论文部分内容阅读
[摘 要]目的:合成硫酸头孢噻利。方法:以3-氯甲基-7-叔丁氧酰基氖基-3-头孢烯-4--苯甲基羚酸酯勾起始原料,与5-甲酰氨基-l-(2-甲酰氧乙基)吡唑化合,然后经过三氟乙酸、浓盐酸等步骤去保护基,得到7氧基-3[3-氧基2-(2羟乙基)-I吡唑甲基]-3-头孢烯-4-羧酸盐酸盐,经提纯后与氨噻肟酸苯并三唑酯反应得到硫酸头孢噻利。结果:采用水作溶剂,改进了提纯工艺,总收率为18.8%。结论:本法简化了操作工艺,使成本下降,适于工业化生产。
[关键词]硫酸头孢噻利;合成;工艺;研究
中图分类号:TD821.21 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0365-01
硫酸头孢噻利属于抗生素类药物,该药物是头孢第四代,该药物主要是由国外两家公司-起研发,在上世纪末进入市场流通,现已经成为临床中不可缺少的抗生素类药物。硫酸头孢噻利的抗菌活性比较强,尤其是G+以及C-菌,其抗菌效果表现得更加明显。硫酸头孢噻利与前几代的头孢抗生素相比较而言,其优势十分明显,-是抗菌活性高,特别是对假单胞菌效果更加,二是毒性小,患者服用几乎不会产生副作用,但是对抗生素药物过敏患者除外。经过大量的临床实践,采用静脉注射的方式来将硫酸头孢噻利注射进患者的体内,会使患者血药浓度得到明显的提升,延长半衰期,能够进入到患者身体中的大部分区域,因此其产生的副作用概率越來越低,所以硫酸头孢噻利销售前景十分广阔。
某文献报道中,将硫酸头孢噻利合成工艺进行了详细的概述,经过-系列的反映之后,将其与硫酸盐进行有效的融合,最终即成为硫酸头孢噻利,但是该文献中所介绍的工艺需要三甲硅基乙酸试剂,这种试剂价格非常高,增加了合成的成本,而且该工艺中还需要四氢呋喃溶剂,这种溶剂的使用不便于合成之后,进行后期的处理以及回收,并且还存在着异构化现象。本文所进行实验,选择的溶剂是常见的水,并且对后续工序进行了处理,之后选择使用氨噻肟酸苯并三唑作为合成原料,以此来使得粗品获得更高的质量收率,本文选择使用的工艺有关文献曾有报道,研究人员在此报道的基础上对其进行了改进,最终形成了合成路线。
一、仪器与试剂
主要有试验检测仪器,包括红外光谱仪以及核磁共振测定仪,此外,还包括熔点仪,上述仪器在使用之前要进行校正,否则在计量时会出现误差。另外,所需的各种试剂准备好,开展进行下述实验。
二、实验方法
1、化合物1的制备
在实验室中完成制备即可,选择使用以下几种原料来合成化合物1,首先是3-氯甲基-7β-叔丁氧酞基氨基-3-头抱烯-4-二苯甲基梭酸醋(化合物1)。之后经过水解,最终进行低温氯化最终制备得到化合物1.
2、化合物2的制备
将乙酐(11.13mL)和甲酸(5.93mL)在室温下以搅拌30分钟,冷却至0℃,加入5-氨基-1-(2-羟乙基)吡唑,升温至30~40℃,搅拌1h。在反应液中加入-定量水,四氢呋喃和乙酸乙酯,用碳酸氢钠溶液调至pH约为6,用四氖呋喃和乙酸乙酯萃取3次。合并有机层,无水硫酸镁干H2SO458CIN、-NH2N/.11H0燥。过滤,滤液真空蒸发至干,得白色固体5-酰氨-l_(2-甲酰氧乙基)吡唑(化合物2)5.18g,mp84~86℃。
3、化合物3的制备
室温下加入化合物1(20g),化合物2(21.34g),碘化钠(5.82g),N,N-基甲酰胺(20mL),搅拌24h。然将反应液倾入水和乙酸乙酯溶液中,先后用水币氯化钠溶液洗涤。分出有机层,真空蒸发至十,得3-[3-甲酰氨摹-2-(2-甲酰氧乙基)-1-吡唑甲基]-7β-叔丁氧酰基氨基-3-头孢烯4-二苯甲基羧酸酯碘盐(化合物3)29.6g。
4、化合物4的制备
冰浴条什F加入化合物3(29.5g),苯甲醚(30mI),二氯叶J烷(90mL),滴加蔓氟乙酸(60mL)。升温至室温搅拌1h,将反应液倾入异丙醚一乙酸乙酯(600mL:600mI)溶剂析品,过滤抽干,干燥,得7j3一氨基一3一[3-甲酰氨基-2-(2-甲酰氧乙基)-1-吡唑甲基]-3-头孢烯-4-羧酸氟乙酸盐(化合物4)22.7g。
5、化合物5的制备和精制
化合物4(10g)溶解于甲醇(50mL)中,在适当温度下滴加浓盐酸(11.34mL),并在该温度下继续搅拌3h。然后将反应液滴加到乙酸乙酯(500mL)中析晶。过滤抽干,干燥得类白色固体3-[3-氨基-2-(2-羟乙基)-1-毗唑甲基]-78氨基3-头孢烯-4-羧酸三盐酸盐(化合物5粗品)6.1g。化合物5粗品用水(264mL)溶解,加入少量活性炭,在10℃脱色30min,过滤,滤液过根处理好DiaionHp-20大孔树脂柱,收集目标馏分,得淡黄色清液300mL,滴加到异丙醇(1.15L)中析晶,在0~5℃搅拌2h,过滤,用少量异丙醇-水混合物(10:1)洗,过滤抽干,真空干燥得白色固体(化合物5精品)29.95g。HPLC>95%。收率:45.38%。
6、化合物6的制备
在反应瓶中投入化合物5(15g),水(150mL),THF(150mL)搅拌完全溶解后,冷却至0~5℃,滴加饱和NaHCo溶液(30mL),调节pH至6.5~7,加入化合物6(13.8g),补充NaH—CO液,室温下反应3h,至澄清。再搅拌1h后结束。用乙酸乙酯(2×300mL)提取,水层用10%盐酸调pH约为1.5~2,再用乙酸乙酯(2×300rnL)提取,水相过硅胶床。再经过大孔树脂柱。目标馏分滴加到1000mL异丙醇中,溶剂析品。过滤抽干,真空干燥,得浅黄色固体3-[3-氨基-2-(2-羟基乙基)-1-毗唑甲基]-7-[2-(2-氨基噻唑4基)-2-(甲氧亚胺)乙酰胺]-3-头孢烯-4-羧酸盐(化合物7)9.75g,收率:65%。 7、硫酸头孢噻利的制备和检测
化合物6(6.5g)用水(6.5mL)溶解,室温下加入2mol·L。硫酸(6.5mL)搅拌结晶,待有大量的白色沉淀析出后,继续搅拌1.5h,过滤,用冷水洗,抽干,丙酮漂洗。干燥,得(6R,7R)-3-[3-氨基-2-(2-羥基乙基)-1-吡唑甲基]-7-[2-(2-氨基噻唑4基)2(z)(甲氧亚胺)乙酰胺]-3-头孢烯-4-羧酸硫酸氢盐(硫酸头孢噻利)5.92g。HPLC:含量99.03%,出峰时间3.688min。IR特征峰:1771.57cm(-内酰胺),3342.031640,1516cm(仲酰胺),1034.66cm(亚砜)。H-NMR(DMSO—d6)特征峰6:3.61(2H,d,CH2),3.83(3H,s,OCH3),6.74(1H,s,噻唑环5-H),7.99(1H,S,吡唑环5-H),9.63(1H,S,CONH)。
三、结果与讨论
经过研究发现,将化合物5粗品作为比较对象,以质量收率为比较依据,发现利用本文所使用的工艺来制取化合物5,其所得到的质量收率为不超过46%,而采用本文所介绍的工艺来制取化合物6,其所得到的质量收率为65%,上述两步进过进-步的折算,最终所获得质量收率不超过30%,有相关学者进行研究认为,在合成硫酸头孢噻利时,首先应该先合成化合物6,其质量收率能够127%多,之后利用大孔树脂柱进行有效的提纯,其收益率没有达到18%,上述两步进行进-步的折算,最终质量收率结果为接近22%。
如果将化合物1为合成硫酸头孢噻利的原料,有关学者对其进行试验,其所得到的质量收率接近14%,本试验中所得到了质量收率略高于前者,解决19%。化合物1通常情况下都是用7-ACA作为原料来进行合成,这种合成方法存在诸多劣势,比如制备路线比较长,而且需要大容量的溶剂,此外对温度要求比较严格,必须在低温条件下才能进行,最为重要的是其质量收率非常低。现阶段我国是国内学者,还是国外学者都将重点放在酶裂解方法上面,这种方法不仅具备高效性,而且其定向性也十分突出,如果选择使用头孢母核作为合成硫酸头孢噻利的原料,但是该母核必须含有7位乙酰氨基,否则也会影响质量收率,在此基础上,利用酶裂解的方法将原料中的保护基去除,这就合成工艺,不仅能够有效的减少反应环节,而且其操作工艺也相对比较简单,对提高质量收率有-定的积极作用,这样不仅降低了成本,还为工业化的生产奠定了基础。
参考文献
[1]宫平,赵燕芳,冯润良,张占涛.盐酸头孢吡肟的合成[J].中国药物化学杂志.2002(06)
[2]张玉祥,付祥麟,王金香.7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸的合成研究[J].广东药学院学报.2002(02)
[3]王京,刘东,张军立.重要的半合成头孢菌素中间体——7-ADCA[J].精细与专用化学品.2002(07)
[4]张汉波,段昌群.微生物对药物的适应进化问题[J].国外医药(抗生素分册).2002(02)
[5]于文洲.发酵法制造7-氨基脱乙酰氧基头孢烷酸技术概述[J].国外医药(抗生素分册).2001(04)
[关键词]硫酸头孢噻利;合成;工艺;研究
中图分类号:TD821.21 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0365-01
硫酸头孢噻利属于抗生素类药物,该药物是头孢第四代,该药物主要是由国外两家公司-起研发,在上世纪末进入市场流通,现已经成为临床中不可缺少的抗生素类药物。硫酸头孢噻利的抗菌活性比较强,尤其是G+以及C-菌,其抗菌效果表现得更加明显。硫酸头孢噻利与前几代的头孢抗生素相比较而言,其优势十分明显,-是抗菌活性高,特别是对假单胞菌效果更加,二是毒性小,患者服用几乎不会产生副作用,但是对抗生素药物过敏患者除外。经过大量的临床实践,采用静脉注射的方式来将硫酸头孢噻利注射进患者的体内,会使患者血药浓度得到明显的提升,延长半衰期,能够进入到患者身体中的大部分区域,因此其产生的副作用概率越來越低,所以硫酸头孢噻利销售前景十分广阔。
某文献报道中,将硫酸头孢噻利合成工艺进行了详细的概述,经过-系列的反映之后,将其与硫酸盐进行有效的融合,最终即成为硫酸头孢噻利,但是该文献中所介绍的工艺需要三甲硅基乙酸试剂,这种试剂价格非常高,增加了合成的成本,而且该工艺中还需要四氢呋喃溶剂,这种溶剂的使用不便于合成之后,进行后期的处理以及回收,并且还存在着异构化现象。本文所进行实验,选择的溶剂是常见的水,并且对后续工序进行了处理,之后选择使用氨噻肟酸苯并三唑作为合成原料,以此来使得粗品获得更高的质量收率,本文选择使用的工艺有关文献曾有报道,研究人员在此报道的基础上对其进行了改进,最终形成了合成路线。
一、仪器与试剂
主要有试验检测仪器,包括红外光谱仪以及核磁共振测定仪,此外,还包括熔点仪,上述仪器在使用之前要进行校正,否则在计量时会出现误差。另外,所需的各种试剂准备好,开展进行下述实验。
二、实验方法
1、化合物1的制备
在实验室中完成制备即可,选择使用以下几种原料来合成化合物1,首先是3-氯甲基-7β-叔丁氧酞基氨基-3-头抱烯-4-二苯甲基梭酸醋(化合物1)。之后经过水解,最终进行低温氯化最终制备得到化合物1.
2、化合物2的制备
将乙酐(11.13mL)和甲酸(5.93mL)在室温下以搅拌30分钟,冷却至0℃,加入5-氨基-1-(2-羟乙基)吡唑,升温至30~40℃,搅拌1h。在反应液中加入-定量水,四氢呋喃和乙酸乙酯,用碳酸氢钠溶液调至pH约为6,用四氖呋喃和乙酸乙酯萃取3次。合并有机层,无水硫酸镁干H2SO458CIN、-NH2N/.11H0燥。过滤,滤液真空蒸发至干,得白色固体5-酰氨-l_(2-甲酰氧乙基)吡唑(化合物2)5.18g,mp84~86℃。
3、化合物3的制备
室温下加入化合物1(20g),化合物2(21.34g),碘化钠(5.82g),N,N-基甲酰胺(20mL),搅拌24h。然将反应液倾入水和乙酸乙酯溶液中,先后用水币氯化钠溶液洗涤。分出有机层,真空蒸发至十,得3-[3-甲酰氨摹-2-(2-甲酰氧乙基)-1-吡唑甲基]-7β-叔丁氧酰基氨基-3-头孢烯4-二苯甲基羧酸酯碘盐(化合物3)29.6g。
4、化合物4的制备
冰浴条什F加入化合物3(29.5g),苯甲醚(30mI),二氯叶J烷(90mL),滴加蔓氟乙酸(60mL)。升温至室温搅拌1h,将反应液倾入异丙醚一乙酸乙酯(600mL:600mI)溶剂析品,过滤抽干,干燥,得7j3一氨基一3一[3-甲酰氨基-2-(2-甲酰氧乙基)-1-吡唑甲基]-3-头孢烯-4-羧酸氟乙酸盐(化合物4)22.7g。
5、化合物5的制备和精制
化合物4(10g)溶解于甲醇(50mL)中,在适当温度下滴加浓盐酸(11.34mL),并在该温度下继续搅拌3h。然后将反应液滴加到乙酸乙酯(500mL)中析晶。过滤抽干,干燥得类白色固体3-[3-氨基-2-(2-羟乙基)-1-毗唑甲基]-78氨基3-头孢烯-4-羧酸三盐酸盐(化合物5粗品)6.1g。化合物5粗品用水(264mL)溶解,加入少量活性炭,在10℃脱色30min,过滤,滤液过根处理好DiaionHp-20大孔树脂柱,收集目标馏分,得淡黄色清液300mL,滴加到异丙醇(1.15L)中析晶,在0~5℃搅拌2h,过滤,用少量异丙醇-水混合物(10:1)洗,过滤抽干,真空干燥得白色固体(化合物5精品)29.95g。HPLC>95%。收率:45.38%。
6、化合物6的制备
在反应瓶中投入化合物5(15g),水(150mL),THF(150mL)搅拌完全溶解后,冷却至0~5℃,滴加饱和NaHCo溶液(30mL),调节pH至6.5~7,加入化合物6(13.8g),补充NaH—CO液,室温下反应3h,至澄清。再搅拌1h后结束。用乙酸乙酯(2×300mL)提取,水层用10%盐酸调pH约为1.5~2,再用乙酸乙酯(2×300rnL)提取,水相过硅胶床。再经过大孔树脂柱。目标馏分滴加到1000mL异丙醇中,溶剂析品。过滤抽干,真空干燥,得浅黄色固体3-[3-氨基-2-(2-羟基乙基)-1-毗唑甲基]-7-[2-(2-氨基噻唑4基)-2-(甲氧亚胺)乙酰胺]-3-头孢烯-4-羧酸盐(化合物7)9.75g,收率:65%。 7、硫酸头孢噻利的制备和检测
化合物6(6.5g)用水(6.5mL)溶解,室温下加入2mol·L。硫酸(6.5mL)搅拌结晶,待有大量的白色沉淀析出后,继续搅拌1.5h,过滤,用冷水洗,抽干,丙酮漂洗。干燥,得(6R,7R)-3-[3-氨基-2-(2-羥基乙基)-1-吡唑甲基]-7-[2-(2-氨基噻唑4基)2(z)(甲氧亚胺)乙酰胺]-3-头孢烯-4-羧酸硫酸氢盐(硫酸头孢噻利)5.92g。HPLC:含量99.03%,出峰时间3.688min。IR特征峰:1771.57cm(-内酰胺),3342.031640,1516cm(仲酰胺),1034.66cm(亚砜)。H-NMR(DMSO—d6)特征峰6:3.61(2H,d,CH2),3.83(3H,s,OCH3),6.74(1H,s,噻唑环5-H),7.99(1H,S,吡唑环5-H),9.63(1H,S,CONH)。
三、结果与讨论
经过研究发现,将化合物5粗品作为比较对象,以质量收率为比较依据,发现利用本文所使用的工艺来制取化合物5,其所得到的质量收率为不超过46%,而采用本文所介绍的工艺来制取化合物6,其所得到的质量收率为65%,上述两步进过进-步的折算,最终所获得质量收率不超过30%,有相关学者进行研究认为,在合成硫酸头孢噻利时,首先应该先合成化合物6,其质量收率能够127%多,之后利用大孔树脂柱进行有效的提纯,其收益率没有达到18%,上述两步进行进-步的折算,最终质量收率结果为接近22%。
如果将化合物1为合成硫酸头孢噻利的原料,有关学者对其进行试验,其所得到的质量收率接近14%,本试验中所得到了质量收率略高于前者,解决19%。化合物1通常情况下都是用7-ACA作为原料来进行合成,这种合成方法存在诸多劣势,比如制备路线比较长,而且需要大容量的溶剂,此外对温度要求比较严格,必须在低温条件下才能进行,最为重要的是其质量收率非常低。现阶段我国是国内学者,还是国外学者都将重点放在酶裂解方法上面,这种方法不仅具备高效性,而且其定向性也十分突出,如果选择使用头孢母核作为合成硫酸头孢噻利的原料,但是该母核必须含有7位乙酰氨基,否则也会影响质量收率,在此基础上,利用酶裂解的方法将原料中的保护基去除,这就合成工艺,不仅能够有效的减少反应环节,而且其操作工艺也相对比较简单,对提高质量收率有-定的积极作用,这样不仅降低了成本,还为工业化的生产奠定了基础。
参考文献
[1]宫平,赵燕芳,冯润良,张占涛.盐酸头孢吡肟的合成[J].中国药物化学杂志.2002(06)
[2]张玉祥,付祥麟,王金香.7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸的合成研究[J].广东药学院学报.2002(02)
[3]王京,刘东,张军立.重要的半合成头孢菌素中间体——7-ADCA[J].精细与专用化学品.2002(07)
[4]张汉波,段昌群.微生物对药物的适应进化问题[J].国外医药(抗生素分册).2002(02)
[5]于文洲.发酵法制造7-氨基脱乙酰氧基头孢烷酸技术概述[J].国外医药(抗生素分册).2001(04)