CN103242237A - 一种驱虫药芬苯达唑的制备新方法 - Google Patents
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Abstract
一种驱虫药芬苯达唑的制备新方法，提供了一条全新的芬苯达唑的合成路线，以间二氯苯为起始原料，经过硝化、胺化、缩合、还原、环合反应得到芬苯达唑。其特征在于将现有工业化路线中的起始原料间氯苯胺改为廉价的间二氯苯；还原工艺由硫化碱改为清洁高效的还原工艺；该合成新工艺简洁高效、污染少、质量高，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于化学或药物化学领域，具体涉及芬苯达唑的制备方法。
背景技术
芬苯达唑(Fenbendazole)又名苯硫咪唑，化学名5-苯硫基-1H-苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯。芬苯达唑为广谱、高效、低毒的新型苯并咪唑类驱虫药，70年代由Hoechst公司研制成功，它不仅对动物胃肠道线虫成虫、幼虫有高度驱虫活性，而且对网尾线虫、矛形双腔吸虫、片形吸虫和绦虫亦有较佳效果。芬苯达唑在国外，不仅用于各种动物，甚至还有野生动物的专用制剂。
自7O年代中期以来，国内外有关芬苯达唑的合成路线已有不少报道，其现有的合成路线主要可归纳为如下两条：
1）以间氯苯胺为原料的路线
张玉杰（西北药学杂志,1988,3(1)：27-28）报道了以间氯苯胺为原料，通过酰化、硝化、缩合、还原、环合反应制备芬苯达唑，目前的工业化路线虽然在还原方式、环合剂的选择做了部分改进，但大体制备路线与此一致。该路线使用的间氯苯胺价格贵，生产成本高。
另外，J.Heterocyclic Chem.,41,273(2004)和中国专利CN102304090A报道了以中间体2-硝基-5-氯苯胺为起始原料，在碳酸钾催化下，在DMF中回流制备2-硝基-5-苯硫基苯胺，经过还原、环合制得芬苯达唑。该路线缩合时采用DMF为溶剂，回流温度高、反应设备耐腐要求高，且原料2-硝基-5-氯苯胺不易得。
2）以对二氯苯为原料的路线
中国专利CN102241635A报道了以上制备路线，该路线缩合收率低。
为此，改进现有生产工艺，降低生产成本，适合工业化、收率高、操作简洁安全、绿色环保的制备高纯度芬苯达唑的方法还有待于进一步探索研究。
发明内容
针对上述路线的种种缺点，本发明的目的在于提供一种原料廉价易得、收率高、操作简洁安全、绿色环保、易于工业化的制备高纯度芬苯达唑的新方法，具体技术方案如下：
一种制备芬苯达唑的新方法，该合成路线经过下述化学反应方程式进行：
通过上述反应式制备步骤如下：
（1）硝化反应：以间二氯苯为原料，在浓硫酸和硝酸中，经过硝化反应、分去废酸层、碱中和水洗有机层得到2,4-二氯硝基苯；
（2）胺化反应：在有机溶剂或水中，2,4-二氯硝基苯与胺化试剂胺化反应得到2-硝基-5-氯苯胺；
（3）缩合反应：在有机溶剂或水中，2-硝基-5-氯苯胺在碱催化下，与苯硫酚缩合反应得到2-硝基-5-苯硫基苯胺;
（4）还原反应：在有机溶剂中，2-硝基-5-苯硫基苯胺在催化剂存在下经还原反应得到4-苯硫基邻苯二胺；
（5）环合反应：在有机溶剂中，4-苯硫基邻苯二胺与环合试剂发生环合反应得到芬苯达唑。
反应步骤（1）中所述的硝化试剂为硝酸，其用量为间二氯苯的摩尔量的0.8～1.5倍，优选用量为1.04～1.2倍，浓硫酸用量为间二氯苯摩尔量0.5～5倍，优选用量为0.9～3倍，硝化温度为0～20℃，优选5～20℃，硝化反应时间为1～5小时。中和水洗所用的碱选自浓度为1%～50%的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾水溶液中的任一种。
反应步骤（2）中所述的胺化试剂选自液氨、氨水，优选为液氨；胺化溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二甲苯、甲苯、水或它们的混合物，优选为甲醇或乙醇；胺化试剂的摩尔量为2,4-二氯硝基苯的4～16倍，优选为6～10倍，溶剂的用量为2,4-二氯硝基苯重量比的2～5倍，优选1.5～3.0倍，反应温度为80～250℃，优选为120～160℃，反应压力0.8～10.0MPa，优选2.0～4.0MPa。
反应步骤（3）中所述的苯硫酚的用量为2-硝基-5-氯苯胺的摩尔量的0.9～3倍，优选为0.98～1.5倍，溶剂的用量为2-硝基-5-氯苯胺重量比的2～8倍，优选为2.5～4倍，碱的用量为2-硝基-5-氯苯胺摩尔比的1.1～2.5倍，优选为1.2-1.5倍，所述的溶剂选自乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、水或它们的混合物，优选乙醇或甲醇，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任一种，优选氢氧化钠或氢氧化钾。
反应步骤（4）中所述的溶剂用量为2-硝基-5-苯硫基苯胺重量比的2～5倍，优选为2～3倍，还原试剂用量为2-硝基-5-苯硫基苯胺摩尔比的1.2～50倍，优选为5-30倍，溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇或它们的混合物，还原试剂选自氢气、水合肼、氯化亚锡、硼氢化钠中的任一种，优选氢气，催化剂选用纳米镍、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑（Rh）、雷尼镍（Raney Ni）、三氯化铁中的任一种，优选钯(Pd)、钌(Ru)或雷尼镍（Raney Ni），催化剂载体为炭、氧化铝、二氧化钛，反应温度为50～120℃，优选为60～100℃。
反应步骤（5）中所述的反应溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇或它们的混合物，环合试剂选自S-甲基异脲甲酸甲酯、O-甲基异脲甲酸甲酯、氰胺基甲酸甲酯中的任一种，环合剂用量为4-苯硫基邻苯二胺摩尔比的1.0～2.5倍，反应温度为60℃～120℃，反应时间1～24小时。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供了一条全新的芬苯达唑的合成路线，将现有工业化路线中起始原料间氯苯胺改为廉价的间二氯苯。
2、本发明使用清洁高效的还原工艺替代硫化碱还原工艺，避免产生大量含硫废水污染环境。
3、本发明的合成新工艺简洁高效、污染少、质量高，适合工业化生产。
附图说明
图1为芬苯达唑红外光谱(IR)谱图。
具体实施方式
下述通过具体的实施例，对本发明做详细的描述，以下实施例用于解释本发明，而不是对本发明的限制。
实施例1
步骤12,4-二氯硝基苯的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，开启搅拌，加入100.0g间二氯苯，0.5倍重量比浓硫酸，滴加摩尔量为间二氯苯1.05倍硝酸，控制滴加温度在10～15℃，滴加完毕，在10～15℃保温反应3小时，HPLC跟踪反应完全，分去下层废酸层，加入15%的碳酸钠水溶液100g搅拌洗涤，分出下层得2,4-二氯硝基苯127.0g，直接用于下一步反应。此步收率为97.2%，含量为98.1%。
步骤22-硝基-5-氯苯胺的制备
在1000ml的高压釜中加入上一步得的250.0g的2,4-二氯硝基苯，2.5倍2,4-二氯硝基苯重量比的甲苯，12倍2,4-二氯硝基苯摩尔量的液氨，温度控制在105～110℃，反应压力在3.9～4.4MPa，反应9小时后冷却，离心，洗涤，烘干，得2-硝基-5-氯苯胺干品198.0g。收率为88.1%，含量为97.8%。
步骤32-硝基-5-苯硫基苯胺的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，开启搅拌，加入30.4g的2-硝基-5-氯苯胺，摩尔量1.2倍的苯硫酚，3倍2-硝基-5-氯苯胺重量比的乙醇，加入1.5倍2-硝基-5-氯苯胺摩尔比的含量40%的氢氧化钾水溶液，加毕回流反应4小时，反应完毕冷却至20℃保温1小时，离心、洗涤、烘干得2-硝基-5-苯硫基苯胺干品40.1g，收率为92.3%，含量为99.1%。
步骤44-苯硫基邻苯二胺的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，加入重量比为2-硝基-5-苯硫基苯胺5倍的异丙醇、40g的2-硝基-5-苯硫基苯胺，重量比为2-硝基-5-苯硫基苯胺0.06倍的钯炭，开启搅拌，加热至65-85℃，通氢气至压力0.9-1.5MPa，加氢还原反应8小时，滤掉催化剂钯炭，蒸去异丙醇得4-苯硫基邻苯二胺34.7g，直接用于下一步反应。
步骤5芬苯达唑的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，加入上一步得到的4-苯硫基邻苯二胺和100ml甲苯，开启搅拌，加入重量比为4-苯硫基邻苯二胺0.8倍的乙酸，加入摩尔比为4-苯硫基邻苯二胺1.05倍的S-甲基异脲甲酸甲酯，75℃反应3小时，冷却至常温，离心，洗涤，烘干得44.0g，还原和环合两步收率为90.5%，含量99.6%。
IR(KBr):3351.1cm–1,2690.0cm–1,1722.0cm–1,1645.9cm–1,1592.3cm–1,1525.0cm–1,1463.0cm–1,1440.8cm–1,1356.7cm–1,1275.9cm–1,1125.0cm–1。
实施例2
步骤1 2,4-二氯硝基苯的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，开启搅拌，加入100.0g间二氯苯，0.9倍重量比浓硫酸，摩尔量为间二氯苯1.1倍硝酸，在5～10℃保温反应3小时，HPLC跟踪反应完全，分去下层废酸层，加入5%的氢氧化钠水溶液100g搅拌洗涤，分出下层得2,4-二氯硝基苯125.0g，直接用于下一步反应。此步收率为95.7%，含量为98.7%。
步骤2 2-硝基-5-氯苯胺的制备
在1000ml的高压釜中加入上一步得的100.0g的2,4-二氯硝基苯，3.5倍2,4-二氯硝基苯重量比的甲醇，10倍2,4-二氯硝基苯摩尔量的氨水，温度控制在130～140℃，反应压力在2.5～2.7MPa，反应12小时后冷却，离心，洗涤，烘干，得2-硝基-5-氯苯胺干品76.0g。收率为84.6%，含量为98.6%。
步骤3 2-硝基-5-苯硫基苯胺的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，开启搅拌，加入25.9g的2-硝基-5-氯苯胺，摩尔量1.5倍的苯硫酚，3倍2-硝基-5-氯苯胺重量比的乙醇，加入1.5倍2-硝基-5-氯苯胺摩尔比的含量40%的氢氧化钠水溶液，回流反应4小时，反应完毕冷却至20℃，离心、洗涤、烘干得2-硝基-5-苯硫基苯胺干品35.3g，收率为95.5%，含量98.4%。
步骤4 4-苯硫基邻苯二胺的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，加入重量比为2-硝基-5-苯硫基苯胺3倍的丙醇、24.6g的2-硝基-5-苯硫基苯胺，重量比为2-硝基-5-苯硫基苯胺0.01倍的三氯化铁，开启搅拌，滴加摩尔比为2-硝基-5-苯硫基苯胺2倍的水合肼，回流反应2小时，滤掉催化剂三氯化铁，蒸去丙醇得4-苯硫基邻苯二胺21.1g，直接用于下一步反应。
步骤5 芬苯达唑的制备
在500ml带有温度计和搅拌装置的四口烧瓶中，加入上一步得到的4-苯硫基邻苯二胺和105ml甲苯，开启搅拌，加入重量比为4-苯硫基邻苯二胺0.8倍的乙酸，摩尔比为4-苯硫基邻苯二胺1.05倍的O-甲基异脲甲酸甲酯，40-45℃反应17小时，加入重量比为4-苯硫基邻苯二胺1.7倍的甲酸，升温回流6小时，冷却，离心，洗涤，烘干得26.9g，还原和环合两步收率为90.1%，含量99.5%。
本发明不限于上述实施例，凡依据本发明的技术实质对上述实施例作的任何简单、等同变化或修饰，均属于本发明技术范围内。
Claims (10)
1.一种制备芬苯达唑的新方法，其特征在于：它是经过下述化学反应方程式进行：
通过上述反应式制备步骤如下：
（1）硝化反应：以间二氯苯为原料，在浓硫酸和硝酸中，经过硝化反应、分去废酸层、碱中和水洗有机层得到2,4-二氯硝基苯；
（2）胺化反应：在有机溶剂或水中，2,4-二氯硝基苯与胺化试剂胺化反应得到2-硝基-5-氯苯胺；
（3）缩合反应：在有机溶剂或水中，2-硝基-5-氯苯胺在碱催化下，与苯硫酚缩合反应得到2-硝基-5-苯硫基苯胺;
（4）还原反应：在有机溶剂中，2-硝基-5-苯硫基苯胺在催化剂存在下经还原反应得到4-苯硫基邻苯二胺；
（5）环合反应：在有机溶剂中，4-苯硫基邻苯二胺与环合试剂发生环合反应得到芬苯达唑。
2.根据权利要求1中所述的芬苯达唑制备方法，其特征在于：反应步骤（1）中，硝化试剂为硝酸，其用量为间二氯苯的摩尔量的0.8～1.5倍，浓硫酸用量为间二氯苯摩尔量0.5～5倍，硝化温度为0～20℃，硝化反应时间为1～5小时；中和水洗所用的碱选自浓度为1%～50%的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾水溶液中的任一种。
3.根据权利要求2所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（1）中，硝化试剂的优选用量为间二氯苯摩尔量的1.04～1.2倍，浓硫酸优选用量为间二氯苯摩尔量的0.9～3倍，硝化温度优选5～20℃。
4.根据权利要求1所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（2）中，胺化试剂选自液氨、氨水；胺化溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二甲苯、甲苯、水或它们的混合物；胺化试剂的摩尔量为2,4-二氯硝基苯的4～16倍，溶剂的用量为2,4-二氯硝基苯重量比的2～5倍，反应温度为80～250℃，反应压力0.8～10.0MPa。
5.根据权利要求4所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：胺化溶剂优选为甲醇或乙醇，胺化试剂优选为液氨，胺化试剂的摩尔量优选为2,4-二氯硝基苯的6～10倍，溶剂用量优选2,4-二氯硝基苯重量比的1.5～3.0倍，反应温度优选为120～160℃，反应压力优选2.0～4.0MPa。
6.根据权利要求1所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（3）中，苯硫酚的用量为2-硝基-5-氯苯胺的摩尔量的0.9～3倍，溶剂的用量为2-硝基-5-氯苯胺重量比的2～8倍，碱的用量为2-硝基-5-氯苯胺摩尔比的1.1～2.5倍，所述的溶剂选自乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、水或它们的混合物，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任一种。
7.根据权利要求6所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（3）中，苯硫酚的用量优选为2-硝基-5-氯苯胺的摩尔量的0.98～1.5倍，溶剂的用量优选为2-硝基-5-氯苯胺重量比的2.5～4倍，碱的用量优选为2-硝基-5-氯苯胺摩尔比的1.2-1.5倍，溶剂优选乙醇或甲醇，碱优选氢氧化钠或氢氧化钾。
8.根据权利要求1所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（4）中溶剂用量为2-硝基-5-苯硫基苯胺2～5倍的重量比，还原试剂用量为2-硝基-5-苯硫基苯胺的1.2～50倍的摩尔比，溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇或它们的混合物，还原试剂选自氢气、水合肼、氯化亚锡、硼氢化钠中的任一种，催化剂选用纳米镍、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑（Rh）、雷尼镍（RaneyNi）、三氯化铁中的任一种，催化剂载体为炭、氧化铝、二氧化钛，反应温度为50～120℃。
9.根据权利要求8所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（4）中溶剂的用量优选为2-硝基-5-苯硫基苯胺的2～3倍，还原试剂用量优选为2-硝基-5-苯硫基苯胺的5-30倍摩尔比，溶剂优选甲醇或乙醇，还原试剂优选氢气，催化剂选用钯(Pd)、钌(Ru)或雷尼镍（Raney Ni），反应温度优选为60～100℃。
10.根据权利要求1所述的芬苯达唑的制备方法，其特征在于：反应步骤（5）中反应溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇或它们的混合物，环合试剂选自S-甲基异脲甲酸甲酯、O-甲基异脲甲酸甲酯、氰胺基甲酸甲酯中的任一种，环合剂用量为4-苯硫基邻苯二胺摩尔比的1.0～2.5倍，反应温度为60℃～120℃，反应时间1～24小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130814 |