CN101190921A - 一种对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物的新方法。用反滴法使青霉素V钾盐与过氧乙酸反应制青霉素V亚砜酸;青霉素V亚砜酸在三乙胺作用下,与对硝基溴代苄在丙酮溶液中回流反应制备青霉素V亚砜对硝基苄基酯;青霉素V亚砜对硝基苄基酯在N-氯代琥珀酰亚胺、氧化钙作用下开五元环,在四氯化锡作用下重新关闭成六元环,再与甲醇反应制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物的方法。优点是制备反应时间短,缩短了生产周期;所用原料成本低,用量少,收率高。
Description
技术领域:本发明属于制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物的方法
背景技术
对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物是制备抗生素头孢克洛的中间体,抗生素头孢克洛是第二代头孢类抗生素,在欧洲和美国被广泛使用。
由于采用不同原料和不同的工艺条件,使得该反应收率水平相差很大。中国抗生素工业杂志,1999,6,463-464公开了对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物的制备方法,使用对硝基氯代苄做保护基,与青霉素V亚砜酸在三乙胺存在下在丙酮溶液中回流反应,并使用碘化钾促进反应,存在反应收率低,使用价格贵重的碘化钾造成成本较高等问题。在制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物时,将青霉素V亚砜对硝基苄基酯与N-氯代邻苯二甲酰亚胺在甲苯溶剂中回流反应,所使用的N-氯代邻苯二甲酰亚胺比本发明中N-氯代琥珀酰亚胺价格高,收率略低。英国专利GB2,003,475采用对硝基溴代苄做保护基与青霉素V亚砜酸在三乙胺存在下,在丙酮溶液中常温反应24小时制备青霉素V亚砜对硝基苄基酯,存在反应时间长,效率低等缺点。美国专利US 4,115,643采用对硝基溴代苄做保护基与青霉素V亚砜酸在三乙胺存在下,在二甲基甲酰胺溶液中常温反应4小时,后处理使用冰水沉淀,粗产物用乙酸乙酯和二氯甲烷混合溶剂重结晶方法制备青霉素V亚砜对硝基苄基酯,该方法收率较低,二甲基甲酰胺与水难以分离得到无水二甲基甲酰胺,造成溶剂浪费和环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物制备方法,目的在于克服上述方法存在的不足,提高收率、降低成本、缩短反应时间。
本发明的对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物的制备方法,按以下步骤进行:
青霉素V钾盐 青霉素V亚砜酸
青霉素V亚砜对硝基苄基酯 对硝基苄基-7-苯氧乙酰胺-3-外亚甲基
-头孢-4-羧酸酯-1-氧化物
步骤I制备青霉素V亚砜酸:在0-5℃,将青霉素V钾盐水溶液逐渐滴加入8-18%浓度的过氧乙酸中,过氧乙酸与青霉素V钾盐的摩尔比为1.05-1.2∶1,滴加结束后,继续反应2-5小时,升温至30-40℃,加稀硫酸调PH值至1-2,降至0-5℃静置0.5小时,过滤,水洗数次至中性,真空干燥,得青霉素V亚砜酸;
步骤II制备青霉素V亚砜对硝基苄基酯:将青霉素V亚砜酸加入到丙酮中,将三乙胺、对硝基溴代苄依次加入到该反应液中,三乙胺、对硝基溴代苄与青霉素V亚砜酸的摩尔比为1.0-1.2∶1.0-1.2∶1,加热回流3小时,加入一定量水,搅拌20分钟,过滤,滤质用1∶1丙酮水洗三次,再用水洗一次,1∶1丙酮水洗一次,过滤,真空干燥,得青霉素V亚砜对硝基苄基酯;
步骤III制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物:将青霉素V亚砜对硝基苄基酯、氧化钙、N-氯代琥珀酰亚胺加入到一定量甲苯中,青霉素V亚砜对硝基苄基酯、氧化钙、N-氯代琥珀酰亚胺摩尔比为1∶7-10∶1.05-1.3,加热搅拌回流反应1-3小时,降温至20℃以下,过滤,滤液降温至0-5℃,搅拌下加入四氯化锡乙醚络合物甲苯溶液,0-5℃反应2-6小时,室温放置数小时后,过滤,滤质依次用甲苯、正己烷淋洗,之后在0-5℃将甲醇加入到该滤质中,搅拌反应1-3小时,析出白色结晶,过滤反应液,用甲醇淋洗数次,真空干燥,得对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物。
该方法主要特点是:在步骤I过氧化反应中采用反加法,将青霉素V钾盐溶液滴加入8-18%过氧乙酸中,使廉价的过氧乙酸在反应中保持过量,让青霉素V钾充分反应,提高反应转化率和收率;在步骤II羧基保护反应中,采用丙酮溶液回流法,缩短反应时间,使用对硝基溴代苄作羧基保护基,提高反应收率;在步骤III青霉素V亚砜对硝基苄基酯开环扩环反应中采用N-氯代琥珀酰亚胺、氧化钙作用下打开青霉素五元环,在四氯化锡作用下重新关闭成头孢六元环,再与甲醇反应,制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物。
该方法的有益效果:其一,步骤I过氧化反应中采用反加法,将青霉素V钾盐溶液滴加入8-18%过氧乙酸中,提高反应转化率和收率;步骤II在羧基保护反应中使用对硝基溴代苄作羧基保护基,提高反应收率;步骤III在开环扩环反应中采用N-氯代琥珀酰亚胺代替较贵的N-氯代邻苯二甲酰亚胺,获得了较高的收率,降低了成本。本发明实施例1当中步骤I、II、III的摩尔收率分别是99%、92.7%和76.3%,以青霉素V钾盐计,总摩尔收率达到70%,与中国抗生素工业杂志,1999,6,463-464公开的对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物的制备方法三个步骤的摩尔收率分别是95 5%、81.3%、73.1%,其总摩尔收率56.8%。综合其它实施例,本发明三步总摩尔收率提高6.1-13.2%。由于提高收率和使用比较廉价的原料,效果最好的,成本由每吨45万元最低降为38万元,具有明显的经济效益。其二,缩短反应时间,在羧基保护反应中英国专利GB2,003,475常温反应24小时,本发明采用丙酮溶液回流法,使反应时间由常温下反应的24小时缩短为3小时;其三,降低了生产成本,减少了后处理工艺难度。
具体实施方式
实施例1
在500ml四口瓶中,加入50.6ml浓度18%的过氧乙酸,降温至0-5℃,将38.8g青霉素V钾盐溶于250ml蒸馏水中,2小时内逐渐滴加入四口瓶,保持温度为0-5℃,继续反应3小时,升温至35℃,加入浓度10%硫酸溶液32ml,测PH值为1.5,降温至0℃,保持0.5小时,过滤,滤质用蒸馏水洗三次至中性,50℃真空干燥至恒重,得36.2g青霉素V亚砜酸,摩尔收率99%,熔点151-152℃,液相色谱分析纯度为98.7%。
羧基保护反应:将青霉素V亚砜酸7.5g加入到500ml四口瓶中,依次将60ml丙酮,2.88ml三乙胺、4.86g对硝基溴代苄加入到该四口瓶中,加热回流3小时,加入120ml水,搅拌20分钟,过滤,滤质用1∶1丙酮水洗三次,每次用量20ml,再用20ml水洗一次,20ml 1∶1丙酮水洗一次,过滤,50℃真空干燥至恒重,得9.52g青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯,摩尔收率为92.7%,熔点170-171℃。
开环扩环反应:将青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯10g、氧化钙7.9g、N-氯代琥珀酰亚胺3.45g,加入到1000ml四口瓶中,加入600ml甲苯,加热搅拌回流反应1.5小时,降温至10℃,过滤,滤液降温至0-5℃,将冷甲苯50ml、乙醚5ml、四氯化锡10ml搅拌2分钟后,搅拌下加入到滤液中,反应液呈粉红色。0-5℃反应3小时,室温放置4小时后,过滤,滤质依次用50ml甲苯、50ml正己烷两次淋洗,之后在0-5℃将100ml甲醇加入到该滤质中,搅拌反应3小时,析出白色结晶,过滤反应液,用40ml甲醇淋洗两次,50℃真空干燥至恒重,得对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物7.6g,摩尔收率为76.3%。
以上三个反应步骤的总摩尔收率为70%。
实施例2
在500ml四口瓶中,加入114ml浓度8%的过氧乙酸,降温至0-5℃,将38.8g青霉素V钾盐溶于250ml蒸馏水中,2小时内逐渐滴加入四口瓶,保持温度为0-5℃,继续反应3小时,升温至35℃,加入浓度10%硫酸溶液32ml,测PH值为1.5,降温至0℃,保持0.5小时,过滤,滤质用蒸馏水洗三次至中性,50℃真空干燥至恒重,得34.6g青霉素V亚砜酸,摩尔收率94.5%,熔点151-152℃,液相色谱分析纯度为98.5%。
羧基保护反应:将青霉素V亚砜酸7.5g加入到500ml四口瓶中,依次将60ml丙酮,3.42ml三乙胺、5.31g对硝基溴代苄加入到该四口瓶中,加热回流3小时,加入120ml水,搅拌20分钟,过滤,滤质用1∶1丙酮水洗三次,每次用量20ml,再用20ml水洗一次,20ml 1∶1丙酮水洗一次,过滤,50℃真空干燥至恒重,得9.5g青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯,摩尔收率为92.5%,熔点170-171℃。
开环扩环反应:将青霉素V亚砜对硝基苄基酯10g、氧化钙7.9g、N-氯代琥珀酰亚胺3.1g,加入到1000ml四口瓶中,加入600ml甲苯,加热搅拌回流反应3小时,降温至10℃,过滤,滤液降温至0-5℃,将冷甲苯50ml、乙醚5ml、四氯化锡10ml搅拌2分钟后,搅拌下加入到滤液中,反应液呈粉红色。0-5℃反应3小时,室温放置4小时后,过滤,滤质依次用50ml甲苯、50ml正己烷两次淋洗,之后在0-5℃将100ml甲醇加入到该滤质中,搅拌反应3小时,析出白色结晶,过滤反应液,用40ml甲醇淋洗两次,50℃真空干燥至恒重,得对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物7.2g,摩尔收率为72.3%。
以上三个反应步骤的总摩尔收率为63.2%。
实施例3
在500ml四口瓶中,加入65.1ml浓度14%的过氧乙酸,降温至0-5℃,将38.8g青霉素V钾盐溶于250ml蒸馏水中,2小时内逐渐滴加入四口瓶,保持温度为0-5℃,继续反应3小时,升温至35℃,加入浓度10%硫酸溶液35ml,测PH值为1.5,降温至0℃,保持0.5小时,过滤,滤质用蒸馏水洗三次至中性,50℃真空干燥至恒重,得35.4g青霉素V亚砜酸,摩尔收率96.7%,熔点151-152℃,液相色谱分析纯度为98.7%。
羧基保护反应:将青霉素V亚砜酸7.5g加入到500ml四口瓶中,依次将60ml丙酮,3.1ml三乙胺、4.6g对硝基溴代苄加入到该四口瓶中,加热回流3小时,加入120ml水,搅拌20分钟,过滤,滤质用1∶1丙酮水洗三次,每次用量20ml,再用20ml水洗一次,20ml 1∶1丙酮水洗一次,过滤,50℃真空干燥至恒重,得9.36g青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯,摩尔收率为91.2%,熔点170-171℃。
开环扩环反应:将青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯10g、氧化钙11.2g、N-氯代琥珀酰亚胺3.45g,加入到1000ml四口瓶中,加入600ml甲苯,加热搅拌回流反应1.5小时,降温至10℃,过滤,滤液降温至0-5℃,将冷甲苯25ml、乙醚2.5ml、四氯化锡5ml搅拌2分钟后,搅拌下加入到滤液中,反应液呈粉红色。0-5℃反应3小时,室温放置4小时后,过滤,滤质依次用50ml甲苯、50ml正己烷两次淋洗,之后在0-5℃将100ml甲醇加入到该滤质中,搅拌反应3小时,析出白色结晶,过滤反应液,用40ml甲醇淋洗两次,50℃真空干燥至恒重,得对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物7.1g,摩尔收率为71.3%。
以上三个反应步骤的总摩尔收率为62.9%。
实施例4
在500ml四口瓶中,加入44.3ml浓度18%的过氧乙酸,降温至0-5℃,将38.8g青霉素V钾盐溶于250ml蒸馏水中,2小时内逐渐滴加入四口瓶,保持温度为0-5℃,继续反应3小时,升温至35℃,加入浓度10%硫酸溶液32ml,测PH值为1.5,降温至0℃,保持0.5小时,过滤,滤质用蒸馏水洗三次至中性,50℃真空干燥至恒重,得35.2g青霉素V亚砜酸,摩尔收率96.2%,熔点151-152℃,液相色谱分析纯度为98.6%。
羧基保护反应:将青霉素V亚砜酸7.5g加入到500ml四口瓶中,依次将60ml丙酮,3.0ml三乙胺、4.86g对硝基溴代苄加入到该四口瓶中,加热回流3小时,加入120ml水,搅拌20分钟,过滤,滤质用1∶1丙酮水洗三次,每次用量20ml,再用20ml水洗一次,20ml 1∶1丙酮水洗一次,过滤,50℃真空干燥至恒重,得9.52g青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯,摩尔收率为92.7%,熔点170-171℃。
开环扩环反应:将青霉素V钾亚砜对硝基苄基酯10g、氧化钙9.6g、N-氯代琥珀酰亚胺3.2g,加入到1000ml四口瓶中,加入600ml甲苯,加热搅拌回流反应1.5小时,降温至10℃,过滤,滤液降温至0-5℃,将冷甲苯50ml、乙醚5ml、四氯化锡10ml搅拌2分钟后,搅拌下加入到滤液中,反应液呈粉红色。0-5℃反应3小时,室温放置4小时后,过滤,滤质依次用50ml甲苯、50ml正己烷两次淋洗,之后在0-5℃将100ml甲醇加入到该滤质中,搅拌反应3小时,析出白色结晶,过滤反应液,用40ml甲醇淋洗两次,50℃真空干燥至恒重,得对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物7.3g,摩尔收率为73.3%。
以上三个反应步骤的总摩尔收率为65.4%。
Claims (1)
1.一种对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物制备方法,按以下步骤进行:
青霉素V钾盐 青霉素V亚砜酸
青霉素V亚砜对硝基苄基酯 对硝基苄基-7-苯氧乙酰胺-3-外亚甲基
-头孢-4-羧酸酯-1-氧化物
其中
步骤I制备青霉素V亚砜酸:在0-5℃,将青霉素V钾盐水溶液逐渐滴加入8-18%浓度的过氧乙酸中,过氧乙酸与青霉素V钾盐的摩尔比为1.05-1.2∶1,滴加结束后,继续反应2-5小时,升温至30-40℃,加稀硫酸调PH值至1-2,降至0-5℃静置0.5小时,过滤,水洗数次至中性,真空干燥,得青霉素V亚砜酸;
步骤II制备青霉素V亚砜对硝基苄基酯:将青霉素V亚砜酸加入到丙酮中,将三乙胺、对硝基溴代苄依次加入到该反应液中,三乙胺、对硝基溴代苄与青霉素V亚砜酸的摩尔比为1.0-1.2∶1.0-1.2∶1,加热回流3小时,加入一定量水,搅拌20分钟,过滤,滤质用1∶1丙酮水洗三次,再用水洗一次,1∶1丙酮水洗一次,过滤,真空干燥,得青霉素V亚砜对硝基苄基酯;
步骤III制备对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物:将青霉素V亚砜对硝基苄基酯、氧化钙、N-氯代琥珀酰亚胺加入到一定量甲苯中,青霉素V亚砜对硝基苄基酯、氧化钙、N-氯代琥珀酰亚胺摩尔比为1∶7-10∶1.05-1.3,加热搅拌回流反应1-3小时,降温至20℃以下,过滤,滤液降温至0-5℃,搅拌下加入四氯化锡乙醚络合物甲苯溶液,0-5℃反应2-6小时,室温放置数小时后,过滤,滤质依次用甲苯、正己烷淋洗,之后在0-5℃将甲醇加入到该滤质中,搅拌反应1-3小时,析出白色结晶,过滤反应液,用甲醇淋洗数次,真空干燥,得对硝基苄基-7-苯氧基乙酰胺-3-外亚甲基头孢-4-羧酸酯-1-β-氧化物。
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