CN1032793A - 结晶态的β-内酰胺水合物 - Google Patents

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Abstract

新的7β-(2′-(R)-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨 基)-3-氯-3-(1-碳代去硫-头孢烯)-4-羧酸的结晶 态—水合物是一种有价值的抗生素，可将其水溶液调 节到pH值为2-6来制备。

Description

本发明是关于新的β-内酰胺抗生素的一水合物，更具体地说是新的1-碳代头孢菌素的结晶态一水合物形式。
式Ⅰ的β-内酰胺抗生素（其中星号表示R-绝对立体化学构型）是
Figure 881091405_IMG2
是一种强力的新的口服有效的抗生素。此抗生素例如已在美国专利No.4，335，211中叙及。为了简便起见，上述结构式的无水化合物以Lilly系列号LY163892表示。
本发明是关于LY163892的结晶态一水合物。LY163892的结晶态水合物是母体化合物的可用作药物的优良的水合物。此结晶态水合物在很宽的相对湿度范围（如约10%-70%）内，尤其是在生产中以及其后的含此化合物的最终产品的存放中所遇到的湿度范围（约30%）中是稳定的。相反，二、三和四水合物在此湿度范围内，或者失水，或者吸水，使之在药物制剂中不宜应用。此结晶性一水合物与其它水合物（如三水合物和四水合物）相比还具有良好的堆密度，这一点适用于胶囊，与其它水合物相比，这是很重要的优点。
本发明的LY163892结晶态一水合物具有下列的X-射线粉末衍射图谱：
表
d I/I1
18.79    .75
12.89    .40
9.30    .80
8.42    .05
7.75    .50
7.37    .15
6.46    .32
6.10    .03
5.86    .03
5.66    .10
5.15    .25
4.84    .45
4.70    .40
4.29    1.00
4.06    .35
3.89    .20
3.77    .28
3.69    .37
3.53    .13
3.49    .13
3.39    .11
3.24    .10
3.13    .05
3.05    .16
2.95    .03
2.90    .04
2.85    .06
2.77    .03
上述图谱是用波长λ＝1.5418
Figure 881091405_IMG3
的镍-过滤铜放射（Cu∶Ni）得到的。晶面间距到在“d”行中，相对强度而在“I/I1”行中。
式Ⅰ化合物可存在于两性离子的形式。显然，本发明包含此两性离子。
此结晶态的水合物是白色的微晶形的固体。
如上所讨论的和附图图1所进一步证实的，与二、三和四水合物相比，一水合物具有良好的稳定性。图1的数据是如下得到的：将新制备并称重的样品（各种水合物的含水量由标的卡-费氏（Karl    Fisher）分析法得到）放入湿度控制罐中，在室温下放置足够的时间（2-4天），以达到平衡。在适当的时候，从罐中取出样品，再称重。再称重样品的失重或增重都是由于失水或得水。每种水合物的样品中含水百分数对贮样罐中的相对湿度作曲线得图1。
本发明还提供了式（Ⅰ）所示化合物的结晶态一水合物的制备方法，包括将含有式（Ⅰ）所示化合物的水溶液的pH调到2-6。
该一水合物可由LY163892的无水物、各种乙醇溶剂化物、各种DMF溶剂化物（或各种DMF溶剂化物与水合物的混合物）来制备，或者从LY163892的二水合物来制备。（几种这类原料的合成在下面的试验部分讨论）。较好的原料是LY163892无水物，或者乙醇溶剂化物。
先将上述原料悬浮在水中，通常的步骤是加入最少量的酸（常用6N或更稀的盐酸）以使原料溶解;或者，加入最少量的碱（如最少量的2N氢氧化钠，pH调至7.6），以使原料溶解。
不管得到什么样的溶液，缓慢地调原料溶液的pH达到要求的范围，以4-5较好，最好是4.8，以诱导结晶作用。如果溶液是加酸形成的，最好溶液升温至50℃，缓慢地将三乙胺（或氢氧化钠）加到溶液中，至pH约4.8。搅拌此逐渐形成的混悬液，在加碱的过程中温度保持在50℃。最好在加碱的前期加入少量的结晶态一水合物作为晶种。例如，在溶液pH约在1.8时加晶种。如果原料的溶液是通过加碱形成的，就加酸（最好是2N盐酸）缓慢地调节pH至约为4。最好用盐酸促使形成原料的溶液，并用三乙胺调此溶液pH至约4.8，以诱导结晶作用。
将原料溶液pH调至约2-6所生成的悬浮液，用常规过滤技术分离，如在布氏漏斗上真空抽滤。洗涤得到的结晶，室温下在空气中风干。或者将此在温热时调节了pH的悬浮液（50℃）冷却至约20℃，搅拌，过滤（如在布氏漏斗上）。将收集到的固体以常规方法（如洁净空气干燥箱）在30℃下干燥24至48小时。
本发明的另一个方面是，提供了一种以式（Ⅰ）化合物的结晶态一水合物作为有效成分，并配以一种或多种可药用的载体、媒介物或赋形剂的药物制剂。此药物制剂可用于控制温血动物的革兰氏阳性菌和革兰氏阳性菌感染。
考虑到此制剂是口服给药的（如片剂和胶囊），适宜的载体、媒介物或赋形剂包括常用的赋形剂，象粘合剂如糖浆、阿拉伯胶、明胶、山梨醇、黄著胶、聚乙烯吡咯烷（Povidone）、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙甲基纤维素、蔗糖和淀粉等的普通赋形剂;填充剂和载体如玉米淀粉、明胶、乳糖、蔗糖、微晶纤维素、高岭土、甘露糖醇、磷酸二钙、氯化钠和藻酸;崩解剂如Croscarmellose钠、微晶纤维素、玉米淀粉、羟基乙酸淀粉钠、藻酸;可变的湿润剂如十二烷基硫酸钠;润滑剂如硬脂酸镁和其它硬脂酸金属盐、硬脂酸、硅流体、滑石粉、腊、油和胶体二氧化硅;矫味剂如薄荷、冬青油、樱桃矫味剂等也可用。为了美观或为了有助于产品的鉴别，可能需要加入着色剂。此类片剂可用已熟知的方法包衣。
本发明的药物制剂也可以是口服液剂型，此剂型可以是（a）水的或油的悬浮液、溶液、乳剂或糖浆剂;或（b）干粉，用前以水或其它适宜的媒介物配制。在这些口服液体制剂中，适宜的载体、媒介物或赋形剂是指常规的添加剂，象悬浮剂如阿拉伯胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、带羧甲基纤维素钠的纤维素（Avicel
Figure 881091405_IMG4
）、汉生胶（Xanthamgum）或淀粉;甜味剂如蔗糖、糖浆、葡萄糖、糖精、山梨糖醇（Sorbital）天冬酰苯丙氨酸甲酯（aspartame）或湿润剂如十二烷基硫酸钠、硅油、各种Pluromics 表面活性剂，或甘油;防腐剂如对羟基苯甲酸甲基、丙基或丁基酯，或山梨酸;染料、矫味剂和盐如氯化钠、柠檬酸、冬青油或柠檬酸钠;水、油和酯类如杏仁油、分馏椰子油、氢化蓖麻油、卵磷酸、硬脂酸铝等。
局部用药物组合物可以用“适当的载体、媒介物或赋形剂”如疏水或亲水的基质配制。这些基质包括软膏、乳膏剂或洗剂。
此抗生素的兽用药物组合物可由饲养动物的饲料或饮水中给药。或者该化合物可与适当的载体、媒介物或赋形剂如长时间或快速释放药物的基质配制成乳房内制剂。
此结晶态的LY163892一水合物也可制成单位剂量形式，装在无菌药瓶、带有隔膜出口的无菌塑料小袋或者无菌的密封的安瓿内。每单位剂量中结晶态的一水合物的量在约100毫克至约10克之间，较好的量是200-500毫克。
式Ⅰ化合物的结晶态一水合物的治疗有效量是每次剂量约2.5-70毫克/千克体重。对于一个成年人，每天的总量一般约为200毫克-7克。
在以此结晶态一水合物抗生素进行治疗时，此抗生素化合物可以一次给一日的剂量，也可将一日剂量分多次给药。治疗的方法可能要求给药持续一段时间，例如数日或两至三周。每剂给药量或总的给药量取决于下述因素，感染的性质和感染的严重程度、病人的年龄及总的健康状况、以及感染菌类和病人对式Ⅰ抗生素结晶态水合物的耐受情况。
在下面的制备和实例中，二甲基甲酰胺、核磁共振谱、红外光谱分别简写作DMF、n.m.r.以及i.r.。
在核磁共振谱中，采用了下列简写形成：“S”代表单峰”，“d”代表双峰，“dd”代表两次分裂的双峰，“t”代表三重峰，“q”是四重峰，“m”即多重峰。
核磁共振谱是在General    Electric    QE-300    300MHz仪器上做出的。化学位移以δ值表示（自四甲基硅烷低磁场，ppm值）。
实例1
由相应的无水化合物（LY163892）制得7β-〔2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸一水合物
（实例1介绍如何从相应的无水化合物制备标题化合物。步骤1的各种方法介绍如何制备非晶形的无水化合物。步骤2的各种方法介绍如何将非晶形无水化合物转化成结晶态一水合物。在这些方法中一指出了制备过程中形成的其它中间体的溶剂化物和水合物。
步骤1
LY163892无水化合物
步骤1，方法A
在氮气下，将DMF（10.5升）热至45℃，加入7β-氨基-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸两性离子（583.5克）和N，N′-双（三甲基甲硅烷基）脲（1259.3克，6.16摩尔）。在45℃下搅拌生成的混合物1小时，然后冷至-50℃。在2-3分钟内先加入吡啶（397毫升，4.90摩尔），然后加入2-（R）-2-苯基-2-氨基乙酰氯盐酸盐（550.2克，2.46摩尔），在-45℃至-35℃下搅拌生成的溶液2小时。混合物冷至-45℃，在10分钟内先加入5N盐酸（49.16毫升），然后加入水（1.05升），混合物的温度升到-45℃至-25℃。搅拌此混合物，在30分钟内温度升至20℃，生成pH3.5的混合物。用Hyflo
Figure 881091405_IMG6
过滤该混合物。（此时滤液中含有7β-2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸单（二甲基甲酰胺）二水合物）。过滤器用最少量的9∶1的二甲基甲酰胺∶水溶液轻洗。滤液（与洗涤液合并）加热至50℃，加入三乙胺（400毫升）将溶液pH调至4.6。向混合物中加入一些LY163892单（DMF）二水合物晶种，然后加入三乙胺将溶液pH调至4.8。将溶液搅拌30分钟后开始结晶。再尤肴野罚?00毫升）将溶液pH调至6.1。溶液在50℃再搅拌30分钟以稳定pH。将生成的混合物通过两只（清洁的）布氏漏斗在聚丙烯上过滤。每只过滤器先有9∶1    DMF∶水的混合物（50℃，1.5升）、然后用乙腈（2次，1升）洗涤。将滤饼在布氏漏斗上抽干，然后用3A乙醇（6升）打浆30分钟。浆液在32厘米的布氏漏斗上过滤（过滤要进行三小时）。收集到的固体用3A乙醇（1升）洗涤2次。在漏斗上放一个橡皮盖，过滤器接通真空系统过夜。在30℃的空气干燥器内，将生成的固体干燥两日，得745克7β-〔2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸无水物（LY163892无水物），收率73.7%（对理论基量）。
步骤1方法B
DMF（1升）加热至45℃，将7β-氨基-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸两性离子（60.0克，0.267摩尔）悬浮在其中。再用另一份DMF（140毫升）将N，N′-双（三甲基甲硅烷基）脲（136.9克，0.670摩尔）洗入上述悬浮液中。悬浮液加热至45℃，产生一金色溶液。此溶液在此温度下搅拌1小时，然后冷至-50℃。溶液温度保持在-48℃，在10分钟内，将吡啶（43.15毫升，0.533摩尔）和2-（R）-2-苯基-2-氨基乙酰氯盐酸盐（59.80克，0.267摩尔）加入到此溶液中。在-46℃至-44℃之间搅拌此溶液85分钟以得到均相溶液。溶液再搅拌30分钟，以5N盐酸（5.33毫升，0.026摩尔）和水（110毫升）使反应终止。（在此中止反应时，溶液温度不超过-30℃）。溶液热至9℃，过滤。将滤液加热至50℃，并用34分钟通过液面下的三乙胺滴管将溶液pH升至4.2。加入LY163892无水物晶种，再在1.5分钟内加入三乙胺，使溶液pH升至4.33。溶液再搅拌30分钟，成了稠的浆状物。在24分钟内加入三乙胺将将状物的pH升至6.2。向浆状物中加入1N盐酸，将pH调至6.06，再搅拌10分钟，然后过滤。滤饼以9∶1    DMF∶水混合物（500毫升）洗涤，在布氏漏斗里干燥过夜。以3A乙醇（1150毫升）将滤饼制成浆状，过滤，在45℃下干燥18小时，得到70.11克LY163892无水物（含有微量的乙醇）。
步骤2
LY163892一水合物
步骤2，方法A
在15℃下，将水（过滤并纯化的，8升）和7β-〔2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸无水物（1447.5克）合并，并搅拌30分钟。向生成的桨状物中加入盐酸（6N，333毫升在1升水中）。浆状物搅拌30分钟，然后再加入盐酸（20毫升），使之完全溶解。加入最后的盐酸后，溶液再搅拌20分钟。加入Darco
Figure 881091405_IMG7
G60碳黑（750毫升）和乙二胺四乙酸四钠盐（32克），搅拌此悬浮液30分钟，在Hyflo 助滤垫上过滤，滤垫用水（750毫升）洗涤。滤液与洗涤液合并，在15分钟内搅拌并升温至50℃。保持滤液温度在48℃-49℃，以三乙胺调节滤液的pH至1.65。在生成的溶液中加入100毫克LY163892一水合物晶种。之后在8分钟内将此加了晶种的混合物的pH用三乙胺调至1.8。混合物缓慢搅拌1小时，以使发生结晶作用。保持此悬浮液的温度在50℃-52℃，加入三乙胺调节此浆状物的pH至4.80。将悬浮液搅拌25分钟，然后在一小时内冷至20℃，在32cm布氏漏斗上通过聚丙烯过滤。用盖子罩住过滤器，真空抽滤过夜。将滤饼从过滤器上切下，在5℃下，在水（4升）中搅拌1小时。过滤悬浮液，过滤器以过滤的并纯化了的水（2次，1升）洗涤。将滤饼盖住，真空抽滤2小时。从过滤器上切下滤饼，并在30℃下洁净的空气箱中干燥48小时，得到958.1克LY163892一水合物。
步骤2方法B
搅拌下，将7β-〔2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸无水物（206.27克）悬浮在水（15℃，1.07升）中。加入盐酸（45毫升12N，在135毫升水中），搅拌30分钟，以使成溶液（还要再加入2毫升的盐酸）。溶液经玻璃纤维滤纸过滤，纤维纸以水（50毫升）洗涤。滤液升温至50℃。在保持约50℃下在80分钟内向滤液中加入三乙胺以将溶液pH提高至4.8。溶液在50℃下再搅拌30分钟，然后冷却至20℃再搅拌45分钟。在24厘米的布氏漏斗上滤集生成的沉淀。滤饼用水（100毫升）洗涤，经过滤器上切下滤饼。加入到冷水（5℃，600毫升）中。生成的浆状物在5℃下搅拌30分钟，然后过滤。以冷水（5℃，2次，100毫升）洗涤滤饼，在漏斗上真空干燥过夜，在30℃下在洁净空气箱内干燥24小时。得到131.44克LY163892一水合物，收率74%。
步骤2方法C
将LY163892无水物加入到水（9升）和盐酸（410毫升12N，在1升水中）的溶液中，搅拌此悬浮液15分钟，再加入盐酸（10毫升），在16℃下搅拌1小时，以成溶液。溶液通过24厘米平顶漏斗经玻璃纤维垫过滤。用水（500毫升）淋洗漏斗。然后滤液转移到清洁烧并中，用二次过滤水淋洗。在1.25小时内将滤液加热至50℃。将三乙胺在10分钟内加入温热的滤液中，使溶液pH提高至1.55。加入LY163892一水合物晶种，在40分钟内加入三乙使溶液pH调至1.85。生成的浆状物在50℃下搅拌40分钟，然后在45分钟内加入三乙胺将pH调至4.8，在50℃下搅拌25分钟，然后在1小时内冷却至22℃。在清洁的32厘米和24厘米的布氏漏斗上过滤悬浮液，过滤器用水（室温，总量1升）洗涤。两只过滤器上的滤饼真空干燥15分钟。从两个过滤器上切下滤饼，与水（5.0升）合并。生成的悬液在5℃下搅拌30分钟，然后在32厘米的布氏漏斗上经聚丙烯过滤。漏斗加盖，用真空抽滤滤饼过夜。用冷水（5℃，2次，1升）洗涤滤饼，再用真空干燥滤饼（1.5小时），从过滤器上切下滤饼，在25℃-30℃的洁净空气箱中干燥两天，得到1088.8克LY163892一水合物。n.m.r.（300MHz，D2O-DCl）δ：1.33（m），1.62（m），2.60（m），3.95（q），5.03（S），5.25（S），5.45（d），7.57（S），i.r.（KBr）（β-内酰胺区域）1790，1750，1680，1600。
实例2
从相应的单（二甲基甲酰胺）二水合物到LY163982的一水合物
将水（9.75升）滤入烧并中，然后加入盐酸（275毫升，12摩尔，1当量），在20℃下搅拌此溶液10分钟。加入7β-〔2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸单（二甲基甲酰胺）二水合物（1465.0克），搅拌生成的悬浮液15分钟。再加入盐酸（27.5毫升，0.1当量，12摩尔），搅拌此悬浮液20分钟以成溶液。加入碳黑（Darco G60，750毫升，约250克），生成的悬浮液在24℃下搅拌30分钟。在18.5厘米的布氏漏斗（含玻功纤维纸）和HYFLO 助滤剂（18.5厘米）上过滤此混悬液。在将滤液加到烧瓶里时，再通过一次HYFLO
Figure 881091405_IMG11
助滤剂，用水（600毫升）淋洗HYFLO
Figure 881091405_IMG12
助滤剂。将溶液再在铺有玻璃纤维纸的布氏漏斗（11厘米）上过滤。滤液通过HYFLO
Figure 881091405_IMG13
助滤剂，然后在55分钟内加热至47℃。35分钟内滴加三乙胺缓慢地将溶液pH提高至1.55。加入100毫克LY163892一水合物晶种。缓缓加入三乙胺使已加晶种的溶液的pH提高至1.8，然后溶液缓缓慢搅拌1.25小时。温度保持在约50℃，在搅拌下溶液的pH值缓慢升至4.8。再搅拌生成的浆状物15分钟，然后冷至20℃。在30分钟内将浆状物在两只32厘米布氏漏斗（有聚丙烯垫）上过滤。两只布氏漏斗分别用过滤并纯化的水（500毫升）洗涤，洗涤时先切断漏斗的真空系统，让洗涤液停留10分钟，然后再用真空抽走（两只漏斗都要洗）。过滤器加盖，用真空抽12小时。干燥的滤饼放入洁净空气箱中，在30℃下干燥48小时，得到894.5克LY163892一水合物结晶，收率74.3%。
实例3
从相应的三水合物得到LY163892一水合物
（三水合物原料可如下制备，例如取步骤2方法B的生成了一水合物的母液和洗液（1.5升），冷至冰箱温度，将冷溶液与乙腈（6升）合并。用1小时将生成的溶液冷至0℃。生成的悬浮液在玻璃纤维纸上过滤，再用乙腈（500毫升）洗涤滤饼，滤饼上的物质是LY163892三水合物，不必精制就可用。）
方法
在20℃下，将水（1.62升）和盐酸（12摩尔，43.0毫升）合并并搅拌，加入7β-〔2′-（R）-2′-苯基-2′-氨基乙酰氨基〕-3-氯-3-（1-碳代-1-去硫头孢烯）-4-羧酸三水合物（200.0克）。将生成的悬浮液搅拌30分钟。再加入盐酸（10毫升），再搅拌20分钟使成溶液。加入活性炭（8.0克），生成的悬浮液搅拌30分钟，经玻璃纤维纸上的HYFLO
Figure 881091405_IMG14
助滤剂垫过滤（过滤器用100毫升水洗涤）。滤液在25分钟内升温至45℃，保温在45～50℃，缓慢加入三乙胺，使溶液pH提高至1.8。在溶液中加入100毫克LY163892一水合物晶体，得到悬浮液。在50℃下搅拌此悬浮液1小时。再加入三乙胺，使悬浮液的pH值缓慢地升至4.8。在50℃下，悬浮液再搅拌15分钟，然后冷至25℃，搅拌1小时。在24厘米布氏漏斗上经聚丙烯垫过滤悬浮液。滤饼用水（2次，250毫升）洗涤。然后漏斗加盖，用真空抽滤滤饼。将滤饼放入洁净空气箱内，在30℃下干燥24小时，得到119.90克结晶性LY163892一水合物，收率65.9%。
实例4
硬明胶胶囊剂用下述成分配制：
数量（毫克/胶囊）
LY163892结晶态一水合物    200
可流动的淀粉粉末    186
带5%硅氧烷的可流动的淀粉粉末    50
硬脂酸镁    2.5
将上述成分混合，装入硬明胶胶囊，装量438.5毫克。
实例5
由下述成分配制成的片剂
数量（毫克/片）
LY163892结晶态一水合物    200
微晶纤维素    200
二氧化硅（烘制过的）    10
硬脂酸    5
将这些成分混合起来压成片，每片重415毫克。
实例6
含有效成分200毫克的栓剂制作如下：
LY163892结晶态一水合物    200毫克
饱和脂肪酸甘油酯    至    2000毫克
使有效成分过60目美国筛，用尽可能少所需的热量使饱和脂肪酸甘油酯融化，将过筛的有效成分悬浮在予融化了的饱和脂肪酸甘油酯中。然后将混合物倒入标定容量为2克的栓剂模中，放冷。
实例7
可即用的水悬浮液    200毫克/5毫升
LY163892结晶态一水合物    210毫克
带羧甲基纤维素钠的纤维素    95毫克
蔗糖    1.85克
液体石腊（parafens）    3毫克
乳化硅氧烷    2.5毫克
环氧乙烷一环氧丙烷的嵌段共聚物（Pluronic）    5毫克
矫味剂    2毫克
着色剂    0.5毫克
纯水    适量至5毫升
将各成分过筛。液体石腊溶于热的纯水中，冷却后，加入其它成分。加入足够量的纯水达到所要求的体积。然后将此悬浮液通过胶体磨或均化器，制成更好的分散液。
实例8
供再配制用的悬浮液
LY163892结晶态一水合物    210毫克
蔗糖    3克
汉生胶（Xanthan    Gum）    5毫克
改性淀粉    10毫克
乳化硅氧烷    5毫克
十二烷基硫酸钠    0.5毫克
甲基纤维素    2毫克
矫味剂    0.5毫克
染料
将各成分过筛，在一适宜的混合器（如双壳、双芯（twin shell，twin core）Nauta 一型，或带式混合器）中混合。配制时，加入足够量的纯水以达到要求的体积。

Claims (2)

1、制备式(Ⅰ)化合物的结晶态一水合物的方法，该方法包括将含式(Ⅰ)化合物的水溶液的pH值调节到约2-6。
Figure 881091405_IMG1
2、根据权利要求1的方法，其中将pH值调节到约4-5。
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