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7220-79-3 / 亞甲藍的制備

背景及概述[1][2]

亞甲藍(Methyleneblue,MB)也稱次甲藍、美藍、甲烯藍。亞甲藍最早以氯化鋅鹽合成于1876年,其后主要用于:(1)高鐵血紅蛋白血癥:低濃度亞甲藍用于治療亞硝酸鹽、氯酸鹽、醌類、醌亞胺類、苯胺及硝基苯等引起高鐵血紅蛋白血癥;(2)氰化物中毒:高濃度亞甲藍可用于氰化物中毒;(3)與局麻藥合用用于局部止痛;(4)近年來臨床還試用于治療感染性及創傷性休克,癌癥,帶狀皰疹等。藥理作用研究表明,亞甲藍具有解毒作用、鎮痛作用、抗菌作用、抗病毒作用、抗腫瘤作用并可糾正感染性休克患者的血流動力學紊亂、治療陰莖異常勃起。

目前,文獻報道的有關亞甲藍的合成路線主要有以下兩種方法:

方法一:以N,N-二甲基對苯二胺為原料,經二氧化錳氧化,硫代硫酸鈉取代,得到2氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸,后者與N,N-二甲基苯胺縮合后,再經二氧化錳和硫酸銅氧化環合,得到亞甲藍氯化鋅鹽。后者用碳酸鈉中和得目標化合物亞甲藍。合成工藝路線如下

亞甲藍的制備

方法二:以N,N-二甲基苯胺為原料,經亞硝化,鐵粉還原,得到N,N-二甲基對苯二胺。后者經重鉻酸鈉氧化,硫代硫酸鈉取代,得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸。其與N,N-二甲基苯胺縮合后,再經重鉻酸鈉和硫酸銅氧化環合,得到亞甲藍氯化鋅鹽。后者用碳酸鈉中和得目標化合物亞甲藍。合成工藝路線如下:

亞甲藍的制備

上述兩種方法的反應路線基本上是重復的,其中區別主要在于反應過程中氧化劑的選擇不同。方法一和方法二在環合之前都在低溫條件下反應,并且投料過程較煩瑣,不利于工業生產;其反應過程均為先得到亞甲藍的硫酸氫鹽,然后再處理得到亞甲藍,使得反應時間相對較長。

理化性質1]

亞甲藍化學式:C16H18N3ClS,中文命名:3,7-雙(二甲氨基)吩噻嗪-5-翁氯化物,又稱亞甲基藍、次甲基藍、次甲藍、美藍、品藍,是一種芳香雜環化合物。被用作化學指示劑、染料、生物染色劑和藥物使用。亞甲藍的水溶液在氧化性環境中為藍色。亞甲藍的物理性質為綠色結晶或深褐色粉末。溶于水,溶液為天藍色。溶于熱乙醇及氯仿,不溶于乙醚、苯。

應用[3]

亞甲藍廣泛應用于化學指示劑、染料、生物染色劑和藥物等方面。特別是在染色行業,用于制造墨水等,用量較大。然而,亞甲藍由于自身的毒性及難以去除對生態環境造成了嚴重危害,對人體也會造成不可恢復的損傷。

制備[2]

溶液的配制:稱取氯化鋅500g(4.95mol)溶解于500mL水,加入二水重鉻酸鈉2.5g配制成氯化鋅溶液;稱取十八水硫酸鋁670g(1.00mol)溶解于600mL水配制成硫酸鋁溶液;稱取五水硫代硫酸鈉525g(2.12mol)溶解于500mL水配制成硫代硫酸鈉溶液;稱取二水重鉻酸鈉648g(2.17mol)溶解于900mL水配制成重鉻酸鈉溶液;稱取N,N二甲基苯胺200g(1.65mol)溶解于227ml濃鹽酸(2.66mol)配制成N,N-二甲基苯胺的鹽酸溶液。

藥用亞甲藍的合成:稱取對氨基二甲基苯胺鹽酸鹽2mol(418g),投入帶溫度計的反應釜中,加入6L水溶解,攪拌下滴加濃硫酸0.41mol(40g),使溶液成酸性,室溫下依次加入氯化鋅溶液、硫酸鋁溶液、硫代硫酸鈉溶液,并加入300mL重鉻酸鈉溶液,攪拌下將反應液于10分鐘內加熱至40℃,將N,N-二甲基苯胺的鹽酸溶液投入反應釜,隨后立即加入剩余的600mL重鉻酸鈉溶液,于10分鐘內加熱至70℃。

溫度達70℃時,將2.87mol(250g)二氧化錳投入反應釜,加熱至85℃,維持溫度反應30分鐘,自然降溫至50℃,攪拌下緩慢加入濃硫酸7.14mol(700g);攪勻后放出反應液,于4℃環境下放置5小時,析出沉淀,抽濾,濾餅用10%氯化鈉水溶液600mL洗滌;將濾餅轉移至20L燒杯中,加入10L水,于電熱套上攪拌加熱至沸騰,趁熱抽濾,濾液加入1.84mol(250g)氯化鋅和25.64mol(1500g)氯化鈉,攪拌使溶解,再將該溶液于4℃環境下放置24h,抽濾,50℃干燥得亞甲基藍氯化鋅鹽460g。

將所得氯化鋅鹽溶解于10L水中,加入碳酸鈉0.52mol(55.2g),冷至室溫,抽濾,少量水洗濾餅,加入氯化鈉17.09mol(1000g),攪拌溶解后于4℃環境下放置12小時,抽濾,濾餅于40-45℃干燥12小時得亞甲藍粗品320g(干燥失重約15%,以無水物計算收率為42.5%)。將亞甲藍粗品投入三角瓶中,加入0.1mol/L鹽酸1280mL(1∶4),60℃水浴加熱溶解,于室溫放置結晶,抽濾,濾餅于相同體積、濃度鹽酸中重結晶一次,相同體積水中重結晶一次,濾餅于40-45℃干燥12小時,得到亞甲藍205g,干燥失重14.6%,以無水物計算收率64.3%。按原料對氨基二甲基苯胺鹽酸鹽計算總收率為27.4%。

亞甲藍的提純方法:

將原料鹽基湖藍BB150g,加水2250g,加熱至60~90℃時,在攪拌下漸漸加入碳酸氫鈉、碳酸鈉混合溶液(40g碳酸氫鈉加0.8g碳酸鈉,溶于500ml水),控制反應液pH在7.5~9,約30分鐘加完,保溫30分鐘后,通過過濾器入結晶槽中。濾液加鹽酸75g,攪拌15分鐘后,使其冷卻析出有光澤的深綠色結晶。結晶離心干燥,得亞甲藍64.1g,含量≥98.5%,收率90.7%。結果符合藥典要求,遠遠高于分析用亞甲藍含量指標。

主要參考資料

[1]陳一奇. (1993). 亞甲藍在診斷外傷性十二指腸破裂中的應用體會. 中國實用外科雜志(7), 415-415.

[2] 陳煥文, 宋慶宇, 劉宏偉, & 金欽漢. (2001). 測定抗壞血酸的亞甲藍褪色光度法. 分析測試學報, 20(2), 55-57.

[3] 李秀娟, 陳靜靜, & 黃革玲. (2010). 亞甲蘭光化學法對血漿乙肝病毒的滅活. 現代生物醫學進展, 10(5), 916-919.

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