一种盐酸头孢唑兰的制备方法 【技术领域】
本发明属于化学药物合成领域, 更具体地说, 涉及一种盐酸头孢唑兰的制备方法。背景技术 盐酸头孢唑兰是由日本武田药品工业公司开发研制, 于 1995 年在日体上市, 商品 名为 Firstcin。 盐酸头孢唑兰对包括葡萄球菌在内的革兰性菌和包括绿脓杆菌在内的革兰 阴性菌都具有抗菌作用, 它和盐酸头孢吡肟、 硫酸头孢匹罗均属于第四代注射用头孢菌素 抗生素。
现有技术中公开的有关盐酸头孢唑兰合成的方法中, 主要有两种途径 : 一种 途 径 是 以 7- 氨 基 头 孢 烷 酸 (7-ACA) 为 原 料, 如 中 国 专 利 文 献 CN200510064421.1 和 CN200810094043.5 中提到的, 这种途径应用较为广泛, 但由于使用了价格比较昂贵的三甲 基碘硅烷, 成本较高 ; 另外一种途径是以 7β- 氨基 -3-(3- 氧代丁酰氧基甲基 )-3- 头孢 烯 -4- 羧酸 (7-AACA) 为原料, 这种途径使用的原料 7-AACA 不易得到, 产出率低, 而且产物
后处理复杂, 不适合工业生产。 发明内容
本发明要解决的技术问题在于, 针对现有技术的上述缺陷, 提供一种原料易得、 成 本低、 适合工业化生产的盐酸头孢唑兰的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 : 一种盐酸头孢唑兰的制备方法, 包 括以下步骤 :
S1 : 以 7- 苯乙酰胺 -3- 氯甲基头孢烷烯酸对甲氧苄酯 (GCLE) 为原料, 在酮类溶剂 中与碱金属碘盐发生碘代反应, 然后加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪反应, 得到式 (II) 化合物 ;
S2 : 将 S1 中得到的式 (II) 化合物与苯酚发生脱保护基反应, 然后加入萃取液 搅拌萃取, 水相加入酰化酶发生水解反应, 经脱色、 调 pH 值、 结晶得到式 (III) 化合物, 即 7-ACP ;
S3 : 将 S2 中得到的式 (III) 化合物加入二氯甲烷和甲醇的混合溶剂中, 在有机碱 作用下与式 ( Ⅳ ) 化合物发生缩合反应, 得到式 (V) 化合物, 式 (V) 化合物与盐酸发生成盐 反应得到式 (I) 化合物, 即盐酸头孢唑兰 ;
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S1 中酮类溶剂为丙酮、 甲 基丙酮、 丁酮、 环己酮中的至少一种, 碱金属碘盐为碘化钠或碘化钾。
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S1 中碘代反应是在 -20 ~ 55℃的温度下进行 15 ~ 240 分钟, 优选的是在 15 ~ 35℃的温度下进行 15 ~ 240 分钟, 然后 经萃取分液、 脱色、 脱水处理, 再加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪, 在 -15 ~ 50℃, 优选在 0 ~ 40℃ 的温度下反应 3 ~ 8 个小时, 反应结束后降温至 0 ~ 5℃, 过滤、 洗涤、 干燥, 得到式 (II) 化 合物。或者, 碘代反应是在 -20 ~ 55℃, 优选在 15 ~ 35℃的温度下进行 10 ~ 120 分钟, 然 后加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪, 在 0 ~ 55℃温度下反应 3 ~ 8 个小时, 反应结束后降温至 0 ~ 5℃, 过滤、 洗涤、 干燥, 得到式 (II) 化合物。
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S2 中式 (II) 化合物与苯 酚以 1 ∶ 2 ~ 10 的质量体积比混合, 在 40 ~ 80℃的温度下脱保护基反应 5 ~ 15 小时, 然 后加入乙酸丁酯与碳酸氢钠水溶液的混合液或乙酸乙酯与碳酸氢钠水溶液的混合液搅拌 萃取, 水相加入酰化酶, 优选酶 IPA-750, 在温度为 5 ~ 38℃和 pH 值为 7.2 ~ 8.2 的条件下
水解反应 1 ~ 5 小时, 经脱色、 调 pH 值、 结晶得到式 (III) 化合物。由于苯酚在常温下以固 体形式存在, 熔点为 40℃, 使用的时候要先将其加热熔解, 然后量取体积。文中提到的质量 体积比中所用的单位分别是质量为 g, 体积为 ml, 如 1 ∶ 2 的质量体积比是指 1g 的式 (II) 化合物与 2ml 的苯酚。
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S2 中优选式 (II) 化合物 与苯酚以 1 ∶ 3 ~ 5 的质量体积比混合, 在 45 ~ 55℃的温度下脱保护基反应 5 ~ 15 小时。
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S2 中优选水解反应在温 度为 15 ~ 35℃和 pH 值为 7.5 ~ 8.0 的条件下进行 1 ~ 5 小时。
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S3 的缩合反应中二氯甲 烷和甲醇的体积比为 1 ∶ 10 ~ 10 ∶ 1, 有机碱、 式 (IV) 化合物、 式 (III) 化合物三者的摩 尔比为 0.5 ~ 3.0 ∶ 0.8 ~ 2.0 ∶ 1, 缩合反应是在 0 ~ 35℃下进行 4 ~ 12 小时, 所述有 机碱为三乙胺、 二乙胺、 正三丁胺、 吡啶中的至少一种。
在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S3 的缩合反应中优选二 氯甲烷和甲醇的体积比为 1 ∶ 5 ~ 5 ∶ 1, 有机碱、 式 (IV) 化合物、 式 (III) 化合物三者的 摩尔比为 1.0 ~ 1.5 ∶ 1.0 ~ 1.6 ∶ 1, 缩合反应是在 5 ~ 25℃下进行 4 ~ 12 小时。 在本发明所述的盐酸头孢唑兰的制备方法中, 所述步骤 S3 中式 (V) 化合物与盐酸 溶液成盐, 或者与盐酸气体在丙酮、 甲醇、 乙腈中的一种与水的溶液中成盐, 然后加入丙酮、 二氯甲烷、 乙醇、 乙腈、 乙酸乙酯中的至少一种作为溶媒, 结晶干燥得到式 (I) 化合物, 即盐 酸头孢唑兰, 所述成盐溶液与溶媒的体积比为 1 ∶ 5 ~ 20, 优选体积比为 1 ∶ 8 ~ 12。
实施本发明的盐酸头孢唑兰的制备方法, 具有以下有益效果 : 采用 GCLE 作为起始 原料, 原料易得, 价格低廉, 同时反应中不需要昂贵的三甲基碘硅烷, 而且反应条件温和, 得 到的产物质量好, 适合工业化生产。
附图说明
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明, 附图中 :
图 1 是本发明得到的产物的色谱分析图。 具体实施方式
本发明中所用原料 GCLE 由北京信汇科技有限公司提供, 盐酸头孢唑兰活性酯即 式 ( Ⅳ ) 化合物由浙江华方药业有限责任公司提供, 酶 IPA-750 由湖南福来格生物技术有 限公司提供, 其它常见试剂均为市面上购得的分析纯或化学纯试剂。
实施例 1
步骤 1 在四口烧瓶中, 加入 GCLE 12.5g, 碘化钠 4.2g, 丙酮 80ml, 在 30℃温度下反 应 2 小时。然后加入 80ml 二氯甲烷和 80ml 水, 搅拌萃取, 静止分层, 分液, 有机相加入 0.6g 活性炭, 脱色 20 分钟, 过滤, 洗涤, 然后加入 2.5g 无水硫酸钠脱水 30 分钟, 过滤, 洗涤。
调节滤液温度至 35℃, 加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪 4.5g, 计时搅拌反应 3 小时。反 应结束后, 减压蒸馏, 反应液浓缩至 50ml, 然后加入 150ml 异丙醚, 调节温度至 5℃, 搅拌结 晶 1 小时, 过滤, 洗涤, 35℃温度下真空干燥得黄色固体 16.8g。
步骤 2 在干燥四口烧瓶中加入 S1 步骤产品 16g, 苯酚 64ml, 调节温度至 50℃, 反应9 小时。反应结束后, 加入乙酸丁酯 96ml, 调节温度至 30℃, 加入 3.2g 碳酸氢钠和 120ml 水 溶液, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入酶 IPA-7508g, 调节温度至 32℃, 调 pH 值为 8.0, 反应 2 小时后, 过滤, 水 洗。滤液经脱色后, 加入 6N 盐酸调节 pH 值到 2.5, 析出晶体。调节温度至 0℃, 搅拌 1 小时 后过滤, 洗涤, 干燥至水分小于 5%, 得到淡黄色固体 6.5g。
步骤 3 在四口反应瓶中, 加入二氯甲烷 30ml, 甲醇 30ml, 然后加入 7-ACP6.0g, 盐酸 头孢唑兰活性酯 8.0g, 调节温度至 5℃, 滴加入三乙胺 6.0ml, 然后在此温度下反应 7 小时。 然后加入水 30ml, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入活性炭脱色 20 分钟后过滤, 洗涤, 然后加入 6N 盐酸调 pH 值至 1.5, 析出 白色固体, 然后加入 240ml 异丙醇, 调节温度至 5℃, 搅拌 1 小时, 过滤, 异丙醇洗涤, 干燥得 白色或类白色固体 4.5g。
产物鉴定 : 产物的鉴定采用色谱方法, 所依据的文件为日本药典第 14 版, 所用色 谱柱为 Hypersil ODS C18(4.6mm×200mm, 5μm), 流速 1ml/min, 检测波长 254nm, 结果如图 1 所示, 检测数据如下表。
实施例 2 步骤 1 在四口烧瓶中, 加入 GCLE 12.5g, 碘化钾 6.25g, 丙酮 80ml, 在 25℃下反应1 小时。 调节溶液温度至 30℃, 加入咪唑 [1, 2-B] 并哒嗪 4.5g, 计时搅拌反应 5 小时。反 应结束后, 减压蒸馏, 反应液浓缩至 40ml, 然后加入 125ml 异丙醚, 调节温度至 0℃, 搅拌结 晶 1 小时, 过滤, 洗涤, 35℃下真空干燥得黄色固体 17.4g。
步骤 2 在干燥四口烧瓶中加入 S1 步骤产品 16g, 苯酚 64ml, 调节温度至 40℃, 反应 8 小时。反应结束后, 调节温度至 40℃, 加入乙酸丁酯 96ml, 调节温度至 25℃, 加入 3.2g 碳 酸氢钠和 120ml 水溶液, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入酶 IPA-7508g, 调节温度至 28℃, 调 pH 值为 7.5, 反应 3 小时后, 过滤, 水 洗。滤液经脱色后, 加入 6N 盐酸, 调 pH 值为 2.0, 析出晶体。降温至 5℃, 搅拌 1 小时后过 滤, 洗涤, 干燥至水分小于 5%, 得淡黄色固体 6.3g。
步骤 3 在四口反应瓶中, 加入 10ml 二氯甲烷, 甲醇 50ml, 然后加入 7-ACP6.0g, 盐 酸头孢唑兰活性酯 8.0g, 降温至 10℃, 滴加入正三丁胺 8.0ml, 然后在 5℃反应 9 小时。然 后过滤, 丙酮洗涤。
将上步产品加入到 10ml 水和 50ml 丙酮混合溶液中, 然后室温下滴加入 6N 的盐酸 至固体溶解澄清, 然后加入 0.3g 活性炭脱色 20 分钟后过滤, 洗涤。 然后往滤液中加入 70ml 丙酮, 析出白色固体, 降温至 5℃, 慢速搅拌 1 小时, 过滤, 丙酮洗涤, 干燥的白色或类白色固 体 4.9g。
实施例 3
步骤 1 在四口烧瓶中, 加入 GCLE 12.5g, 碘化钠 4.2g, 丁酮 80ml, 在 -20℃温度下 反应 15 分钟。
调节溶液温度至 0℃, 加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪 4.5g, 计时搅拌反应 8 小时。反应 结束后, 然后加入 150ml 异丙醚, 调节温度至 0℃, 搅拌结晶 1 小时, 过滤, 洗涤, 35℃温度下 真空干燥得黄色固体 16.6g。
步骤 2 在干燥四口烧瓶中加入 S1 步骤产品 16g, 苯酚 80ml, 调节温度至 40℃, 反应 15 小时。反应结束后, 加入乙酸丁酯 96ml, 调节温度至 25℃, 加入 3.2g 碳酸氢钠和 120ml 水溶液, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。 水相加入酶 IPA-7508.0g, 调节温度至 5℃, 调 pH 值为 7.2, 反应 5 小时后, 过滤, 水 洗。滤液经脱色后, 加入 6N 盐酸调节 pH 值到 2.0, 析出晶体。调节温度至 0℃, 搅拌 1 小时 后过滤, 洗涤, 干燥至水分小于 5%, 得到淡黄色固体 6.1g。
步骤 3 在四口反应瓶中, 加入二氯甲烷 10ml, 甲醇 60ml, 然后加入 7-ACP6.0g, 盐酸 唑兰活性酯 8.0g, 调节温度至 0℃, 滴加入二乙胺 7.4ml, 然后在此温度下反应 4 小时。 然后 加入水 30ml, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入活性炭脱色 20 分钟后过滤, 洗涤, 然后加入 6N 盐酸调 pH 值至 1.0, 析出 白色固体, 然后加入 300ml 异丙醇, 调节温度至 0℃, 搅拌 1 小时, 过滤, 异丙醇洗涤, 干燥得 白色或类白色固体 4.1g。
实施例 4
步骤 1 在四口烧瓶中, 加入 GCLE12.5g, 碘化钾 6.3g, 甲基丙酮 70ml, 在 55℃温度 下反应 240 分钟。然后加入 80ml 二氯甲烷和 80ml 水, 搅拌萃取, 静止分层, 分液, 有机相加 入 1.0g 活性炭, 脱色 20 分钟, 过滤, 洗涤, 然后加入 2.5g 无水硫酸钠脱水 30 分钟, 过滤, 洗 涤。
调节滤液温度至 50℃, 加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪 5.4g, 计时搅拌反应 3 小时。反 应结束后, 减压蒸馏, 反应液浓缩至 50ml, 然后加入 150ml 异丙醚, 调节温度至 5℃, 搅拌结 晶 1 小时, 过滤, 洗涤, 35℃温度下真空干燥得黄色固体 16.2g。
步骤 2 在干燥四口烧瓶中加入 S1 步骤产品 16.0g, 苯酚 32ml, 调节温度至 80℃, 反 应 5 小时。反应结束后, 加入乙酸乙酯 96ml, 调节温度至 30℃, 加入 3.2g 碳酸氢钠和 120ml 水溶液, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入酶 IPA-7508.0g, 调节温度至 38℃, 调 pH 值为 8.2, 反应 1 小时后, 过滤, 水洗。滤液经脱色后, 加入 6N 盐酸调节 pH 值到 2.5, 析出晶体。调节温度至 5℃, 搅拌 1 小 时后过滤, 洗涤, 干燥至水分小于 5%, 得到淡黄色固体 5.2g。
步骤 3 在四口反应瓶中, 加入甲醇 10.4ml, 二氯甲烷 52ml, 然后加入 7-ACP 5.2g, 盐酸头孢唑兰活性酯 7.4g, 调节温度至 35℃, 滴加入吡啶 2.8ml, 然后在此温度下反应 12 小 时。然后加入水 30ml, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入活性炭脱色 20 分钟后过滤, 洗涤, 然后加入 6N 盐酸调 pH 值至 1.5, 析出 白色固体, 然后加入 240ml 异丙醇, 调节温度至 5℃, 搅拌 1 小时, 过滤, 异丙醇洗涤, 干燥得 白色或类白色固体 3.8g。
实施例 5
步骤 1 在四口烧瓶中, 加入 GCLE 12.5g, 碘化钠 4.2g, 环己酮 80ml, 在 15℃温度下 反应 90 分钟。
调节溶液温度至 55℃, 加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪 4.5g, 计时搅拌反应 3 小时。反 应结束后, 减压蒸馏, 反应液浓缩至 40ml, 然后加入 120ml 异丙醚, 调节温度至 3℃, 搅拌结 晶 1 小时, 过滤, 洗涤, 35℃温度下真空干燥得黄色固体 11.8g。
步骤 2 在干燥四口烧瓶中加入 S1 步骤产品 10g, 苯酚 40ml, 调节温度至 45℃, 反应 8 小时。反应结束后, 加入乙酸丁酯 60ml, 调节温度至 25℃, 加入 2.9g 碳酸氢钠和 64ml 水 溶液, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入酶 IPA-7505.0g, 调节温度至 15℃, 调 pH 值为 7.5, 反应 3 小时后, 过滤, 水洗。滤液经脱色后, 加入 6N 盐酸调节 pH 值到 2.0, 析出晶体。调节温度至 3℃, 搅拌 1 小 时后过滤, 洗涤, 干燥至水分小于 5%, 得到淡黄色固体 3.7g。
步骤 3 在四口反应瓶中, 加入二氯甲烷 4ml, 甲醇 40ml, 然后加入 7-ACP3.7g, 盐酸 头孢唑兰活性酯 5.2g, 调节温度至 5℃, 滴加入二乙胺 2.1ml, 然后在此温度下反应 6 小时。 然后加入水 20ml, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入活性炭脱色 20 分钟后过滤, 洗涤, 然后加入 6N 盐酸调 pH 值至 1.0, 析出 白色固体, 然后加入 180ml 异丙醇, 调节温度至 3℃, 搅拌 1 小时, 过滤, 异丙醇洗涤, 干燥得 白色或类白色固体 2.6g。
实施例 6
步骤 1 在四口烧瓶中, 加入 GCLE 12.5g, 碘化钾 6.3g, 丙酮 40ml, 丁酮 40ml, 在 35℃温度下反应 180 分钟。然后加入 80ml 二氯甲烷和 80ml 水, 搅拌萃取, 静止分层, 分液, 有机相加入 0.6g 活性炭, 脱色 20 分钟, 过滤, 洗涤, 然后加入 2.5g 无水硫酸钠脱水 30 分钟, 过滤, 洗涤。
调节滤液温度至 -15℃, 加入咪唑并 [1, 2-B] 哒嗪 4.5g, 计时搅拌反应 8 小时。反 应结束后, 减压蒸馏, 反应液浓缩至 45ml, 然后加入 150ml 异丙醚, 调节温度至 3℃, 搅拌结 晶 1 小时, 过滤, 洗涤, 35℃温度下真空干燥得黄色固体 16.2g。
步骤 2 在干燥四口烧瓶中加入 S1 步骤产品 16g, 苯酚 160ml, 调节温度至 55℃, 反 应 12 小时。 反应结束后, 加入乙酸乙酯 96ml, 调节温度至 30℃, 加入 3.9g 碳酸氢钠和 120ml 水溶液, 搅拌萃取, 静止分层, 分液。
水相加入酶 IPA-7508.0g, 调节温度至 35℃, 调 pH 值为 8.0, 反应 1 小时后, 过滤, 水洗。滤液经脱色后, 加入 6N 盐酸调节 pH 值到 2.0, 析出晶体。调节温度至 3℃, 搅拌 1 小 时后过滤, 洗涤, 干燥至水分小于 5%, 得到淡黄色固体 5.8g。
步骤 3 在四口反应瓶中, 加入甲醇 5.8ml, 二氯甲烷 58ml, 然后加入 7-ACP 5.8g, 盐酸头孢唑兰活性酯 6.9g, 调节温度至 25℃, 滴加入正三丁胺 7.5ml, 然后在此温度下反应 9 小时。
过滤, 洗涤, 然后将固体加入到 50ml 甲醇中, 6N 盐酸调 pH 值至 1.0 ~ 1.5, 固体溶 解, 然后加入活性炭 0.5g 脱色 20 分钟, 过滤, 洗涤。滤液加入二氯甲烷和丙酮各 200ml, 析 出白色固体, 慢速搅拌 30 分钟, 调节温度至 3℃, 搅拌 1 小时, 过滤, 丙酮洗涤, 干燥得白色或 类白色固体 4.5g。