CN102010432B

CN102010432B - 一种头孢地嗪钠化合物及其新方法

Info

Publication number: CN102010432B
Application number: CN2010105780798A
Authority: CN
Inventors: 陶灵刚
Original assignee: 陶灵刚
Current assignee: Hainan Lingkang Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: CN102010432A

Abstract

本发明提供了一种头孢地嗪钠化合物及其新方法，通过酸碱成盐反应，活性炭吸附和色谱柱吸附分离纯化达到精制纯化的目的，最终得到高纯度的头孢地嗪钠化合物，提高了制剂产品质量，减少了毒副作用，保障了在制备广谱抗菌活性药物用途中的安全，而且与现有技术相比，本方法工艺简便易行，成本低，收率高，产品纯度高，减少了毒副作用，适合于工业化生产。

Description

一种头孢地嗪钠化合物及其新方法

技术领域

本发明涉及一种头孢地嗪钠化合物及其新方法，属于医学技术领域。

背景技术

头孢地嗪钠(cefodizime disodium)，化学名为(6R，7R)-7-[(2-氨基-4-噻唑基)-(甲氧亚氨基)乙酰氨基]-3-[[(5-羧甲基-4-甲基-2-噻唑基)硫]甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸二钠盐，分子式C₂₀H₁₈N₆Na₂O₇S₄，结构式为：

头孢地嗪钠是Host公司和Rusell公司合作开发的第三代广谱半合成头孢菌素，已先后在日本、德国和美国的国家上市，头孢地嗪钠除具有广谱抗菌活性、长效作用外，还有其它第三代半合成头孢菌素所没有的免疫调节活性。这与头孢地嗪钠含有2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸(MMTA)这一独特取代基有关。临床主要用于链球菌属、肺炎球菌等敏感菌所致的肺炎、支气管炎、咽喉炎、扁桃体炎、肾盂肾炎、尿路感染、淋菌性尿道炎、胆囊炎、胆管炎、妇科感染、败血症及中耳炎。

目前头孢地嗪钠的制备路线主要有两条：(1)头孢噻肟酸(或钠)与2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸(MMTA)在碱性条件下缩合，生成头孢地嗪酸，然后成钠盐，为头孢地嗪钠；(2)7-ACA与MMTA在碱性条件下缩合，生成7-氨基-3-(5-羧甲基-4-甲基-1，3-噻唑-2-巯甲基)头孢-2-烯-2-羧酸(TACS)，TASC与2-顺-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸的对甲苯磺酸酐反应。制备路线(2)中，虽然氨基和羧基用保护基团保护，有利于避免副反应的发生，但最终脱去价格昂贵的保护基，增加了操作程序及生产成本，操作复杂。

美国专利US5126445中公开了将头孢地嗪酸混悬于水中，滴加三乙胺溶解，向澄清溶液中滴加异辛酸钠溶液析出头孢地嗪钠，所得产品颜色较深，需要进行精制，影响产品质量；美国专利US4590267公开了将头孢地嗪酸用碳酸氢钠溶解，滴加醇析出头孢地嗪钠，碳酸氢钠溶解时间较长，而且所得产品中易包含未溶解的碳酸氢钠，影响了产品质量。

中国专利CN101239985A公开了将7-氨基头孢烷酸与2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸在有机溶剂如乙腈、乙醚、二氯甲烷或氯乙酸乙酯和酸性催化剂如三氟化硼气体或三氟化硼络合物条件下反应，生成化合物再和2-顺-甲氧亚氨基-2-(2-氨基噻唑-4-基)乙酸-1-羟基苯并三氮唑活性酯在二氯甲烷和甲醇、乙醇或异丙醇的混合体系中加入有机碱如三乙胺、乙二胺、叔丁胺、N，N-二甲基苯胺、N-甲基吗啉、吡啶或甲基吡啶反应，生成头孢地嗪酸；头孢地嗪酸再加入到二氯甲烷/水、四氯化碳/水、乙酸乙酯/水、甲苯/水体系中，再加入异辛酸钠或甲醇钠或醋酸钠等有机成盐剂，生成头孢地嗪钠。该方法中用到大量的有机溶剂，而且回收率较低，成本较高，操作步骤多而复杂，而且终产品纯度较低。

中国专利CN101486720A公开了一种头孢地嗪钠化合物及其合成方法，所述方法包括由头孢地嗪酸与乙酸钠反应得到头孢地嗪钠步骤。本发明方法还包括由头孢噻肟酸和2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸在六氢吡啶水溶液中反应生成头孢地嗪酸的步骤。

在2005年的中国抗生素杂志发表了题为“头孢地嗪钠的合成研究”一文，该反应首先将7-氨基头孢烷酸(7-ACA)与2-(2-氨基噻唑-4-基)-(顺式)-2-甲氧亚胺乙酰硫代苯并噻唑活性酯在二氯甲烷于5℃反应4h生成头孢噻肟酸，然后在水-丙酮溶液中碳酸钠存在下与2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸在55-60℃反应4h，生成头孢地嗪酸，最后2与异辛酸钠丙酮溶液在低温反应成盐得到头孢地嗪钠。在该方法中，还对制备得到的头孢地嗪钠进行了精制，精制方法如下：盛有去离子水的单口瓶中加入头孢地嗪钠粗品，搅拌溶解，加入活性炭脱色，过滤取除活性炭，向滤液中边搅拌边滴加丙酮，析出白色晶体，养晶，过滤，丙酮洗涤滤饼，真空干燥得到白色的结晶粉末。然而，本发明人应用该方法实验时根本无法获得所述的95％收率和99.5％纯度。

头孢地嗪钠的合成工艺的新方法，虽可以简化工艺，但在纯度方面仍未有突破，对临床药效产生了很大的影响。为了确保人体用药安全，国家药典规定，对于头孢地嗪钠，其有关物质照高效液相色谱法(中国药典2000年版二部附录VD)测定，与对照溶液主峰面积比较，最大单个杂质不得过1.0％，总杂质量不得过1.5％。溶液的澄清度不得浓于1号浊度标准液，颜色不得深于黄色或黄绿色9号标准比色液。

在头孢类抗生素存放不当或存放时间过长，导致药物活性成分含量降低，色泽加强，有关物质含量升高。还有，在某些情况下，由于生产工艺控制不当，导致药物纯度不符合要求。有必要进一步进行纯化，得到高品质的、纯度高的头孢类抗生素。实际上，本领域具有一般经验的技术人员清楚地知道在获得高纯度化合物方面面临的种种困难，所有这些绝非现有一般分离纯化的理论就可以预期解决的，需要克服许多难题。

因此本发明的目的在于提供一种高纯度的头孢地嗪钠化合物及其精制方法以满足需要。上述头孢类抗生素或从市面上回收来的头孢制剂，均可以采用本发明的方法，进行精制。

发明内容

申请人在大量现有文献的基础上，通过大量筛选的实验，发现上述文献以及一般的纯化分离方法例如结晶等方法难于获得高纯度高产率的化合物，而各种分离纯化方法以及多种条件参数又存在多种多样组合的可能性和不可预测性。本发明人经过长期认真的研究，令人惊奇地发现，经过组合应用特定的方法并优化参数后可以提供高纯度高产率的头孢地嗪钠化合物，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供一种头孢地嗪钠化合物及其精制方法，通过酸碱成盐反应，活性炭吸附和色谱柱吸附分离纯化达到精制纯化的目的，最终得到高纯度的头孢地嗪钠化合物，优化了制剂产品质量，减少了毒副作用，保障了临床用药的安全。

本申请人经过长期认真的大量研究，筛选了酸碱、有机溶剂、色谱条件、反应温度、时间和pH值范围等各项考察点，最终得到最优化的工艺。

在本发明的一个方面，药物的分离和纯化方法包括吸附方法，如使用活性炭。不幸的是，除了去除颜色和其它不需要的物质外，活性炭还不可逆地吸附所感兴趣的药物，这导致产率明显降低。本发明证实活性炭适宜的使用量为溶液总体积的0.05-4％(g/ml)，优选为0.1-2％(g/ml)，特别优选为0.2-0.4％(g/ml)。

在本发明的一个方面，色谱柱的直径为约0.1至约200cm，优选为至少5cm。色谱柱长度范围优选为约10厘米至约100厘米，更优选长度范围为约20厘米至约30厘米，最优选的长度为25厘米。

一般而言，分离纯化过程中，色谱柱填料可以为硅胶、氧化铝或大孔树脂等，所用硅胶的粒径可为45-250μm、孔径为

的细孔硅胶；所用氧化铝可为中性氧化铝，所用中性氧化铝可以为100～200目或200～300目；所用的大孔树脂型号可为H103、H107、X5、AB-8、NKA-II、NKA-9，本发明人发现应用大孔树脂对产品的纯度并没有明显改善而硅胶和中性氧化铝不仅可以充分吸附上柱物中的成分杂质及其它色素，还对本品纯化有着独到的效果，而且成本相对较低，操作较简易。

在本发明的一个方面，本发明固定相填料优选为硅胶或氧化铝柱。所用硅胶的粒径为45-250μm、孔径为的细孔硅胶；优选为粒径75-150μm、孔径为的细孔硅胶；所用氧化铝最优选为中性氧化铝，所用中性氧化铝可以为100～200目或200～300目。

本发明人在上述基础上进行大量的优化实验，筛选得到了适宜的流动相，因此在本发明的一个方面，优选地，上述精制方法中所述的色谱柱纯化条件为：色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值9-11的碱溶液的混合溶液，固定相填料选自硅胶或氧化铝，流速3.3-4.5ml/min，柱温25-35℃。

在本发明的一个方面，作为优选，每次纯化药物的质量与色谱柱填料的质量之比为1∶10-200，优选质量比为1∶15-100。流动相的用量只要满足将药物基本上完全洗脱即可，洗脱后的流分分段收集，不同段的流分中药物的含量不同，为了获得高纯度的药物(纯度大于99.5％)，需将药物含量大于85％的流分合并，优选将药物含量大于90％的流分合并。优选地，含量大于90％的流分基本上连续流出。

在本发明的一个实施方案中，本发明解决的技术方案如下：

一种式(I)所示结构的头孢地嗪钠化合物的精制方法，

包括如下步骤：

(1)将头孢地嗪钠粗品溶于水中，然后缓慢加入酸，搅拌反应至溶液的pH为2-4，静置1-4h，产生头孢地嗪酸沉淀，抽滤得到头孢地嗪酸固体；

(2)将步骤(1)得到的头孢地嗪酸溶于3-8倍量的溶剂中，加入溶液总体积0.2-0.8％(g/ml)的活性炭，40-50℃搅拌20-30min，过滤脱碳，收集滤液；

(3)将步骤(2)得到的滤液减压浓缩，利用色谱柱分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值9-11的碱溶液的混合溶液，固定相填料选自硅胶或氧化铝，流速3.3-4.5ml/min，柱温25-35℃，分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠。

在本发明的一个方面，上述所述的头孢地嗪钠的精制方法，所用的酸可选自盐酸、磷酸、乙酸、草酸、柠檬酸或乙二酸中的一种，优选为0.3mol/L的磷酸。所述的酸的加入方式，优选采用在搅拌下滴加的方式。

在本发明的一个方面，上述所述的头孢地嗪钠的精制方法，所用的溶剂可选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、异丙醇、二氯甲烷和三氯甲烷中的一种或几种，优选为甲醇。

在本发明的一个方面，上述所述的头孢地嗪钠的精制方法，所用的碱包括无机碱或有机碱，其中所述的无机碱包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、乙酸钠、异辛酸钠或氨水等；所述的有机碱包括三乙胺或正丁胺等，优选为碳酸氢钠。所述的碱的加入方式，优选采用在搅拌下滴加的方式。

在本发明的一个方面，提供了本发明精制方法制得的头孢地嗪钠在制备广谱抗菌活性药物中的用途。

作为本发明一优选实施方案，其中步骤(1)中搅拌反应至溶液的pH值为2.0-2.5。

作为本发明一优选实施方案，其中步骤(2)加入溶剂总体积0.2-0.4％(g/ml)的活性炭，搅拌吸附20-30min。

作为本发明一优选实施方案，其中步骤(3)中碱溶液的pH为9.5-10.5。

本发明提供的头孢地嗪钠化合物的精制方法，通过酸碱反应、活性炭吸附和制备色谱分离纯化，大大提高了头孢地嗪钠的纯度和含量，优化了制剂的产品质量，减少了毒副作用，保障了临床用药的安全，而且与现有技术相比，本方法工艺简便易行，反应条件温和，成本低，收率高，产品纯度高，适合于工业化生产。

有文献报道了一些大孔树脂为填充剂的层析柱或离子树脂交换柱的纯化方法，大孔树脂刚性不强、易破碎以及致孔剂等合成原料或溶剂去除不净而残留，易流入药液造成二次污染，对其预处理、再生纯化工艺缺乏规范性指标，使用离子树脂交换柱则是成本太高，还需要柱子的再生活化，较为复杂，而且会引入大量的钠离子，纯度并没有明显改善。本发明人发现本发明的硅胶或氧化铝柱方法显著优于这些纯化方法。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步解释或说明本发明内容，但实施例不应被理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1 头孢地嗪钠的精制

(1)将100g纯度为96.7％的头孢地嗪钠粗品溶于1000ml水中，然后缓慢滴加入0.3mol/L的磷酸，搅拌反应至溶液的pH为2.0，静置2h，产生头孢地嗪酸沉淀，抽滤得到头孢地嗪酸88.1g；

(2)将上步得到的88.1g头孢地嗪酸溶解于260g甲醇中，加入0.52g活性炭，保温50℃搅拌20min，过滤脱碳，收集滤液；

(3)将上步得到的滤液减压浓缩，利用制备色谱柱进行分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值9.5的碳酸氢钠溶液的混合溶液，固定相填料选自硅胶，流速为3.3ml/min，柱温35℃；分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠92.3g，纯度99.7％，收率为95.2％。

实施例2 头孢地嗪钠的精制

(1)将100g纯度为96.7％的头孢地嗪钠粗品溶于1000ml水中，然后缓慢加入0.1mol/L的盐酸，搅拌反应至溶液的pH为2.5，静置1h，产生头孢地嗪酸沉淀，抽滤得到头孢地嗪酸88.9g；

(2)将上步得到的88.9g头孢地嗪酸溶解于690g乙腈中，加入2.8g活性炭，保温40℃搅拌30min，过滤脱碳，收集滤液；

(3)将上步得到的滤液减压浓缩，利用制备色谱柱进行分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值10.5氢氧化钠溶液的混合溶液，固定相填料选自氧化铝，流速为4.5ml/min，柱温25℃；分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠91.9g，纯度99.8％，收率为94.8％。

实施例3 头孢地嗪钠的精制

(1)将100g纯度为96.7％的头孢地嗪钠粗品溶于1000ml水中，然后缓慢加入1.0mol/L的乙酸，搅拌反应至溶液的pH为3.0，产生头孢地嗪酸沉淀，抽滤得到头孢地嗪酸89.3g；

(2)将上步得到的89.3g头孢地嗪酸溶解于450g三氯甲烷中，加入1.8g活性炭，保温50℃搅拌20min，过滤脱碳，收集滤液；

(3)将上步得到的滤液减压浓缩，利用制备色谱柱进行分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值11的氢氧化钠溶液的混合溶液，固定相填料选自硅胶，流速为4.0ml/min，柱温35℃；分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠92.5g，纯度99.8％，收率为95.5％。

实施例4 结构确证

1、元素分析

理论值：C：38.22％；H：2.87％；N：13.38％；O：17.83％；S：20.38％；Na：7.32％

实测值：C：38.28％；H：2.81％；N：13.34％；O：17.93％；S：20.35％；Na：7.39％

2、核磁波谱解析

¹H-NMR(CD₃SOCD₃)：δ9.5(d，1H，NH)，7.15(brs，2H，NH₂)，6.7(s，1H，噻唑环C₅-H)，5.57(dd，1H，C₇-H)，5.1(d，1H，C₆-H)，4.25(2H，AB，C₃-CH₂)，3.85(s，3H，NOCH₃)，3.75(s，2H，CH₂)，3.6(2H，AB，C₂-CH₂)，2.2(s，3H，CH)。

下面列举现有技术类似方法或本发明筛选过程的部分对比实施例，以说明本发明的技术效果。

对比例1 头孢地嗪钠的精制(pH值范围不同)

(1)将100g纯度为96.7％的头孢地嗪钠粗品溶于1000ml水中，然后缓慢滴加入0.3mol/L的磷酸，搅拌反应至溶液的pH为1.2，静置2h，产生头孢地嗪酸沉淀，抽滤得到头孢地嗪酸87.4g；

(2)将上步得到的87.4g头孢地嗪酸溶解于260g甲醇中，加入0.52g活性炭，保温50℃搅拌20min，过滤脱碳，收集滤液；

(3)将上步得到的滤液减压浓缩，利用制备色谱柱进行分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值9.5的碳酸氢钠溶液的混合溶液，固定相填料选自硅胶，流速为3.3ml/min，柱温35℃；分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠91.0g，纯度97.9％，收率为92.1％。

对比例2 头孢地嗪钠的精制(pH值范围的不同)

(1)将100g纯度为96.7％的头孢地嗪钠粗品溶于1000ml水中，然后缓慢加入0.1mol/L的盐酸，搅拌反应至溶液的pH为4.6，静置1h，产生头孢地嗪酸沉淀，抽滤得到头孢地嗪酸88.3g；

(2)将上步得到的88.3g头孢地嗪酸溶解于690g乙腈中，加入2.8g活性炭，保温40℃搅拌30min，过滤脱碳，收集滤液；

(3)将上步得到的滤液减压浓缩，利用制备色谱柱进行分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值10.5氢氧化钠溶液的混合溶液，固定相填料选自氧化铝，流速为4.5ml/min，柱温25℃；分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠91.1g，纯度97.5％，收率为91.9％。

对比例3 头孢地嗪钠的精制(不用色谱柱)

(3)将上步得到的滤液和pH值11的氢氧化钠溶液的混合反应，析出固体，过滤，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠90.5g，纯度97.7％，收率为91.4％。对比例4头孢地嗪钠的精制(使用AB-8大孔树脂色谱柱)

(3)将上步得到的滤液减压浓缩，利用制备色谱柱进行分离纯化，其中色谱柱使用的流动相为体积比为3∶1的乙腈和pH值9.5的碳酸氢钠溶液的混合溶液，固定相填料选自AB-8，流速为3.3ml/min，柱温35℃；分段收集流分，合并含量大于90％的流分，减压干燥，得到精制的头孢地嗪钠90.3g，纯度97.9％，收率为91.4％。

上述实施例和对比例从不同方面充分说明了本发明特定组合方法的优越性，尤其是包括硅胶和氧化铝柱的色谱条件和优化的参数，带来了意想不到的效果，是理论上无法合理预期的。不受理论限制，可能是各种纯化方法对药物中不同杂质的除去效果不同，本发明提供的精制方法具有实质的特点和显著的进步，取得的意想不到的技术效果，获得了高产率高纯度的产品。

本发明的上述描述旨在用作说明，而不是限制。对本领域技术人来说，可以进行本文所述实施方案中的多种变化或修改。在没有脱离本发明的范围或精神内可以得到这些变化。本申请所引用的各个参考文献，在此全文引入作为参考。

Claims

1.一种式(I)所示结构的头孢地嗪钠化合物的精制方法，包括如下步骤：

(2)将步骤(1)得到的头孢地嗪酸溶于3-8倍量的溶剂中，加入溶液总体积0.2-0.8％g/ml的活性炭，40-50℃搅拌20-30min，过滤脱碳，收集滤液；

2.如权利要求1所述的头孢地嗪钠化合物的精制方法，其特征在于所用的酸选自盐酸、磷酸、乙酸、草酸、柠檬酸或乙二酸中的一种。

3.如权利要求1所述的头孢地嗪钠化合物的精制方法，其特征在于所用的溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、异丙醇、二氯甲烷和三氯甲烷中的一种或几种。

4.如权利要求1-3任一所述的头孢地嗪钠的精制方法，其特征在于步骤(1)中搅拌反应至溶液的pH值为2.0-2.5。

5.如权利要求1-3任一所述的头孢地嗪钠的精制方法，其特征在于步骤(2)加入溶剂总体积0.2-0.4％g/ml的活性炭，搅拌吸附20-30min。

6.如权利要求1-3任一所述的头孢地嗪钠的精制方法，其特征在于步骤(3)中碱溶液的pH为9.5-10.5，所述的碱为无机碱或有机碱，其中无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、乙酸钠、异辛酸钠或氨水；有机碱选自三乙胺或正丁胺。

7.如权利要求1-3任一所述的头孢地嗪钠的精制方法，制得的头孢地嗪钠的纯度均在99.7％以上。