CN102952149B - 一种氟氧头孢中间体的一锅合成法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟氧头孢中间体的一锅合成法。现有方法中,大多存在反应步骤多且后处理复杂、产物中有金属残留的问题。本发明以7α-甲氧基-7β-酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯为起始原料,在有机溶剂中依次通过氯代、醇解、水解、酰化和取代五个步骤一锅法合成氟氧头孢中间体。本发明反应条件温和,产品的总产率与纯度高,侧链上基团均无须保护,减少了反应步数,避免了脱保护反应中金属杂质的引入。
Description
技术领域
本发明涉及医药中间体的制备,具体地说是一种氟氧头孢中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯的一锅合成法。
背景技术
从中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯出发,通过脱除酯基保护基可合成抗生素氟氧头孢。氟氧头孢是日本盐野义制药株式会社开发的氧头孢烯类抗生素,其抗菌谱广,对β-内酰胺酶有较好的稳定性,几乎不产生耐药性,且肾毒性很低。
目前抗生素氟氧头孢主要有以下几种合成方法:
(1)专利文献US4532233中公开了由发酵法制备的化合物(VI)酰胺化得到化合物(V Ⅱ),进一步硫醚化得到氟氧头孢的二苯甲醇酯化合物(V III),最后用TiCl4或AlCl3脱保护得到氟氧头孢,该方法收率为38-80%,反应中使用的溶剂种类多,且部分溶剂不易完全除去,脱保护使用金属氯化物造成反应后处理复杂,还会导致产物中有金属残留。
(2)非专利文献The Journal ofAntibiotics(1985年4月,P466-476)报道了由化合物(IX)连接四氮唑侧链,并用4-甲基苄氧羰基保护侧链的羟基,再脱除苯甲酰基保护基后与(二氟甲基巯基)乙酰氯反应得到4-甲基苄氧羰基保护的氟氧头孢二苯甲醇酯(X),最后用SnCl4脱保护得到氟氧头孢的合成路线。该路线步骤多,保护基氯甲酸酯毒性大,SnCl4脱保护的后处理复杂且有金属残留。
(3)专利文献WO2007105253中公开了由7-氨基-3-氯甲基-氧头孢烯中间体(XI)起始,先在7位生成硫亚胺,然后与四氮唑侧链连接,最后用甲醇作为甲氧基化试剂在三苯基膦存在下反应得到7α-甲氧基-7β-氨基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯化合物(X Ⅱ)。尽管该方法的立体选择性高,但用到了烷基硫氯试剂,易生成有毒且污染环境的硫醇,不易处理,原子经济性也不够高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种反应路线短、副反应少、收率高、无金属残留、对环境友好、反应条件温和易控且适合规模化生产的氟氧头孢中间体的合成方法。
为此,本发明采用的技术方案如下:一种氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,在氮气保护下,以7α-甲氧基-7β-酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅱ)为原料,在有机溶剂中依次通过氯代、醇解、水解、酰化和取代五个步骤一锅法合成氟氧头孢中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯(I),所述通式(Ⅱ)、(I)的结构式如下:
,式中R为羧基保护基,表示叔丁基、在苯环上有取代基的苄基或在苯环上有取代基的二苯甲基,优选为叔丁基、苄基、对甲氧基苄基、二苯甲基、3,4,5-三甲氧基苄基、3,5-二甲氧基-4-羟基苄基、2,4,6-三甲基苄基、胡椒基、二甲苯基甲基,更优选为对甲氧基苄基、二苯甲基;R1为酰基残基,表示苯基或苯甲基。
上述反应的合成路线如下:
上述氟氧头孢中间体的一锅合成法,其具体步骤如下:
1)氮气保护下,7α-甲氧基-7β-酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅱ)在有机溶剂及有机碱存在下与五氯化磷进行氯代反应,得到7α-甲氧基-7β-氯亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯;该7α-甲氧基-7β-氯亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯在甲醇存在下发生醇解得到7α-甲氧基-7β-甲氧亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯的溶液;所述7α-甲氧基-7β-甲氧亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯的溶液加入碱的水溶液,发生亚胺酸酯的水解,得到7α-甲氧基-7β-氨基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅲ)的溶液;
2)氮气保护下,分去水层后的7α-甲氧基-7β-氨基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅲ)的溶液不分离,再次加入有机碱,滴加二氟甲基巯基乙酰氯,反应后得到酰化的7α-甲氧基-7β-二氟甲基巯基乙酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯化合物(IV),该化合物(IV)不分离,在季铵盐相转移催化剂存在下与1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚盐(V)的水溶液反应得到中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯。
该一锅法制备的反应历程如下:
所述的有机碱(base1)为三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三丁基胺、二乙胺、二异丙胺、二异丙基乙胺、吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、4-二甲氨基吡啶、喹啉、哌啶、N-甲基哌啶、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、三亚乙基二胺中的任一种或多种组合,优选为哌啶、三亚乙基二胺,相对于化合物(Ⅱ)为2.0~5.5摩尔当量,优选2.5-4.0摩尔当量。
所述的碱(base2)为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、乙酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾,优选为碳酸钠、碳酸氢钠,其水溶液质量分数为3-18%,优选为6-15%,相对于化合物(Ⅱ)为8-35摩尔当量。
由通式(Ⅱ)化合物到通式(ⅡI)化合物的反应在有机溶剂中进行,可以使用不影响反应且与水不互溶的二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、四氯化碳等卤代烃类,乙醚、丙醚、异丙醚、丁醚等醚类,苯、甲苯、二甲苯等取代或未取代的芳香烃类,甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等低级羧酸的低级烷基酯类。上述有机溶剂可以单独使用,也可以2种以上混合使用。优选的溶剂是以二氯甲烷、氯仿或1,2-二氯乙烷为主溶剂的混合溶剂。溶剂用量为相对于通式(Ⅱ)的化合物重量(以克计)的6~15倍(以毫升计),优选的溶剂用量为相对于通式(Ⅱ)的化合物重量(以克计)的8~12倍(以毫升计)。
通式(Ⅱ)化合物的氯代反应温度通常在-45~20℃,优选-15~10℃;五氯化磷的用量相对于通式(Ⅱ)化合物为1.9~2.5摩尔当量;反应时间取决于反应温度,五氯化磷用量及反应物浓度,通常为1.5~6.0小时,优选3~5小时;醇解反应中甲醇用量相对于通式(Ⅱ)化合物为20~350摩尔当量;反应温度取决于反应温度和甲醇用量,通常在-45~30℃,优选-10~20℃;反应时间2.0~4.0小时;水解反应中反应温度通常在-15~30℃,优选10~25℃;反应时间取决于反应温度和base2浓度,通常为20~90分钟,优选30~60分钟。
由通式(ⅡI)化合物到通式(IV)化合物的反应在前步有机溶剂中进行,使用的二氟甲基巯基乙酰氯用量相对于通式(Ⅱ)化合物为0.9~2.2摩尔当量;base1用量相对于通式(Ⅱ)化合物为1.2~2.4摩尔当量;反应温度通常为-30~30℃,优选-15~20℃;反应时间0.5~2.0小时。反应结束后加入有机相1/3体积的水,直接升温至5~50℃,优选30~40℃;加入季铵盐型相转移催化剂,用量相对于通式(Ⅱ)化合物为0.05~0.30摩尔当量,优选0.08~0.22摩尔当量;滴加通式(V)化合物的水溶液,水溶液体积相对于有机相体积为0.6~1.0倍,通式(V)化合物的用量相对于通式(Ⅱ)化合物为0.9~1.6摩尔当量;反应时间主要取决于反应温度,通常为20~90分钟。反应完成后,分去水层,分别用水和饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥后,真空除去溶剂得到氟氧头孢中间体粗品。在有机溶剂中重结晶得到白色粉末状固体,干燥后总产率36.7~68.6%,纯度95.0~99.4%。
重结晶溶剂可以使用正戊烷、正己烷、环己烷、石油醚等非极性长链或环状烷烃,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等卤代烃类,乙醚、丙醚、异丙醚等醚类,甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等低级羧酸的低级烷基酯类和甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等醇类溶剂。上述溶剂可以2种混合使用,也可以3种以上混合使用。优选的溶剂是以长链或环状烷烃等非极性溶剂如正己烷、环己烷和石油醚与卤代烃、醚类、酯类和醇类等极性溶剂如丙醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯和异丙醇组成的混合溶剂。溶剂用量为相对于通式(Ⅱ)的化合物重量(以克计)的3~10倍(以毫升计),优选的溶剂用量为相对于通式(Ⅱ)的化合物重量(以克计)的5~8倍(以毫升计)。
本发明具有以下优点:反应路线短,过程中四氮唑侧链上羟基无需保护,减少了反应步数,避免了脱保护反应中金属杂质的引入,操作简单,降低了生产成本且绿色环保;反应条件温和易控,收率高,多步反应采用一锅法后,溶剂用量少,设备投资省,效率高,后处理容易,得到高纯度的中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限制。
实施例1:氟氧头孢酸对甲氧基苄酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯甲酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸对甲氧基苄酯(16.50g,33.9mmol),加入180mL二氯甲烷,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-5℃,分三次加入哌啶(9.96g,118.6mmol)。五氯化磷(14.14g,67.8mmol)分两次加入反应液,保温反应3.5小时后,升温至0℃,45分钟内滴加136mL甲醇,0℃搅拌2.5小时。反应液升温至10℃,滴加14%碳酸钠的水溶液280mL,搅拌反应40分钟。静置分层后分出有机相,用300mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入哌啶(3.70g,44.1mmol),降温到-5℃。氮气保护下,30分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(5.72g,35.6mmol),搅拌反应1小时后加入30mL水,升温至40℃。加入苄基三甲基氯化铵(0.63g,3.4mmol),保持40℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钠(7.99g,47.5mmol)的水溶液70mL,30分钟内滴加完毕,继续搅拌70分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后,减压除去溶剂,抽干,粉碎,得到氟氧头孢对甲氧基苄酯粗品11.39g,产率54.5%。70mL乙酸乙酯/异丙醚(3:1)中重结晶后得到白色至微黄色固体粉末11.01g,干燥后产率52.7%,纯度98.6%。
实施例2:氟氧头孢酸对甲氧基苄酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯乙酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸对甲氧基苄酯(20.04g,40.0mmol),加入三氯甲烷180mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-15℃,一次性加入三乙胺(11.31g,112.0mmol)。五氯化磷(17.49g,84.0mmol)分三次加入反应液,保温反应2小时后,升温至-10℃,30分钟内滴加98mL甲醇,-5℃下搅拌4小时。反应液温度升高至15℃,滴加10%醋酸钠的水溶液360mL,搅拌反应40分钟。静置分层后分出有机相,用350mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入三乙胺(4.85g,48.0mmol),降温到-15℃。氮气保护下,25分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(7.39g,46.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入30mL水,升温至35℃。加入四乙基氯化铵(0.86g,5.2mmol),保持35℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钾(10.32g,56.0mmol)的水溶液70mL,35分钟内滴加完毕,继续搅拌50分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢对甲氧基苄酯粗品14.55g,产率59.0%。100mL正己烷/乙酸乙酯(2:1)中重结晶后得到微黄固体粉末14.08g,干燥后产率57.1%,纯度97.5%。
实施例3:氟氧头孢酸二苯甲酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯乙酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸二苯甲酯(21.88g,40.0mmol),加入1,2-二氯乙烷200mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-10℃,一次性加入2-甲基吡啶(13.04g,140.0mmol)。五氯化磷(20.02g,96.0mmol)分四次加入反应液,保温反应2小时后,升温至0℃,50分钟内滴加177mL甲醇,5℃下搅拌2小时。反应液温度保持5℃,滴加8%碳酸氢钠的水溶液480mL,搅拌反应30分钟。静置分层后分出有机相,用300mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入2-甲基吡啶(5.59g,60.0mmol),降温到-15℃。氮气保护下,30分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(8.03g,50.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入40mL水,升温至25℃。加入四丁基氯化铵(1.33g,4.8mmol),保持25℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钾(8.84g,48.0mmol)的水溶液75mL,20分钟内滴加完毕,继续搅拌90分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢二苯甲酯粗品18.32g,产率69.1%。100mL正戊烷/乙醇(4:1)中重结晶后得到白色固体粉末17.47g,干燥后产率65.9%,纯度99.1%。
实施例4:氟氧头孢酸二苯甲酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯甲酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸二苯甲酯(21.32g,40.0mmol),加入乙酸乙酯220mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-5℃,一次性加入吡啶(11.69g,148.0mmol)。五氯化磷(18.33g,88.0mmol)分三次加入反应液,保温反应2小时后,升温至0℃,40分钟内滴加131mL甲醇,0℃下搅拌2小时。反应液温度升至15℃,滴加15%碳酸钾的水溶液390mL,搅拌反应25分钟。静置分层后分出有机相,用400mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入吡啶(6.32g,80.0mmol),降温到-10℃。氮气保护下,40分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(9.63g,60.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入50mL水,升温至5℃。加入四乙基溴化铵(1.68g,8.0mmol),保持5℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钠(8.74g,52.0mmol)的水溶液80mL,30分钟内滴加完毕,继续搅拌140分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢二苯甲酯粗品18.50g,产率69.8%。100mL乙醇中重结晶后得到白色固体粉末17.28g,干燥后产率65.2%,纯度99.3%。
实施例5:氟氧头孢酸苄酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯甲酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸苄酯(18.28g,40.0mmol),加入二氯甲烷160mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-10℃,一次性加入三亚乙基二胺(9.42g,84.0mmol)。五氯化磷(16.66g,80.0mmol)分两次加入反应液,保温反应2.5小时后,升温至15℃,40分钟内滴加122mL甲醇,15℃下搅拌1.5小时。反应液温度保持15℃,滴加6%氢氧化钠的水溶液250mL,搅拌反应20分钟。静置分层后分出有机相,用250mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入三亚乙基二胺(3.14g,28.0mmol),降温到0℃。氮气保护下,25分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(7.71g,48.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入25mL水,升温至30℃。加入四丁基溴化铵(1.03g,3.2mmol),保持30℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钠(7.40g,44.0mmol)的水溶液50mL,20分钟内滴加完毕,继续搅拌55分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢苄酯粗品14.85g,产率63.3%。100mL异丙醇中重结晶后得到白色固体粉末14.13g,干燥后产率60.2%,纯度98.9%。
实施例6:氟氧头孢酸二甲苯甲基酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯甲酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸二甲苯甲基酯(22.44g,40.0mmol),加入四氯化碳240mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到0℃,一次性加入N-甲基哌啶(12.94g,132.0mmol)。五氯化磷(19.16g,92.0mmol)分四次加入反应液,保温反应2小时后,升温至5℃,60分钟内滴加147mL甲醇,10℃下搅拌2小时。反应液温度升至20℃,滴加9%碳酸氢钾的水溶液450mL,搅拌反应30分钟。静置分层后分出有机相,用450mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入N-甲基哌啶(6.66g,68.0mmol),降温到10℃。氮气保护下,30分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(8.99g,56.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入60mL水,升温至35℃。加入四甲基氯化铵(0.48g,4.4mmol),保持35℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钠(8.07g,48.0mmol)的水溶液70mL,20分钟内滴加完毕,继续搅拌50分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢二甲苯甲基酯粗品15.91g,产率57.6%。100mL正己烷/异丙醇(5:1)中重结晶后得到白色固体粉末15.42g,干燥后产率55.8%,纯度99.2%。
实施例7:氟氧头孢酸叔丁酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯甲酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸叔丁酯(16.91g,40.0mmol),加入混合溶剂1,2-二氯乙烷/异丙醚(1:1)220mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到5℃,一次性加入三异丙胺(17.19g,120.0mmol)。五氯化磷(16.66g,80.0mmol)分两次加入反应液,保温反应2.5小时后,保持温度,40分钟内滴加131mL甲醇,5℃下搅拌2.5小时。反应液温度保持5℃,滴加14%碳酸钠的水溶液350mL,搅拌反应45分钟。静置分层后分出有机相,用350mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入三异丙胺(8.59g,60.0mmol),降温到-5℃。氮气保护下,30分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(8.35g,52.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入50mL水,升温至20℃。加入四丙基溴化铵(1.07g,4.0mmol),保持20℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钠(10.09g,60.0mmol)的水溶液65mL,25分钟内滴加完毕,继续搅拌75分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢叔丁酯粗品9.99g,产率45.2%。100mL环己烷/二氯甲烷(2:1)中重结晶后得到白色固体粉末8.71g,干燥后产率39.4%,纯度96.7%。
实施例8:氟氧头孢酸3,4,5-三甲氧基苄酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯乙酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸3,4,5-三甲氧基苄酯(22.44g,40.0mmol),加入三氯甲烷170mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-10℃,一次性加入2,6-二甲基吡啶(15.43g,144.0mmol)。五氯化磷(18.33g,88.0mmol)分三次加入反应液,保温反应2小时后,升温至0℃,55分钟内滴加196mL甲醇,0℃下搅拌2.5小时。反应液温度升至10℃,滴加8%碳酸氢钠的水溶液450mL,搅拌反应40分钟。静置分层后分出有机相,用450mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入2,6-二甲基吡啶(6.43g,60.0mmol),降温到0℃。氮气保护下,30分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(8.99g,56.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入30mL水,升温至30℃。加入苄基三丁基氯化铵(1.62g,5.2mmol),保持30℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钠(8.41g,50.0mmol)的水溶液55mL,20分钟内滴加完毕,继续搅拌60分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢3,4,5-三甲氧基苄酯粗品17.16g,产率63.4%。100mL正戊烷/甲醇(6:1)中重结晶后得到淡黄色固体粉末16.54g,干燥后产率61.1%,纯度99.0%。
实施例9:氟氧头孢酸2,4,6-三甲基苄酯的制备
在带有机械搅拌、低温温度计的1000mL三口瓶中,投入化合物7α-甲氧基-7β-苯甲酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯酸2,4,6-三甲基苄酯(19.96g,40.0mmol),加入苯220mL,搅拌溶解。氮气保护下,降温到-15℃,一次性加入二异丙基乙基胺(16.54g,128.0mmol)。五氯化磷(16.66g,80.0mmol)分两次加入反应液,保温反应3小时后,升温至-5℃,45分钟内滴加147mL甲醇,-5℃下搅拌3.5小时。反应液温度升至5℃,滴加5%氢氧化钾的水溶液300mL,搅拌反应25分钟。静置分层后分出有机相,用300mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤后,将该溶液浓缩至约一半体积,加入二异丙基乙基胺(8.27g,64.0mmol),保持温度5℃。氮气保护下,30分钟内滴加二氟甲基巯基乙酰氯(8.67g,54.0mmol),搅拌反应0.5小时后加入40mL水,升温至25℃。加入四丁基硫酸氢铵(2.04g,6.0mmol),保持25℃下滴加1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚钾(9.58g,52.0mmol)的水溶液70mL,25分钟内滴加完毕,继续搅拌80分钟后停止反应。溶液静置分层后分出有机相,饱和食盐水洗涤2次,无水硫酸镁干燥,过滤后减压除去溶剂,抽干,粉碎块状固体,得到氟氧头孢2,4,6-三甲基苄酯粗品15.62g,产率62.1%。100mL正己烷/三氯甲烷(2:1)中重结晶后得到白色微黄固体粉末15.19g,干燥后产率60.4%,纯度97.3%。
Claims (7)
1.一种氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,在氮气保护下,以7α-甲氧基-7β-酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅱ)为原料,在有机溶剂中依次通过氯代、醇解、水解、酰化和取代五个步骤一锅法合成氟氧头孢中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯(I),所述通式(Ⅱ)、(I)的结构式如下:
式中R为3,4,5-三甲氧基苄基、3,5-二甲氧基-4-羟基苄基、2,4,6-三甲基苄基、胡椒基或二甲苯基甲基;R1为酰基残基,表示苯基或苯甲基;
其具体步骤如下:
1)氮气保护下,7α-甲氧基-7β-酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅱ)在有机溶剂及有机碱存在下与五氯化磷进行氯代反应,得到7α-甲氧基-7β-氯亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯;该7α-甲氧基-7β-氯亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯在甲醇存在下发生醇解得到7α-甲氧基-7β-甲氧亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯的溶液;所述7α-甲氧基-7β-甲氧亚胺基-3-氯甲基-氧头孢烯的溶液加入碱的水溶液,发生亚胺酸酯的水解,得到7α-甲氧基-7β-氨基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅲ)的溶液;
2)氮气保护下,分去水层后的7α-甲氧基-7β-氨基-3-氯甲基-氧头孢烯(Ⅲ)的溶液不分离,再次加入有机碱,滴加二氟甲基巯基乙酰氯,反应后得到酰化的7α-甲氧基-7β-二氟甲基巯基乙酰胺基-3-氯甲基-氧头孢烯化合物(IV),该化合物(IV)不分离,在季铵盐相转移催化剂存在下与1-羟乙基-四氮唑-5-硫酚盐(V)的水溶液反应得到中间体7α-甲氧基-7β-(二氟甲基巯基)乙酰胺基-3-(1’-羟乙基-四氮唑巯基甲基)氧头孢烯;在有机溶剂中重结晶得到白色粉末状固体;
上述反应的合成路线如下:
其中,M为钠、钾离子,所述的base1指氯代反应中使用的有机碱,base2指水解反应中使用的碱;
所述的碱为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、乙酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的任一种或多种的组合,其水溶液质量分数为3-18%,用量相对于化合物(Ⅱ)为8-35摩尔当量。
2.根据权利要求1所述的氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,所述的有机碱为三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三丁基胺、二乙胺、二异丙胺、二异丙基乙胺、吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、4-二甲氨基吡啶、喹啉、哌啶、N-甲基哌啶、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、三亚乙基二胺中的任一种或多种的组合,氯代反应中有机碱的用量相对于化合物(Ⅱ)为2.0~5.5摩尔当量,酰化反应中有机碱的用量相对于化合物(Ⅱ)为1.2~2.4摩尔当量,甲醇的用量相对于化合物(Ⅱ)为20~350摩尔当量;二氟甲基巯基乙酰氯的用量相对于化合物(Ⅱ)为0.9~2.2摩尔当量;季铵盐相转移催化剂用量相对于化合物(Ⅱ)为0.05~0.30摩尔当量;化合物(V)的用量相对于化合物(Ⅱ)为0.9~1.6摩尔当量。
3.根据权利要求2所述的氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,氯代反应中有机碱的用量相对于化合物(Ⅱ)为2.5~4.0摩尔当量;甲醇的用量相对于化合物(Ⅱ)为50~100摩尔当量;所述的碱为碳酸钠或碳酸氢钠;二氟甲基巯基乙酰氯的用量相对于化合物(Ⅱ)为1.1~1.7摩尔当量;季铵盐相转移催化剂用量相对于化合物(Ⅱ)为0.08~0.22摩尔当量;碱的水溶液质量分数为6-15%。
4.根据权利要求1所述的氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,所述的季铵盐相转移催化剂为四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四丙基氯化铵、四丙基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四丁基硫酸氢铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三丁基氯化铵或苄基三丁基溴化铵。
5.根据权利要求1所述的氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,在所述的氯代反应中,所用的有机溶剂为不影响反应且与水不互溶的卤代烃类溶剂、醚类溶剂、芳香烃类溶剂、低级羧酸的低级烷基酯类溶剂中的任一种或多种的组合;
所述的卤代烃类溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷或四氯化碳,所述的醚类溶剂为乙醚、丙醚、异丙醚或丁醚,所述的芳香烃类溶剂为苯、甲苯或二甲苯,所述低级羧酸的低级烷基酯类溶剂为甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯或丙酸乙酯。
6.根据权利要求1所述的氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,氯代反应时的温度是-45~20℃,醇解反应时的温度是-45~30℃,水解反应时的温度是-15~30℃,酰化反应时的温度是-30~30℃,取代反应时的温度是5~50℃。
7.根据权利要求6所述的氟氧头孢中间体的一锅合成法,其特征在于,氯代反应时的温度是-15~10℃,醇解反应时的温度是-10~20℃,水解反应时的温度是10~25℃,酰化反应时的温度是-15~20℃,取代反应时的温度是30~40℃。
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