CN101941982B - 药用头孢雷特的制备新方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种已知抗生素，头孢雷特的新的制备方法，将7-氨基-头孢烷酸(7-ACA)与1-羟甲基-5-巯基-四氮唑(MTAA)在有机溶剂中，与三氟化硼的有机溶剂反应，经后处理制得重要中间体(6R，7R)-3-(((1-羧甲基-1-H-四唑-5-基)硫)甲基)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂氮杂双环(4，2，0)辛-2-烯-2-甲酸(3-MTAA-7-ACA)，然后将2-氨甲基-苯乙酸(2-AMPA)在有机溶剂中，用酯类试剂保护伯胺基，用无机碱成盐，在乙醇中，形成有机溶剂的碱金属盐，即形成带不饱和烯键的衍生物的碱金属盐，经一定处理，两者缩合形成头孢雷特，从而改变了该药物目前由国外厂家垄断生产的局面。

Description

药用头孢雷特的制备新方法

技术领域

头孢雷特是已知的抗生素，本发明属于头孢雷特的制备领域，提供一种不同与以往的合成头孢雷特的安全性较高且得率高的制备方法。

背景技术

自1964年头孢噻吩(Cephalothion)问世以来，头孢类药物得到蓬勃发展，时至今日已有近六十种药物在世界范围内生产销售，直接治疗着大部分细菌感染患者，作为第二代注射用头孢类抗菌素类药物------头孢雷特(Ceforanide：分子式C₂₀H₂₁N₇O₆S₂，分子量519.56，CAS登记号[60925-61-3])及以头孢雷特为主，药用以L-赖氨酸(L-Lysine)为助溶剂的注射用头孢雷特(Ceforanide for Injection异名Radacef商品名Precef，代号BL-S786)系美国百时美施贵宝公司(Bristol-Myers Squibb简称BMS)研究和开发，于1984年在美国上市销售，嗣后在欧美国多国家相继上市销售。

作为第二代非肠道用半合成头孢菌素类广谱抗生素，其杀菌活性是由其对细菌胞壁生物合成的抑制作用，对一些β-内酰胺酶具有的稳定性而产生，对革兰氏阴性菌及革兰氏阳性菌由抗菌乃至杀菌作用，而这类品种是治疗由革兰氏阴性及阳性菌的本品敏感菌株所引起的感染的有效品种之一。

特别指出的是：头孢雷特对由本品敏感G^-及G⁺菌株所引起的骨骼，关节炎，内膜炎等感染是头孢类药物中的首选药用，此外对呼吸道感染特使是下呼吸道感染、泌尿***感染、败血症、皮肤及软组织感染，有良好的治疗效果。

作为手术之前、期间、之后的预防措施，使用本品也是减少手术感染的危险的有效方法。

头孢雷特作为一种现代常用的抗生素，主要用于革兰氏阴性菌的感染。该药物化合物的产品专利已经在国外存在多年，一直占据不可动摇的专利地位。

发明内容

头孢雷特是已知的抗生素，其产品和制备方法在国外均有专利文献公开，但是上述文献中公开的制备方法都存在着成本高，安全性不足，得率不令人满意等问题。

本发明的目的旨在提供一种不同与以往的合成头孢雷特的制备方法，其安全性较高且得率增加，该方法避免了现有技术中产业化大规模生产头孢雷特的过程中的不安全隐患，也使该产品的得率显著提高，并且本发明制备方法的条件温和，采用混合酸碱法，使三废产生少，对于环境污染也较少。

本发明涉及头孢雷特(6R，7R)-3-[[[1-(羧甲基)-1H-四唑-5-基]硫]甲基-7-[[[2-(氨甲基-苯基]乙酰基]氨基]-8-氧代-5-硫代-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-甲酸制备的新的改进方法及与L-赖氨酸无菌混合物的制备。本发明制备方法中的反应为二步缩合，反应温和，无需易于***之危险，易于实现工业化生产。

头孢雷特(简称：CRD-H)

本发明的制备头孢雷特的方法包括如下步骤：

1.头孢雷特的粗制

a)由7-氨基-头孢烷酸(7-ACA)与1-羧甲基5-巯基-四氮唑(MTAA)在有机溶剂中，与三氟化硼的有机溶剂反应，经后处理制得重要中间体(6R，7R)-3-[[[1-(羧甲基)-1H-四唑-5-基]硫]甲基]-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸(3-MTAA-7ACA)

注：7-氨基头孢烷酸即；7-氨基-3-乙酰氧甲基-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸

上述a)中所指有机溶剂为***、乙腈，丙酮等；

上述a)中所述后处理为加水，在0-30摄氏度，用氨水调等电点结晶。

b)2-氨甲基-苯乙酸(简称2-AMPA[5])在有机溶剂(乙醇，丙酮，异丙醇等)中，用无机碱(NaOH，NaHCO₃，Na₂CO₃及KOH，KHCO₃，K₂CO₃等)经乙酸形成碱金属盐，再与酯类试剂(如乙酰乙酸甲酯，乙酰乙酸乙酯，乙酰乙酸丙酯等)保护伯胺基形成；

c)将b)中生成的带不饱和烯键的衍生物之碱金属盐在有机溶剂(DMF，CH₂Cl₂，CHCl₃等)中与低级氯代物反应，在有机碱(三乙胺，三甲胺，DBU等)存在下，制成其酯类活性衍生物之溶液(简称活性酯-A液)，冷却至-20℃至-25℃备用；

此处低级氯化物专指：氯代甲酸甲酯，氯代甲酸乙酯，特戊酰氯等。

d)将3-MTAA-7-ACA在有机溶剂(CH₂Cl₂、DMF、乙腈等)中悬浮，用硅试剂(HMDS、TMSI-CL、BSA、BSU等)在回流状态下使其硅烷化得到3-MTAA-7-ACA的硅脂化溶液(硅脂化-[B]液)，冷却至0℃至-5℃备用；

e)将[A]液与[B]液分别冷却到-10摄氏度到-25摄氏度下，将[B]液倾入[A]液中反应6-8小时，经后处理，得到CRD-H的粗品。

2.头孢雷特的精制方法：

a)将化合物[1]的粗品悬浮于水中，用有机碱N.N-二甲基苄胺(简称DMBA)，在有机溶剂异丙醇或丙酮等中结晶，得到化合物[1]的N.N-二甲苄胺盐(简称CRD-H.DMBA)，产品纯度从80％提高到95％以上。

b)化合物[8]溶于水中，经脱碳去热源，无菌处理后，在洁净区内用无机酸-稀盐酸，稀硫酸调等电点结晶，冷却，过滤，洗涤，干燥，得化合物CRD-H的无菌结晶产物。

3、注射用头孢雷特的制备：

a)将末进行无菌处理的L-赖氨酸溶于冷却之注射用水中，经活性炭处理后，再经无菌处理，冷冻干燥(H₂O＜1.0％)得无菌L-赖氨酸。

b)分别将无菌CRD-H和无菌L-赖氨酸经30-40目筛网过筛，按0.95-1.15摩尔比混合，即得注射用头孢雷特(内含L-赖氨酸助溶剂)原料。

c)上述原料分装于西林瓶中，装量为0.5g、1.0g(以头孢雷特计)。

附图说明

图1、3-MTAA-7-ACA[化合物4]                HPLC图

图2、由粗品精制得到3-MTAA-7-ACA[化合物4]  HPLC图

图3、粗品CRD-H[化合物1]                   HPLC图

图4、CRD-H.DMBA[化合物8]                  HPLC图

图5、CRD-H.纯品[化合物1]                  HPLC图

其中上述HPLC图谱测试条件如下：

C₁₈柱(Didmosil)5μ250×4.6mm

λ(检测波长)254nm

流速1ml/min

图1，图2    0.1M KH₂PO₄∶甲醇＝95∶5

图3-图5     0.1M KH₂PO₄∶甲醇＝85∶15

具体实施方式：

以下通过对若干具体化合物合成的实施方式，再对本发明的上述内容作进一步详细发明，但不应将此理解为本发明上述主题范围仅限下述的实例，凡基于本发明上述内容可实现的技术均属本发明范围。部分化合物用化合物[n]的编号形式将其分子式和基本结构式列在具体实施方式部分的最后，有助于理解本发明。收率为克分子摩尔收率，缩合收率达：94.55％。

实施例1：

3-[[[1-(羧甲基)-1H-四唑-5-基]硫]甲基]-7-氨基头孢烷酸，的制备：

取7-ACA，40.8g，化合物[3]-MTAA 25.2g，分别置于1立升三颈瓶内，加乙腈200ml，搅拌均匀。室温滴加BF₃/CH₃CN(BF₃含量16-25％)300ml于上述悬浮液中，待反应完成后，呈均一透明反应液时，将其加入冰-水200ml，用5％NH₃/H₂O调PH＝2.5结晶.结晶完毕后，冷却，过滤，丙酮洗真空干燥，待化合物[4]48.0g，HPLC纯度98.69％见图1，收率95.0％。

可见，本发明的方法中HPLC纯度≥98.5％。

实施例2：

化合物[4]的制备：

上述例1中，BF₃/CH₃CN改用BF₃/***溶液代替，如法制备，亦可得到相同质量的产品。

实施例3：

化合物[4]的纯化：

将化合物[4]粗品(HPLC纯度95.27％)45g，悬浮于150ml H₂O中，加稀盐酸至溶，活性炭脱色，得到澄清液.用5％NH₃/H₂O调PH＝2.5结晶，过滤，洗涤，真空干燥，得到化合物[4]的纯品，34.0g，HPLC纯度98.55％.见图2，收率85％.

实施例4：

2-氨甲基(含烯键衍生物)苯乙酸钠制备：

于1立升三颈瓶内，加2-氨甲基苯乙酸50.0g，乙醇500ml，氢氧化钠13.0g，升温迴流，全清，流加乙酰乙酸乙酯(简称EAA)40.0ml.目标物逐渐析出.反应2-4小时，待结晶析出完成后，冷却到室温，真空浓缩，除去约三分之一体积乙醇后，冰-水冷却，过滤，乙醇洗涤，真空干燥，得化合物[6]75.0g，收率83％以上.

实施例5：

化合物[6]的制备：

上述例4中，改用乙酰乙酸甲酯(简称EAM)或乙酰乙酸丙酯(简称EAP)代替EAA，可得相似结果。

实施例6：

化合物[6]钾的制备：

上述实施例4，实施例5中.将NaOH用KOH替代可得相同结果。

实施例7：

头孢雷特-化合物[1]的合成：

化合物[7]酯类衍生物-溶液[A]的制备

将化合物[6]50.0g，DMF350ml，加入到1立升三颈瓶内，搅拌悬浮，20摄氏度到35摄氏度时加入吡啶8.0ml，于-20摄氏度到-25摄氏度以下，滴加新戊酰氯28ml，在此温度下反应2-4小时备用。

化合物[4]的硅烷化溶液[B]的制备：

化合物[4]38.5g置于1立升三颈瓶内，搅拌下加入CH₂Cl₂350ml，BSA 70g，加入少量启动剂三甲基氯硅烷，加热至迴流，搅拌反应.待反应液转清后维持2小时，冷却至0-5摄氏度备用缩合：

将冷却到5摄氏度以下的溶液[B]，搅拌下加入到预冷之溶液[A]中，-20摄氏度到-25摄氏度反应十小时.移入室温，加水200ml，搅拌分相.水相经CH₂Cl₂洗涤后，活性炭脱色，过滤，得结晶液.用2N盐酸PH＝2.5结晶，过滤，水洗，丙酮洗，真空干燥得化合物[1]粗品34.5g。HPLC纯度81.75％。见图3，收率83.89％。

实施例8：

化合物[7]酯类衍生物溶液[A]的制备：

在例7中，制备溶液[A]时，用氯甲酸乙酯.氯甲酸甲酯替代新戊酰氯，亦可制得活性[A]备用。

化合物[4]硅烷化溶液[B]的制备。

将实施例7中溶液[B]制备时，BSA用六甲基二硅胺(HMDS)、三甲基氯硅烷(TMSI-CL)等硅试剂代替，亦可。

缩合：按实施例7中相同方法操作，亦可得到同质的头孢雷特粗品。

实施例9：

头孢雷特N.N-二甲基苄胺-化合物的制备：

将粗品头孢雷特50.0g用水250ml悬浮，加N.N-二甲基苄胺(DMBA)55ml左右经其溶清，过滤得结晶液，加2.5倍体积之丙酮冷却搅拌结晶，待大量结晶析出后，补加丙酮2.5倍结晶完成后，过滤，丙酮洗，真空干燥，得55.0g，白色结晶.HPLC纯度97.23％。见图4。

实施例10：

无菌头孢雷特-化合物[1]的制备

将头孢雷特-二甲基苄胺盐(简称CRD-H·DMBA)50.0g溶于500ml H₂O中，并用NaHCO₃少许调至溶液全清.再回调至PH＝6.5，加活性炭脱色，过滤，得澄清结晶液.无菌过滤，其滤液在洁净区域内，用稀盐酸调PH＝2.5，结晶，过滤，水洗，丙酮洗，真空干燥.得无菌头孢雷特结晶35.0g纯度HPLC见图5，结晶形态(X-粉末衍射)。

实施例11：

无菌L-赖氨酸的制备

将食用级未经无菌处理的L-赖氨酸50g，溶于100ml水中，(浓度在5-20％之间)，加活性炭脱色，去热源，再进无菌过滤，所得滤液冻干制的目标物。

头孢雷特(简称：CRD-H)

化合物[1]

7-氨基头孢烷酸(简称：7-ACA)

化合物[2]

1-羧甲基-5-巯基-四氮唑(简称：MTAA)

化合物[3]

3-[[[1-(羧甲基)-1H-四唑-5基]硫]甲基-7-氨基-头孢烷酸(简称3-MTAA-7-ACA)

化合物[4]

2-氨甲基苯乙酸(简称：2-AMPA)

化合物[5]

其中：R₁＝Na、K等碱金属离子

R₂＝-OC₂H₅，-OCH₃

2-氨甲基(含烯键衍生物保护基)-苯乙酸碱金属盐

化合物[6]

其中：

R₂＝同化合物[6]

2-氨甲基(含烯键衍生物保护基)-苯乙酸酯类

化合物[7]

头孢雷特-二甲基氨盐(简称CRD-H·DMBA)

化合物[8]

2-叠氮甲基-苯乙酸

化合物[9]

7-[[2-(叠氮甲基)-苯乙酰]胺基]-头孢烷酸

化合物[10]

1-羧甲基-5-巯基-四氮唑二钠

化合物[11]

7-(2-叠氮甲基-苯乙酰胺基)-3-[[[1-(羧甲基)-1H-四唑-5-基]硫]甲基]-头孢烷酸

化合物[12]

同时与现有的专利技术相比，例如WO2008/010043专利中，虽然也用类似路线合成目标化合物[1]，但本发明与之比较，由多处改进，以形成新的制备方法。

a)化合物[4]的制备，本发明所用硅试剂除WO2008/010043专利中的BSA以外，同时可用HMDS(六甲基二硅胺)TMSI-CL(三甲基氯硅烷)等，且使用单一溶剂二氯甲烷(WO2008/010043中用CH₂CL₂-DMF混合溶剂)不加任何碱化剂(WO2008/010043中加入四甲基胍)在迴流状态下制得化合物[4]的硅烷化之二氯甲烷溶液备用(WO2008/010043中在-10摄氏度到-25摄氏度反应制得化合物[4]的硅烷化之混合溶剂之溶液备用)。

b)在由化合物[5]为起始原料制得的含烯键衍生物化合物[7]溶液制备中，本发明用溶剂为单一的DMF悬浮(WO2008/010043中用CH₂Cl₂悬浮)用吡啶、四甲基胍，三乙胺等有机碱的CH₂Cl₂催化下与新戊酰氯CH₂Cl₂液反应而制得(WO2008/0100423中用中性催化剂氢溴酸，新戊酰氯混合好后加DMF起动反应而制得)。

c)同时在上述b)中化合物[7]溶液制备时，本方法所制备的含烯键氨基保护剂为低级烷氧基化合物(WO2008/010043中为低级烷基活性衍生物)。

d)化合物[1]粗品的制备中，本发明将缩合温度调整为-20摄氏度到-25摄氏度之间，而非WO2008/010043中的-45到-55；反应结束后，将反应液倾入冰-水体系中而非专利中的1∶1的盐酸-水溶液中，分出水相等电点结晶，本发明中用稀盐酸调PH从碱到酸最终为PH＝2.5的结晶，而专利中是用氨水从酸到碱最终为PH＝2.5的结晶，两者为截然相反的二个概念，并且条件温和，三废少，减少环境污染，环保性好。

2.在化合物粗品的纯合中虽然都采用有机碱成盐纯化，但各自采用的有机碱和结晶的方法都不相同：

本发明采用的有机碱为N.N-二甲基苄胺(DMBA)而WO2008/010043中采用N.N-二环乙基乙二胺(DCEDA)；成盐结晶方法：本发明为化合物[1]粗品在水相中与DMBA成盐后加丙酮结晶，而WO2008/010043中用丙酮-水相中加DCEDA成盐再用丙酮结晶。

3.化合物[1]无菌粉的制备，本发明将化合物[8]溶于水相中，加适量无机碱(NaHCO₃，Na₂CO₃)调PH至全溶后，经活性炭脱色，溶液经无菌过滤，于洁净区中，用稀酸调PH结晶，而非WO2008/010043中直接溶解，稀酸调PH结晶。

4.化合物[1]亦可不经有机碱成盐纯化，而直接纯化即可，纯化时，将化合物[1]粗品悬浮于水中，用NaHCO₃调PH至中性溶解，活性炭脱色，将得到的澄清液用稀酸调等电点结晶，过滤而得，并非WO2008/010043中直接将化合物[1]粗品加入到甲酸中搅拌溶解后加水得沉淀物。

5、有关无菌L-赖氨酸的制备，本发明采用非无菌L-赖氨酸溶于水后，经活性碳处理，无菌过滤，其溶液控制在浓度为5％-20％之间直接冻干而成，不同于WO2008/010043中用异丙醇沉淀而得，从而避免了异丙醇难于干燥之缺陷。

Claims (3)

1.一种头孢雷特的制备方法，其工艺步骤如下：

(I)开始合成：

(a)将7-氨基-头孢烷酸(7-ACA)与1-羧甲基-5-巯基-四氮唑(MTAA)在有机溶剂中，与三氟化硼的有机溶剂反应，经后处理制得重要中间体(6R，7R)-3-(((1-羧甲基-1-H-四唑-5-基)硫)甲基)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂氮杂双环(4，2，0)辛-2-烯-2-甲酸(3-MTAA-7-ACA)，上述步骤(a)中上述有机溶剂选自乙腈、丙酮；三氟化硼的有机溶剂是选自于BF₃/CH₃CN；其中的后处理指的是加水，在0-30摄氏度，用氨水调等电点结晶；

(b)2-氨甲基-苯乙酸(2-AMPA)在有机溶剂中，用酯类试剂保护伯胺基，用无机碱在乙醇中形成碱金属盐，形成带不饱和烯键的衍生物的碱金属盐，如下：

其中：R₁＝Na，K碱金属离子

      R₂＝-OC₂H₅，-OCH₃

2-氨甲基(含烯键衍生物保护基)-苯乙酸碱金属盐

上述步骤(b)中酯类试剂选自于乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸丙酯；无机碱选自于NaOH、NaHCO₃、Na2CO₃及KOH，KHCO₃，K₂CO₃；

(c)将步骤(b)中生成的带不饱和烯键的衍生物的碱金属盐在有机溶剂中与低级氯化物反应，在有机碱存在的情况下，形成上述的带不饱和烯键的衍生物的碱金属盐的酯类活性衍生物的溶液，简称活性酯A液，冷却至-20℃至-25℃，备用；

上述步骤(C)中，有机溶剂选自于DMF、CH₂Cl₂、CHCl₃，有机碱选自于三乙胺、三甲胺、DBU，低级氯化物选自于氯代甲酸甲酯、氯代甲酸乙酯、特戊酰氯；

(d)将3-MTAA-7-ACA在有机溶剂中悬浮，用硅试剂在回流状态下使其在硅烷化得到3-MTAA-7-ACA的硅脂化溶液，简称硅脂化B液，冷却至0℃至-5℃备用；

其中上述步骤(d)中硅试剂选自于BSU，有机溶剂选自于CH₂Cl₂、DMF、乙腈；

(e)将上述两种溶液，即活性酯A液和硅脂化B液冷却至-10℃至-25℃，将硅脂化B液边搅拌边倾倒入活性酯A液中，反应6-8小时，移入室温，加水200ml，搅拌分相.水相经CH₂Cl₂洗涤后，活性炭脱色，过滤，得结晶液.用2N盐酸PH＝2.5结晶，过滤，水洗，丙酮洗，真空干燥得头孢雷特的粗品44.0g，HPLC纯度81.75％；

(II)然后，进一步精制如下：

(f)将头孢雷特粗品悬浮于水中，加有机碱N，N-二甲基苄胺(DMBA)，与其成盐后，再在有机溶剂异丙醇或丙酮中结晶，得到头孢雷特的N，N-二甲苄胺盐(CRD-H·DMBA)，如下所示：

头孢雷特-二甲基苄胺盐(CRD-H·DMBA)

(g)上述头孢雷特二甲基苄胺盐(CRD-H·DMBA)溶于水中，加活性炭脱色，过滤，得澄清结晶液，无菌处理，在洁净区内用无机酸调等电点结晶，冷却，过滤，洗涤，干燥，得到头孢雷特无菌结晶产物。

2.一种根据权利要求1的方法，其中步骤(b)中有机溶剂选自于乙醇、丙酮、异丙醇。

3.一种根据权利要求1的方法，其中步骤(g)中无机酸为稀盐酸或稀硫酸。

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