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頭孢噻吩酸(C印halothin),化學名稱在于:(6R,7R)_3_[(乙酰氧基)甲 基]-7-[2-(2-噻吩基)乙酰氨基]-8-氧代-5-硫雜-1-氮雜雙環[4. 2. 0]辛-2-烯-2-甲 酸,其化學結構式(I)如下:它是合成半合成頭霉素類抗生素一頭孢西丁 (英文名Cefoxitin,化學名稱在于: (6R,7S)-3-氨基甲酰基氧甲基-7-甲氧基-8-氧代-7-[2- (2-噻吩基)乙酰氨基]-5-硫 雜-1-氮雜雙環[4. 2. 0]辛-2-烯-2-甲酸)(II )的主要原料,(II)目前國內外頭孢噻吩酸的生產普遍采用的是溶劑法生產工藝,其工藝如下: 1)、反應在反應釜中投入500L純化水,并降溫至5°C左右,加入50Kg7-ACA后,滴加ll%Na2C03溶 液讓其溶解,投入丙酮300L后,投入噻吩乙酰氯/乙酸乙脂混合液525L (此時體系會升溫 到10°C左右,控溫在5°C左右),待溫度降為5°C左右時,計時反應90min。反應完畢后,靜止 分液,分出下層的水相轉入萃取罐內,上層的有機相廢棄。其化學反應方程式如下:
2)、萃取對反應中的水相用500 L乙酸乙脂分兩次進行洗滌,靜止分液,在洗滌后的水相中再次 投入500 L乙酸乙脂后,用20%HCL調節pH值(調體系PH為1. 4?1. 5),靜止分液:廢棄下 層水相,上層有機相保留罐內,用500L15%左右的氯化鈉溶液對有機相分兩次進行洗滌,靜 止分液:下層水相廢棄,上層的有機相進行后續操作。
3)、脫色往有機相中加入無水硫酸鎂Ig、活性碳Ig,攪拌20 min后抽濾,用200L乙酸乙脂進 行洗滌濾餅,合并濾液。
4)、結晶將濾液投入到結晶罐中并控溫在10°c左右,滴加石油醚875L進行結晶lh,靜止養晶60 min,離心過濾(濾餅用石油醚150L洗滌)。
5)干燥將離心濕品產品放在真空干燥箱,在40°C左右干燥至水分小于1%后得頭孢噻吩酸成 品約 60-61g。
本領域技術人員曾嘗試對上述工藝進行改進,如中國專利申請200910074960. 1 公開了一種頭孢噻吩酸的制備方法,它是在鹵代烷中加入7-ACA,滴加硅烷化試劑進行硅烷 化保護,之后加入噻吩乙酰氯,酰氯化反應結束后將產品轉入水相,向水相料液中加入乙酸 乙酯,攪拌下滴加鹽酸,養晶后過濾、干燥得到產品。盡管其采用硅烷化試劑在鹵代烷中先 硅烷化保護7-ACA的羧基,然后使其完全溶解于鹵代烷中,減少了現有工藝中鹽析、脫色環節。
但該類工藝存在以下缺陷:1)生產成本高。由于反應、分離、結晶體系均在有機溶劑中進行,所需要的有機溶劑品 種多(包括鹵代烷、硅烷化試劑、丙酮、乙酸乙脂、石油醚等)、耗用量非常大,其消耗在20t/t 以上,并且有機溶劑的市場售價都比較高,因而大大增加了生產成本。
2)工藝操作要求高,勞動強度大。由于有機溶劑的大量加入,增加了配料、卸料時 間,計量及操作要求高,從而大大增加了操作人員的勞動強度。
3)安全隱患多,環境污染大。由于生產過程中,大部體系為易燃易爆、易揮發的有 機溶劑,生產現場氣味大、安全要求級別高、環境污染大。
本發明的目的在于針對現有技術之不足提供一種水相法生產頭孢噻吩酸的工藝,它 可避免大量使用有機溶劑,具有操作簡單,環境污染小,生產成本低,技術經濟可行性好的 優點。
本發明的技術方案為:一種頭孢噻吩酸的生產方法,以7—氨基頭孢烷酸為原料,其特征在于:所述的7—氨 基頭孢烷酸與2-噻吩乙酰基化試劑的縮合反應在水相溶劑中進行。
作為對本發明的進一步改進,所述的頭孢噻吩酸生產過程依次包括水相縮合反 應、反應產物過濾、脫色、結晶分離、真空干燥步驟,按以下步驟進行:
步驟1 :先將固體7—氨基頭孢烷酸在中性或堿性條件下溶解于水相溶劑中,然后與 2-噻吩乙酰基化試劑進行縮合反應,反應一定時間后,加入反應終止劑使反應終止,通過反 應促沉劑使反應產物沉淀后,過濾,采用有機溶媒對濾渣進行洗滌,所得固體沉淀為頭孢噻 吩鈉濕品;
步驟2 :將頭孢噻吩鈉濕品溶解于水中,加入脫色劑進行脫色,過濾分離去除不溶性顆 粒,在濾液中加入一定劑量的溶媒,用PH酸性調節劑將濾液的PH值調至2. 5-2. 6,攪拌養 晶30-60min后,將體系冷卻,離心、分離得到的晶體為頭孢噻吩酸濕品,將頭孢噻吩酸濕品 真空干燥后即得頭孢噻吩酸產品。
作為對本發明的進一步改進,2-噻吩乙酰基化試劑為2-噻吩乙酸、2-噻吩乙酰 溴、2-噻吩乙酰氯、2-噻吩乙酸甲酯中的任一種。
作為對本發明的進一步改進:所述步驟1中的PH堿性調節劑即為碳酸鈉、氯化鈉 或碳酸氫鈉中的任一種。
作為對本發明的進一步改進:所述的反應終止劑為EDTA(二鈉)、亞硫酸氫鈉、硫 代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉中的任一種。
作為對本發明的進一步改進:所述步驟1中的水為高純去離子水。
作為對本發明的進一步改進:所述的反應促沉劑為溴化鈉、硫酸鈉、氯化鈉中的任 一種或其中二種以上的混合物。
作為對本發明的進一步改進:所述的步驟2中的溶媒為石油醚、丙酮、乙酸乙脂中 的任一種、其中二種或二種以上的混合物。
作為對本發明的進一步改進:所述的步驟2中pH酸性調節劑為硫酸、鹽酸或磷酸 中的任一種。
作為對本發明的進一步改進:所述的頭孢噻吩酸濕品的真空干燥是在40-44°C 的溫度下真空干燥至水份< 0. 5%。
本發明的反應原理為: 縮合反應:
(2-噻吩乙酸) (X=Br,2-噻吩乙酰溴)(X=Cl,2-噻吩乙酰氯) (X=OCH3, 2-噻吩乙酸甲酯)本發明有益效果在于:本發明利用7—氨基頭孢烷酸與2-噻吩乙酰基化試劑的縮合反應在一定的pH值范圍 內可在水相溶劑進行的特點,先在水相中制得頭孢噻吩鈉濕品,再將頭孢噻吩鈉濕品在水 相中完成其精制、脫色,其結晶分離過程也可在水相中進行,整個生產過程中僅加入少量有 機溶媒,相較于傳統的溶劑法生產工藝,本發明簡化了生產過程,降低了對設備的要求,大 大減少了有機溶劑的加入量,可節約有機溶劑量70%以上,降低了原材料的消耗,減小了勞 動強度,工藝操作簡單,減少了配料、卸料時間,計量及操作要求相對較低,從而降低了對操 作人員的技能要求,便于生產控制,收率高,質量穩定,大幅降低了生產成本,適于較大規模 化生產。消除了因大量使用易燃易爆、易揮發的有機溶劑所帶來的安全隱患和環境污染,使 生產現場安全要求級別降低,技術經濟可行性好。
一種水相法生產頭孢噻吩酸的生產工藝。其工藝流程圖如圖1所示,依次按以下 步驟進行:
1)反應室溫下,在反應釜中依次加入:去離子水300L,7-ACA50Kg,有機溶媒乙酸乙脂45L ;然 后在一定時間內,室溫條件下加入堿性調節劑碳酸鈉約40. 0Kg,攪拌至7-ACA徹底溶解。將 體系溫度冷卻至10°C左右,在150 min內加入2-噻吩乙酰基化試劑2-噻吩乙酰溴約20 L, 加完料后,計時反應30分鐘反應結束后加入反應終止劑焦亞硫酸鈉5. 0Kg,升溫至一定溫 度下加入促沉劑氯化鈉約60. 0Kg,靜置30min沉淀頭孢噻吩鈉;在室溫條件下進行抽濾,并 用總量為80 L的溶媒分兩次洗滌后即得頭孢噻吩鈉濕品。
其化學反應工程式如下:
2)精制、脫色室溫下,將抽濾后的濕頭孢噻吩鈉溶于600 L純化水去離子水中,加入脫色劑醫用活性 炭5. 0Kg,攪拌30min,抽濾,并用120L純化水和75L溶媒乙酸乙脂洗滌過濾器及濾渣,收集濾液。
3)結晶、干燥收集精制脫色后的濾液,在室溫條件下,用酸性調節劑磷酸將體系PH值調至2. 4-2. 6 左右,本過程化學反應工程式如下:
攪拌養晶45min,冷卻抽濾,并用總量250L的純化水洗滌濕品,取出濕品并在+42士2°C 真空下干燥20-22小時直至H2O≤0. 5%,即得到頭孢噻吩酸產品約64. 0-68. 0Kg。