本发明涉及有机化合物合成技术领域，尤其涉及一种原卟啉二钠的制备方法。
背景技术
原卟啉二钠作为卟啉类化合物大家族中的一员，是由四个吡咯连接构成的卟啉大环以及环四周连接的两组乙烯基和两组丙酸钠构成，分子量为607。最早由于原卟啉二钠具有保肝、护肝作用因而用于临床上治疗肝功能减退患者。目前也有研究证明，原卟啉二钠具有抗乙型肝炎以及丙型肝炎病毒的作用。此外原卟啉二钠也具有卟啉类化合物所特有的性质-光敏化性，对一些肿瘤细胞具有异常亲和性的卟啉会选择性聚集在肿瘤细胞四周，然后经过特定光源照射激发产生的超氧自由基和单线态氧对肿瘤细胞具有较大的杀伤力而对正常细胞无影响，因此可用于光动力疗法(pdt)治疗肿瘤。
现有技术中，原卟啉二钠有两种合成方法：全合成法和半合成法。前者是以小分子吡咯以及醛酮为原料通过经典的lindsey法以及alder法等合成卟啉大环，后者则是在天然卟啉基础上进行改性得到。全合成方法一般存在工艺复杂，反应步骤多，最终收率低，产物不易分离等问题。半合成的方法制备原卟啉二钠往往采用“一锅煮”的方式，制备过程需要在高温回流(50～100℃)的条件下进行。
技术实现要素：
鉴于此，本发明的目的在于提供一种原卟啉二钠的制备方法。本发明提供的原卟啉二钠的制备方法采用超声辅助替代高温回流，避免了使用高温回流，整个过程容易操作。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种原卟啉二钠的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原卟啉、无水甲醇和浓硫酸在超声条件下发生醇酸反应，得到原卟啉二酯；
(2)将所述步骤(1)得到的原卟啉二酯、naoh甲醇溶液以及甲苯在超声条件下发生皂化反应，得到原卟啉二钠。
优选地，所述步骤(1)中超声条件的超声频率为(0,80]khz。
优选地，所述步骤(1)中原卟啉、无水甲醇和浓硫酸的用量比为1g：20～40ml:0.5～1ml。
优选地，所述步骤(1)中醇酸反应的温度为15～35℃，所述醇酸反应的时间为1～3h。
优选地，所述步骤(2)中原卟啉二酯的质量与naoh甲醇溶液的体积比为0.1g:10～50ml，所述naoh甲醇溶液的浓度为1mol/l。
优选地，所述步骤(2)中超声条件的超声功率为100～600w。
优选地，所述步骤(2)中超声条件的超声时间为0.5～2.5h。
优选地，所述步骤(1)中原卟啉的制备方法包括以下步骤：
将醋酸酐-浓盐酸体系和氯化血红素混合进行超声处理，然后加入硫酸亚铁发生脱铁反应，得到原卟啉。
优选地，所述醋酸酐-浓盐酸体系中醋酸酐与浓盐酸的体积比为20：1，所述浓盐酸的浓度为10～40％。
优选地，所述醋酸酐-浓盐酸体系中的醋酸酐与氯化血红素的质量比为5～55:1。
本发明提供了一种原卟啉二钠的制备方法，包括以下步骤：将原卟啉、无水甲醇和浓硫酸在超声条件下发生醇酸反应，得到原卟啉二酯；将原卟啉二酯、naoh甲醇溶液以及甲苯在超声条件下发生皂化反应，得到原卟啉二钠。本发明采用超声辅助替代高温回流，制备得到原卟啉二钠，整个过程容易操作，不需要制备氯化氢气体也避免使用氯仿等强毒性试剂，也不需要使用高温条件，简化了整个工艺，整个过程容易操作。
进一步地，本发明通过在皂化反应过程研究超声时间、功率以及氢氧化钠甲醇加入量对原卟啉二钠的影响，提高了原卟啉二钠的产率以及纯度，实施例的数据表明，本发明中原卟啉二钠的产率达到74.1376％，纯度达到78.46％。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1～2制得的原卟啉二酯在红外波长4000～400cm-1的红外图谱；
图2为本发明实施例1～2制得的原卟啉二酯在红外波长2000～1400cm-1的红外图谱；
图3为本发明实施例1～2制得的原卟啉二酯在红外波长4000～2400cm-1的红外图谱；
图4为本发明不同皂化反应时间得到原卟啉二钠的产率曲线；
图5为本发明不同超声功率得到原卟啉二钠的产率曲线；
图6为本发明不同naoh甲醇溶液用量得到原卟啉二钠的产率曲线；
图7为不同氯化血红素与醋酸酐添加量制得的原卟啉的不同波长范围的红外谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种原卟啉二钠的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原卟啉、无水甲醇和浓硫酸在超声条件下发生醇酸反应，得到原卟啉二酯；
(2)将所述步骤(1)得到的原卟啉二酯、naoh甲醇溶液以及甲苯在超声条件下发生皂化反应，得到原卟啉二钠。
本发明将原卟啉、无水甲醇和浓硫酸在超声条件下发生醇酸反应，得到原卟啉二酯。在本发明中，所述超声条件的超声频率优选为(0,80]khz，更优选为[20,60]khz。在本发明中，所述超声条件的功率优选为0～400w，更优选为100～400w。
在本发明中，所述原卟啉、无水甲醇和浓硫酸的用量比优选为1g：30ml:0.7ml。
在本发明中，所述醇酸反应的温度优选为15～35℃，更优选为20～30℃，所述醇酸反应的时间优选为1～3h，更优选为1～2h。
本发明对所述原卟啉、无水甲醇和浓硫酸的加入顺序没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加料顺序即可，具体的，如先将原卟啉溶解在无水甲醇中，再加入浓硫酸。本发明中，在所述醇酸反应过程中，反应体系变为紫红色。
醇酸反应完成后，本发明优选将醇酸反应产物依次进行旋蒸、萃取、水洗、再次旋蒸、重结晶和烘干，得到原卟啉二酯。
本发明对所述旋蒸的温度和时间没有特殊的限定，能够将甲醇完全除去即可。
在本发明中，所述萃取使用的萃取剂优选为二氯甲烷。本发明优选将旋蒸产物与二氯甲烷混合后转移到分液漏斗中。
在本发明中，所述水洗优选在萃取体系中加入蒸馏水后反复振荡，使原卟啉二酯位于紫色的二氯甲烷层。本发明对所述蒸馏水的用量以及水洗次数没有特殊的限定，能够除去萃取产物中的酸，防止生成的原卟啉二酯发生水解产生胶状物。
本发明对所述再次旋蒸的温度和时间没有特殊的限定，能够将二氯甲烷完全除去即可。
在本发明中，所述重结晶使用的溶剂优选为正己烷。本发明对正己烷的用量没有特殊的限定。
本发明对所述烘干的温度和时间没有特殊的限定，能够除去原卟啉二酯中的正己烷即可。
在本发明中，所述原卟啉的制备方法优选包括以下步骤：
将醋酸酐-浓盐酸体系和氯化血红素混合进行超声处理，然后加入硫酸亚铁发生脱铁反应，得到原卟啉。
在本发明中，所述醋酸酐-浓盐酸体系中醋酸酐与浓盐酸的体积比优选为20：1；所述浓盐酸的浓度优选为10～40％，更优选为20～40％。
在本发明中，所述醋酸酐-浓盐酸体系中的醋酸酐与氯化血红素的质量比优选为5～55:1，更优选为15～45:1，最优选为25～35:1。
在本发明中，所述醋酸酐-浓盐酸体系优选在冰水浴条件下制备。本发明优选将浓盐酸滴加到醋酸酐中制备醋酸酐-浓盐酸体系。本发明对所述滴加的速率没有特殊的限定，能够保证滴加即可。
在本发明中，所述超声处理的频率优选为40～60khz，所述超声处理的功率优选为250～400w，所述超声处理的时间优选为10～60min。
在本发明中，所述氯化血红素与硫酸亚铁的质量比优选为1:0.1～0.8，更优选为1:0.6～0.8。
在本发明中，所述脱铁反应的时间优选为0.5～2h，更优选为0.5～1h；在本发明中，所述脱铁反应优选在超声条件下进行，所述超声条件与上述超声处理的条件一致，在此不再赘述。
脱铁反应完成后，本发明优选将脱铁反应产物的ph值调节至4～6、离心得到沉淀、用ph值为4～5的弱酸性去离子水洗涤沉淀、去离子水继续洗涤、热丙酮重结晶和烘干，得到原卟啉。在本发明中，所述ph值优选调节至5。在本发明中，优选使用氢氧化钠溶液调节脱铁反应产物的ph值，本发明对氢氧化钠溶液的浓度以及用量没有特殊的限定，能够将脱铁反应产物的ph值调节至所要求的范围即可，具体的，如使用4mol/l的氢氧化钠溶液。
在本发明中，所述ph值为4～5的弱酸性去离子水洗涤的次数优选为2次，所述去离子水继续洗涤的次数优选为3次。
本发明对所述热丙酮重结晶和烘干的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
得到原卟啉二酯后，本发明将所述原卟啉二酯、naoh甲醇溶液以及甲苯在超声条件下发生皂化反应，得到原卟啉二钠。在本发明中，所述naoh甲醇溶液的浓度优选为1mol/l，所述原卟啉二酯的质量与naoh甲醇溶液的体积比优选为0.1g:10～50ml，更优选为0.1g:20～40ml。
本发明对所述甲苯的用量没有特殊的限定，能够使原卟啉二酯完全溶解即可，具体的，如原卟啉二酯0.1g添加50ml甲苯。
在本发明中，所述超声条件的超声功率优选为100～600w，更优选为200～500w，最优选为300～400w。
在本发明中，所述超声条件的超声时间优选为0.5～2.5h，更优选为1～2h，最优选为1.5h。
本发明对所述原卟啉二酯、naoh甲醇溶液以及甲苯的加料顺序没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加入顺序即可，具体的，如先将原卟啉二酯和甲苯在加热的条件下混合，再加入naoh甲醇溶液。本发明对所述加热的温度没有特殊的限定，能够使原卟啉二酯完全溶解即可。
皂化反应完成后，本发明优选将皂化反应产物依次冷却析出原卟啉二钠、盐酸甲醇溶液洗涤原卟啉二钠和烘干，得到原卟啉二钠。
在本发明中，所述冷却优选为自然冷却。
本发明对所述盐酸甲醇溶液洗涤和烘干的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
下面结合实施例对本发明提供的原卟啉二钠的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
以氯化血红素和醋酸酐质量添加比例为1：45，量取醋酸酐到锥形瓶中，然后在冷水浴中缓慢滴加浓盐酸1ml，加入0.1g氯化血红素后进行超声处理，在40khz、250w超声反应器中反应10min后加入0.08g硫酸亚铁，继续超声反应1h。反应结束后，滴加4mol/l氢氧化钠溶液调节溶液ph为5，离心后取沉淀，先用ph值为4的弱酸性去离子水洗涤沉淀2次，然后用去离子水继续洗涤3次。粗产品用热丙酮重结晶提纯，烘干后得原卟啉。
用30ml无水甲醇溶解0.1g原卟啉，一并转移到锥形瓶中，加入0.7ml浓硫酸，在超声频率为40khz下超声1h。反应过程中可以观察到溶液变为紫红色。反应结束后，将甲醇旋蒸掉。加入30ml二氯甲烷后转移到分液漏斗中，加入一定量蒸馏水后反复振荡，生成的原卟啉二酯位于紫色的二氯甲烷层，水洗数次以除去产物中酸，防止生成的原卟啉二酯发生水解产生胶状物。旋干二氯甲烷后，用正己烷重结晶后，烘干得到原卟啉二酯。
称取0.1g原卟啉二酯，添加50ml甲苯辅助加热将其溶解后，加入15ml的1mol/lnaoh甲醇溶液在功率为200w超声波反应器中反应1.5h，冷却后原卟啉二钠析出，用盐酸甲醇溶液对原卟啉二钠进行洗涤，烘干后得到原卟啉二钠。
采用标准曲线-紫外可见分光光度法测定原卟啉二钠含量。准确称量烘干至恒重的原卟啉二钠标准品20mg，用1％盐酸甲醇溶液溶解配置成200mg/l的标准母液，分别取125、250、375、500、625μl的标准母液定容至50ml的容量瓶中，配置成浓度分别为0.5、1、1.5、2、2.5mg/l的标准溶液。以1％盐酸甲醇溶液作为空白调零，在测定波长下依次测定不同浓度标准溶液的吸光度，绘制标准曲线。然后在标准曲线范围内，依次测定样品吸光度，计算得到原卟啉二钠的产率。
实施例2
与实施例1相同，区别仅在于原卟啉二酯的制备过程中超声频率分别为0、20、60、80khz。
对实施例1～2制得的原卟啉二酯进行红外图谱研究，结果如图1～3所示，图1为红外波长4000～400cm-1的红外图谱，图2为红外波长2000～1400cm-1的红外图谱，图3为红外波长4000～2400cm-1的红外图谱。由图1～3可知，本发明制得的原卟啉二酯在1697～1722cm-1范围内都出现微弱的波峰，这个波段的吸收峰对应的是酯基中c＝o特征峰。受样品合成方式以及自身纯度等因素的影响，同一官能团会发生偏移。1600～1650cm-1处c＝c特征峰的存在说明超声激励法制备原卟啉二甲酯过程中，不同超声频率处理对卟啉环四周的两个c＝c并未产生破坏作用，3340cm-1左右处对应的是卟啉环中n-h键的伸缩振动峰，该峰与脱铁后酯化前原卟啉中的n-h键相比发生了红移。
实施例3
与实施例1相同，区别仅在于原卟啉二钠的制备过程中皂化反应时间分别为0.5、1、2和2.5h。
对不同皂化反应时间得到的原卟啉二钠产率进行测定，结果如图4所示，由图4可以看出，随着超声时间延长，原卟啉二钠产率出现先增加后又下降趋势，在超声时间为1.5h时产率达到最大值。超声时间越长产生的热量就越多，温度就会升高，可能会促进反应向逆方向进行从而使得原卟啉二钠产率下降。
实施例4
与实施例1相同，区别仅在于原卟啉二钠的制备过程中超声的功率分别为100、300、400、500和600w的超声波反应器中进行皂化反应。
对不同超声功率得到的原卟啉二钠产率进行测定，结果如图5所示，由图5可以看出，随着超声功率的增加，原卟啉二钠产率出现先快速增加后缓慢增加直至平缓趋势。当超声功率为300w时，原卟啉钠产率达到较高值；当超声功率超过300w时，原卟啉钠产率增加缓慢直至平稳。
实施例5
与实施例1相同，区别仅在于原卟啉二钠的制备过程中naoh甲醇溶液的用量为5、10、20、25和30ml。
对不同naoh甲醇溶液用量得到的原卟啉二钠产率进行测定，结果如图6所示，由图6可以看出，原卟啉二钠产率随着氢氧化钠甲醇溶液用量增加呈现先增加后下降的趋势。这可能是由于在一定程度上增加氢氧化钠甲醇溶液用量会促进反应向生成原卟啉钠的方向进行。当氢氧化钠甲醇溶液加入量为20ml，原卟啉二钠产率达到最大值，此时再增加其用量对提高产率也无甚帮助。
实施例6
与实施例1相同，区别仅在于原卟啉的制备过程中氯化血红素(hemin)和醋酸酐质量添加比例分别为1:5、1:15、1:25、1:35和1:55，以及1:0，即hemin。
采用红外光谱研究不同氯化血红素与醋酸酐添加量对氯化血红素脱铁制备原卟啉的影响，结果如图7所示，图7(a)为不同氯化血红素与醋酸酐添加量制得的原卟啉的的红外光谱图，氯化血红素卟啉环中心铁具有六个配位键，其中四个是与吡咯环中的n原子相连接，中心铁的脱落会对原卟啉结构产生一定影响，如图7(c)所示，当氯化血红素与醋酸酐添加量为1：35和1：45时，两者都在3307cm-1处出现小峰，该峰被认为是卟啉环中n-h键的伸缩振动峰，此峰的出现也意味着卟啉环中心铁原子的脱落，原本与铁连接的n原子因脱铁而与环内氢原子相连。3307cm-1处的峰强度较弱，推测可能与物质本身纯度有关，卟啉环中金属存在与否与图7(d)中的这个850nm左右的峰密切相关，随着金属的脱落，这个峰会发生红移。与氯化血红素标准品相比，比例为1:55样品的这个峰并未发生转移，但是其他样品都发生红移，红移2cm-1左右。同时也要保证上述醋酸酐的添加量对乙烯基以及羧酸基并不会产生什么影响，从图7(b)可以看出，1700cm-1处的羧酸基官能团自始至终并未发生任何偏移，而且1600～1650cm-1中间的峰也都存在，这是碳碳双键的特征峰。最后采用去离子水洗涤1:35和1:45样品沉淀，然后用硫氰化钾溶液检测，发现1:45样品的上清液不变色，而1:35样品的上清液出现红色，选择氯化血红素和醋酸酐添加量为1:45作为制备原卟啉反应的最佳配比。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。