CN101648917B

CN101648917B - 一种乙酰甲喹代谢产物及其制备方法和应用

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Publication number: CN101648917B
Application number: CN2009100411188A
Authority: CN
Inventors: 曾振灵; 司红彬; 贺利民; 陈建新; 刘迎春; 方炳虎
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-07-14
Also published as: CN101648917A

Abstract

本发明公开一种乙酰甲喹代谢产物结构及其制备方法和应用，该乙酰甲喹代谢产物为3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物，分子式为C₁₁H₁₂N₂O₃，其化学结构式如式(I)所示。本发明制备式(I)所示化合物的方法是以乙酰甲喹为原料，在溶剂存在下进行还原反应，并监控反应终点，然后对反应产物进行重结晶从而获得高纯度的为3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物。本发明的制备方法操作简洁，成本低廉，制备所得终产物的产率高，且纯度能达到99％以上，不但为乙酰甲喹的类似代谢化合物提供了一套可参考的合成方法，而且制备所得乙酰甲喹还原产物可用于制备研究乙酰甲喹代谢的标准品。

Description

一种乙酰甲喹代谢产物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种乙酰甲喹代谢产物及其制备方法和应用。

背景技术

乙酰甲喹(痢菌净)是我国首创的治疗用抗菌药，是治疗严重危害养猪业的猪密螺旋体性痢疾(猪血痢)的首选药与特效药。通过大面积推广应用和临床观察，证明该药治疗猪密螺旋体性痢疾具有用量小、见效快、疗效高、安全可靠、成本低廉、使用方便等特点，治疗效果优于其他治疗药。该药内服易吸收，分布广泛，消除迅速，主要用于肠道感染，主治猪密螺旋体性痢疾、仔猪白痢、犊牛副伤寒、各类家畜的肠炎、腹泻、禽霍乱、雏鸡白痢、伤寒、大肠杆菌病及兔细菌性肠炎等病。

乙酰甲喹的抑菌机理是抑制细菌脱氧核糖核酸(DNA)的合成。因该药疗效确切和价格低廉，已在我国兽医临床广泛应用。1980年以来，经过四年的大面积推广应用，推广面已扩大至全国29个省、市、自治区的大部份地区。由于减少了因本病引起的猪只死亡、增重减少、饲料损耗率增加所造成的损失，1980年至1986年经济效益累计已达6.4亿元。但是该药的毒理、在食品动物体内残留研究较少。在动物体内的代谢情况还没有研究报道，很多情况均不甚了解，目前还没有乙酰甲喹在动物体内代谢的相关文献报道。

动物源食品中兽药残留可以引起过敏反应、细菌耐药性、慢性毒性作用等。随着喹噁啉-1，4-二氧化合物类药物研制和推广以来，其毒副作用也备受关注，喹噁啉类中的喹乙醇、卡巴氧、喹烯酮、喹赛多的毒性、代谢与残留已经有不少研究报道。由于本类药物的特殊毒性，其使用受到禁止或严格限制：如卡巴氧在微生物和哺乳动物测试***中均为强诱变剂，恶性和良性肿瘤发生率显著增加；喹乙醇也具有诱变性，良性肿瘤发生率也显著增加等。鉴于卡巴氧和喹乙醇在养殖业的安全性欠佳，具有潜在的安全隐患。

大部分喹噁啉类药物的药动学和残留的研究已经得到了开展，如国内外对喹乙醇、卡巴氧、喹赛多、喹烯酮等喹噁啉类药物已经有不少报道，但对我国拥有自主知识产权的兽药乙酰甲喹的相关研究尚属于空白。乙酰甲喹的药动学、代谢和残留尚未得到深入研究，也未有关于乙酰甲喹残留标示物以及最高残留限量的报道。

针对喹噁啉类药物添加剂的大量滥用造成其在动物体内的含量严重超标的问题，制定喹噁啉类所有药物的休药期和残留限量是非常迫切的，但休药期的制订应该根据该药的残留标示物和原药的残留消除规律来制订，所以喹噁啉类中每个药物的体内的代谢产物的结构推测鉴定和纯品合成是制定残留限量的前提必要条件。大部分喹噁啉类药物的药动学和残留的研究已经得到了开展，但对我国拥有自主知识产权的兽药乙酰甲喹的相关研究尚属于空白。

目前国内对乙酰甲喹的检测技术尚停留在对原药的检测，乙酰甲喹的的药动学和代谢残留尚未得到深入研究，也未有关于乙酰甲喹残留标示物以及最高残留限量的报道。随着国际标准的提高，我国贸易的国际化，这种检测技术已经不能满足要求，为了与国际接轨，我国有必要加大对乙酰甲喹代谢产物的研究力度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种乙酰甲喹的初级代谢产物。

本发明的另一个目的在于提供上述乙酰甲喹代谢产物的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供上述乙酰甲喹代谢产物在作为对乙酰甲喹的各种研究中的标准品的应用。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种乙酰甲喹代谢产物，其化学名称为3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物，分子式为C₁₁H₁₂N₂O₃，分子量为220.21，其化学结构式如式(I)所示：

一种制备上述3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的方法，该方法是以乙酰甲喹为原料，在溶剂存在下进行还原反应，乙酰甲喹在还原剂的作用下还原羰基，同时监控反应终点，然后对反应产物进行重结晶从而获得高纯度的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物。

上述还原反应的反应方程式如下所示：

还原反应通常都是溶剂条件下进行的，上述制备方法中，还原反应的溶剂为还原反应中常用的试剂，如水、甲醇、乙酸乙酯或乙腈等中的任意一种或一种以上的混合溶剂。

上述还原反应中，可以采用常用的还原剂对乙酰甲喹进行还原反应，如以氢气为还原剂的还原反应、碱金属布维尔特-布朗(Bouvealt-Blanc)法反应、以钠汞齐为还原剂的还原反应、以无机氢化物为还原剂的还原反应(氢化铝锂、硼氢化钠、硼氢化钾等)、以二硼烷为还原剂的还原反应、以二酰亚胺为还原剂的还原反应、以连二亚硫酸钠为还原剂的还原反应等；乙酰甲喹和还原剂可采用(4∶1)～(16∶1)的摩尔比进行反应。

上述还原反应的反应温度为10～80℃，优选30～40℃。

上述还原反应中，通过定时取样并对所取样品进行分析检测，从而监控还原反应终点；所述定时取样可采用每隔5分钟定时取样，所述分析检测方法可采用常用的色谱分析，如高效液相色谱、薄层色谱等分析检测方法；所述监控还原反应终点是指对定时取样的样品进行分析检测，直至所测样品中乙酰甲喹色谱峰消失，说明乙酰甲喹被还原彻底，此时即为反应终点。

上述还原反应结束后，在对反应产物进行重结晶前，还可再加一步有机溶剂萃取反应，使得终产物3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的纯度更高；所述有机溶剂萃取可采用乙酸乙酯、三氯甲烷、二氯甲烷或乙腈等常用的有机溶剂，萃取几次后，用蒸馏水洗涤有机相，然后采用无水硫酸钠、无水氯化钙或无水硫酸镁等常用干燥剂对有机相进行干燥，然后减压蒸干，得到3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物粗产品。

对上述3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物粗产品进行重结晶纯化，重结晶的原理是根据目标物在某种溶剂中的溶解度随温度变化有差异，在较高温度下溶解度大，而在降低温度时溶解度小，从而实现分离提纯，本发明的重结晶操作采用常规做法：先将3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物粗产品溶于具有较高温度的有机溶剂中，溶解后进行降温处理，此时会有晶体析出，然后抽滤，将所得晶体再次溶入上述较高温度的有机溶剂中，再降温处理、析出、抽滤，如此反复结晶后，抽滤，干燥便可得到淡黄色针状晶体物，即为终产物3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物，其结构式如式(I)所示。

上述用于重结晶的有机溶剂可以选择常用的95体积％乙醇、三氯甲烷、二氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、异丙醇或甲醇等。

本发明合成的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物通过紫外扫描、高效液相以及质谱等检测手段检测，并与体内代谢的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物进行对比，结果完全相同，由此证明本发明合成的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物为乙酰甲喹的代谢产物，可作为人们对乙酰甲喹进行的药理研究、毒理研究、动物体内的药物动力学及残留消除规律等研究中的标准品。采用上述方法制备所得3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物其纯度可达99％，完全可以用作标准品，为人们对乙酰甲喹的药理研究、毒理研究以及在食品动物体内残留的研究提供了方便的途径，也可作为乙酰甲喹的代谢产物进行一系列的试验，如毒性试验、药效试验甚至用于实际生产。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物作为乙酰甲喹的超级代谢产物，可作为乙酰甲喹的残留标示物，用于乙酰甲喹休药期的制定；

2.本发明的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的制备方法，其操作简洁，成本低廉，且在制备方法中采用色谱分析控制反应终点，以及有机溶剂萃取反应产物，并对粗产物进行重结晶提纯，这三步的结合不但使得终产物的产量高，而且保证了最终产物的纯度能达到99％以上；

3.本发明的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的制备方法，为乙酰甲喹的类似还原化合物提供了一套可参考的合成方法；

4.通过本发明的制备方法获得的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物因其纯度高，可用作对乙酰甲喹的药理研究、毒理研究、在动物体内的药动学及其残留规律等的研究时的标准品，为开展乙酰甲喹的研究以及阐明乙酰甲喹在动物体内的药动学、代谢和残留消除规律打下基础，此外还可用于研究喹噁啉类化合物类似物的抗菌效应研究。

附图说明

图1为实施例制备所得3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的紫外吸收光谱图；

图2为乙酰甲喹体内代谢产物(3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物)的紫外吸收光谱图；

图3为实施例制备所得3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的一级质谱图；

图4为实施例制备所得3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物的的二级质谱图；

图5为乙酰甲喹体内代谢产物(3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物)的一级质谱图；

图6为乙酰甲喹体内代谢产物(3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物)的二级质谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释，但具体实施例不对本发明做任何限定。

本实施例以乙酰甲喹为原料，连二亚硫酸钠为还原剂，进行还原反应，并通过高效液相色谱监控反应终点，然后对反应产物进行重结晶从而获得高纯度的3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物，其制备方法具体如下：

(1)高效液相色谱测定条件的确定

色谱柱：Symmetry C18(250mm×4.6mm，5μm)，美国Waters公司；

保护柱：C18，4.6mm×3.0mm(i.d)，美国Phenomenex公司；

检测波长：240nm；

柱温：30℃；

流动相：甲醇-去离子水(40/60，V/V)；

Waters Alliance2695高效液相色谱***，2487紫外检测器。

(2)称取2.18g的乙酰甲喹，搅拌，使之溶解于200mL甲醇中，磁力搅拌器高速搅拌，缓慢滴加0.5mol/L硼氢化钠水溶液(保持10mL/min左右)，每隔5分钟定时取样，进行高效液相色谱测定分析，高效液相色谱测定条件如上所示，整个反应温度控制在30℃；监控反应至乙酰甲喹色谱峰消失，减压将反应液蒸发至近干，乙酸乙酯(50mL)萃取反应液中产物，萃取三次，合并有机相，蒸馏水洗涤有机相，并用无水硫酸镁干燥，减压蒸干乙酸乙酯，得到黄褐色粗产物，备用；

(3)将上述黄褐色粗产物全部溶于60℃、50mL 95％乙醇中，放置4℃冰箱中过夜，有黄色针状晶体沉出，抽滤；将黄色针状晶体再次溶于60℃、50mL95％乙醇中，如此反复结晶3次，抽滤，真空干燥箱内干燥，得到淡黄色针状晶体1.527g，回收率是70.04％，纯度为99％。

上述淡黄色针状晶体的紫外吸收光谱图如图1所示，其质谱图如图3和4所示，通过将这三幅图和乙酰甲喹体内代谢产物(3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物)的紫外吸收光谱图(图2)以及质谱图(图5和6)对比，可以看出本实施例制备的淡黄色针状晶体的紫外吸收谱线和乙酰甲喹体内代谢产物(3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物)的紫外吸收谱线基本一致，本实施例制备的淡黄色针状晶体的质谱图曲线也和乙酰甲喹体内代谢产物(3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物)的质谱图曲线一致，由此说明本实施例制备所得淡黄色针状晶体就是3-甲基-2-乙醇基喹噁啉-1，4-二氧化物。

Claims

1.一种制备乙酰甲喹还原产物的方法，所述乙酰甲喹还原产物的化学结构式如式(I)所示，其特征在于该方法是以乙酰甲喹为原料，在溶剂存在下进行还原反应，并监控反应终点，然后对反应产物进行重结晶从而获得式(I)所示化合物；

所述还原反应中的还原剂为硼氢化钠；

所述乙酰甲喹和还原反应中的还原剂的反应摩尔比为4∶1～16∶1；

所述还原反应的反应温度为10～80℃。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述溶剂为水、甲醇、乙酸乙酯或乙腈中的任意一种或一种以上的混合溶剂。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述还原反应采用高效液相色谱法或薄层色谱法监控反应终点。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述还原反应的产物在重结晶前先进行有机溶剂萃取反应。