔   与δ6.71-6.76ppm的H相关,与δ6.48-6.52ppm、δ6.91-6.96ppm的H远程相关
  7、9   133.490   2   季   与δ6.48-6.52ppm的H远程相关
  6、10   133.780   2   季   与δ6.71-6.76ppm、δ6.91-6.96ppm的H远程相关
  5、11   136.222   2   叔
  3、13   152.979   2   季   与δ2.87ppm、δ6.91-6.96ppm的H远程相关
3.4.3解析
氢谱中四组质子信号。结合元素分析和高分辨质谱分析结果,应为3组共6个不饱和芳香氢,1组12个饱和单氢,并且可推断样品分子为一高度对称结构。在δ2.85ppm处的单峰,根据计算积分面积的结果可推算出此处为12个饱和单氢,由于受吸电子基团或原子的影响而向低场方向移动,从HMQC谱的可以看出其与δ40.642ppm的C原子相关。由于该C原子在DEPT谱中表现为伯-或仲-C原子,因此可推断此处H信号为四个与N原子相连接的-CH3上的H。结合分子的元素组成、不饱和度及对称性,至此已可以基本推断出样品分子为双(二甲氨基)取代的吩噻嗪结构。根据化学合成中使用的原料及反应类型(见申报资料8),推断二甲氨基的取代位置在3、13位。δ6.91-6.96ppm两个H的双重峰,J值9.6Hz,应为单纯苯环邻位偶合产生;结合H-Hcosy谱和HMQC谱可推断为5和11位H。δ6.71-6.76ppm两个双峰,积分面积为两个H,J值分别为9.3Hz和2.2Hz,应有一个邻位氢和一个间位氢;结合H-H cosy谱和HMQC谱可推断为4和12位H。δ6.48-6.52ppm为两个H的双重峰,J值1.6Hz,应为单纯苯环间位偶合产生;结合H-H cosy谱和HMQC谱可推断为8和14位H。
碳谱中共有7组峰,从DEPT-135谱可看出有3组季碳、4组伯碳或叔碳,符合亚甲蓝分子的对称结构特征及碳原子类型。δ40.642ppm碳原子为伯碳或叔碳,HMQC谱中与四个N-CH3上的H相关,应为四个N-CH3上的C原子;δ106.036ppm、δ118.267ppm、δ136.222ppm的三组碳原子均为伯碳或叔碳,HMQC谱中分别与三组芳环氢相关,根据相关的氢原子位置可判断δ106.036ppm对应8和14位C,δ118.267对应4和12位C,δ136.222ppm对应5和11位C。三组季碳中化学位移为152.979ppm的一组碳原子从HMBC可见其与N-CH3上的H远程相关,应为3和13位C;其它两组化学位移较近,从HMBC上较难辨别,根据相邻原子推断δ133.780ppm对应6和10位C,δ133.490ppm对应7和9位C。
至此,所有18个H及16个C均有了较合理的归属,且1H-NMR谱、BB+DEPT-135谱均与对照品一致。
3.4.4结论
精制品的1H,13C-NMR谱图所表征结构与亚甲蓝结构相符。
3.5质谱
3.5.1测定条件
测定仪器:Finnigan MAT 95 mass spectrometer
测定方式:EI
3.5.2MS测定数据
  m/z   相对丰度(%)
  285.2   0.16
  284.2   0.29
  269.2   0.93
  268.2   5.61
亚甲蓝分子的裂解途径如下:
Figure C20061020130600141
本产品盐基的离子峰为m/z 284.2(M-Cl-),强度最大,定为基峰。该峰经高分辨质谱确证元素组成为:C16H18N3S,该离子捕获一个氢原子产生m/z 285.2的离子峰;失去一个CH4分子则得到一Schiff碱结构的m/z268.2的离子峰,后者再捕获一个氢原子产生m/z 269.2的离子峰。m/z268.2的离子继续失去一个CH4分子得到对称的含Schiff碱结构的m/z252.3的离子峰。
3.5.3结论
质谱分析与亚甲蓝分子结构相符。
3.6热重分析及差热分析
3.6.1测定条件
仪器:NETZSCH STA409PC/PG;扫描范围,30℃~500℃;升温速率10℃/min;参照物:Al2O3
3.6.2结果
表6亚甲蓝的热重分析结果
Figure C20061020130600151
本产品自开始至33.2℃时即开始第一次失重,一直到约145.9℃,共失重约14.89%;第二次失重开始较缓,约132.5℃开始,至约366.2℃,失重约16.66%。
第一次约失重14.89%,此过程持续时间短、坡度大,说明本产品可能含有结晶溶剂。再根据元素分析结果及重结晶工艺,因此可判断此过程主要失去的是分子中的结晶水,经计算应为三分子结晶水。第二次失重约16.66%,下滑较为平缓,而且其持续温度较长,因此可以判断此次失重是由于温度升高导致化合物结构破坏引起。
3.7粉末X-射线衍射谱
仪器:日本理学(Rigaku)公司D/max-rB型X-射线衍射仪
测定Cu靶,40KV,60mA
3.7.1X-射线衍射数据
  2θ(°)   d(A°)   I/I<sub>0</sub>   2θ(°)   d(A°)   I/I<sub>0</sub>
  5.68   15.5465   38   25.00   3.5589   24
  9.24   9.5631   68   25.60   3.4768   100
  9.64   9.1672   34   26.24   3.3934   61
  10.80   8.1850   28   27.08   3.2901   26
  11.32   7.8102   21   28.08   3.1751   27
  18.72   4.7362   25   28.48   3.1314   27
3.7.2结论:
粉末X-射线衍射谱表明,本精制品样品衍射峰尖锐,说明本产品的结晶良好。
4.亚甲蓝化学结构确证结论
(1)本实验中用于结构鉴定的样品是参照本发明亚甲蓝的合成,从简单原料开始按照已知反应路线合成并精制得到。本产品最后是从水中结晶析出,干燥失重为16.4%。本产品元素分析结果与亚甲蓝一分子(C16H18ClN3S)含3.5分子水的理论计算值相符。高分辨质谱也说明了所合成分子的盐基部分元素组成为C16H18N3S。热重分析表明,本产品含3个结晶水。因此可推断本产品的元素组成与亚甲蓝(C16H18ClN3S·3H2O)一致。
(2)本产品分子式为C16H18ClN3S·3H2O,计算得不饱和度为9,因此,分子中应有芳环存在。紫外光谱显示了分子中的芳环B带吸收峰,且因该峰向长波方向移动,说明分子中芳环上有供电子取代基团。IR中也有苯环骨架振动,另外1395.3,1249.1cm-1的吸收说明了化合物具芳香叔胺结构。这些结构特征与亚甲蓝相符。
(3)氢谱中有18个H信号,3组共6个芳香氢,1组12个饱和氢,并且可推断样品分子为一高度对称结构。根据这些氢的化学位移和偶合常数,结合H-H cosy谱和HMQC谱,可判断有化学环境完全相同的4个甲基,以及两组对称的苯环1、3、4位类型的芳环氢,并可基本推断出样品分子为双(二甲氨基)取代的吩噻嗪结构。根据合成原料中两个N原子处于对位,可基本确定取代基位置。碳谱中共有7组峰,从DEPT-135谱可看出有3组季碳、4组伯碳或叔碳。结合HMBC谱和HMQC谱,进一步确证了两个对称的二甲氨基的存在及其在芳环上的取代位置。至此可以确定样品分子结构就是亚甲蓝的分子结构。
(4)质谱中得到一个m/z 284.2的基峰,为M-Cl-产生,进一步确证了盐基离子的组成;另外两个丰度较大的M-Cl--14及M-Cl--28的离子峰也进一步表明了芳环侧链有甲基取代的结构。
(5)样品粉末X-射线衍射谱表明,本样品衍射峰尖锐,说明本产品的结晶良好;精制品和对照品的全谱峰型和主要谱峰d值一致,是为同一晶型。
(6)综上所述,经对样品的HPLC、元素分析、IR、UV、1HNMR、H-HCOSY、13CNMR、DEPT、HMQC、HMBC、EI-MS、TG、DTA、粉末X射线衍射分析,以及与对照品的对比分析,确认本产品的化学结构与亚甲蓝的化学结构一致,样品宏观特性也与亚甲蓝相同,因此确认本产品为亚甲蓝。
与现有技术相比,本发明所提供的合成方法成本较低,投资小,反应时间较短,适于工业化生产,所用原料易得,产品纯度较高,且对环境污染较小。
具体实施方式:
本发明的实施例1:
溶液的配制:称取氯化锌500g(4.95mol)溶解于500mL水,加入二水重铬酸钠2.5g配制成氯化锌溶液;称取十八水硫酸铝670g(1.00mol)溶解于600mL水配制成硫酸铝溶液;称取五水硫代硫酸钠525g(2.12mol)溶解于500mL水配制成硫代硫酸钠溶液;称取二水重铬酸钠648g(2.17mol)溶解于900mL水配制成重铬酸钠溶液;称取N,N-二甲基苯胺200g(1.65mol)溶解于227ml浓盐酸(2.66mol)配制成N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液。
药用亚甲蓝的合成:称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐2mol(418g),投入带温度计的反应釜中,加入6L水溶解,搅拌下滴加浓硫酸0.41mol(40g),使溶液成酸性,室温下依次加入氯化锌溶液、硫酸铝溶液、硫代硫酸钠溶液,并加入300mL重铬酸钠溶液,搅拌下将反应液于10分钟内加热至40℃,将N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液投入反应釜,随后立即加入剩余的600mL重铬酸钠溶液,于10分钟内加热至70℃;温度达70℃时,将2.87mol(250g)二氧化锰投入反应釜,加热至85℃,维持温度反应30分钟,自然降温至50℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸7.14mol(700g);搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置5小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用10%氯化钠水溶液600mL洗涤;将滤饼转移至20L烧杯中,加入10L水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入1.84mol(250g)氯化锌和25.64mol(1500g)氯化钠,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置24h,抽滤,50℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐460g;将所得氯化锌盐溶解于10L水中,加入碳酸钠0.52mol(55.2g),冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠17.09mol(1000g),搅拌溶解后于4℃环境下放置12小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥12小时得亚甲蓝粗品320g(干燥失重约15%,以无水物计算收率为42.5%)。将亚甲蓝粗品投入三角瓶中,加入0.1mol/L盐酸1280mL(1∶4),60℃水浴加热溶解,于室温放置结晶,抽滤,滤饼于相同体积、浓度盐酸中重结晶一次,相同体积水中重结晶一次,滤饼于40-45℃干燥12小时,得到亚甲蓝205g,干燥失重14.6%,以无水物计算收率64.3%。按原料对氨基二甲基苯胺盐酸盐计算总收率为27.4%。
本发明的实施例2:
溶液的配制:称取氯化锌50g(0.495mol)溶解于50ml水,并加入二水重铬酸钠0.25g配制成氯化锌溶液;称取AL2(SO4)3·18H2O 67g(0.1mol)溶解于60ml水配制成硫酸铝溶液;称取Na2S2O3·5H2O 52.5g(0.212mol)溶解于50ml水配制成硫代硫酸钠溶液;称取Na2Cr2O7·2H2O 64.8g(0.217mol)溶解于90ml水配制成重铬酸钠溶液;称取N,N-二甲基苯胺20g(0.165mol)溶解于22.7ml浓盐酸(0.266mol)配制成N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液。
药用亚甲蓝的合成:称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐41.8g,投入带温度计的2000ml反应瓶中,加入600ml水溶解,搅拌下滴加浓硫酸4g,使溶液成酸性,室温下依次加入氯化锌溶液、硫酸铝溶液、硫代硫酸钠溶液,并在2秒内加入30ml重铬酸钠溶液,搅拌下将反应液在1分钟内加热至30℃,将N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液投入反应瓶,随后立即加入剩余的60ml重铬酸钠溶液,于3分钟内加热到60℃。温度达60℃时,将25g二氧化锰投入反应瓶,加热至80℃,维持温度反应20分钟,自然降温至40℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸70g,搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置4小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用60ml 10%氯化钠水溶液洗涤,将滤饼转移至2000ml烧杯中,加入1000ml水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入25g氯化锌和150g氯化钠,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置22h,抽滤,45℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐24g;将所得氯化锌盐溶解于1000ml水中,加入碳酸钠5.52g,冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠100g,搅拌溶解后于4℃环境下放置10小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥11小时得亚甲蓝粗品16g,然后用4倍重量的水重结晶数次即得。
本发明的实施例3:
溶液的配制:称取氯化锌250g(2.475mol)溶解于250mL水,加入二水重铬酸钠1.25g配制成氯化锌溶液;称取十八水硫酸铝335g(0.50mol)溶解于300mL水配制成硫酸铝溶液;称取五水硫代硫酸钠262.5g(1.06mol)溶解于250mL水配制成硫代硫酸钠溶液;称取二水重铬酸钠324g(1.09mol)溶解于450mL水配制成重铬酸钠溶液;称取N,N-二甲基苯胺100g(0.83mol)溶解于114ml浓盐酸(1.33mol)配制成N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液。
药用亚甲蓝的合成:称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐1mol(209g),投入带温度计的反应釜中,加入3L水溶解,搅拌下滴加浓硫酸0.21mol(20g),使溶液成酸性,室温下依次加入氯化锌溶液、硫酸铝溶液、硫代硫酸钠溶液,并加入150mL重铬酸钠溶液,搅拌下将反应液于5分钟内加热至50℃,将N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液投入反应釜,随后立即加入剩余的300mL重铬酸钠溶液,于7分钟内加热至80℃;温度达80℃时,将1.44mol(125g)二氧化锰投入反应釜,加热至90℃,维持温度反应40分钟,自然降温至60℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸3.57mol(350g);搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置6小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用10%氯化钠水溶液300mL洗涤;将滤饼转移至10L烧杯中,加入5L水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入0.92mol(1250g)氯化锌和12.82mol(750g)氯化钠,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置26h,抽滤,55℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐230g;将所得氯化锌盐溶解于5L水中,加入碳酸钠0.26mol(27.6g),冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠8.55mol(500g),搅拌溶解后于4℃环境下放置14小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥13小时得亚甲蓝粗品160g,然后用4倍重量的水重结晶数次即得。

Claims (7)

1.一种药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:用对氨基二甲基苯胺盐酸盐为起始原料,按照以下反应线路:
Figure C2006102013060002C1
以摩尔质量比计算,称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐2份,投入带温度计的反应釜中,加水溶解,搅拌下滴加浓硫酸0.41份,室温下依次加入氯化锌含量为4.95份的溶液、硫酸铝含量为1.00份的溶液、硫代硫酸钠含量为2.12份的溶液,并加入重铬酸钠含量为0.72份的溶液,搅拌下将反应液迅速加热至30~50℃,将N,N-二甲基苯胺含量为1.65份的盐酸溶液投入反应釜,随后立即加入重铬酸钠含量为1.45份的溶液,迅速加热到60~80℃,将2.87份二氧化锰投入反应釜,加热至80~90℃,维持温度反应20~40分钟,降温至40~60℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸7.14份,搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置4~6小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用10%氯化钠水溶液洗涤,将滤饼转移至烧杯中,加入水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入氯化锌1.84份和氯化钠25.64份,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置22~26h,抽滤,45~55℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐;将所得氯化锌盐溶解于水中,加入碳酸钠0.52份,冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠17.09份,搅拌溶解后于4℃环境下放置10~14小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥11~13小时得亚甲蓝粗品,然后用水重结晶数次即得。
2.按照权利要求1所述药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:称取对氨基二甲基苯胺盐酸盐2mol,投入带温度计的反应釜中,加入6L水溶解,搅拌下滴加浓硫酸0.41mol,室温下依次加入氯化锌溶液500mL、硫酸铝溶液600mL、硫代硫酸钠溶液500mL,并迅速加入300mL重铬酸钠溶液,搅拌下将反应液于10分钟内加热至40℃,将N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液227ml投入反应釜,随后立即加入剩余的600mL重铬酸钠溶液,于10分钟内加热至70℃;温度达70℃时,将2.87mol二氧化锰投入反应釜,加热至85℃,维持温度反应30分钟,自然降温至50℃,搅拌下缓慢加入浓硫酸7.14mol;搅匀后放出反应液,于4℃环境下放置5小时,析出沉淀,抽滤,滤饼用10%氯化钠水溶液600mL洗涤;将滤饼转移至20L烧杯中,加入10L水,于电热套上搅拌加热至沸腾,趁热抽滤,滤液加入1.84mol氯化锌和25.64mol氯化钠,搅拌使溶解,再将该溶液于4℃环境下放置24h,抽滤,50℃干燥得亚甲基蓝氯化锌盐;将所得氯化锌盐溶解于10L水中,加入碳酸钠0.52mol,冷至室温,抽滤,少量水洗滤饼,加入氯化钠17.09mol,搅拌溶解后于4℃环境下放置12小时,抽滤,滤饼于40-45℃干燥12小时得亚甲蓝粗品,然后用4倍重量的水重结晶数次即得。
3.按照权利要求1或2所述药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:所用的氯化锌溶液浓度为9.9mol/l,其中还含有0.016mol/l的重铬酸钠。
4.按照权利要求1或2所述药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:所用的硫酸铝溶液浓度为1.67mol/l。
5.按照权利要求1或2所述药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:所用的硫代硫酸钠溶液浓度为4.24mol/l。
6.按照权利要求1或2所述药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:所用的重铬酸钠溶液浓度为2.41mol/l。
7.按照权利要求1或2所述药用亚甲蓝的合成方法,其特征在于:所用的N,N-二甲基苯胺的盐酸溶液浓度为7.27mol/l。
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