CN103992337B

CN103992337B - 一种便捷的制备阿扑西林钠的方法

Info

Publication number: CN103992337B
Application number: CN201410163703.6A
Authority: CN
Inventors: 闵涛; 张鹏; 郭彦飞; 徐晓霞; 李上; 车晓明; 朱素华; 张峰
Original assignee: Nanjing Yoko Biological Pharmaceutical Group Co Ltd; NANJING YOKO PHARMACEUTICAL CO Ltd; NANJING YOKO BIO-MEDICAL RESEARCH Co Ltd
Current assignee: Nanjing Yoko Biological Pharmaceutical Group Co Ltd; NANJING YOKO PHARMACEUTICAL CO Ltd; NANJING YOKO BIO-MEDICAL RESEARCH Co Ltd
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: CN103992337A

Abstract

本发明公开了一种便捷的制备阿扑西林钠的方法，将D‑天冬氨酸在低温下加入到氯化亚砜和甲醇的混合液中反应制备D‑天冬氨酸甲酯盐酸盐，将其与甲胺水溶液反应可得天冬甲酰胺，将天冬甲酰胺上的伯氨基用三氟乙酰基保护，接着与羰基二咪唑形成活性混合酸酐，再与阿莫西林三乙胺盐缩合，最后在碱性条件下脱保护基和成钠盐，得到目标产物阿扑西林粗品，最后精制可得高纯度的阿扑西林钠成品。本发明具有试剂廉价易得，毒性和对环境压力小，工艺操作简洁稳定，产品纯度高等优点。

Description

一种便捷的制备阿扑西林钠的方法

技术领域

本发明属于医药生产技术领域，具体涉及一种便捷的制备阿扑西林钠的方法。

背景技术

阿扑西林化学名称：（2S，5R，6R）-6-【（2R）-2-氨基-3-（N-甲氨基甲酰）丙酰胺基】-2-（对羟苯基）乙酰胺基】-3,3-二甲基-7-氧代-4-硫杂-1-氨杂双环【3,2,0】-庚烷-2-羧酸三水合物，又名为甲基-天冬酰基-羟氨苄青霉素，结构式如下：

。

阿扑西林是日本公司Tanabe Seiyaku于1987年7月研发，属于新一代广谱半合成青霉素类抗生素，处于世界领先地位，1990年该药品在日本首次上市，后来在美国、意大利、葡萄牙、欧洲、东南亚，包括中国香港等几十个国家广泛临床应用。阿扑西林具有较强的抗菌作用，抗菌谱包括葡萄球菌属、链球菌属、肺炎球菌等革兰氏阳性菌和大肠杆菌、流感杆菌及厌氧菌拟杆菌属等革兰氏阴性菌。临床上用于敏感菌引起的败血症、心内膜炎、呼吸道感染、胆道感染、腹膜炎等。

本品是同类药物中对绿脓杆菌作用最强的“王牌”抗生素，比同类抗菌活性强2～4倍，对大多数产酶和不产酶的革兰氏阳性球菌及阴性杆菌均有效，是超广谱抗生素；具有广泛相互协同作用，便于临床对症联合用药，国外的临床研究中表明本药物疗效好，副作用也比其他青霉素小得多。总结优点如下：1）具有溶菌性作用，对PBP-2有较高的特异亲和性，血清蛋白结合率低；2）血中半衰期在青霉素类抗生素中比较长，并具有较高的血药浓度计AUC面积；3)在体液及组织中分布浓度高；4）临床效果优良，尤其是对呼吸系统感染、耳鼻科感染、腹膜炎等疗效显著，对小儿和高龄者也有很好的疗效，特别是小儿的有效率为90%以上；5）副作用少而且轻微；6）由于化学结构上引入了氨基酸，从而改善了生物体内动态，扩大了抗菌谱，增强了抗菌作用。

目前，国内外文献中在合成阿扑西林的过程中，主要有三种方法（活性酯法、酰氯法和酸酐法），如：专利文献US4053609报道的活性酯合成法中，先对中间体天冬甲酰胺的羧基和氨基分别进行保护，再与羧基得到保护的阿莫西林缩合，最后加氢脱保护得到产品；但其使用的2-硝基苯硫酚毒性很大，有很浓的臭味，并且收率偏低，采用的加氢脱保护反应，工业放大生产安全性不能保障。

在阿扑西林的关键步骤缩合反应中，一类是以青霉素母体6-APA（6-氨基青青霉烷酸）作为主要原料；一类是直接以阿莫西林为主要原料。Wagatsuma M等（J Antibiotics，1983,36（2）：147-154）报道以N-甲基天门冬酰胺盐酸盐和邻硝基苯磺酰率反应，再与N-羟基丁二酰亚胺缩合而成中间体，再与D-对羟基苯甘氨酸发生取代反应，最后缩合6-APA，且用硫代苯甲酰胺脱去氨基保护基得阿扑西林。

《中国新药杂志》，2009，18（10）：937-939中，唐广安等人报道了以D-天门冬氨酸为原料，经酯化、甲胺化、邻硝基苯亚磺酰氯保护，制成酸酐，与羟氨苄青霉素的三乙胺盐反应，水解脱保护共六步合成阿扑西林。

专利申请公开CN102408437A公开了一种阿扑西林的制备方法，是将D-天冬氨酸在低温下加到氯化亚砜与甲醇的混合液中反应制备D-天冬氨酸甲酯盐酸盐，所得D-天冬氨酸甲酯盐酸盐和三乙胺在乙醇中反应得到的D-天冬氨酸甲酯游离物；将D-天冬氨酸甲酯游离物和40%甲胺水溶液在室温反应制备天冬甲酰胺，将天冬甲酰胺、乙酰乙酸乙酯、氢氧化钾在异丙醇中制备邓盐与特戊酰氯在吡啶催化下在丙酮中反应得到活性酸酐，经缩合进一步酸脱保护得到目标产物阿扑西林粗品。

发明内容

本发明的目的是提供一种便捷的以D-天门冬氨酸和阿莫西林为原料制备阿扑西林钠的方法，该方法路线简短，条件温和，操作方便，避免了使用价格昂贵且不稳定的保护试剂，使得工艺流程更趋于合理和高效，工艺过程更加容易实现，降低了工业化成本，是一种满足工业化生产的好方法。

一种阿扑西林钠的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）将D-天冬氨酸在氯化亚砜和甲醇的混合溶液中，进行羧基的单甲酯化，制备得到D-天冬氨酸甲酯盐酸盐（式II化合物）；

（2）将式II化合物在甲胺水溶液中进行甲胺化反应，得到式III化合物；

（3）将式III化合物与三氟乙酸乙酯在甲醇/三乙胺的混合溶液中反应，使得式III化合物的伯氨基用三氟乙酰基保护，得到式IV化合物；

（4）将式IV化合物与羰基二咪唑CDI反应，制得活性的混合酸酐式V化合物；

（5）将式V化合物与阿莫西林的三乙胺盐进行缩合反应，得到包含有式VI化合物的反应液；再向其中加入甲醇和碳酸钠水溶液，搅拌反应，在脱除氨基上的三氟乙基保护基的同时，生成阿扑西林钠盐。

（6）将阿扑西林钠盐采用水和丙酮重结晶，得到阿扑西林钠盐的高纯度精制品。

进一步地，步骤（1）可具体实施如下：将D-天门冬氨酸悬浮于甲醇中，降温至-5～0℃，缓慢滴加氯化亚砜，滴毕，升温至25～35℃，搅拌反应4～5h，反应完毕，减压蒸馏除去甲醇，将得到的白色固体加入乙酸乙酯中搅拌洗涤0.5h，过滤，干燥得到式II化合物。

进一步地，步骤（2）可具体实施如下：将式II化合物溶解于水中，降温至0～5℃，滴加40%甲胺水溶液，滴毕，升温至25～35℃，搅拌反应12～14h，反应结束，减压浓缩，用1mol/L 盐酸调节pH为5，减压浓缩至干，加入丙酮搅拌1h，过滤析出的大量固体，干燥得到式III化合物。

进一步地，步骤（3）可具体实施如下：将式III化合物溶解于甲醇中，加入三乙胺，控制温度在40～45℃滴加三氟乙酸乙酯，滴毕，维持温度30～35℃反应14～16h，反应完毕，减压浓缩，加入二氯甲烷，在温度0～5℃搅拌析晶1h，收集析出的固体，得到式IV化合物；其中，式III化合物：三乙胺：三氟乙酸乙酯的摩尔比为1：1.1～1.5：1.5～1.8。

进一步地，步骤（4）可具体实施如下：将式IV化合物溶解于无水四氢呋喃中，加入二异丙基乙基胺，在温度0～5℃加入羰基二咪唑CDI，加毕，维持温度30～40℃反应4～6h，得到酸酐化合物，该混合液无需分离，直接投入下一步反应；其中，无水四氢呋喃的体积是式IV化合物重量的4倍（v/m，单位mL/g）。

进一步地，步骤（5）可具体实施如下：将阿莫西林加入乙腈溶剂中，滴加三乙胺，温度0～5℃搅拌至完全溶解，得到澄清液；在0～5℃，将该澄清液缓慢加入到步骤（4）所得的混合液中，滴毕，同温下继续搅拌反应6～7h，TLC监测反应完毕，加入甲醇，缓慢滴加10% 碳酸钠水溶液，滴毕，维持5～10℃继续搅拌反应7～8h，反应完毕，加入体积比3:2的丙酮/甲基叔丁基醚混合溶剂，降温至-15～-10℃，搅拌析晶3h，收集析出固体，抽滤得到阿扑西林钠粗品。

进一步地，步骤（6）可具体实施如下：在温度10～15℃，将阿扑西林钠粗品溶解于纯化水中，加入活性炭，搅拌30～50min，过滤，滤液中加入丙酮，冷却至-10～-5℃，静置析晶4～5h，得到阿扑西林钠的高纯度精制品；其中，水的体积是阿扑西林钠粗品重量的8～9倍（v/m，单位mL/g），丙酮的体积是水体积的2～3倍。

更进一步优选地，在步骤（5）中，阿莫西林：式IV化合物的摩尔比为1：1.8～2.0；甲醇体积是式IV化合物重量的1.5～2.0倍（v/m，单位mL/g），10% 碳酸钠水溶液体积是式IV化合物重量的2.8～3.3倍（v/m，单位mL/g）；丙酮/甲基叔丁基醚混合溶剂体积是IV化合物重量的4倍以上（v/m，单位mL/g）。

本发明技术方案取得了如下有益的技术效果：

（1）本发明在现有技术基础上优化反应参数和条件，在制得天冬氨酸-β-甲酰胺后，巧妙选用三氟乙酸乙酯作为保护试剂，在伯氨基上形成三氟乙酰基保护基，在酸性条件下保持稳定，在温和的碱性条件下水解去除。相比文献中所用的其他试剂，其具有廉价易得，毒性和对环境的压力较小，工艺操作稳定简单，产率高等优点。

（2）缩合反应之前制备的活性中间体，是辅以活性试剂羰基二咪唑，形成活性的混合酸酐，反应活性高，反应迅速。

（3）在缩合反应之后，运用碳酸钠水溶液将三氟乙酰基脱除保护的同时，进一步将溶液中的阿扑西林碱化成钠盐，精确控制极性有机溶剂和水液的比例，使目标产物在低温下自然析出，大大缩减了反应步骤，提高了反应效率，操作简单易控，对产品的质量有较高的保障作用。

（4）本合成新工艺的合成路线和操作方法上，相比已知路线具有明显的优势，尚未见文献报道，其具有工艺简单，安全系数大，劳动保护强度低，工艺稳定，降低成本，对环境友好，易于放大等优点，且所得阿扑西林钠的HPLC纯度在99.6%以上。

具体实施方式

实施例1 式II化合物的合成

将D-天门冬氨酸(160g，1.2mol)悬浮于甲醇850mL中，降温至-5～0℃，缓慢滴加氯化亚砜(178.4g，1.5mol)，滴毕，升温至25～35℃，搅拌反应4～5h，反应完毕，减压蒸馏除去甲醇，将得到的白色固体加入乙酸乙酯500mL中搅拌洗涤0.5h，过滤，干燥得到式II化合物192g，收率87%，mp：185～186℃。

实施例2 式III化合物的合成

（2）将式II化合物（192g，1.05mol）溶解于水400mL中，降温至0～5℃，滴加40%甲胺水溶液350mL，滴毕，升温至25～35℃，搅拌反应12～14h，反应结束，减压浓缩，用1 mol/L盐酸调节pH为5，减压浓缩至干，加入丙酮550mL，搅拌1h，过滤析出的大量固体，干燥得到式III化合物127g，收率83%，mp：188～189℃。

实施例3 式IV化合物的合成

将式III化合物（127g，0.87mol）溶解于甲醇500mL中，加入三乙胺（96g，0.95mol），控制温度在40～45℃滴加三氟乙酸乙酯（184.6g，1.3mol），滴毕，维持温度30～35℃反应14～16h，反应完毕，减压浓缩，加入二氯甲烷500mL，在温度0～5℃搅拌析晶1h，收集析出的固体，得到式IV化合物164g，收率78%。

实施例4 混合酸酐溶液的制备

将式IV化合物（164g，0.67mol）溶解于无水四氢呋喃650mL中，加入二异丙基乙基胺（103.4g，0.8mol），在温度0～5℃加入羰基二咪唑CDI（113.5g，0.7mol），加毕，维持温度30～40℃反应4～6h，得到活性酸酐化合物，该混合液无需分离，直接投入下一步反应。

实施例5 阿扑西林钠的制备

将阿莫西林（135.2g，0.37mol）加入乙腈溶剂500mL中，滴加三乙胺（67g，0.66mol），温度0～5℃搅拌至完全溶解，得到澄清液；在0～5℃，将该澄清液缓慢加入到步骤（4）所得的混合液中，滴毕，同温下继续搅拌反应6～7h，TLC监测反应完毕，加入甲醇200mL，缓慢滴加10% 碳酸钠水溶液450mL，滴毕，维持5～10℃继续搅拌反应7～8h，反应完毕，加入体积比3:2的丙酮/甲基叔丁基醚混合溶剂500mL，降温至-15～-10℃，搅拌析晶3h，收集析出固体，抽滤得到阿扑西林钠粗品（式I化合物）约139g，0.27mol，收率75%。

实施例6 阿扑西林钠的精制

在温度10～15℃，将阿扑西林钠粗品（139g，0.27mol）溶解于纯化水约1200mL中，加入活性炭8g，搅拌30～50min，过滤，滤液中加入丙酮3600mL，冷却至-10～-5℃，静置析晶4～5h，得到阿扑西林钠的高纯度精制品86g，收率62%，HPLC纯度99.6%。

实施例7 结构确证数据

熔点mp：198.2～201℃，[α] = +179.5～180˚ (C=1.0，H₂O)

IR（KBr）：3311，1765，1678，1560，1558，1515，1397，1257，837，654。

¹H-NMR (500MHz, DMSO-d6)：1.41(s, 3H)，1.51(s, 3H)，2.45(dd, 1H)，2.59(d,3H)，2.63(dd, 1H)，3.94(dd, 1H)，4.03(s, 1H)，5.31(d, 1H)，5.42(dd, 1H)，5.54(br,1H)，6.71(d, 2H)，7.20(d, 2H)，8.06(q, 1H)，8.74(br, 1H)，8.92(d, 1H)。

¹³C-NMR(500MHz,DMSO-d6)：25.52，27.05，30.80，37.70，50.29，55.08，57.63，64.06，66.89，72.27，115.00，127.78，128.24，157.10，169.57，169.98，170.17，172.99。

质谱数据 AGILENT 1100 LC/MS 质谱仪-甲醇

MS ESI（+）：[M+Na]⁺=516.5；

MS ESI（-）：[M-1]^-=492.3 。

Claims

1.一种阿扑西林钠的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）将D-天冬氨酸在氯化亚砜和甲醇的混合溶液中，进行羧基的单甲酯化，制备得到D-天冬氨酸甲酯盐酸盐（式II 化合物）；

（2）将式II 化合物在甲胺水溶液中进行甲胺化反应，得到式III 化合物；

（3）将式III 化合物与三氟乙酸乙酯在甲醇/三乙胺的混合溶液中反应，使得式III 化合物的伯氨基用三氟乙酰基保护，得到式IV 化合物；步骤（3）具体实施如下：将式III 化合物溶解于甲醇中，加入三乙胺，控制温度在40～45℃滴加三氟乙酸乙酯，滴毕，维持温度30～35℃反应14～16h，反应完毕，减压浓缩，加入二氯甲烷，在温度0～5℃搅拌析晶1h，收集析出的固体，得到式IV 化合物；其中，式III 化合物：三乙胺：三氟乙酸乙酯的摩尔比为1：1.1～1.5：1.5～1.8；

（4）将式IV 化合物与羰基二咪唑CDI 反应，制得活性的混合酸酐式V 化合物；步骤（4）具体实施如下：将式IV 化合物溶解于无水四氢呋喃中，加入二异丙基乙基胺，在温度0～5℃加入羰基二咪唑CDI，加毕，维持温度30～40℃反应4～6h，得到酸酐化合物，该混合液无需分离，直接投入下一步反应；其中，无水四氢呋喃的体积是式IV 化合物重量的4 倍，体积重量比v/m，单位mL/g；

（5）将式V 化合物与阿莫西林的三乙胺盐进行缩合反应，得到包含有式VI 化合物的反应液，再向其中加入甲醇和碳酸钠水溶液，搅拌反应，在脱除三氟乙酰保护基的同时，生成阿扑西林钠盐；

（6）将阿扑西林钠盐采用水和丙酮重结晶，得到阿扑西林钠盐的精制品；步骤（6）具体实施如下：在温度10～15℃，将阿扑西林钠粗品溶解于纯化水1200mL 中，加入活性炭，搅拌30～50min，过滤，滤液中加入丙酮，冷却至-10～-5℃，静置析晶4～5h，得到阿扑西林钠的精制品；其中，水的体积是阿扑西林钠粗品重量的8～9 倍，体积重量比v/m，单位mL/g，丙酮的体积是水体积的2～3 倍。

2.根据权利要求1 所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）具体实施如下：将D-天门冬氨酸悬浮于甲醇中，降温至-5～0℃，缓慢滴加氯化亚砜，滴毕，升温至25～35℃，搅拌反应4～5h，反应完毕，减压蒸馏除去甲醇，将得到的白色固体加入乙酸乙酯中搅拌洗涤0.5h，过滤，干燥得到式II 化合物。

3.根据权利要求1 所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体实施如下：将式II 化合物溶解于水中，降温至0～5℃，滴加40%甲胺水溶液，滴毕，升温至25～35℃，搅拌反应12～14h，反应结束，减压浓缩，用1 mol/L 盐酸调节pH 为5，减压浓缩至干，加入丙酮搅拌1h，过滤析出的大量固体，干燥得到式III 化合物。

4.根据权利要求1 所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）具体实施如下：将阿莫西林加入乙腈溶剂中，滴加三乙胺，温度0～5℃搅拌至完全溶解，得到澄清液；在0～5℃，将该澄清液缓慢加入到步骤（4）所得的混合液中，滴毕，同温下继续搅拌反应6～7h，TLC监测反应完毕，加入甲醇，缓慢滴加10% 碳酸钠水溶液，滴毕，维持5～10℃继续搅拌反应7～8h，反应完毕，加入体积比3:2 的丙酮/甲基叔丁基醚混合溶剂，降温至-15～-10℃，搅拌析晶3h，收集析出固体，抽滤得到阿扑西林钠粗品。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其中，阿莫西林：式IV 化合物的摩尔比为1：1.8～2.0；甲醇体积是式IV 化合物重量的1.5～2.0 倍，10% 碳酸钠水溶液体积是式IV 化合物重量的2.8～3.3 倍，丙酮/甲基叔丁基醚混合溶剂体积是IV 化合物重量的4倍以上，体积重量比v/m，单位mL/g。