CN101037435A

CN101037435A - (s)－硝呋太尔,其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101037435A
Application number: CN 200610064890
Authority: CN
Inventors: 韩志强
Original assignee: Individual
Current assignee: China Resources Sanjiu Tangshan Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: CN100506820C

Abstract

本发明的公开了一种光学活性的硝呋太尔，具体的，本发明提供了(S)－硝呋太尔，即(S)－5－[(甲硫基)甲基]－3－[[(5－硝基－2－呋喃)亚甲基]氨基]－2－噁唑烷酮，其制备方法以及含有该光学活性化合物的组合物。与外消旋的硝呋太尔相比，(S)－硝呋太尔具有更好的抗炎和/或抗菌活性活性。本发明还公开了(S)－硝呋太尔的生产方法，该方法采用光学活性的(S)－环氧氯丙烷作为起始原料，采用立体有择的合成方法，以高产率制备出高光学纯度的(S)－硝呋太尔。

Description

(S)-硝呋太尔，其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种光学活性的硝呋太尔，(S)-硝呋太尔，即(S)-5-[(甲硫基)甲基]-3-[[(5-硝基-2-呋喃)亚甲基]氨基]-2-噁唑烷酮，其制备方法和应用。

背景技术

硝呋太尔(Nifuratel)，其化学名称：5-[(甲硫基)甲基]-3-[[(5-硝基-2-呋喃)亚甲基]氨基]-2-噁唑烷酮，英文化学名称为：5-[(Methylthio)methyl]-3-[[(5-nitro-2-furanyl)methylene]amino]-2-oxazolidinone，是硝基呋喃类抗菌素，具有显著的治疗阴道混合感染的治疗作用。其杀滴虫活性与甲硝唑等效；同时具有抗菌(G+、G+)作用，还能有效地杀灭沙眼衣原体和支原体、对念珠菌也有一定的活性；硝呋太尔口服和阴道给药显示其耐受性良好，也无耐药现象，对细菌性阴道炎的治愈率与氨苄青霉素、羧苄青霉素等效，且不良反应发生率显著低于氨苄青霉素、羧苄青霉素。

由于该药及其类似药物良好的治疗效果，近年来对该药开展了广泛的研究，但多集中在对该药的活性和剂型进行研究。在该药的生产方法上基本上没有新的突破。

但硝呋太尔使用中仍然存在一定缺陷，例如由于活性不足造成使用剂量大，其溶解性能差，并且有一定的副作用等。

为了克服硝呋太尔使用中的缺点，希望能够获得高活性的光学纯硝呋太尔。

在硝呋太尔的化学结构中，噁唑烷酮的5-位是一个不对称碳原子，有两种光学异构体。本发明人试图通过对映异构体拆分的方法得到两种异构体，但未成功。

经过大量实验，本发明人通过选择价格便宜的(S)-环氧氯丙烷为起始原料，经过一系列立体有择合成反应成功地合成了高光学活性的(S))-硝呋太尔。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学活性的硝呋太尔，具体的，本发明提供了(S)-硝呋太尔，即(S)-5-[(甲硫基)甲基]-3-[[(5-硝基-2-呋喃)亚甲基]氨基]-2-噁唑烷酮。通过药理试验证明，与外消旋的硝呋太尔相比，(S)-硝呋太尔的抗菌活性高2-4倍。

本发明的另一目的是提供了(S)-硝呋太尔的制备方法，该方法采用光学活性的原料，和立体有择的合成方法，以高产率制备出了高光学纯度的(S)-硝呋太尔。

本发明制备(S)-硝呋太尔的方法按照如下流程进行：

具体地，本发明的方法包括以下步骤：

(1)在有或没有溶剂的条件下，使甲基异硫脲硫酸盐与手性的(S)-环氧氯丙烷在碱性条件和在相转移催化剂存在下进行反应，得到(S)-2-(甲硫基甲基)-氧杂环丙烷(化合物5)；

(2)使化合物5与水合肼加热反应，得到(S)-3-甲硫基-2-羟基-丙基肼(化合物6)；

(3)使化合物6和碳酸二乙酯于溶剂中，在碱存在下加热反应，冷至室温后得到(S)-N-氨基-5-甲硫基甲基-2-噁唑烷酮(化合物7)；

(4)使化合物7与5-硝基糠醛(化合物8)反应，得到目的产物(S)-硝呋太尔。

其中步骤1所述的相转移催化剂选自聚乙二醇(PEG)或季铵盐等，聚乙二醇例如PEG-400；季铵盐可以是各种C₁-C₁₈的烷基的季铵盐或是烷基与苄基混合的季铵盐，例如四正丁基溴化铵(TBAB)或三乙基苄基氯化铵；优选的相转移催化剂是四正丁基溴化铵。

步骤1所述的相转移反应以水和苯或甲苯为溶剂，所述的碱可使用碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾等，反应可在室温下进行。反应结束后，分出有机层，水相用苯或甲苯萃取，减压蒸馏，得无色透明液体产品化合物5。

其中步骤2所述使2-(甲硫基甲基)-氧杂环丙烷(化合物5)与水合肼加热反应，得到化合物6。反应是在50-100℃下，将中间体5缓慢滴加入水合肼中，然后进行反应。反应结束后蒸去过量的肼和水，得粘稠状无色液体。不需纯化，可直接用于下步反应，产率定量。所述产物的后处理也可以是通过减压蒸馏纯化，得无色透明粘稠状纯品6，放入冰箱数日可固化，得到化合物6的固体。上述反应中所使用的水合肼是85％以上的水合肼，例如85％的水合肼，或是98％的水合肼。

其中步骤3是使3-甲硫基-2-羟基-丙基肼(化合物6)和碳酸二乙酯在碱存在下加热反应，得到N-氨基-5-甲硫基甲基-2-噁唑烷酮(化合物7)。

上述反应可在有或没有溶剂的条件下进行，在不使用溶剂的情况下，反应系统中的碳酸二乙酯兼有溶剂的功能。在使用溶剂的情况下，所述的溶剂可以是醇类溶剂，包括伯醇、仲醇或多元醇，例如甲醇，异丙醇，乙二醇、甘油等，优选的溶剂是甲醇。反应可在加热条件下进行，加热的温度范围大约是50-150℃，用甲醇做溶剂时优选在加热回流的条件下进行。

在上述步骤1的反应中，其中所使用的碱选自碱金属氢氧化物、碱金属醇盐或氢化钠，所述的碱金属氢氧化物例如是碱金属的氢氧化物，例如氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等，所述的碱金属醇盐是碱金属与醇形成的盐，优选碱金属的C₁-C₄低级醇盐，例如甲醇钠、乙醇钠和叔丁醇钾等；最优选的碱是甲醇钠或氢化钠。在使用碱金属醇盐的情况下，反应通常在低级醇和该低级醇的碱金属盐的体系中进行，例如在甲醇-甲醇钠体系中进行。

其中步骤4使化合物7与5-硝基糠醛(化合物8)反应，得到目的产物(S)-硝呋太尔。

更具体地，本发明(S)-硝呋太尔的生产方法包括以下步骤：

(1)使甲基异硫脲(化合物4)的硫酸盐与(S)-环氧氯丙烷在碱性条件下和在相转移催化剂存在下进行反应，得到2-(甲硫基甲基)-氧杂环丙烷(化合物5)，其中所述的相转移催化剂选自聚乙二醇(PEG)或季铵盐等，聚乙二醇例如PEG-400；季铵盐可以是各种C₁-C₁₈的烷基的季铵盐或是烷基与苄基混合的季铵盐，例如四正丁基溴化铵(TBAB)或三乙基苄基氯化铵；优选的相转移催化剂是四正丁基溴化铵。

(2)使化合物5与含量为85％以上的水合肼加热反应，得到3-甲硫基-2-羟基-丙基肼(化合物6)；

(3)在有或没有溶剂的条件下，使化合物6和碳酸二乙酯加热反应，得到N-氨基-5-甲硫基甲基-2-噁唑烷酮(化合物7)；

(4)在室温下，使化合物7与5-硝基糠醛(化合物8)反应，得到目的产物硝呋太尔。

作为制备(S)-硝呋太尔原料的甲基异硫脲硫酸盐可通过下述方法制备：

使硫脲和水在冰水冷却下，即在大约-10℃-0℃，与硫酸二甲酯反应，得到甲基异硫脲(化合物4)的硫酸盐。

制备(S)-硝呋太尔的另一种原料(S)-环氧氯丙烷可在市场上买到。

本发明生产(S)-硝呋太尔的方法中所用的原料化合物5-硝基糠醛，即化合物8可由市场上购得的2-(5-硝基呋喃-2-基)-丙二酸二甲酯(化合物3)在硫酸溶液中加热反应制得：

用上述方法制备得到的(S)-硝呋太尔可采用结晶方法纯化，用所述结晶方法得到的(S)-硝呋太尔的光学纯度可达到90-98％ee，所述结晶方法包括下述二种方法：

将粗制的(S)-硝呋太尔溶解于冰醋酸，并加热回流，然后冷却，静置结晶。或

将粗制的(S)-硝呋太尔溶解于乙腈/乙醇(1∶1-1∶1.5)，然后冷却，静置结晶。

本发明的另一目的是提供了一种具有抗菌活性的药物组合物，其中含有本发明的(S)-硝呋太尔作为活性成分，在该组合物中还含有药用载体。

在该组合物中，活性成分(S)-硝呋太尔的含量可以是1％-99％，药用载体的含量可以是1％-99％。

本发明的组合物可以制成各种常规的药用剂型，特别优选制成硝呋太尔的常用剂型，例如口服制剂如片剂或胶囊剂等，以及栓剂，如阴道用栓剂等。

为了制备各种药物剂型，可任选的添加药学领域中常规使用的各种药用载体。所述的载体可以是赋形剂、稀释剂、崩解剂、芳香剂、着色剂、甜味剂等，优选使用硝呋太尔制剂中常用的各种载体。

本发明的另一目的是提供了(S)-硝呋太尔的药用用途，特别是其在制备抗菌药物中的应用。

本发明的(S)-硝呋太尔可用于治疗外消旋体的硝呋太尔可以治疗的所有疾病，且其疗效大大优于外消旋体硝呋太尔的疗效。

将本发明的(S)-硝呋太尔用于治疗时，其用药范围可参照外消旋体硝呋太尔，只是使用剂量应根据其活性相应的减少。

附图简要说明

图1是(S)-硝呋太尔的HPLC图谱，其中保留时间为17.010分的峰为(S)-硝呋太尔的特征峰；和

图2是外消旋硝呋太尔的HPLC图谱。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明，其中例举的实施例仅仅是对本发明的说明，而不会以任何方式限制本发明的保护范围。

制备实施例1中间体4的制备

按照如下反应制备中间体4：

在装有高效回流冷凝管和滴液漏斗的2000mL反应瓶中，加入250g(3.125mol)硫脲和110mL水，搅拌使硫脲部分溶解，冰水冷却下搅拌10min，撤去冰水，先滴加硫酸二甲酯15mL，在搅拌下反应自发开始，并放热，开始很剧烈，待反应平稳后，再慢慢地将剩余的硫酸二甲酯155mL滴加入反应瓶中(约1.5h)，始终维持微沸状态，加毕，继续回流1h，静置过夜，加入95％乙醇260mL，搅拌片刻，冷却，过滤，95％乙醇洗2次，烘干，得产品4364g，收率84％，mp.236℃(dec)。

制备实施例2.中间体5的制备

配料：

试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家	备注
试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家	备注	4	139	139g	1.0		自制
(S)-环氧氯丙烷	92.5	78.5mL	1.0	A.R.	Aldrich		4	139	139g	1.0		自制
(S)-环氧氯丙烷	92.5	78.5mL	1.0	A.R.	Aldrich		催化剂四正丁基溴化铵		6.4g			TBAB
苯		500ml		A.R.	北京化学试剂厂		催化剂四正丁基溴化铵		6.4g			TBAB
苯		500ml		A.R.	北京化学试剂厂		30％NaOH		500mL		A.R.	北京化学试剂厂	自配

操作：

在2000mL反应瓶中加入4139g(1.0mol)、(S)-环氧氯丙烷78.5mL(92.6g，1.0mol)、苯500mL、30％氢氧化钠500mL和催化剂四正丁基溴化铵6.4g，高效搅拌下室温反应6h，分出有机层，水相用苯萃取(3×200mL)，合并有机相，用水洗2次，无水硫酸镁干燥，常压蒸出苯(可套用)，剩余液体减压蒸馏，得无色透明液体产品5 61g，

b.p.54-56℃/20mmHg，收率58.7％。

IR(KBr，cm-1)，3045，2985，2914，1424，1260；MS：105(M+1).

制备实施例3.中间体6的制备

配料：

试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家
试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家	5	104	88.5g	0.85	自制
水合肼		200mL		85％	北京化工厂	5	104	88.5g	0.85	自制

操作：

将水合肼200mL加入反应瓶中，加热至90℃，搅拌滴加588.5g(0.85mol)，并控制内温在90℃左右，约0.5h加完，在90℃下继续反应1h。旋转蒸发除去过量的肼和水，得粘稠状无色液体。不需纯化，可直接用于下步反应，产率定量。

若将所得粗品经减压蒸馏纯化，得无色透明粘稠状纯品6，收率50-60％，b.p.140-146℃/2-3mmHg，放入冰箱数日可固化。

制备实施例4中间体7的制备

配料：

试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家
试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家	6	136	93.5g	0.688	未纯化	自制
碳酸二乙酯	118	82.6g	0.700	A.R.	上海试剂一厂	6	136	93.5g	0.688	未纯化	自制
碳酸二乙酯	118	82.6g	0.700	A.R.	上海试剂一厂	金属钠	23	6.4g	0.275	A.R.	北京化工厂
无水甲醇		3.5mL		A.R.	北京化工厂	金属钠	23	6.4g	0.275	A.R.	北京化工厂

操作：

方法1

将6 93.5g(～0.688mol)、碳酸二乙酯82.6g(0.70mol)和甲醇加入反应瓶中，搅拌下分3批加入金属钠6.4g(0.275mol)，反应放热，且有氢气逸出。待金属钠全溶后，在80℃下继续反应30min。冷至室温得粘稠状液体，直接用于下步反应。

取少量反应液，加入适量甲醇稀释，用浓盐酸中和至酸性，滤出少量不溶的无机盐，减压蒸去溶剂，加入适量异丙醇，溶解静置，再滤去不溶的无机盐，滤液室温放置数日，得到白色结晶7·HCl。

m.p.117-122℃

IR(KBr，cm-1)2946，2918，1961，1770，1515，1237，1150；

1H NMR(D₂O)2.00(3H，s，Me)，2.76(2H，d，J＝5.7Hz，SCH₂)，3.48(1H，dd，J＝8.1，6.6Hz，NCH₂)，3.83(1H，t，J＝8.1Hz，NCH₂)，4.81(1H，m，CH₂CHOHCH₂)；

¹³C NMR(D₂O)12.15，33.22，47.46，71.39，115.13；MS 198(M+).

方法2

将6 13.6g(0.10mol)、碳酸二乙酯9.91g(0.12mol)和5ml甲醇加入反应瓶中，搅拌下分3批加入氢化钠2.4g(0.10mol)，待氢化钠全溶后，加热回流，直至TLC监测反应达到平衡，蒸去甲醇，冷至室温得粘稠状液体，直接用于下步反应。

实施例1.(S)-硝呋太尔的制备

配料：

试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家
试剂名称	分子量	重量(g)	摩尔数(mole)	级别	生产厂家	3	244	160g	0.654	＞98％	自制
7	161		0.654	没纯化	上步制得的溶液	3	244	160g	0.654	＞98％	自制
7	161		0.654	没纯化	上步制得的溶液	乙醇		500mL		A.R.	北京化学试剂厂
浓盐酸		42mL		AR.	北京化学试剂厂	乙醇		500mL		A.R.	北京化学试剂厂
浓盐酸		42mL		AR.	北京化学试剂厂	冰醋酸		700mL		A.R.	北京化学试剂厂

操作：

将化合物3 160g(0.654mol)、乙醇500mL和浓盐酸42mL依次加入反应瓶中，在内温60℃搅拌反应1h，冷至室温，得深黄色溶液，在搅拌下慢慢加入7(0.645mol)，随着7的加入逐渐出现沉淀，加完后，再继续搅拌1h，静置过夜，过滤，乙醇洗2次，在40℃烘干，得深黄色粉末状粗品79g。用700mL冰醋酸重结晶，过滤，乙醇洗2次，在80℃烘干，得土黄色粉末状粗品醋酸重结晶得纯品(S)-硝呋太尔47g，收率25.5％。

m.p.184-186℃。

¹H NMR(DMSO)2.15(3H，s，CH3)，2.92(2H，d，J＝6.3Hz，SCH2)，3.67(1H，dd，J＝6.0，9.0Hz)，4.09(1H，t，J＝9.0Hz)，4.98(m，1H)，7.13(1H，d，J＝3.9Hz)，7.78(1H，d，J＝3.9Hz)，7.78(s，1H).

HPLC(Chiralpak AD-H手性色谱柱；流动相：异丙醇/正己烷(1∶1)；柱温：25℃；流速：1.0ml/min；检测波长：365nm.；98.08％ee.HPLC谱图参见附图1，同时提供外消旋硝呋太尔的HPLC谱图(附图2)作为对照。

实施例2(S)-硝呋太尔最小抑菌浓度(MIC)的测定

最小抑菌浓度(MIC)的测定采用液体法，按照新药临床前研究指导原则，采用液体法对(S)-硝呋太尔和(S，L)-硝呋太尔进行抗菌作用的对比研究。

细菌活菌数计算：

将保存菌种接种于LB培养液中于37℃培养8-10h，将此培养的菌悬液依10倍顺序稀释为10^-1，10^-2，10^-3……10^-8，即0.9ml无菌生理盐水加0.1ml菌悬液为10^-1，0.9ml无菌生理盐水加0.1ml 10^-1菌悬液为10^-2，依此类推。选取适当浓度的50μl菌液接种于LB培养皿上，每个适当的细菌浓度接种2只培养皿，置37℃培养16-18h，计数菌落数目，挑选平板上生长30-300个菌落的计数，共数两个平板求其均数，根据稀释浓度(一般细菌适宜浓度为10^-4、10^-5、10^-6、10^-7)算出每ml菌液的活菌数。

MIC测定-二倍稀释法(常量稀释法)

采用13mm×100mm试管10支。第一只试管为空管，从第二只试管开始，每只试管内加LB培养液2ml；将待测抗菌药物原液用LB培养液稀释至待测浓度128mg·L^-1，分别在第一和第二只试管中加2ml。加入待测药物后，将第二管待测药物与LB培养液混匀后吸出2ml加到第三管中，依次类推稀释到第10管，将第10管混匀后吸出2ml弃去，即各管抗菌药的终浓度依次为128，64，32，16，8，4，2，1，0.5，0.25mg·L^-1。

另取10支试管，按前述方法制备不同浓度的空白溶剂对照管。再取3只试管，分别做“LB培养液对照”(仅有LB)、“检测菌生长对照(LB+菌)”和“LB+药对照(LB+药)”。

接种：取适当浓度的0.1ml菌液依次由低浓度到高浓度加到试管中，最终接种菌量为5×10^-5CFU·ml^-1。

35℃孵育24h后观察结果。

待测药品配制：

精密称取待测药物6.4mg加入DMSO溶解，加入35ml水DMSO的终浓度为5％，微孔滤膜过滤，4℃保存。

细菌菌株：

来源：中国药品生物制品检定所，标准菌株。

44102：大肠杆菌；

51573：福氏痢疾杆菌；

26003：金黄色葡萄球菌；

26069：表皮葡萄球菌。

结果判定：

孵育结束后，肉眼观察未见任何细菌生长的最低药物浓度为该药对检测菌的MIC。

实验结果：

按照前述的实验方法观察实验结果，初步结果表明，(S)-硝呋太尔比其外消旋体的抗菌活性强2-4倍，特别是对金黄色葡萄球菌的活性尤为突出。

现在已经详细描述了本发明的实施方案，对本领域技术人员来说很明显可以做很多改进和变化而不会背离本发明的基本精神。所有这些变化和改进都认为是本发明的范围之内，其特征由上述说明书确定。

Claims

1、(S)-硝呋太尔，即(S)-5-[(甲硫基)甲基]-3-[[(5-硝基-2-呋喃)亚甲基]氨基]-2-噁唑烷酮。

2、权利要求1所述(S)-硝呋太尔的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)使甲基异硫脲硫酸盐与(S)-环氧氯丙烷在碱性条件下和在催化剂存在下进行反应，得到(S)-2-(甲硫基甲基)-氧杂环丙烷(化合物5)；

(3)使化合物6和碳酸二乙酯于甲醇中，在碱存在下加热反应，得到(S)-3-氨基-5-甲硫基甲基-2-噁唑烷酮(化合物7)；

3、根据权利要求2所述生产(S)-硝呋太尔的方法，其中步骤1所使用的催化剂是选自聚乙二醇(PEG)或季铵盐。

4、根据权利要求3所述生产(S)-硝呋太尔的方法，其中所述的相转移催化剂是四正丁基溴化铵。

5、根据权利要求2所述生产(S)-硝呋太尔的方法，其中步骤2所使用的水合肼是水合肼含量大于85％的水合肼。

6、根据权利要求5所述生产(S)-硝呋太尔的方法，其中步骤2所使用的水合肼是85％的水合肼。

7、根据权利要求2所述生产(S)-硝呋太尔的方法，其中步骤3化合物6和碳酸二乙酯的反应中所使用的碱选自碱金属氢氧化物、碱金属醇盐或氢化钠。

8、根据权利要求7所述生产(S)-硝呋太尔的方法，其中所述的碱金属氢氧化物选自氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂；所述的碱金属醇盐是碱金属的C₁-C₄低级醇盐。

9、用于抗炎和/或抗真菌的药物组合物，其中含有权利要求1所述(S)-硝呋太尔作为活性成分。

10、权利要求1所述(S)-硝呋太尔在制备抗炎和/或抗真菌药物中的应用。