CN106045925B - 一种头孢拉宗中间体的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种头孢拉宗中间体的合成方法,属于化学合成技术领域,头孢拉宗中间体是在常温下D‑苏氨酸和N‑乙基‑2,3‑二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成。本发明的合成只需一步即可完成,且对反应的要求低,常温下即可进行;本发明反应溶剂优选为二氯甲烷,即可用为反应溶剂,又可用为后期纯化处理溶剂,因此,节约了成本;本发明的方法收率高、产品纯度可达到99.8%;本发明方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。

Description

一种头孢拉宗中间体的合成方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种头孢拉宗中间体的合成方法。
背景技术
头孢拉宗由日本富山化学工业制药株式会社于上世纪70年代开发,并于1985年上市的第三代头孢类抗生素。头孢拉宗作为头孢霉素衍生物,与其他头孢菌素类作用机制相似,主要是通过抑制细菌细胞壁的合成而起到杀菌作用,对革兰阴性菌和厌氧菌有良好抗菌作用。头孢拉宗由于在7位引入甲氧基增加了耐酶性,对β-内酞胺酶的稳定性优于同类品种,具有穿透力强,体内分布广,在诸多部位均可达到治疗浓度。目前国内还没有头孢拉宗上市。
有关头孢拉宗侧链的合成方法报道有以下几种。
美国专利US4263292报道了在0℃、氮气保护下,将D-苏氨酸悬浮于无水二氯甲烷中,用三甲基氯硅烷、三乙胺将D-苏氨酸进行硅基保护,然后滴加N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的二氯甲烷溶液。反应完毕后,先在碱性条件下萃取杂质,调pH至酸性后再萃取产品。该工艺方案反应条件苛刻,需要无水、低温,和腐蚀性较强的试剂,后处理复杂,生产操作具备一定的危险性。
中国专利CN201110096289.8报道了以D-苏氨酸为起始原料经过甲酯化,和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碳酸氢钠/乙腈中反应制备DEPT-OMe,然后在氢氧化锂/甲醇/水体系中水解。该工艺路线较长,先做甲酯后然后再水解,延长了反应步骤,增大了操作的难度,造成了资源的浪费和环境污染,成本较高。
中国专利CN102838551提到对D-苏氨酸用叔丁基醚进行保护,其主要方法是在D-苏氨酸的硫酸溶液中通入异丁烯,生成氧叔丁基-D-苏氨酸,然后和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯反应,最后用三氟乙酸脱除叔丁基醚保护。但工业上由于用到大量硫酸,对环境有较大污染。
中国医药工业杂志,2010,41(9),649-651报道了用D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在0-5℃下,丙酮和水体系中反应制备中间体的方法,反应完毕后经后处理仅得到39.5%的收率。
以上工艺方案存在反应步骤多,操作繁琐,分离纯化困难,不符合环保要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种头孢拉宗中间体的合成方法,该方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种头孢拉宗中间体的合成方法,所述头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,合成路线为:
进一步地,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1~2。
进一步地,所述常温为20~30℃。
进一步地,所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的任意一种。
进一步地,所述溶剂为水、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氧六环、DMF或DMAC中的一种或两种的混合。
进一步地,所述溶剂为水和二氯甲烷的混合,且二氯甲烷和水的体积比为1:1~10。
进一步地,所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:2~50。
进一步地,反应完成后还包括纯化的步骤,所述纯化的步骤具体为:反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,调节水相的pH值至0~6并浓缩至干,用除盐溶剂溶解并过滤,滤液浓缩至干后在20~80℃进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
进一步地,pH值的调节采用浓盐酸、浓硫酸、浓磷酸、硫酸氢钾、乙酸、丙酸、柠檬酸、草酸或丁酸中的任意一种。
进一步地,所述除盐溶剂为乙酸乙酯、乙腈、丙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、DMF或DMSO中的任意一种。
进一步地,所述打浆采用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或四氢呋喃中的任意一种。
本发明具有以下优点:本发明的合成只需一步即可完成,且对反应的要求低,常温下即可进行;本发明反应溶剂优选为二氯甲烷,即可用为反应溶剂,又可用为后期纯化处理溶剂,因此,节约了成本;本发明的方法收率高、产品纯度可达到99.8%;本发明方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种头孢拉宗中间体的合成方法,所述头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,合成路线为:
实施例1:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用浓盐酸调节水相的pH值至0并浓缩至干,用除盐溶剂乙酸乙酯溶解并过滤,滤液浓缩至干后在20℃加二氯甲烷进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1;所述常温为20℃;所述碱为氢氧化钠;所述溶剂为水;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:2。
实施例2:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用浓硫酸调节水相的pH值至6并浓缩至干,用除盐溶剂乙腈溶解并过滤,滤液浓缩至干后在80℃加氯仿进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.1;所述常温为30℃;所述碱为氢氧化钾;所述溶剂为水和二氯甲烷的混合,且二氯甲烷和水的体积比为1:10;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:50。
实施例3:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用浓磷酸调节水相的pH值至1并浓缩至干,用除盐溶剂丙腈溶解并过滤,滤液浓缩至干后在25℃加乙酸乙酯进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.2;所述常温为22℃;所述碱为碳酸钠;所述溶剂为水和二氯甲烷的混合,且二氯甲烷和水的体积比为1:1;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:8。
实施例4:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用硫酸氢钾调节水相的pH值至2并浓缩至干,用除盐溶剂甲醇溶解并过滤,滤液浓缩至干后在30℃加四氢呋喃进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.3;所述常温为25℃;所述碱为碳酸钾;所述溶剂为水和二氯甲烷的混合,且二氯甲烷和水的体积比为1:10;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:10。
实施例5:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用乙酸调节水相的pH值至3并浓缩至干,用除盐溶剂乙醇溶解并过滤,滤液浓缩至干后在36℃加入二氯甲烷进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.5;所述常温为25℃;所述碱为碳酸氢钠;所述溶剂为乙酸乙酯和甲醇的混合;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:28。
实施例6:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用丙酸调节水相的pH值至4并浓缩至干,用除盐溶剂异丙醇溶解并过滤,滤液浓缩至干后在50℃加入氯仿进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.6;所述常温为28℃;所述碱为碳酸氢钾;所述溶剂为甲醇和乙醇的混合;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:34。
实施例7:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用柠檬酸调节水相的pH值至5并浓缩至干,用除盐溶剂DMF溶解并过滤,滤液浓缩至干后在58℃加乙酸乙酯进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.8;所述常温为21℃;所述碱为碳酸氢钾;所述溶剂为四氢呋喃;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:40。
实施例8:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用草酸调节水相的pH值至2.5并浓缩至干,用除盐溶剂DMSO溶解并过滤,滤液浓缩至干后在57℃加四氢呋喃进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.9;所述常温为24℃;所述碱为碳酸钠;所述溶剂为二氧六环和DMF的混合;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:42。
实施例9:一种头孢拉宗中间体的合成方法,头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱性溶剂中直接反应生成,反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,采用丁酸调节水相的pH值至4.5并浓缩至干,用除盐溶剂乙醇溶解并过滤,滤液浓缩至干后在75℃加入二氯甲烷进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
其中,所述D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1.3;所述常温为30℃;所述碱为氢氧化钾;所述溶剂为DMAC;所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:46。
以下通过实验说明本发明的有益效果:
实验例1:在500升反应釜中投入水200升,D-苏氨酸21公斤,碳酸钠24.27公斤,搅拌直至澄清透明,循环水冷却下,滴加N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯46.86公斤和二氯甲烷200升的混合溶液,滴加时温度控制在20℃左右,5小时滴完,保温继续反应4小时,点板确认D-苏氨酸反应完全。停止搅拌,静置分层,分出下层水相,水层再用少量二氯甲烷萃取,点板确认水相小极性杂质消失后,用浓盐酸调pH至1.5~2,得到300升水溶液,真空浓缩成固体,搅拌下用250升乙腈回流2小时,垫硅藻土过滤,收集滤液,固体用少量热乙腈泡洗,合并滤液,旋干,加入450升二氯甲烷50℃下回流打浆2h,离心得到固体,在搅拌下,固体再用450升二氯甲烷回流2小时,离心过滤后,60℃真空干燥,得到产品43公斤,收率85%,HPLC含量99.5%。
实验例2:在500升反应釜中投入水200升,D-苏氨酸21公斤,碳酸钠24.27公斤,搅拌直至澄清透明,循环水冷却下,滴加N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯46.86公斤和二氯甲烷200升的混合溶液,滴加时温度控制在20℃左右,5小时滴完,保温继续反应4小时,点板确认D-苏氨酸反应完全。停止搅拌,静置分层,分出下层水相,水层再用少量二氯甲烷萃取,点板确认水相小极性杂质消失后,用浓盐酸调pH至1.5~2,得到300升水溶液,真空浓缩成固体,搅拌下用250升乙腈回流2小时,垫硅藻土过滤,收集滤液,固体用少量热乙腈泡洗,合并滤液,旋干,加入450升二氯甲烷50℃下回流打浆2h,离心得到固体,搅拌下固体用450升二氯甲烷回流打浆2小时,离心过滤后,60℃真空干燥,得到产品43.8公斤,收率86.6%,HPLC含量99.6%。
实验例3:在1000升反应釜中投入水400升,D-苏氨酸45公斤,碳酸钠52公斤,搅拌直至澄清透明,循环水冷却下,滴加N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯100公斤和二氯甲烷400升的混合溶液,滴加时温度控制在20℃左右,5小时滴完,保温继续反应6小时,点板确认D-苏氨酸反应完全。停止搅拌,静置分层,分出下层水相,水层再用200升二氯甲烷萃取,点板确认水相小极性杂质消失后,用浓盐酸调pH至1.5~2,得到600升水溶液,真空浓缩成固体,搅拌下用500升乙腈回流4小时,垫硅藻土过滤,收集滤液,固体用少量热乙腈泡洗,合并滤液,旋干,加入450升二氯甲烷50℃下回流打浆2h,离心得到固体,搅拌下固体再用450升二氯甲烷回流打浆3小时,离心过滤后,60℃真空干燥,得到产品98公斤,收率90.2%,HPLC含量99.8%。

Claims (6)

1.一种头孢拉宗中间体的合成方法,其特征在于,所述头孢拉宗中间体是在常温下D-苏氨酸和N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯在碱和溶剂存在的条件下直接反应生成,所述D-苏氨酸和 N-乙基-2,3-二氧代哌嗪基甲酰氯的当量比为1:1~2,所述溶剂为水和二氯甲烷的混合,且二氯甲烷和水的体积比为1:1~10;反应完成后还包括纯化的步骤,所述纯化的步骤具体为:反应完毕后分层,下层水层用二氯甲烷萃取小极性杂质,调节水相的pH值至0~6并浓缩至干,用除盐溶剂溶解并过滤,滤液浓缩至干后在20~ 80℃进行打浆纯化,得纯化后的头孢拉宗中间体。
2.如权利要求1所述的一种头孢拉宗中间体的合成方法,其特征在于,所述常温为20~30℃。
3.如权利要求1所述的一种头孢拉宗中间体的合成方法,其特征在于,所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种头孢拉宗中间体的合成方法,其特征在于,所述溶剂与D-苏氨酸的质量体积比1:2~50。
5.如权利要求1所述的一种头孢拉宗中间体的合成方法,其特征在于,pH值的调节采用浓盐酸、浓硫酸、浓磷酸、硫酸氢钾、乙酸、丙酸、柠檬酸、草酸或丁酸中的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种头孢拉宗中间体的合成方法,其特征在于,所述除盐溶剂为乙酸乙酯、乙腈、丙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、DMF或DMSO中的任意一种。
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