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吡拉西坦合成方法及晶型的控制研究

2017-04-12刘宇浩

化工设计通讯 2017年1期
关键词:吡咯烷酮氨化异丙醇

王 凡,刘宇浩

(东北制药集团股份有限公司,辽宁沈阳 110026)

吡拉西坦合成方法及晶型的控制研究

王 凡,刘宇浩

(东北制药集团股份有限公司,辽宁沈阳 110026)

通过改进吡拉西坦的生产合成工艺,控制晶型,实现粒度料可控生产。选用高纯度的中间体反应物浓度,优选溶媒及配比,最终确定在异丙醇溶媒条件下,得到吡拉西坦成品。结果表明:成品经晶型结构确认,符合热力学最稳定的晶型Ⅲ,有效控制物料粒度(700~800)μm在95%以上,改进后的工艺产品纯度达到98%,晶型可控,粒度可控。

吡拉西坦;晶型;合成

吡拉西坦为益智类药物,化学名为:2-(2-氧代吡咯烷酮)乙酰胺,分子式为C6H10N2O2,分子量142.16,易溶于水,略溶于乙醇,几乎不溶于乙醚。对治疗老年性痴呆,儿童智能发育迟缓等有很好的改善作用。能激发促记忆作用也可以增强记忆,还可治疗一氧化碳,氰化钠、苯丙胺等中毒,改善产妇分娩期缺氧状况等,是目前非常有市场前景的药物。

合成方法主要有七种,其中最主要的是吡咯烷酮法,甘氨酸法、丁二酸酐、一步合成法。吡咯烷酮法使用二恶烷有毒且污染严重;甘氨酸法路线长原料贵,中间体不稳定;丁二酸酐法原料来源受限,一步合成法溶剂二甲亚砜有毒有害,均不适宜工业化生产。

目前工业上均采用吡咯烷酮法,用α-吡咯烷酮和甲醇钠作用下制备钠盐,再与一氯乙酸甲酯酯化经氨化而得。原料廉价易得,适合工业化。本研究对其工艺条件进行优化改进,用高纯度酯化物制备成品,优选溶媒及配比控制晶型生产,所得成品粒度700~800μm能达到在95%以上,既实现了晶型和粒度可控又满足了市场特殊客户需求。

1 实验

1.1 原料及实验设备

α-吡咯烷酮(纯度99%),甲醇钠(质量分数28.15%),熔点仪(B-540,未经温度校验),日本电子扫描电镜SEM-6510。

1.2 色谱条件

C18柱(46mm×250mm,5μm);流动相流速为 1.0mL· min-1;检测波长为205nm;进样量:20 μL;流动相0.03%三乙胺溶液-乙腈(95:5)磷酸调 pH值为 6.5。

1.3 试样制备

在三颈瓶中加入α-吡咯烷酮190mL(2.5mol)和甲苯1 000mL,逐渐升温至90℃,减压条件下滴加质量分数为28.15%甲醇钠溶液478.8g(2.5mol),并收集出溜液,同时补加适量的甲苯,继续蒸馏至110℃。直到体系中的固体全部析出,即α-吡咯烷酮钠。待体系降温冷却后,在50~57℃滴加氯乙酸甲酯236.7mL(2.7mol)与甲苯的混合液,保温一定时间,冷却至室温,抽滤最后得353.25g α-吡咯烷酮乙酸甲酯,收率90%。

将α-吡咯烷酮乙酸甲酯235.6mL(1.5mol)和甲醇氨溶液混合,控制温度在40~50℃,搅拌反应,6h后,抽滤并用冷甲醇洗涤,40℃干燥得白色固体190g,收率89.2%。

将30g粗品溶于异丙醇180mL、趁热脱色抽滤自然冷却,逐渐析晶并放置一晚上,再抽滤干燥4h得吡拉西坦成品,白色固体25.8g,精制收率为86.25%,温度151~153℃。将该批成品进行XRD衍射,得到成品晶形规则、均一,如图1所示。

图1 XRD衍射所得成品晶形示意

2 讨论

2.1 酯化反应物浓度、氨化反应时间对成品收率的考察

按1.3方法制备酯化物,精制到含量分别为90%,95%,98.5%,进行氨化反应,考察时间为3h,6h,将氨化母液浓缩投成品,结果分别为75.23%和76.21%,81.43%和82.36%,87.52%和88.71%。可知成品收率随着酯化物含量的升高而升高,含量98.5%以上反应6h,收率最高。

2.2 甲醇和异丙醇溶媒配比精制对晶形的考察

Macher等[2]系统研究了吡拉西坦由晶型Ⅱ转变成晶型Ⅲ转变过程中搅拌速率、温度的影响,我们考察了成品晶形在甲醇和异丙醇溶剂中的影响。取粗品30g,溶媒配比为1∶4,1∶5,1∶6,活性炭适量加热回流,过滤除去活性炭后得白色固体。放置烘箱干燥。收率分别为88.57%、76.64%、64.71%和87.89%、78.03%、70.08%,熔点符合要求。实验表明,选用异丙醇,配比为 1:4时,成品精制收率高且熔点符合EP8标准,经晶形表征晶形为Ⅲ。将上述粗品在干燥箱60℃真空干燥4h,测粒度后表明异丙醇精制后成品粒度均匀,700~800μm能达到在95%以上,能满足客户的需求。

3 结束语

选择高含量酯化物进行氨化反应,提高产品收率。优选溶媒异丙醇并调整配比,制备了粒度均匀的成品。经XRD图谱表征,符合热力学最稳定的晶型Ⅲ,为吡拉西坦晶型和粒度料的工业化生产提供了研究的方向。

[1] 胡艾希,胡尚秀,李国珍.吡乙酰胺的合成[J].精细化工中间体,1998(2).

Synthesis of Piracetam and Control of Its Crystalline Form

Wang Fan,Liu Yu-hao

Objective:To improve the production and synthesis process of piracetam and control the crystal form to realize controlled production of granular materials.Methods:Piracetam was obtained by the method of high purity intermediate reagent concentration,solvent and ratio,and finally determined to be the solvent of isopropanol.RESULTS AND DISCUSSION:The crystal structure of the finished product was confirmed to be the most stable thermodynamically stable crystal form III.The particle size of 700-800μm was over 95%.The purity of the modified product reached 98%.The crystal size was controllable.

piracetam;crystal form;synthesis

TQ463.53

B

1003-6490(2017)01-0140-01

2017-01-06

王凡(1986—),女,湖北钟祥人,工程师,主要从事工艺管理工作。

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