1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉及其制备方法和应用。所述1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉具有如式（Ⅰ）所示结构。所述产物（Ⅰ）的制备方法是以乙酰甲喹为原料，通过还原得到1,4-二氧-3-甲基-2-（1-羟乙基）喹噁啉；然后与乙酸酐、吡啶混合反应得1,4-二氧-3-甲基-2-（1-羟乙基）喹噁啉；将所得产物与乙酸酐反应，得到1-氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-(1-乙氧羰基氧甲基)-喹噁啉；然后通过碱液的水解作用，最终得到产物（Ⅰ）。所述的产物（Ⅰ）可以作为乙酰甲喹在靶动物体内代谢的残留标示物或是作为在动物源性食品中检测乙酰甲喹残留的标准品或对照品。（Ⅰ）

权利要求

1.一种喹噁啉类化合物，其特征在于所述喹噁啉类化合物的化学名称为

1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉，具有如式（Ⅰ）所示结构： （Ⅰ）。

2.一种权利要求1所述喹噁啉类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在反应器中分别加入乙酰甲喹、溶剂，在0~10℃下加入还原剂进行混合，在

20~30℃下搅拌反应，过滤，得产物1,4-二氧-3-甲基-2-（1-羟乙基）喹噁啉；

（2）将步骤（1）所得产物、乙酸酐、吡啶在0~10℃下混合，在10~100℃下搅拌反应；反应完成后除去溶剂，洗涤，萃取得产物1,4-二氧-2-(1-乙酰氧基乙基)-3-甲基-喹噁啉； （3）将步骤（2）所得产物在100~150℃下乙酸酐中进行反应，得产物1-氧-2-(1-乙酰氧基乙基)-3-(1-乙酰氧基甲基)-喹噁啉； （4）将步骤（3）所得的产物与碱、溶剂在0~10℃下混合，在20~30℃下搅拌反应；反应完成后，除去溶剂，过滤，洗涤，空气干燥，得产物1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉；

步骤（1）中所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述溶剂为醇或醇与水的混合物，反应时间为0.5 ~10小时；所述乙酰甲喹、还原剂、溶剂的比例为

25g:3~6g:50~200mL。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述搅拌反应温度为

20~30℃，反应时间为0.5~10小时；所述1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉、乙酸酐、吡啶比例为3g:1.5~5g:10~100mL。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述反应时间为1~10小时；

所述1,4-二氧-2-(1-乙酰氧基乙基)-3-甲基-喹噁啉、乙酸酐的比例为10g:5~50mL。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述1-氧-2-(1-乙酰氧基乙基)-3-乙酰氧基甲基-喹噁啉和碱、溶剂的比例为0.01mol:0.0005~ 0.005mol:50~200mL；

所述碱为碳酸钾、碳酸钠；溶剂为甲醇、乙醇、甲醇或乙醇与水的混合溶剂。

7.如权利要求2所述喹噁啉类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在反应器中分别加入25克乙酰甲喹、100毫升95体积%乙醇水溶液，在10℃下加入

5克硼氢化钠，在20℃下搅拌反应1小时，反应完成后过滤，得1,4-二氧-3-甲基-2-（1-羟乙基）喹噁啉；

（2）将步骤（1）所得产物3.1克、乙酸酐1.6克、吡啶50毫升在0℃下混合均匀，然后在25℃下反应5小时；反应完成后除去吡啶，洗涤，萃取得1,4-二氧-2-(1-乙酰氧基乙基)-3-甲基-喹噁啉； （3）将步骤（2）所得产物10克在145℃下10毫升乙酸酐中搅拌回流4小时，萃取，干燥，除去溶剂得1-氧-2-(1-乙酰氧基乙基)-3-(1-乙酰氧基甲基)-喹噁啉；

（4）将步骤（3）所得的产物3.04克溶于50毫升的80体积%的甲醇水溶液，在0℃下加入0.55克碳酸钾粉末，在25℃下搅拌反应3小时；反应完成后，除去溶剂，过滤，洗涤，空气干燥，得1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉。

8.权利要求1所述喹噁啉类化合物在乙酰甲喹在靶动物体内代谢残留检测中的应用。

9.权利要求1所述喹噁啉类化合物在动物源性食品中乙酰甲喹残留检测中的应用。

说明书

1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉及其制备方法和

应用

[0001] 技术领域

[0002] 本发明属于兽医药理毒理及化学合成技术领域，具体涉及一种1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉及其制备方法和应用。

背景技术

[0003] 乙酰甲喹俗称“痢菌净”，化学名为1, 4-二氧-3-甲基-2-乙酰基-喹噁啉，为卡巴氧类似物，是在中国首先上市的治疗用抗菌药，对多种细菌有较强的抑制作用，特别对革兰氏阴性菌，如巴氏杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌、李氏杆菌的抑制作用更强，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。其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。1982年以来大面积推广应用。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，1981年至1986年经济效益累计已达6.4亿元。但是对于该药毒理、食品动物体内残留等方面研究较少。在动物体内的代谢情况鲜有报道，对该药很多情况了解甚少。

[0004] 动物源性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1,4-二氧-喹噁啉类药物研制和推广以来，其毒副作用也备受关注。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系统中均为强诱变剂，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。

[0005] 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研究报道，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。

[0006] 专利CN101648917A（公开日期2010年2月17日）公开了一种乙酰甲喹的初级代谢产物的制备方法，该产品可以用于制备检测乙酰甲喹代谢的标准品，可作为检测乙酰甲喹在动物体内的残留标示物。但是，乙酰甲喹在猪、鸡体内主要代谢物分别有8种和12种。同时，由于乙酰甲喹在动物体内的代谢形式存在多种可能，如一级代谢，二级代谢等多种代谢形式。因此单纯依靠一种初级代谢物的检测结果，不能准确反映乙酰甲喹的残留含量，因此，现有技术只能粗糙地检测乙酰甲喹在动物体内的代谢与残留，并不能准确反映乙酰甲喹在动物体内的代谢情况，不利于人们对乙酰甲喹在动物体内的药动学及其残留消除规律等相关研究。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中对乙酰甲喹在靶动物的代谢及代谢物的残留毒理学研究中存在的不足，提供了一种1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉，从而为人们对乙酰甲喹的药理、毒理，以及在食品动物体内残留等研究提供了标准品或对照品，方便乙酰甲喹在动物体内的药动学及其残留消除规律等相关研究，可以阐明乙酰甲喹在动物体内的药动学、代谢与残留消除规律。

[0008] 本发明的另一个目的在于提供所述1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉的制备方法。

[0009] 本发明的另一个目的在于提供所述喹噁啉类化合物在乙酰甲喹在靶动物体内代谢残留检测中的应用。

[0010] 本发明的另一个目的在于所述喹噁啉类化合物在动物源性食品中乙酰甲喹残留检测的应用。

[0011] 本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

[0012] 一种喹噁啉类化合物，化学名称为1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉，具有如式（Ⅰ）结构：

[0013]

[0014] （Ⅰ）

[0015] 一种所述喹噁啉类化合物的制备方法，包括如下步骤：

[0016] （1）在反应器中分别加入乙酰甲喹、溶剂，在0~10℃下加入还原剂进行混合，在20~30℃下搅拌反应，过滤，得产物1,4-二氧-3-甲基-2-（1-羟乙基）喹噁啉；

[0017] （2）将步骤（1）所得产物、乙酸酐、吡啶在0~10℃下混合，在10~100℃下搅拌反应；反应完成后除去溶剂，洗涤，萃取得产物1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉；

[0018] （3）将步骤（2）所得产物在100~150℃下乙酸酐中进行反应，得产物1-氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-(1-乙氧羰基氧甲基)-喹噁啉；

[0019] （4）将步骤（3）所得的产物与碱、溶剂在0~10℃下混合，在20~30℃下搅拌反应；反应完成后，除去溶剂，过滤，洗涤，空气干燥，得产物1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉；

[0020] 作为一种优选方案，步骤（1）中所述溶剂为醇或醇与水的混合物，反应时间优选为0.5~10小时；所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。

[0021] 所述乙酰甲喹、还原剂、溶剂的比例优选为25g:3~6g:50~200mL。

[0022] 作为一种最优选方案，步骤（1）中所述反应溶剂最优选为95体积%乙醇水溶液；反应时间最优选为1小时；所述乙酰甲喹、硼氢化钠、95体积%乙醇水溶液的比例最优选为
25g:5g:100mL。

[0023] 作为一种优选方案，步骤（2）中所述搅拌反应温度优选为20~30℃；反应时间优选为0.5~10小时；所述1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉、乙酸酐、吡啶比例优选为3g: 1.5~5g:10~100mL。

[0024] 作为一种最优选方案，步骤（2）中反应时间最优选为5小时；所述-1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉、乙酸酐、吡啶比例最优选为3g: 1.5g:50mL。

[0025] 作为一种优选方案，步骤（3）中反应时间优选为1~10小时；所述1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉、乙酸酐的比例优选为10g:5~50mL。

[0026] 作为一种最优选方案，步骤（3）中反应温度最优选为145℃；反应时间最优选为4小时；1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉、乙酸酐的比例最优选为
10g:10mL。

[0027] 作为一种优选方案，步骤（4）中所述1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-乙氧羰基氧甲基-喹噁啉和碱、溶剂的比例优选为0.01mol:0.0005~ 0.005mol:50~200mL；反应时间为3~8小时；所述碱优选为碳酸钾、碳酸钠；溶剂优选为甲醇、乙醇、甲醇或乙醇与水的混合溶剂。

[0028] 作为一种最优选方案，步骤（4）中所述1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-乙氧羰基氧甲基-喹噁啉和碱、溶剂的比例最优选为0.01mol:0.004mol:50mL；反应时间最优选为3小时；所述碱最优选为碳酸钾，溶剂最优选为甲醇与水混合溶剂，其中甲醇与水的体积比最优选为4:1。

[0029] 作为一种优选方案，所述喹噁啉类化合物的制备方法，包括如下步骤：

[0030] （1）在反应器中分别加入25克乙酰甲喹、100毫升95体积%乙醇水溶液，在0~10℃下加入5克硼氢化钠，在20~30℃下搅拌反应1小时，反应完成后过滤，得1,4-二氧-3-甲基-2-（1-羟乙基）喹噁啉；

[0031] （2）将步骤（1）所得产物3.1克、乙酸酐1.6克、吡啶50毫升在0℃下混合均匀，然后在25℃下反应5小时；反应完成后除去吡啶，洗涤，萃取得1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉；

[0032] （3）将步骤（2）所得产物10克在145℃下10毫升乙酸酐中搅拌回流4小时，萃取，干燥，除去溶剂得1-氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-(1-乙氧羰基氧甲基)-喹噁啉；

[0033] （4）将步骤（3）所得的产物3.04克溶于50毫升的80体积%的甲醇水溶液，在0℃下加入0.55克碳酸钾粉末，在25℃下搅拌反应3小时；反应完成后，除去溶剂，过滤，洗涤，空气干燥，得1,4-二氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉。

[0034] 所述喹噁啉类化合物在乙酰甲喹在靶动物体内代谢残留检测中的应用；所述喹噁啉类化合物可以作为乙酰甲喹在靶动物体内代谢的残留标示物。

[0035] 所述喹噁啉类化合物在动物源性食品中乙酰甲喹残留检测的应用；所述喹噁啉类化合物可以作为在动物源性食品中乙酰甲喹残留的标准品或对照品。

[0036] 本发明具有如下有益效果：

[0037] 1、原料廉价易得：乙酰甲喹、乙酸酐、乙酸钾、碘化钾、碳酸钾、DMF等都是常用的原料及试剂；

[0038] 2、反应条件温和：在较温和的条件下进行反应；

[0039] 3、反应产率高，所得产物易纯化、纯度高; 目标产物分子1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉只需要简单的过滤、水洗涤就能得到纯度很高的纯品，不需要进一步纯化；

[0040] 4、所得的1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉为人们对乙酰甲喹的药理、毒理，以及在食品动物体内残留等研究提供了标准品或对照品，方便乙酰甲喹在动物体内的药动学及其残留消除规律等相关研究，可以阐明乙酰甲喹在动物体内的药动学、代谢与残留消除规律。

附图说明

[0041] 图1为本发明制备方法的合成路线图；

[0042] 图2为所得1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉的1H-NMR图；

[0043] 图3为所得1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉的13C-NMR图。

[0044] 图4为所得1-氧-2-(1-羟乙基)-3-羟甲基-喹噁啉的质谱图。

具体实施方式

[0045] 以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

[0046] 实施例1

[0047] 将25克乙酰甲喹溶于200毫升甲醇中，搅拌条件下在0℃加入3克硼氢化钠（20分钟内加完），然后控制反应温度在30℃条件下继续反应8小时，TLC点板跟踪反应结束。然后过滤收集固体析出物即得产物1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉，滤液浓缩至50毫升，0℃放置，再过滤收集析出物，合并后共得14克1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉产品，产率56%；

[0048] 将3.1克1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉、50毫升吡啶、1.6克乙酸酐在中0℃混合，然后室温下继续搅拌5小时，减压浓缩至5-10毫升，然后加入50毫升冰水，然后用50毫升乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，干燥，减压除去溶剂，即得1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉3.7克，产率99%；

[0049] 将10克1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉与10毫升乙酸酐混合溶液在145℃下搅拌回流4小时，加入50毫升水，然后用50毫升乙酸乙酯萃取三次，干燥，旋蒸出去溶剂即得1-氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-(1-乙氧羰基氧甲基)-喹噁啉11.5克，产率99%；

[0050] 将3.04克1,4二氧-2-（1 -乙氧羰基乙基）-4-乙氧羰基甲基-喹噁啉溶于50毫升的80体积%的甲醇水溶液，0℃加入0.55克碳酸钾粉末，室温搅拌3小时后，旋蒸除去甲醇，过滤，滤饼用1毫升冷水洗涤3次，空气干燥，得1-氧-2-（1-羟乙基）-3-羟甲基-喹噁啉2.0克，产率90%。

[0051] 实施例2

[0052] 将25克乙酰甲喹溶于100毫升95体积%乙醇水溶液中，搅拌条件下在10℃加入5克硼氢化钾（20分钟内加完），然后控制反应温度在20℃条件下继续反应1小时，TLC点板跟踪反应结束。然后过滤收集固体析出物即得产物1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉，滤液浓缩至50毫升，0℃放置，再过滤收集析出物，合并后共得15.75克1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉产品，产率63%；

[0053] 将3.1克1,4-二氧-3-甲基-2-(1-羟乙基)-喹噁啉、10毫升吡啶、5克乙酸酐在中0℃混合，然后30℃继续搅拌1小时，减压浓缩至5-10毫升，然后加入50毫升水，然后用50毫升乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，干燥，减压除去溶剂，即得1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉3.36克，产率89%；

[0054] 将10克1,4-二氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-甲基-喹噁啉与5毫升乙酸酐混合溶液在100℃下搅拌回流10小时，加入50毫升水，然后用50毫升乙酸乙酯萃取三次，干燥，旋蒸出去溶剂即得1-氧-2-(1-乙氧羰基氧乙基)-3-(1-乙氧羰基氧甲基)-喹噁啉7.1克，产率62%；

[0055] 将3.04克1,4二氧-2-（1 -乙氧羰基乙基）-4-乙氧羰基甲基-喹噁啉溶于100毫升的95体积%的乙醇水溶液，0℃加入0.33克碳酸钠粉末，室温搅拌8小时后，旋蒸除去甲醇，过滤，滤饼用1毫升冷水洗涤3次，空气干燥，得1-氧-2-（1-羟乙基）-3-羟甲基-喹噁啉1.6克，产率70%。

[0056] 所得1-氧-2-（1-羟乙基）-3-羟甲基-喹噁啉1H-NMR：（400MHz，25℃，CDCl3）：δ=8.51 (m, 1H), 8.05 (m, 1H), 7.84-7.73 (m, 2H), 5.82 (m, 1H), 5.20-5.15 (m,
1H), 5.02-4.83 (m, 2H), 4.51 (m, 1H), 1.70 (d, J = 6.8, 1H)。

[0057] 13C-NMR：（100MHz，25 ℃，CDCl3）：δ=153.5,142.1, 141.0, 135.9, 131.7,130.4, 129.1, 118.5, 64.9, 62.0, 19.3。

[0058] LRMS（ESI）：221.22 (M+H+) 。

[0059] 实施例3

[0060] 健康猪经肌肉注射乙酰甲喹6小时后，采血样，经有机溶剂萃取，氮气吹干，加流动相制成样品溶液；另取未给药健康猪的血液按前述方法制成空白对照；取化合物（I）加流动相制成1mg/mL的对照品溶液。

[0061] 高效液相色谱仪，美国戴安公司；色谱条件：Hypersil BDS C18色谱柱，250 mm×4.6 mm×5 µm，柱温：30 ℃；流动相：甲醇（B）/水 (含0.01%甲酸)（A），梯度洗脱：0～40 min， 20%～35% B；40～45 min，35%～60% B； 45～57 min，60% B；57～60 min，
60%～20% B；60～65 min，20% B；流速：1 mL/min，检测波长：241 nm。

[0062] 化合物（I）保留时间14.36min，样品溶液中14.29min出现峰，空白样品在13min-16min未出峰。