高纯度2-羟基吩嗪及其制备方法

本发明涉及，具体涉及一种高纯度2-羟基吩嗪及其制备方法。

背景技术：

1、2-羟基吩嗪在拮抗小麦全蚀病病原菌、菌核病原菌和炭疽病原菌的效果良好，具有很好的应用前景。此外，2-羟基吩嗪在生物合成方面取得了一定进展，在绿针假单胞菌中可以天然合成。目前，传统的吩嗪类化合物分离方法为采用乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂进行液相萃取，但存在分离工艺复杂、所耗时间长、只适合少量制备等缺点，不适用于工业化大规模生产。

2、目前，获取2-羟基吩嗪的传统分离方法主要是利用乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂进行液相萃取。然而，这种传统方法存在诸多严重缺陷。从工艺角度来看，其分离流程极为复杂，涉及多道工序和精细操作，需要操作人员具备较高的专业技能和丰富经验。在时间成本方面，整个萃取过程耗时漫长，从样品预处理到最终产物获得往往需要耗费大量时间。并且这种方法只适用于少量制备，难以满足工业化大规模生产的需求。

3、在工业化生产需求日益增长的背景下，传统液相萃取方法的局限性愈发凸显。大量使用有机溶剂不仅大幅增加了生产成本，而且会产生大量有机溶剂废液。这些废液的处理难度大、成本高，若处理不当，会对环境造成严重污染，违背现代绿色生产理念。同时，有机溶剂的挥发等问题对操作人员的身体健康构成威胁，需要配备专门的防护设备和场地。

4、大孔吸附树脂作为一种依靠范德华力和氢键作用力产生吸附性的高分子聚合材料，在医药化工等领域已广泛应用于分离多环及杂环化合物。其具有独特的物理化学性质，有望为2-羟基吩嗪的分离纯化提供一种新的解决方案，克服传统有机溶剂萃取法的诸多弊端，满足市场对2-羟基吩嗪大规模、高效、环保生产的迫切需求。但目前在将大孔吸附树脂应用于2-羟基吩嗪分离纯化方面，仍存在诸多技术空白和挑战，亟待进一步研究和探索。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种高纯度2-羟基吩嗪及其制备方法。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、s1、将绿针假单胞菌发酵液离心，收集上清液作为上样液；

4、s2、使用大孔吸附树脂柱对上样液进行动态吸附至饱和吸附，捕获目标化合物2-羟基吩嗪；

5、s3、使用低浓度醇溶液对大孔吸附树脂柱上杂质进行淋洗；

6、s4、使用高浓度醇溶液作为洗脱剂解吸，得到解吸液；

7、s5、去除解吸液中的洗脱剂，干燥，得到2-羟基吩嗪纯化物。

8、所述大孔吸附树脂包括hz-818和/或hz-801。

9、优选的，所述大孔吸附树脂包括hz-818。

10、所述大孔吸附树脂柱的高径比为80-100:1；所述大孔吸附树脂的比表面积为800-1200m2/g，粒径为0.32～1.20mm。

11、大孔吸附树脂hz-818，其为乳白色半透明球状颗粒，水分含量为60～70wt％；湿真密度为1.00～1.10g/ml。

12、大孔吸附树脂装填柱之前进行预处理，所述预处理的步骤包括如下步骤：

13、a、将大孔吸附树脂依次进行乙醇浸泡20-24h和水洗，得到醇处理树脂，其中乙醇的浓度为95～98％，水洗的速率为1～2bv/h，用量为2～5bv；

14、b、将醇处理树脂依次进行酸溶液浸泡和水洗，得到酸处理树脂；

15、c、将酸处理树脂依次进行碱溶液浸泡、水洗；

16、d、将碱处理树脂进行超声处理，然后干燥。

17、步骤b中，酸溶液为0.4-0.8m hcl，浸泡4-6h；水洗采用蒸馏水在1-2bv/h速率下洗至中性，用量为2-3bv；

18、和/或，步骤c中，碱溶液为0.5-1m naoh溶液，浸泡4-6h；水洗采用蒸馏水在1-2bv/h速率下洗至中性，用量为2-3bv；

19、和/或，步骤d中，将碱处理后的树脂置于8-10bv蒸馏水中进行超声处理，超声频率为25-50khz，功率为100-162.5w，超声时长为20～30min。

20、大孔吸附树脂装填柱采用湿法装填树脂柱，具体步骤：

21、将预处理的树脂于95-98％乙醇水溶液中浸泡20-24h，搅拌均匀后倒入装有0.3-0.4bv 95-98％乙醇溶液的层析柱中，同时放出溶液并用洗耳球敲打柱壁以避免树脂装填不均；待液面下降至距离树脂柱表面1～2cm时，采用蒸馏水洗涤，完成湿法装填树脂柱。

22、步骤s2中，动态吸附时，上样液的上样速度为0.8-2bv/h。

23、步骤s3中所述低浓度醇溶液为浓度为体积分数40～50％的低浓度乙醇溶液，淋洗的流速为0.4～0.6bv/h，所述低浓度乙醇溶液的用量为1～1.2bv。

24、步骤s4中，洗脱剂为体积分数为75～95％的高浓度乙醇溶液；所述洗脱剂解吸的速率为0.6～1.5bv/h，所述洗脱剂的用量为4～5bv。

25、步骤s2中，在16-20℃温度下进行吸附。

26、步骤s5中，干燥的步骤为：将解吸液转移至旋转蒸发仪中，密封减压至400-500毫米汞柱；加热至80-85℃，直到体积浓缩至原解吸液的6-8％。

27、本发明对树脂进行预处理，包括从乙醇浸泡、水洗，到酸溶液和碱溶液浸泡并水洗，再到超声处理和干燥，各步骤相互配合。95～98％乙醇浸泡20-24h能够去除树脂中的杂质并使其溶胀，酸碱处理进一步净化树脂并调整其表面化学性质。超声处理(频率25-50khz，功率100-162.5w，时长20～30min)能够去除树脂内部细微杂质并使其结构更加均匀稳定，增强了树脂的吸附性能和使用寿命，确保在整个制备过程中稳定发挥作用。

28、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

29、1、虽然大孔吸附树脂对2-羟基吩嗪有一定吸附能力，但是发酵液中通常存在一些结构相似的化合物会与2-羟基吩嗪竞争吸附位点，影响树脂的选择性；因此本发明通过对多种大孔吸附树脂的比较研究；所述大孔吸附树脂hz-818和/或hz-801具有较好的效果；优选的，采用大孔吸附树脂hz-818作为吸附剂，成功从绿针假单胞菌发酵液中分离纯化出大量2-羟基吩嗪化合物，所采用的hz-818树脂对2-羟基吩嗪的最大吸附容量高达6.8mg/g，且具有优秀的选择性吸附性能和稳定的物理化学性质。

30、2、虽然大孔吸附树脂hz-818对2-羟基吩嗪有一定吸附能力，但在实际应用中，由于各种因素导致吸附容量无法达到理想值。例如，溶液的ph值、温度、离子强度等条件可能会影响树脂的吸附性能，本发明进一步通过优化，调整温度、上样液流速、洗脱液浓度等工艺条件，其回收率达到了93.01±5.95％；本发明的纯化方法，具有操作简单、环保无污染的优势，在工业化大规模生产方面具有广阔的应用价值；

31、3、上样液上样速度控制在0.8-2bv/h，既保证了目标化合物与树脂充分接触吸附，又避免了过快流速导致的吸附不完全问题。使用40～50％体积分数的低浓度乙醇溶液以0.4～0.6bv/h的流速、1～1.2bv的用量进行淋洗，有效去除了树脂柱上的杂质，同时减少了目标化合物的损失。而采用75～85％体积分数的高浓度乙醇溶液作为洗脱剂，以0.6～1.5bv/h的速率和4～5bv的用量进行解吸，保证了目标化合物的高效解吸，结合16-20℃的操作温度，为整个工艺过程提供了稳定且适宜的反应环境，使得各步骤有序高效进行，最终实现了高达93.01±5.95％的回收率。

32、4、相较于传统的有机溶剂萃取分离法，本发明避免了大量有机溶剂废液的产生，对环境更加友好。整个制备方法操作流程清晰，各个步骤的条件明确且易于控制，不需要复杂昂贵的设备和专业技能要求极高的操作人员。例如，解吸液通过旋转蒸发仪在特定条件(密封减压至400-500毫米汞柱，80-85℃加热浓缩)下进行干燥，操作简单高效，在工业化大规模生产方面具有极大的优势，能够有效降低生产成本，提高生产效率和经济效益。

33、5、本发明采用较高浓度的乙醇作为洗脱液进行解吸；与甲醇相比，乙醇的极性更弱，但在相同体积的情况下能够提供更高的回收率，进一步提升了纯化效率和经济效益。本发明采用较高浓度乙醇作为洗脱液进行解吸，由于2-羟基吩嗪在中性条件下在水溶液中的溶解度不足10mg/l，因此根据“相似相溶”原理，本发明采用了极性相较于甲醇更弱的乙醇溶液进行洗脱。与甲醇相比，采用高浓度乙醇作为洗脱液能够在相同体积的情况下提供更高的回收率。