咖啡因是一种生物碱,在自然界中主要存在于茶叶、咖啡豆、可可、可拉果中。其于1820年由德国化学家Friedrich Ferdinand Runge首先从绿咖啡豆中提取制得,于1895年由Fischer与Ach完成了全合成。咖啡因作为中枢神经系统兴奋药,在临床上主要用作心脏和呼吸兴奋剂,还可以作为解热镇痛佐剂也可作为食品添加剂使用。目前应用最广泛的合成路线是以氰乙酸和二甲脲为原料,乙酸酐作缩合剂,缩合得到1,3-二甲基腈基乙酰脲,该化合物在氢氧化钠作用下环合得到1,3-二甲基-4-亚胺基脲嗪,再经亚硝化、还原得到1,3-二甲基-4,5-二氨基脲嗪,经甲酸甲酰化后,在氢氧化钠作用下闭环得到茶碱,经硫酸二甲酯甲基化得产物咖啡因。本课题针对石药集团新诺威制药股份有限公司的咖啡因生产工艺进行研究,在文献检索基础上,对还原、甲酰化、闭环和酸化四个步骤进行了大量实验,确定了优化方案,经生产验证,改进工艺减少了杂质,提高了收率。同时,本课题对咖啡因的中间体茶碱的重结晶工艺进行了研究,去除了原有工艺中影响产品颜色的黄绿色杂质,用水量降低至原工艺十分之一以下,经中试和试生产,现已应用到目前的生产工艺中。