烟碱的制备方法与流程

1.本发明属于医药技术领域，具体涉及一种烟碱的制备方法。


背景技术：

2.烟碱是一种吡啶型生物碱，分子式为c
10h14
n2，俗称尼古丁(nicotine)，存在于烟草属经济植物中。烟碱经氧化可制得烟酸，用作医药、食品和饲料添加剂。烟碱还可用于制作电子烟、电子烟油、医药、制造食品、营养保健品、香精香料、化妆品、动物饲料的添加剂、香烟加味剂、制造减肥药、戒烟药及其它化工、生化试剂等。
3.目前关于烟碱合成方法的报道较多，主要是以烟酸乙酯为起始原料，经过缩合、环合、还原等工序得到去甲烟碱；在甲酸水溶液中，去甲烟碱经甲基化后，用二氯甲烷萃取，最后蒸馏得到烟碱，其反应化学方程式如下所示：
[0004][0005]
最后一步甲基化反应生成的烟碱一部分会被氧气氧化成副产物可替宁，其副反应的化学方程式如下所示：
[0006][0007]
副产物可替宁在含有可替宁的废液(此废液组成为二氯甲烷90-92％、可替宁3-6％、甲酸1-2％、水0.5-1％和杂质0.5-1％，以质量百分比计)中难以处理，只能随废液进入废水、废渣集中焚烧，一方面造成了较高的环保压力，不符合当今绿色化学的趋势；另一方面影响产品收率，原子经济性低。目前，关于副产物可替宁的回收以及处理方案鲜有报道。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的是提供一种烟碱的制备方法，通过将含有可替宁的废液中的副产物可替宁富集、提纯，再转化为烟碱产品，既避免了大量有机废液的产生，又提高了产品收率。
[0009]
本发明所述的烟碱的制备方法，包括如下步骤：
[0010]
(1)将含有可替宁的废液蒸馏后加入到四氢呋喃中得到含有可替宁的混合溶液；
[0011]
(2)在氩气气氛下，将含有可替宁的混合溶液加入到三叔丁氧基氢化铝锂的四氢呋喃溶液中回流，冷却，得到含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液；
[0012]
(3)向含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液中加入乙醚，搅拌；
[0013]
(4)最后加入硫酸钠搅拌，过滤，得到滤液和滤饼；淋洗滤饼，得到淋洗液；滤液和淋洗液混合后蒸馏，得到烟碱。
[0014]
步骤(1)中所述的含有可替宁的废液组成如下，以质量百分比计：
[0015][0016]
步骤(1)中所述的蒸馏为旋蒸蒸馏，蒸馏温度为45-50℃，蒸馏的真空度为-0.090— 0.098mpa。
[0017]
步骤(1)中所述的可替宁与四氢呋喃的质量比为1：2.3-2.8。
[0018]
步骤(1)中所述的四氢呋喃的纯度为90-98％。
[0019]
步骤(2)中所述的可替宁与三叔丁氧基氢化铝锂的摩尔比为1：1.05-1.10。
[0020]
步骤(2)中所述的三叔丁氧基氢化铝锂的四氢呋喃溶液中三叔丁氧基氢化铝锂与四氢呋喃的质量比为1：7.2-8.0。
[0021]
步骤(2)中所述的回流温度为60-80℃，回流时间为20-40分钟。
[0022]
步骤(2)中所述的冷却至20-25℃。
[0023]
步骤(3)中所述的乙醚与步骤(2)中可替宁的质量比为0.15-0.25：1。
[0024]
步骤(3)中所述的乙醚的纯度为90-98％。
[0025]
步骤(3)中所述的搅拌时间为10-30分钟，搅拌温度为20-25℃。
[0026]
步骤(4)中所述的硫酸钠与步骤(2)中可替宁的质量比为4.5-5.5：1。
[0027]
步骤(4)中所述的硫酸钠的纯度为90-98％。
[0028]
步骤(4)中所述的淋洗滤饼是采用四氢呋喃淋洗滤饼。
[0029]
步骤(4)中所述的蒸馏温度为60-100℃。
[0030]
本发明首先将含有可替宁的废液(此废液组成为二氯甲烷90-92％、可替宁3-6％、甲酸 1-2％、水0.5-1％和杂质0.5-1％，以质量百分比计)中的二氯甲烷蒸出，将剩余的含有可替宁的废液加入到四氢呋喃中得到含有可替宁的混合溶液，在氩气气氛下，将含有可替宁的混合溶液加入到三叔丁氧基氢化铝锂的四氢呋喃溶液中回流，冷却，加入乙醚，搅拌，最后加入硫酸钠(na2so4)处理过量的三叔丁氧基氢化铝锂，经过滤、淋洗滤饼、蒸馏得到烟碱。
[0031]
本发明的反应方程式如下：
[0032][0033]
本发明的反应机理如下：
[0034][0035]
本发明的含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液中还含有未反应的三叔丁氧基氢化铝锂，由于三叔丁氧基氢化铝锂高度易燃，不加以处理还可能生成爆炸性过氧化物，从环保和安全角度考虑，要及时处理三叔丁氧基氢化铝锂。本发明中加入硫酸钠的作用是分解三叔丁氧基氢化铝锂。
[0036]
本发明中加入乙醚的作用是由于乙醚与三叔丁氧基氢化铝锂之间有配位作用，所以加入乙醚后乙醚会与三叔丁氧基氢化铝锂形成配位化合物；而且乙醚与四氢呋喃都是极性非质子性溶剂，因相似相溶原理两者互溶，因此乙醚与三叔丁氧基氢化铝锂形成的配位化合物也极易溶于四氢呋喃。所以，乙醚的加入大大提高了三叔丁氧基氢化铝锂在四氢呋喃中的溶解性。三叔丁氧基氢化铝锂在四氢呋喃中的溶解性提高后，后续三叔丁氧基氢化铝锂与硫酸钠的反应就更加完全，三叔丁氧基氢化铝锂的分解就更为彻底。
[0037]
本发明的有益效果如下：
[0038]
(1)本发明实现了将副产物可替宁转换为烟碱，大幅提高了工艺的原子利用率，同时回收的产品质量满足下游使用标准。
[0039]
(2)本发明减少了含有可替宁的废液中有机杂质的含量，避免了大量粘稠工业废液的产生，降低了环保处理难度，符合当今绿色化学的发展方向。
[0040]
(3)本发明可以从每1500g含有可替宁的废液中回收烟碱产品70g以上，色谱纯度≥ 99.9％，工艺简单，利润可观，有较高的工业化价值。
附图说明
[0041]
图1是标准品烟碱的hplc谱图。
[0042]
图2是实施例1制得的烟碱的hplc谱图。
[0043]
图3是实施例2制得的烟碱的hplc谱图。
[0044]
图4是实施例3制得的烟碱的hplc谱图。
具体实施方式
[0045]
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
[0046]
实施例1
[0047]
(1)取含有可替宁的废液(此废液组成为二氯甲烷91.3％、可替宁5.47％、甲酸1.51％、水0.83％和杂质0.89％，以质量百分比计)1500g，通过旋蒸蒸馏将含有可替宁的废液中的二氯甲烷蒸出，蒸馏温度为45-50℃，蒸馏的真空度为-0.090—0.098mpa，得到剩余的含有可替宁的废液130.5g，其中含有可替宁82.05g；将剩余的含有可替宁的废液加入到纯度为95％的 thf 205g中，得到含有可替宁的混合溶液；
[0048]
(2)在氩气气氛下，将步骤(1)得到的含有可替宁的混合溶液加入到溶解有三叔丁氧基氢化铝锂的thf溶液(其中，三叔丁氧基氢化铝锂126g，thf 984g)中70℃回流30min，冷却至25℃，得到含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液；
[0049]
(3)向步骤(2)得到的含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液中加入16g乙醚，20℃搅拌15min；
[0050]
(4)最后加入410g na2so4搅拌，过滤，得到滤液和滤饼；采用四氢呋喃淋洗滤饼，得到淋洗液；滤液和淋洗液混合后80℃蒸馏，得到烟碱71.1g，色谱纯度为99.96％。
[0051]
标准品烟碱的hplc谱图见图1，实施例1制得的烟碱的hplc谱图见图2。
[0052]
通过将图1与图2进行对比，发现实施例1制得的烟碱的主峰保留时间与标准品烟碱的保留时间相同，证明实施例1最终得到的物质是烟碱。
[0053]
图2经分析得到烟碱的峰值数据表见表1。
[0054]
表1实施例1制得的烟碱的峰值数据表
[0055]
保留时间峰面积峰宽峰面积％6.21935495.5000.045999.960％(纯度)6.5337.8400.06000.022％6.7891.5100.03790.004％7.1724.2930.05440.012％7.2840.5570.04880.002％
[0056]
实施例2
[0057]
(1)取含有可替宁的废液(此废液组成为二氯甲烷91.5％、可替宁5.45％、甲酸1.43％、水0.82％和杂质0.80％，以质量百分比计)1500g，通过旋蒸蒸馏将含有可替宁的废液中的二氯甲烷蒸出，蒸馏温度为45-50℃，蒸馏的真空度为-0.090—0.098mpa，得到剩余的含有可替宁的废液127.5g，其中含有可替宁81.75g；将剩余的含有可替宁的废液加入到纯度为95％的 thf 210g中，得到含有可替宁的混合溶液；
[0058]
(2)在氩气气氛下，将步骤(1)得到的含有可替宁的混合溶液加入到溶解有三叔丁氧基氢化铝锂的thf溶液(其中，三叔丁氧基氢化铝锂127g，thf 984g)中80℃回流20min，冷却至20℃，得到含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液；
[0059]
(3)向步骤(2)得到的含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液中加入16g乙醚，25℃搅拌20min；
[0060]
(4)最后加入410g na2so4搅拌，过滤，得到滤液和滤饼；采用四氢呋喃淋洗滤饼，得到淋洗液；滤液和淋洗液混合后60℃蒸馏，得到烟碱70.8g，色谱纯度为99.972％。
[0061]
实施例2制得的烟碱的hplc谱图见图3，图3经分析得到烟碱的峰值数据表见表2。
[0062]
表2实施例2制得的烟碱的峰值数据表
[0063]
保留时间峰面积峰宽峰面积％6.21935854.5000.047299.972％(纯度)6.5753.3630.08050.010％6.7911.1960.04290.003％7.1704.7540.06280.013％7.8790.6850.03580.002％
[0064]
实施例3
[0065]
(1)取含有可替宁的废液(此废液组成为二氯甲烷91.7％、可替宁5.51％、甲酸1.21％、水0.63％和杂质0.95％，以质量百分比计)1500g，通过旋蒸蒸馏将含有可替宁的废液中的二氯甲烷蒸出，蒸馏温度为45-50℃，蒸馏的真空度为-0.090—0.098mpa，得到剩余的含有可替宁的废液115.8g，其中含有可替宁82.65g；将剩余的含有可替宁的废液加入到纯度为95％的 thf 205g中，得到含有可替宁的混合溶液；
[0066]
(2)在氩气气氛下，将步骤(1)得到的含有可替宁的混合溶液加入到溶解有三叔丁氧基氢化铝锂的thf溶液(其中，三叔丁氧基氢化铝锂127g，thf 984g)中60℃回流40min，冷却至22℃，得到含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液；
[0067]
(3)向步骤(2)得到的含有1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷的混合溶液中加入16g乙醚，23℃搅拌30min；
[0068]
(4)最后加入420g na2so4搅拌，过滤，得到滤液和滤饼；采用四氢呋喃淋洗滤饼，得到淋洗液；滤液和淋洗液混合后100℃蒸馏，得到烟碱72.1g，色谱纯度为99.977％。
[0069]
实施例3制得的烟碱的hplc谱图见图4，图4经分析得到烟碱的峰值数据表见表3。
[0070]
表3实施例3制得的烟碱的峰值数据表
[0071]
保留时间峰面积峰宽峰面积％6.21935827.3000.046399.977％(纯度)6.5782.9150.05520.008％6.7890.8880.04090.003％7.1714.3940.05080.012％