发明内容
本发明提供了一种工序简单、质量可控且适于工业化生产的盐酸头孢吡肟的制备方法,从根本上避免了现有制备方法反应条件温度苛刻,制备工艺复杂,制备的盐酸头孢吡肟晶型不均一,流动性差的现象,大大提高了产品的合格率。
一种盐酸头孢吡肟的制备方法,包括以下步骤:
(1)将草酰氯滴加入有机溶剂中,分次加入2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐,经置换反应得到中间体I:2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐;
(2)在氮气保护下,将硅烷化7-氨基头孢烷酸与硅烷化N-甲基吡咯烷混合,搅拌,加入三甲基碘硅烷,升温至30℃~40℃,反应38~42小时,得到稠状浆液,降温到3℃~10℃,加入异丙醇,继续将温度降低1℃~2℃搅拌12分钟~18分钟,加入碘化氢水溶液,搅拌,析晶,降温到0~5℃保温1~3小时,过滤所得固体经真空干燥,得到中间体II:氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐;
(3)将中间体II溶于二氯甲烷,依次加入三甲基氯硅烷和六甲基二硅氨烷反应,得反应液,再加入中间体I和三乙胺反应制得盐酸头孢吡肟。
为了达到更好地效果,优选:
步骤(1)中,所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷中的一种或两种。
将草酰氯滴加入有机溶剂中的过程控制温度为5℃~6℃,可以防止草酰氯分解,保证草酰氯能够与2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-甲氧亚氨基乙酸盐酸盐充分反应。
所述的置换反应条件为:搅拌10分钟~20分钟,降温至-20℃~-30℃反应2小时~4小时;进一步优选为搅拌10分钟,降温至-25℃反应2.5小时。这样置换反应可以在一个温和的环境中进行,反应更加完全且反应的副产物较少,得到纯度更高的最终目标产物。
为了进一步提高目标产物盐酸头孢吡肟的纯度,步骤(1)中,所述的置换反应结束后产物用二氯甲烷洗涤,在-30℃~-20℃真空干燥,得到中间体I:2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐。
步骤(2)中,所述的碘化氢水溶液的质量百分浓度为50%~60%。
所述的硅烷化7-氨基头孢烷酸按照现有的硅烷化7-氨基头孢烷酸的制备方法进行制备,一般为:将7-氨基头孢烷酸(简称7-ACA)和无水环己烷加入反应瓶内,控制温度在20℃~25℃,加入六甲基二硅氨烷及三甲基碘代硅烷溶液控制在55℃回流12小时,得到浆状的硅烷化7-ACA,降温备用。
所述的硅烷化N-甲基吡咯烷按照现有的硅烷化N-甲基吡咯烷的制备方法进行制备,一般为:将N-甲基四氢化吡咯(即N-甲基吡咯烷)和环己烷加入反应瓶内,控制温度15℃~20℃加入三甲基碘代硅烷,搅拌10分钟,制得硅烷化N-甲基吡咯烷。
步骤(3)中具体包括:将中间体II溶于二氯甲烷,依次加入三甲基氯硅烷和六甲基二硅氨烷反应,得反应液,将此反应液升温至25℃~30℃,保温反应70分钟~100分钟,再降温至-40℃~-20℃,依次加入中间体I和三乙胺反应,得到浆液,将所得的浆液在-20℃~25℃搅拌40分钟~50分钟,加水溶解固体,再过滤除去不溶物,将滤液分层,用水洗有机层后洗液并入水层,经活性炭脱色、过滤,所得滤液中加入盐酸及丙酮,于18℃~28℃下搅拌45分钟~75分钟,之后降温到0℃,过滤,用丙酮洗涤后于35℃~45℃干燥得到盐酸头孢吡肟;以进一步除去反应中的副产物和Δ-异构体,保证最终产物的纯度符合规定。
步骤(3)中,所述的搅拌速度为200转/分钟~2000转/分钟,进一步优选为230转/分钟~260转/分钟,可进一步使所得产品晶型均匀,流动性好,利于后续盐酸头孢吡肟制剂的制备。
步骤(1)和步骤(3)的操作最好在氮气的保护下进行。
本发明合成方法的反应方程式如下:
1、步骤(1)中的置换反应:
2、步骤(2)中的反应:
硅烷化7-ACA的制备:
硅烷化N-甲基吡咯烷的制备:
中间体II氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐的制备:
3、步骤(3)中的反应:
本发明中反应原料的用量并没有严格的限定,一般按照化学反应计量比进行反应,也可过量进行反应。
本发明中反应溶剂、催化剂的用量并没有严格的限定,可根据反应原料的用量调整:反应原料较多增加反应溶剂和催化剂的用量,反应原料较少减少反应溶剂和催化剂的用量。
本发明盐酸头孢吡肟的用法用量:
本品可用于静脉滴注或深部肌肉(如外侧肌或臀肌群)注射,疗程一般为7~10天,严重感染疗程可延长。
静脉滴注:用本品1~2g,溶于50~100ml灭菌注射用水;或质量百分浓度为0.9%氯化钠注射液;或质量百分浓度为5%葡萄糖注射液;或质量百分浓度为5%葡萄糖和质量百分浓度为0.9%氯化钠注射液;或乳酸林格氏液(Lactated Ringer′s solution)中,在不少于30分钟内滴注完毕。
肌肉注射:每0.5g盐酸头孢吡肟用1.5ml灭菌注射用水溶解,并在配制后立刻使用。盐酸头孢吡肟可与其他抗生素或其他药物同时使用,但不能混于同一注射器或输液瓶中。
同其他头孢菌素类药物一样,盐酸头孢吡肟溶液的颜色会随着保存时间有所改变,该特性不影响药物的效果或耐受性。
成年人和12岁以上儿童患者:在静脉输液或肌肉注射时,推荐剂量为每12小时1g。剂量可增加至每12小时滴注2g,在病情严重或有威胁生命的感染时可每8小时滴注2g。对于***,推荐剂量为每12小时静脉滴注或肌肉注射500mg。
肾功能正常的1个月至12岁的儿童患者及细菌性脑膜炎患者:2个月以上,体重少于40公斤的患者,推荐剂量为:每8小时50mg/kg,疗程为7~10天。
对于2个月以下的儿童使用盐酸头孢吡肟的经验有限,可使用50mg/kg的剂量。然而,在2个月以上患者使用该药的药代动力学数据显示,每8小时或12小时给予30mg/kg的剂量被认为对于出生后1至2月的儿科患者已经足够。对于这些患者使用本品时应谨慎。
对于体重大于40公斤的儿科患者,可使用成人剂量。对于12岁以上但体重少于40公斤的患者,按照12岁以下体重少于40公斤的用量使用。
儿童使用肌肉注射经验有限。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明盐酸头孢吡肟的晶型均一、流动性好、纯度高且有关物质含量低;另外,本发明盐酸头孢吡肟中残留的有机溶剂含量低,均很大程度的低于《中国药典》2005年版二部对残留溶剂的规定中的限定量。
本发明制备方法中各步反应原材料易得,反应条件温和,收率高且产物纯度高,操作工艺简单,成本低,生产不用任何特殊设备,适合工业化生产。
具体实施方式
实施例1
中间体I:2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐的制备:向反应瓶内加入DMF(8.76L,113mol)和二氯甲烷(375L),控制温度为5℃,滴加草酰氯(9.64L,111mol),搅拌10分钟,降温到-25℃,于氮气保护下在11分钟内,分次加入2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐(25kg,104mol),于该温度下搅拌反应2.5小时,在氮气氛围下过滤,所得固体用80L二氯甲烷洗涤后在-25℃真空干燥(通过P2O5),得到浅黄色固体23.48kg(90mol),以2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐的质量计,浅黄色固体的收率为93.92%。
实施例2
中间体II:氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐的制备:
(1)硅烷化7-ACA浆液的制备:于反应瓶内加入7-ACA(20.0kg,73.5mol)和无水环己烷140L,控制温度在25℃加入六甲基二硅氨烷(18.6L,88.0mol)及三甲基碘代硅烷(0.4L,2.8mol)溶液,在55℃回流12小时,得到(19.92kg,73.21mol)的浆状的硅烷化7-ACA,降温备用。
(2)硅烷化N-甲基四氢吡咯烷浆液的制备:在反应瓶内加入N-甲基四氢化吡咯(10.68L,102.7mol)和环己烷40L,控制温度20℃加入三甲基碘代硅烷(14.6L,102.7mol),搅拌10分钟,制得(10.12L,97.31mol)的硅烷化N-甲基四氢吡咯烷。
(3)中间体II的制备:在氮气保护下,将上述硅烷化7-ACA浆液及硅烷化N-甲基四氢吡咯烷浆液混合,于20℃搅拌30分钟,加入三甲基碘硅烷(4.2L,29.5mol),升温到37℃,反应40小时,得到稠状浆液,降温到5℃,加入10L的异丙醇,继续降温至4℃搅拌15分钟,加入20L质量百分浓度为57%的碘化氢水溶液,温度控制在20℃,搅拌15分钟。分出有机相,用10L水洗涤有机相,洗涤水并入水相后加入硅藻土3kg,20℃搅拌5分钟加入4kg活性炭在25℃搅拌30分钟进行脱色,过滤,所得滤液,用40L水洗涤,加入500L异丙醇稀释析结晶,降温到0℃,保温1小时,过滤,用80L异丙醇水溶液(异丙醇与水的体积比为4∶1)及80L异丙醇洗涤,真空干燥(45℃)得固体18.82kg,以7-ACA的质量计,产品收率为94.10%。
实施例3
盐酸头孢吡肟的制备:在20℃氮气的氛围下,于搅拌下,将中间体II氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐(18.82kg,42.38mol)溶于300L二氯甲烷内,依次加入三甲基氯硅烷5.8L及六甲基二硅氨烷5.8L得到反应液。将此反应液逐渐升温到25℃并保温1.5小时,然后降温到-40℃,在-40~-20℃内,于40分钟内,依次加入中间体I 2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐23.48kg和三乙胺22.9L,将所得浆液在温度为10℃,246r/min的搅拌速度下搅拌45分钟,之后于10分钟之内加入水70L,于室温246.5r/min的搅拌速度下搅拌1小时,溶解固体,过滤除去不溶物。滤液分层,用15L水水洗有机层后并入水层,经过两次活性炭脱色,过滤,向滤液中加入31L、10mol/L的盐酸水溶液及丙酮480L,于室温246.5r/min的搅拌速度下搅拌1小时,之后降温到0℃,过滤,用100L的丙酮洗涤,于40℃干燥,得到产品18.32kg,熔点为187~191℃。以中间体II的质量计,产品收率为97.34%。
将上述产品进行元素分析,以质量百分比计:
理论值:C:39.9%,H:4.9%,O:16.8%,Cl:12.5%,N:14.7%,S:11.2%;
实测值:C:39.6%,H:4.8%,O:17.3%,Cl:12.3%,N:14.6%,S:11.4%;
经元素分析和差热分析确定上述产品为盐酸头孢吡肟,且一分子盐酸头孢吡肟中含有2分子盐酸和1分子结晶水。
实施例4
盐酸头孢吡肟的精制
将实施例3所得盐酸头孢吡肟21.81kg投入反应釜中,加入31.6L水搅拌溶解并降温,溶解之后降到10℃,保温并向溶液中滴加252.8L丙酮,滴完后继续保温搅拌3小时,析出大量固体,抽滤并用50L丙酮洗涤滤饼。将所得滤饼于真空25℃下干燥24小时后得盐酸头孢吡肟精品,称重为19.96kg,收率91.52%,熔点188~190℃。
实施例5
中间体I:2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐的制备:向反应瓶内加入DMF(8.76L,113mol)和二氯甲烷(375L),控制温度为5.5℃,滴加草酰氯(9.64L,111mol),搅拌15分钟,降温到-20℃,于氮气保护下在11分钟内,分次加入2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐(25kg,104mol),于该温度下搅拌反应2小时,在氮气氛围下过滤,所得固体用80L二氯甲烷洗涤后在-20℃真空干燥(通过P2O5),得到浅黄色固体23.24kg,以2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐的质量计,浅黄色固体的收率为92.96%。
硅烷化7-ACA浆液和硅烷化N-甲基四氢吡咯烷浆液的制备同实施例2。
中间体II:氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐的制备:除了采用质量百分浓度为50%的碘化氢水溶液,其余同实施例2步骤(3),得到中间体II固体18.76kg,以7-ACA的质量计,产品收率为93.80%。
盐酸头孢吡肟的制备:在20℃氮气的氛围下,于搅拌下,将中间体II氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐18.76kg,溶于300L二氯甲烷内,依次加入三甲基氯硅烷5.8L及六甲基二硅氨烷5.8L得到反应液。将此反应液逐渐升温到30℃并保温70分钟,然后降温到-30℃,在-30~-20℃内,于40分钟内,依次加入中间体I 2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐23.24kg和三乙胺22.9L,将所得浆液在温度为10℃,246r/min的搅拌速度下搅拌45分钟,之后于10分钟之内加入水70L,于室温250r/min的搅拌速度下搅拌1小时,溶解固体,过滤除去不溶物。滤液分层,用15L水水洗有机层后并入水层,经过两次活性炭脱色,过滤,向滤液中加入31L、10mol/L的盐酸水溶液及丙酮480L,于室温246r/min的搅拌速度下搅拌1小时,之后降温到0℃,过滤,用100L的丙酮洗涤,于40℃干燥,得到产品18.02kg,熔点为188~189℃。以中间体II的质量计,产品收率为96.05%。
将上述产品进行元素分析,以质量百分比计:
理论值:C:39.9%,H:4.9%,O:16.8%,Cl:12.5%,N:14.7%,S:11.2%;
实测值:C:39.8%,H:4.8%,O:17.3%,Cl:12.3%,N:14.5%,S:11.3%;
经元素分析和差热分析确定上述产品为盐酸头孢吡肟,且一分子盐酸头孢吡肟中含有2分子盐酸和1分子结晶水。
盐酸头孢吡肟的精制:将上述盐酸头孢吡肟18.02kg按照实施例4中的精制方法精制,制得盐酸头孢吡肟精制品17.06g,收率94.69%,熔点188.5~189℃。
实施例6
中间体I:2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐的制备:向反应瓶内加入DMF(8.76L,113mol)和二氯甲烷(375L),控制温度为6℃,滴加草酰氯(9.64L,111mol),搅拌20分钟,降温到-30℃,于氮气保护下在11分钟内,分次加入2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐(25kg,104mol),于该温度下搅拌反应4小时,在氮气氛围下过滤,所得固体用80L二氯甲烷洗涤后在-20℃真空干燥(通过P2O5),得到浅黄色固体23.10kg,以2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸盐酸盐的质量计,浅黄色固体的收率为92.40%。
硅烷化7-ACA浆液和硅烷化N-甲基四氢吡咯烷浆液的制备同实施例2。
中间体II:氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐的制备:除了采用质量百分浓度为60%的碘化氢水溶液,其余同实施例2步骤(3),得到中间体II固体18.70kg,以7-ACA的质量计,产品收率为93.50%。
盐酸头孢吡肟的制备:在20℃氮气的氛围下,于搅拌下,将中间体II氢碘酸化(6R,7R)-7-氨基-3-[(1-甲基-1-四氢吡咯烷)甲基]-3-头孢烯-4-甲酸内铵盐18.70kg,溶于360L二氯甲烷内,依次加入三甲基氯硅烷5.8L及六甲基二硅氨烷5.8L得到反应液。将此反应液逐渐升温到30℃并保温100分钟,然后降温到-20℃,在-20℃内,于40分钟内,依次加入中间体I 2-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酰氯盐酸盐23.10kg和三乙胺22.9L,将所得浆液在温度为10℃,280r/min的搅拌速度下搅拌45分钟,之后于10分钟之内加入水70L,于室温280r/min的搅拌速度下搅拌1小时,溶解固体,过滤除去不溶物。滤液分层,用15L水水洗有机层后并入水层,经过两次活性炭脱色,过滤,向滤液中加入31L、10mol/L的盐酸水溶液及丙酮480L,于室温280r/min的搅拌速度下搅拌1小时,之后降温到0℃,过滤,用100L的丙酮洗涤,于40℃干燥,得到产品17.96kg,熔点为189~189.5℃。以中间体II的质量计,产品收率为96.04%。
将上述产品进行元素分析,以质量百分比计:
理论值:C:39.9%,H:4.9%,O:16.8%,Cl:12.5%,N:14.7%,S:11.2%;
实测值:C:39.7%,H:4.7%,O:17.4%,Cl:12.4%,N:14.8%,S:11.0%;
经元素分析和差热分析确定上述产品为盐酸头孢吡肟,且一分子盐酸头孢吡肟含有2分子盐酸和1分子结晶水。
盐酸头孢吡肟的精制:将上述盐酸头孢吡肟17.96kg按照实施例4中的精制方法精制,制得盐酸头孢吡肟精制品17.02g,收率94.80%,熔点188~189℃。
实施例4、5和6制备的盐酸头孢吡肟精制品,经检测,核磁数据如下:
LC-MS m/z:481[MH+];
1H-NMR(DMSO):2.09(m,4H),2.97(s,3H),3.46~3.64(m,4H),3.94(s,3H),4.108,3.71(dd,2H),4.61,4.41(dd,2H),5.38(d,1H),5.88(dd,1H),6.93(s,1H),9.20(brs,4H),9.89(d,1H).
13C-NMR(DMSO):21.13,28.60,47.23,58.37,59.03,62.89,63.04,64.18,63.65,110.40,113.43,132.50,132.79,144.74,160.86,162.93,163.24,170.00。
表明本发明方法成功合成了盐酸头孢吡肟。
对比例1
7-MPCA的合成:
在烧瓶中加入40g(0.14mol)7-氨基头孢烷酸(7-ACA)、27.4g(0.17mol)六甲基二硅烷、二氯甲烷240ml,35℃下搅拌6小时。然后降温至-10℃,加入N,N-二乙基苯胺27ml,滴加三甲基碘硅烷61.2g(0.3mol)然后,搅拌反应1.5小时。然后,滴加20.4g(0.24mol)N-甲基吡咯烷,滴加完毕后,保温反应1小时,然后自然升至室温反应过夜。反应结束后,滴加异丙醇50ml、浓盐酸160ml和去离子水300ml的混合液,滴加过程中控制料液温度不超过15℃,在此温度下充分搅拌10分钟至固体完全溶解。然后分液,有机相用300ml去离子水萃取,合并水相。搅拌下,快速加入650ml丙酮,产生大量晶体,搅拌5小时后,过滤。滤饼用丙酮/去离子水(体积比为10/1)150ml洗涤,再用丙酮洗涤,干燥后得到7-MPCA39g,收率73%。
产物元素分析(质量百分比,%):理论值%:C42.22;H6.54;N11.36;实测值%:C42.23;H6.51;N1.38。
盐酸头孢吡肟的制备:
在烧瓶中,加入去离子水550ml、DMF250ml,加入7-MPCA39g和AE活性酯80g,然后冷至-5℃,滴加三乙胺37ml,滴加过程中,温度不超过0℃。滴加完毕后,继续搅拌1小时。然后升温20℃反应6小时,反应液用600ml二氯甲烷萃取三次。有机相再用300ml去离子水反萃,合并水相,水相用活性炭脱色。
水相用三氧化二铝柱快速柱滤,然后加入6mol/l的盐酸40.6ml,在室温下搅拌1小时,然后加入丙酮2.5L,搅拌4小时后,过滤,滤饼用丙酮洗涤,烘干,得到盐酸头孢吡肟52.6g,收率84%。产物元素分析(质量百分比,%):理论值%:C38.71;H5.13;N14.26;实测值%:C38.73;H5.14;N14.24。
将本发明制得的盐酸头孢吡肟与对比例1(申请号:200810022542.3)制得的盐酸头孢吡肟进行稳定性试验,采用加速试验的方法对其进行稳定性考察,在温度25℃,相对湿度60%条件加速放置6个月,结果见表1。
表1
试样 |
1月后含量 |
2月后含量 |
3月后含量 |
6月后含量 |
实施例4 |
95.9% |
95.16% |
95.02% |
94.80% |
实施例5 |
94.86% |
94.66% |
94.48% |
94.36% |
实施例6 |
94.02% |
93.88% |
93.72% |
93.56% |
对比例1 |
92.60% |
91.86% |
91.68% |
90.46% |
可见,本发明方法制备的盐酸头孢吡肟的稳定性优于现有技术(申请号:200810022542.3)制备的盐酸头孢吡肟。
对本发明所制备的盐酸头孢吡肟进行质量检测,具体的检测方法均按照《中华人民共和国药典》2005年版第二部,其中粒度的检测方法参考《中国药典》2005年版第二部附录IN,结果见表2:
表2
由以上结果可知,本发明的盐酸头孢吡肟明显优于现有技术(申请号:200810022542.3)。
流动性考察(休止角的测定)
依据:用固定漏斗法测定休止角以考察产品的流动性。
方法:将漏斗固定于水平放置的绘图纸上,小心将上述实施例4,实施例5,实施例6制得产品倒入漏斗中,测定三次,结果见表3、表4、表5。以产品形成的圆锥体高度为H,圆锥体底部的半径为r,则tanα=H/r(α为休止角);休止角越小,则产品流动性越好。
表3实施例4制备的盐酸头孢吡肟休止角测定结果
表4实施例5制备的盐酸头孢吡肟休止角测定结果
表5实施例6制备的盐酸头孢吡肟休止角测定结果
结论,本发明盐酸头孢吡肟休止角较小,明显小于对比例1(申请号:200810022542.3)中休止角(38.63°),说明本发明控制搅拌速度及搅拌时间后产品的的流动性较好,易于后续工作的操作。