本发明是制造单乙酰螺旋霉素的生产工艺,属于新的抗生素制品的制造方法。 乙酰螺旋霉素是日本1965年首先半合成的(专利号43-16-748)其产品是单乙酰螺旋霉素和双乙酰螺旋霉素的混合物,含有四种组分,即单乙酰螺旋霉素B、单乙酰螺旋霉素C、双乙酰螺旋霉素B和双乙酰螺旋霉素C。中国医学科学院抗菌素研究所于1982年按照日本专利合成的产品同样是单乙酰螺旋霉素和双乙酰螺旋霉素的混合物。
现有技术存在的主要问题是按此方法合成的乙酰螺旋霉素为混合物。其中单乙酰和双乙酰的比例随螺旋霉素组分不同而异。日本的螺旋霉素以组分Ⅰ为主,因此,按原专利合成乙酰螺旋霉素其单乙酰螺旋霉素含量占50-60%。我国螺旋霉素以组分Ⅱ、Ⅲ为主,因此按原专利合成乙酰螺旋霉素其双乙酰螺旋霉素含量占50-60%。这样,导致药品质量控制比较困难。
本发明的目的是寻找一种新的制造方法,使生产出来的乙酰螺旋霉素90%以上为单乙酰螺旋霉素,以提供一种新的抗生素制品。
本发明的内容与要点:
1.反应物的配料比(以取螺旋霉素10克为基准所得的比例):
螺旋霉素 10克
醋酐 25毫升
吡啶 1毫升
合成乙酰螺旋霉素的原料螺旋霉素有三个组分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其区别在于内酯环3位上羟基(-OH)者为组分Ⅰ、乙酰基者为组分Ⅱ、丙酰基者为组分Ⅲ,螺旋霉素的碳霉糖和碳霉胺基糖上还分别有一个和两个羟基,即2′位、3″位、4″位,这三个羟基的活性依次是2′>4″>3″,乙酰化时,2′位的羟基最容易乙酰化,3″位最难乙酰化。
2.单乙酰螺旋霉素合成工艺流程:
当原料以螺旋霉素组分Ⅱ、Ⅲ为主时,在10-35℃下,在上述组分中,加入醋酐、吡啶,反应12小时后,往混合物中加5倍体积的冰水,然后用6N NaOH调pH9.0,用乙酸丁酯提取3次,再用无水Na2SO4干燥过夜,减压浓缩,得中间体;用80%甲醇回流10小时,减压蒸去甲醇,再用乙酸丁酯提取3次,用6N HCl调pH2.0-2.5,用磷酸氢二钠缓冲液提3次,得单乙酰螺旋霉素水提液,再用6N NaOH调pH9.0,50℃保温10分钟,60℃下真空干燥,得单乙酰螺旋霉素成品。
当原料以螺旋霉素组分Ⅰ为主时,在40-50℃下,在上述组分中加入醋酐、吡啶,反应10-12小时后,往混合物中加5倍体积地冰水,然后用6N NaOH调pH9.0,用乙酸丁酯提取3次,再用无水Na2SO4干燥过夜,减压浓缩,得中间体;用80%甲醇回流10小时,减压蒸去甲醇,再用乙酸丁酯提取3次,用6N HCl调pH2.0-2.5,用磷酸氢二钠缓冲液提3次,得单乙酰螺旋霉素水提液,再用6N NaOH调pH9.0,50℃保温10分钟,60℃下真空干燥,得单乙酰螺旋霉素成品。
①反应温度:
制备单乙酰螺旋霉素,当原料主要为组分Ⅱ、Ⅲ时,反应温度控制在35℃以下(室温),产品含单乙酰螺旋霉素90%。
本发明控制反应温度在35℃以下时,使其2′,4″位的羟基乙酰化,成为二乙酰的中间体,再经醇解脱乙酰反应,将2′位的乙酰基脱去,成为单乙酰螺旋霉素、单乙酰螺旋霉素乙酰化在4″位。
螺旋霉素乙酰化成为乙酰螺旋霉素后,内酯环3位上的羟基同样也酰化,因为内酯环3位上有乙酰基和丙酰基的区别,因此,乙酰螺旋霉素有B组分和C组分两种,内酯环3位上乙酰基者为B组分,丙酰基者为C组分。
②反应时间:
合成单乙酰螺旋霉素反应12小时即可完成。
③螺旋霉素组分对反应温度有影响,以组分Ⅱ、Ⅲ为主的螺旋霉素合成单乙螺旋霉素时,室温以下12小时即可完成,以组分Ⅰ为主的螺旋霉素合成单乙酰螺旋霉素时,需适当提高反应温度至40-50℃,适当延长反应时间12-20小时。
本发明的优点与积极效果是:可以揭示参与反应时间、温度和物质之间的内在联系与规律,能定向合成含单乙酰螺旋霉素90%的制品,制备单乙酰螺旋霉素可在室温下完成,不需加热(按日本专利需加热至60℃),可节省能源,减少投资,缩短反应时间,产率在80%左右。是国内外未报导过的抗生素新产品。
实施例:
(1)乙酰化:螺旋霉素(Ⅱ、Ⅲ组分为主)10克、醋酐20毫升、吡啶1毫升
在干燥好的100ml三颈瓶中,装有冷凝器,内温温度计,磁力搅拌棒,投入上面配比的物料,开始搅拌,室温反应12hr,反应毕后,将反应液倾入200ml冰水中,搅拌下加入6N NaOH约70ml,调pH9.0,用乙酸丁酯提取三次,每次40ml,合并乙酸丁酯提取液,用无水Na2SO4干燥,过滤,将丁酯液浓缩,得浅黄色固体。
(2)醇解脱乙酰反应:
中间体 10克
80%甲醇 25毫克
100ml三颈瓶,装有回流冷凝器,内温温度计,磁力搅拌棒,开始投入上述原料,搅拌升温,内温70℃,水解10hr,反应毕后,减压蒸去甲醇,得浅黄色浓缩物,用乙酸丁酯提取三次,每次20ml,合并丁酯液,弃去水层,将丁酯提取液用pH2.0-2.5的磷酸氢二钠缓冲液100ml提取三次,合并酸水液,弃去丁酯液,将水提液用6N NaOH调至pH9.0,50℃保温10分钟,过滤,水洗,得含单乙酰螺旋霉素90%的白色结晶固体,收率在80%左右。
附图说明:
图1 螺旋霉素结构图
R=H 组分Ⅰ
R=CH2CO 组分Ⅱ
R=C2H3CO 组分Ⅲ
图2 单乙酰螺旋霉素B结构图
图3 单乙酰螺旋霉素C结构图
图4 乙酰螺旋霉素C的裂解方式
图5 单乙酰螺旋霉素B的电子轰击质谱
实验条件
仪器:日本电子DX-300GC/MS仪,JMA3500数据处理系统、快原子轰击源(FAB)Xe为轰击原子、分辨率1000,发射电源20mA,加速电压3KV,倍增器电压1.5KV,电子轰击源,离化电压70eV,离化电源3000μA,扫描速度10秒/10倍程,CsI质量校正用标准。
M/Z 927为单乙酰螺旋霉素B的分子离子峰,低质量区的M/Z 173为碳霉胺基糖的碎片峰,说明2′的羟基没有乙酰化,M/Z 187,884碎片峰说明碳霉糖上有一个羟基乙酰化,并且是乙酰化在4″位上,结构如图2。
图6 国产乙酰乙酰螺旋霉素分离图
分离条件:
仪器:
Water 6000A泵 M 730数字处理机 岛津 SPD-1检测器
CTO-2A柱温箱
色谱柱:μ Bondapack C18柱
流动相:
乙腈∶0.2M醋酸铵∶(53∶10∶37)
样品:国产螺旋霉素,用原日本专利条件乙酰化。
峰1 单乙酰螺旋霉素B
峰2 单乙酰螺旋霉素C
峰3 双乙酰螺旋霉素B
峰4 双乙酰螺旋霉素C
图7 单乙酰螺旋霉素分离图
分离条件:同图6要求的条件。
样品:为现申报专利的单乙酰螺旋霉素合成工艺合成的样品。
峰1为单乙酰螺旋霉素B
峰2为单乙酰螺旋霉素C
含有少量的双乙酰螺旋霉素B和双乙酰螺旋霉素C(保留时间分别为27.03分和34.23分)
图8 乙酰螺旋霉素pH2.5放置48小时的HPLC分离图,分离条件同图9,由图可见,乙酰螺旋霉素在pH2.5的条件下放置48小时,降解不明显,因此在pH2.0-2.5的条件下提取是可行的。