*劉誠 汪洋
(武漢九瓏人福藥業有限責任公司 湖北 430206)
間苯三酚又名藤黃酚、根皮苷酚,化學名稱1,3,5-三羥基苯,是1855年Hlasiewitz在水解果樹皮中的根皮素糖苷時發現的。間苯三酚以黃酮、兒茶素、香豆素、花色素、黃嘌呤及糖苷衍生物的形式在自然界中分布廣泛,在多種植物和微生物中都有分布[1]。間苯三酚是一種重要的醫藥中間體和有機合成中間體,具有良好的抗病毒[2]、抗腫瘤[3]、抗菌、消炎[4]、止血及收縮子宮[5]等藥理活性,市場前景極為廣闊。
由于間苯三酚在醫藥行業的重要性和廣泛性,受到的關注日益劇增,其在國內外的需求量逐年上升,其安全性也越來越受到人們的關注。中國藥典和美國藥典均未收載間苯三酚,歐洲藥典(EP10.0)中收錄了間苯三酚的質量標準,其中8個雜質分別是:雜質A(Pyrogallol)、雜質B(m-dihydroxybenzene)、雜質D(2,3',4,5',6-Biphenylpentol)、雜質E(1,2,4-Benzenetriol)、雜質I(2,6-Dichlorophenol)、雜質K(4-Chlorocatechol)、雜質L(3,5-Dichloroani-line)、雜質O(4,6-Dichlororesorcinol)。本文對上述雜質進行了分析和溯源,研究其產生的機理,為今后研發和生產間苯三酚的過程控制提供了理論依據,為生產高質量的間苯三酚及其更安全的應用于醫藥行業奠定了基礎。
合成間苯三酚的工藝線路比較多,最開始是在1855年Hlasiewitz在水解根皮素糖苷時發現了間苯三酚,但這些從植物中提取間苯三酚一直沒有作為間苯三酚的商業來源。1897年,首次出現了間苯三酚的工業合成品,之后不斷有人對其合成工藝進行研究,隨著研究的不斷深入,其合成工藝也越來越多,最終出現了六類比較常用的合成工藝[6-8]。
以2,4,6-三硝基甲苯為原料,經重鉻酸鈉和濃硫酸氧化得到2,4,6-三硝基苯甲酸,再在鹽酸和還原鐵粉的體系下脫掉羧基并還原硝基成胺基得到間三胺基苯,最后加入鹽酸水解得到間苯三酚,此方法是最古老的合成間苯三酚的方法,所用到的原料TNT相當不穩定,容易爆炸,產生大量的廢酸廢堿,對環境污染嚴重,產品收率60%~75%。
以苯和丙烯為原料合成1,3,5-三異丙基苯,在氧化劑和催化劑的存在下被兩次氧化成過氧化物,再在酸存在的條件下分解得到間苯三酚,此方法由于丙烯取代的位置難以控制,且兩次氧化會產生大量不易除去的雜質導致最后的產率和產物質量都較低,產品純度72%,產品收率57%。
以苯胺為原料,在液溴和催化劑的體系下合成三溴苯胺,胺基在亞硝酸鹽和硫酸的存在下生成硫酸重氮鹽,然后在乙醇的條件下離解掉生成間三溴苯,間三溴苯在甲醇/甲醇鈉和催化劑的體系下發生取代反應生成均三甲氧基苯,再在強酸的條件下水解生成間苯三酚,此方法路線較長,用到了液溴,操作和處理都比較困難,而后面甲氧基的水解用到了大量的鹽酸和很長的時間,無可避免的導致最終產品中含有很多的雜質。產品純度86.7%,產品收率60.5%。
氯代苯法分為三氯苯和六氯苯法,三氯苯法是以間三氯苯為原料,在氨基鹽和催化劑的存在下發生取代反應生成間三胺基苯,再在酸性條件下水解生成間苯三酚;六氯苯法是以六氯苯為原料,經過醇鈉取代三個間位生成間三烷氧基三氯苯,再經過催化加氫脫掉氯生成均三烷氧基苯,最后在強酸存在的情況下水解得到間苯三酚,氯苯法所用的原料毒性都比較大,大規模生產如果處理不當對環境會造成相當大的危害。產品收率85.2%。
羥基氯苯法分為單羥基苯法和二羥基苯法,都是以羥基苯為原料,在溶液中通入氯氣得到相應的羥基氯苯,再在高溫強堿的條件下發生消除反應脫掉氯化氫,并發生水加成,生成間苯三酚鹽,最后經過調節pH得到間苯三酚,產品純度91.1%,產品收率50.3%。此方法用到了較高的溫度,步驟短,方法簡單,以前由于氯代工藝較難實施沒有能大規模生產,隨著技術的發展,此合成方法日益成熟,有希望投于生產中。
苯三脂法反應復雜且原料難以得到,過程產生大量的副產物,對環境污染嚴重,產品收率較低也難以提純,并不適用于大規模的生產。
間苯三酚的雜質譜列表見表1。

表1 間苯三酚雜質譜列表

從結構上來看此雜質是由于苯環上取代位置不對而造成的,根據工藝路線來看此雜質不可能是在最后一步反應中產生的,而是由于前面反應產生了相應的副產物,經過多個步驟后最終形成此雜質[10]。
異丙苯法由于丙烯的取代位置不確定而會產生多種取代產物,其中可能產生的1,2,3-三異丙基苯經過氧化和催化產生最終產物雜質A。

氯代苯法由于烷氧基的取代的位置不確定而會產生多種取代產物,其中可能產生的4,5,6-三異丙基氧基鄰三氯苯經過脫氯和酸解過程產生最終產物雜質A。
從結構上來看,雜質B是由于苯環上取代個數差一個而產生的雜質,很可能是由于苯環上發生逐步取代,雖然最終產物為三取代物卻無可避免的產生少量二取代物,經過分析,可能產生此雜質的路線如下。
①苯胺法中由于溴取代可能不完全生產副產物二溴苯胺,二溴苯胺經過胺基的脫去產生間二溴苯,再經過甲氧基取代以及酸解得到最終雜質B。

②羥基氯苯法由于不完全氯代產生副產物鄰羥基氯苯,后經過消除以及加成得到最終雜質B。

根據文獻的報道,在高溫酸性條件下間苯三酚會發生自身的縮合,從而產生雜質D。

此雜質與雜質A一樣是由于取代位置難以控制產生的。異丙苯法由于丙烯的取代位置不確定而會產生多種取代產物,其中可能產生的1,2,4-三異丙基苯經過氧化和催化產生最終產物雜質E;氯代苯法由于烷氧基取代的位置不確定而會產生多種取代產物,其中可能產生的3,5,6-三異丙氧基-1,2,4-三氯苯經過脫氯和酸解過程產生最終產物雜質E。

氯代苯法由于烷氧基的取代不完全導致了生成了異丙氧基五氯苯,再經過不完全的脫氯產生了2-異丙氧基間氯苯,最后酸解產生雜質I,或者苯酚法副產物2,6-二氯苯酚再后面反應中少量未反應導致產生雜質I。

類似于雜質I,氯苯法不完全取代生成的副產物4,6-二異丙氧基四氯苯,然后不完全脫氯生成的2,4-二異丙氧基氯苯,最終酸解產生雜質K,或者羥基苯法氯代產生2,4-二氯苯酚,在后面的消除加成過程中不完全反應產生雜質K。
氯代苯法不完全氨化產生副產物3,5-二氯苯胺,后面沒參與反應產生的雜質L。

類似于雜質I和雜質K,氯代苯法由于不完全取代產生的4,6-二異丙氧基四氯苯,然后在脫氯過程中不完全產生的雜質O,或者苯酚法中由苯酚氯代后產生副產物2,4,6-三氯苯酚,然后消除其中一個氯再經過加成產生的雜質O。
通過上面分析,可以將雜質分為五類:(1)取代位置不對的雜質:鄰苯三酚,1,3,4-三羥基苯;(2)取代個數不對的雜質:間苯二酚;(3)含氯雜質:2,6-二氯苯酚、4-氯間苯二酚、4,6-二氯間苯二酚;(4)含氯含胺基雜質:3,5,-二氯苯胺;(5)降解雜質:2,3’,4,5’,6-五羥基聯苯。第一類產生的路線為六氯苯法和異丙苯法,第二類產生的路線為苯胺法、三硝基甲苯法、羥基氯苯法和六氯苯法,第三類產生的路線是六氯苯法和羥基氯苯法,第四類產生的路線是三氯苯法。苯三脂法中并沒有過程雜質被記錄在歐洲藥典上,表明此種方法并未被用于大規模生產中,故可以不做考慮。此外,六氯苯法產生的雜質較多,且原料有劇毒,對環境危害較大,因此并不是一個適合商業化大生產的工藝路線。
綜上所述,間苯三酚的雜質都是由于在生產過程中反應過程終點難以控制產生的,每步反應均可能會殘留微量的不完全取代產物或取代位置不對的副產物,這些副產物如果在反應過程中不能進行有效的控制,在后面反應中也難以去除,從而導致間苯三酚成品質量下降。本文逐一分析了各個雜質的產生機理,將有助于以后對間苯三酚的工藝和質量的研究以及反應過程的控制,從而合成出高質量的間苯三酚,確保臨床用藥的安全性。