CN1070406A - 用噻唑基中间体顺式异构体制备头孢菌素抗菌素 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含水酰化方法，用于制备基本
上不含反式异构体和Δ2异构体的抗菌素Cefepime
二氢氯化物水合物，该方法包括用2-(2-氨基噻唑
-4-基)-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的顺式异构
体对-7-氨基-3-[(1-甲基-1-吡咯烷基)-甲基]头
孢-3-烯-4-羧酸酯进行N-酰化作用。
Description
本发明提供了一种化学酰化方法，特别是用于制备抗菌素cefepime二氢氯化物水合物的含水酰化方法，该化合物也称作7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯。本发明还提供了一种噻唑基中间体顺式异构物的稳定的晶态盐及其制备方法，此方法可以用来制备有效的广谱抗菌剂。
已知有许多头孢菌素抗菌素，它们含有用熟知的酰化步骤结合在头孢菌烷酸的7-氨基上的2-（2-氨基噻唑-4-基）-（Z）-2-甲氧亚氨基乙酸侧链。在大多数情形里，作为酰化步骤的一部分，必须保护氨基并将侧链的羧酸活化。因此，在工艺中公开了许多用于噻唑环2-氨基的氨基保护基和许多用于羧酸的活化剂。鉴于和某些活化基团有关的成本和毒性，探索更新的保护基和活化基以便制备理想的抗菌素仍是许多出版物的主题。因此，在有效的广谱抗菌素的制备中仍然需要一种简单、稳定、晶态、廉价和无毒性的侧链，它具有所希望的几何（Z）异构体，能够容易地结合在头孢菌素核的7-氨基上。以下是一些噻唑侧链工艺的代表例。
在1980年5月20日颁发给Ochiai等的美国专利4，203，899中公开了以下化学式的化合物
其中R1代表氨基、被保护的氨基、羟基或被保护的羟基;R5代表羟基或被保护的羟基;W代表羟基、C1-4烷氧基、卤素或OM，其中M是一种碱金属。
1985年3月6日公布的英国专利申请GB-2，144，424公开了用各种方法制备吡啶鎓头孢菌素衍生物，包括使用下式的化合物或其盐，或是用该化合物的活性衍生物
式中的R1代表氢或卤原子;R2代表氢原子或C1-6烷基，R4代表氢或氨基保护基。
1985年11月6日公布的欧洲专利申请EP-160546也公开了用各种方法制备一系列头菌孢素，包括使用化学式如下的取代的氧代亚氨基噻唑基乙酸化合物或其活性衍生物
式中的R8代表氢原子或氨基的保护基。所公开的这类活性衍生物的合适实例是混合酸酐、酸酐、酰基卤、活性酯、活性酰胺和酰基叠氮。
在1983年5月24日颁发给Farge等的美国专利4，385，181中公开了化学式如下的硫羟酸酯以及它们的顺式和反式异构体及其混合物
式中的R1代表氢或一个保护基，R0代表氢、烷基、乙烯基、氰甲基或一个保护基，R表示烷基，L-2氨基-2-羧乙基、苯基或列在第4到第8栏中的大量的各种杂环基。
除了上述文献之外，还有许多文献公开了2-氨基取代基的各种保护基和甚至更多的羧酸部分的活化基团/离去基团，它们可以用在7-氨基头孢菌素化合物的酰化作用中。
但是，最相关的方法是1987年3月16日公布的捷克专利2381950[化学文摘1989年110卷第544页]，它公开了化学式如下的本发明的化合物
其中宣称该化合物具有顺式构型。在该专利中对此产物提出的唯一证据是氯含量为理论值的99%至100.5%。
在发展用于制造抗菌素的新的合成方法方面，本发明人及工艺界其它人士都感到需要用简单、方便、经济、晶态、稳定和无毒性的原料来制造抗菌素。最初试图在不用保护基的情况下制备和使用2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸的酰氯未获成功。但是本发明人现在发现，本发明的化合物可以在特别规定的反应条件下制备。这一发现已被发明人进一步证实，当时他们不能重复出上述捷克斯洛伐克专利的说法。不能重复出为制造合乎要求的抗菌素所必须的酰基氯氢氯化物的所希望的顺式异构物。另外，补充的实验证实，按照工艺中的说明不能制得所希望的酰基氯顺式异构物，使它基本上不含反式异构物并且具有本文所述的核磁共振氢谱（1HNMR）。
Aburaki等在1983年9月27日颁发的美国专利4，406，899中公开了广谱抗菌素cefepime，其制备方法用两个反应示意图说明，其中反应物和产物需要使用保护基团和解封基团。在实际列举的反应示意图中，产物需要经过一个层析纯化步骤以便将△2和△3异构体分离，这样制得的cefepime产物是两性离子形式。但是，两性离子形式的cefepime在室温和高温下不稳定。
Murray A Kaplan等在1990年3月20日颁发的美国专利4，910，301中公开了干粉形式的对温度稳定的cefepime晶态盐，与Aburaki等在美国专利4，406，899中提到的两性离子型的cefepime相比，它具有优良的室温稳定性和更好的高温稳定性。
在1989年9月19日颁发的美国专利4，868，294中，Brundidge等叙述了基本上不含△2异构体的7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯盐的制备，用它以含水酰化步骤制备硫酸盐形式的抗菌素cefepime。
在1988年6月28日颁发的美国专利4，754，031中，Angerbauer等提到了包括两性离子型式的cefepime在内的几种头孢菌素抗菌素的制备方法。虽然这种方法不使用保护基团，但是它使用酸酐在水溶液酰化反应中进行活化，这需要层析纯化以得到两性离子形式的cefepime。
在1990年7月24日颁发的美国专利4，943，631中，Brian E.Looker叙述了一种制备氢碘化物形式的抗菌素cecfpime的改良方法。该方法利用一种头孢菌素亚砜中间体控制不良的△2异构体的形成。但是，在该专利中提到的这种方法仍是昂贵的并且效率不高，因为它在先有技术方法中加了两个补充步骤，而且继续使用需要保护和解封步骤的保护基团。另外，该方法要使用柱状层析作为纯化方法，这在制造规模上是行不通的。
工艺中提到的cefepime的晶态硫酸盐或两性离子型式，在制备时使用基本上相同的水溶液酰化法，并且使用各种保护和解封基团以及活性酯。在所有情形里，优选的晶态cefepime二氢氯化物水合物形式必须通过纯化的两性离子形式的cefepime来制备。因此，需要发展一种简单、直接和花费有效的酰化方法，它将免去加入和除掉保护基的反应步骤、立体化学控制步骤和层析步骤，而且更重要的是，要发展一种酰化步骤，它能生成所希望的抗菌素cefepime二氢氯化物水合物，其中基本上不含反式异构体和△2异构体。
本发明提供了一种化学酰化方法，更具体地说，提供了一种含水酰化方法，用以制备抗菌素cefepime二氢氯化物水合物，其中基本上不含反式异构体和△2异构体。本发明还提供了一种2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的稳定的晶态顺式异构体，其中基本上不含反式异构体，用它在酰化方法中制备广谱抗菌素cefepime。
图1表示实施例10的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（100兆赫）。
图2表示实施例12的产物在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（100兆赫）
图3表示实施例13的产物在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（100兆赫）
图4表示实施例14的产物在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（100兆赫）
本发明提供了一种含水酰化法，用来以基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的顺式异构体将7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯N-酰化，以得到对温度稳定的晶态的cefepime二氢氯化物水合物，它基本上不含反式异构体和△2异构体，可以用化学式Ⅴ表示，其中的Z是1或2。
当把所有的优点集中起来并且作为整体来看时，本发明的含水酰化法的优越性将变得显而易见，工艺技术人员可以理解。排除了形态上的氨基和羧基保护基和相应的为保护和解封而需要的附加化学步骤，与先有技术的已知方法相比，在整个方法的效率和材料的成本方面具有明显的优越性。本方法还提供和保持了对甲氧亚氨基异构体立体化学构型和头孢菌素核的△3双键的控制，而不需要用层析法将不良的头孢菌素副产物分离，也不需要象关国专利4，043，631中所说的那样对亚砜中间体进行立体化学控制。本发明的另一优点是制备和使用了化学式Ⅲ的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯的不保护的顺式异构体晶态氢氯化物盐，这就避免了在工艺中提到的不常见的、有时是复杂的有机离去基团。使用简单的氯离子作为离去基团避免了使用可能有毒的离去离团，例如2-巯基苯并噻唑。本发明的含水酰化方法的优选实施方案的另一优点是直接从酰化法反应混合物中得到所要求的对温度稳定的晶态cefepime二氢氯化物水合物，不需要制备和分离硫酸盐或两性离子形式的cefepime。本发明的含水酰化方法优选实施方案的一个主要优点是提供了所要求的抗菌素，而无需使用任何甲硅烷基化试剂或任何可溶性的甲硅烷基化衍生物。本发明的方法可以方便地进行，不必使用保护基、立体化学控制剂、加溶的甲硅烷基化基团或层析法，就可以直接从含水有机反应混合物中以高产率得到基本上不含反式异构体和△2异构体的水溶性晶态cefepime二氢氯化物水合物。
本发明提供了2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的稳定的晶态顺式异构体，它基本上不含反式异构体，用化学式Ⅲ表示
由于基本上不含反式异构体，化学式Ⅲ的化合物可以转化成本身基本上不含反式异构体的广谱头孢菌素，无需对顺式和反式异构体进行层析分离。由于稳定性提高，式Ⅲ化合物可以分离和贮存，而且若有必要，可以将它在另一种溶剂中转化成终端产物，该溶剂有利于形成基本上不含△2异构体的理想的抗菌素。式Ⅲ中间产物的另一优点是它不需要在酰化前将氨基封闭（保护）或者在酰化后将氨基解封（去保护），因此方法的效率提高。式Ⅲ的酰基氯的另一优点是它可以用在酰化方法中制造广谱头孢菌素。与其它的方法（例如Aburaki等在美国专利4，406，899中提到的）不同，式Ⅲ的中间产物具有氯离子作为简单和无毒性的离去基团，不需要象工艺中已知的大多数其它离去基团一样要采用措施将它从所要的抗菌素中除掉。另外，工艺中已知的某些中间体含有难以制备的其它离去基团，而另一些中间体含有的离去基团（例如2-巯基苯并噻唑）已发现有毒[化学文摘，1989年111卷第3期19243p。
反应示意图1
上述的式Ⅲ酰基氯氢氯化物的顺式异构体可以象反应示意图1中所概述的从式Ⅰ的酸的顺式异构体制备。先用工艺中已知的方法将式Ⅰ的酸转化成式Ⅱ的相应的氢氯化物，然后若有必要，将它以式Ⅱ的无水晶体化合物的形式分离出来。氢氯化物的形成可以方便地用至少一摩尔当量的气相氯化氢在一种惰性有机溶剂中，例如在甲苯、乙腈、二氯甲烷、丙酮、苯、二甲苯、环己烷、己烷、二噁烷或乙醚中，在约-10℃至约50℃的温度下进行。最好是，反应在甲苯、二氯甲烷或乙腈中进行，制得的式Ⅱ氢氯化物可以分离出来或就地使用。当反应是在乙腈中进行时，所形成的式Ⅱ氢氯化物会保留着松散结合的溶剂。因此，在使用从乙腈中制得的式Ⅱ的氢氯化物时，最好是在合适的时间之内用于下一步骤，以免溶剂化物被大气中水分取代。最好是在0℃左右或室温下于甲苯或二氯甲烷中进行反应。
式Ⅱ的酸式盐随后宜用氯化剂处理，最好是用乙二酰氯与二甲基甲酰胺结合处理，以得到稳定的晶态的式Ⅲ化合物顺式异构体。正如这里所表明的，使用其它的已知氯化剂会造成异构化，产生不希望要的反式异构体或顺式与反式异构体的混合物。另外，氯化剂（例如五氯化磷）可能造成噻唑环上第5位的氯化，从而在抗菌素中形成不良的杂质。本发明人已经发现，除了式Ⅱ的酸式氢氯化物的制备之外，氯化剂和反应条件（例如溶剂和温度）的适当选择、对于制备基本上不含反式异构体的式Ⅲ化合物顺式异构体是至关重要的。
氯化方法一般用来活化酸，它是工艺中所熟知的。五氯化磷是应用最广泛的氯化剂，它不适合于式Ⅱ化合物的氯化，因为它也造成甲氧亚氨基的异构化，生成了不良的式Ⅲ化合物反式异构体。这在本文所述的实施例12、13、14和16中明确地得到证实。另一种已知的氯化方法是使用乙二酰氯与二甲基甲酰胺相结合。但是，本发明人发现，使用二甲基甲酰胺作为催化剂的乙二酰氯方法得不到大量所要求的式Ⅲ化合物顺式异构体。这也在本文所述的实施例15中清楚地得到证实。经过广泛研究之后，发明人发现，二甲基甲酰胺的用量少于乙二酰氯的等摩尔量对于制得所希望的式Ⅲ的酰基氯氢氯化物顺式异构体有害。最好是，二甲基甲酰胺的摩尔数量超过乙二酰氯的摩尔数量。发明人还发现，使用摩尔数量过量的二甲基甲酰胺对于反应和所要产物的稳定性也不利。因此，本发明人发现了一种方法，用来控制反应物对乙二酰氯产生的过剩氯离子或过量的二甲基甲酰胺的不稳定性，这对于制得基本上不含反式异构体的式Ⅲ化合物稳定的晶态顺式异构体是至关重要的。在这种情形下，当式Ⅱ化合物向式Ⅲ化合物的转化不完全时，在式Ⅲ化合物的分离产物中会保留少量的式Ⅱ的酸的顺式异构物。式Ⅲ化合物中一些未反应的式Ⅱ化合物和少量式Ⅲ化合物反式异构体的存在，不影响后继的酰化反应能成功地制得所希望的抗生素，其中基本上不含该抗生素的反式异构体。
本发明人还发现，氯化反应的温度和反应溶剂也是关键。反应宜在惰性有机溶剂（例如二氯甲烷、氯仿或乙腈）中于低于-10℃的温度下进行。最好是，反应在约-15℃至约-40℃下在二氯甲烷中进行。
使用式Ⅲ的酰基氯氢氯化物顺式异构体按一般的酰化反应制备有效的广谱抗生素用反应示意图2说明。更具体地说，反应示意图2说明了用式Ⅲ的酰基氯来制备广谱抗菌素cefepime，它基本上不含反式异构体和△2异构体。另外。式Ⅲ的酰基氯氢氯化物可以用来制备头孢菌素抗菌素，它们有2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰基的顺式异构体结合在头孢菌素核的7-氨基位，例如头孢双噻唑、头孢氨噻肟唑、头胞氨噻、cefpirome、cefpodoxime、cefquinome、cefteram、ceftiofur、cefetamet和cefuzonam。
再者，为了证实先有技术中的酰基氯氢氯化物产品是反式异构体而不是所希望的顺式异构体，本发明人用先有技术产品，例如在实施例14中制得的产品，代替在反应示意图2中说明的酰化反应中的式Ⅲ化合物顺式异构体。将按实施例17和18中所述制得的头孢菌素产物与本发明制得的cefepime抗菌素相比较。正如由实施例19中的对比可以看出的，按先有技术的说明制得的反式cefepime与用本发明方法制得的有效的广谱顺式cefepime不同。
正如在这里和在权利要求中所定义的，“基本上不含”一词意味着化合物中含有的不良异构体少于约5%。最好是，化合物中含有的不良异构体少于约1%。
根据本发明的方法，按照反应示意图2的说明，用式Ⅲ酰基氯氢氯化物的顺式异构体将式Ⅳ化合物N-酰化，制备了基本上不含反式异构体和△2异构体的广谱抗菌素cefepime二氢氯化物水合物。
反应示意图2
基本上不含△2异构体的7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]-头孢-3-烯-4-羧酸酯用化学式Ⅳ表示，其中HX是HCL、HI或H2SO4，它可以用S.P.Brundidge等在美国专利4，868，294中所述的通用步骤制备。
可以在含水酰化方法中使用的合适溶剂是含水有机溶剂，例如水和与水混溶的有机溶剂，如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈、二烷、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等。过程的pH通过用合适的无机或有机碱滴定中和过程中产生的盐酸来控制，这些碱包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化铵、伯胺、仲胺、叔胺等。可以用在此方法中的有机碱以二乙胺、三乙胺、二异丙基乙胺、N-甲基吗啉、2，6-二甲基吡啶、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺等为佳。最好是用氢氧化铵、三乙胺或N-甲基吗啉作为碱。
酰化作用以在pH约为5至7.5下进行为宜，最好是pH约为6.2至6.8。本发明的方法可以在约-50℃至室温左右的温度下进行，最好是温度约为-10℃至-40℃。在酰化作用完成之后，用适当的酸将反应混合物酸化，最好是用硫酸酸化到pH约为1.8至2.6，以便形成基本上不含反式异构体和△2异构体的所希望的cefepime抗菌素。如有必要，可以按照kaplan等在美国专利4，910，301中所述，将cefepime的硫酸盐转化成其它的cefepime盐，例如二氢氯化物水合物。
本发明的一个方面提供了一种酰化方法，用以制备基本上不含反式异构体和△2异构体的广谱抗菌素cefepime，该方法包括使基本上不含△2异构体的7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯盐与基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物顺式异构体反应，反应是在水基溶剂中，或者最好是，在混合的含水有机溶剂中，在仔细控制pH约为5.0至7.5的条件下进行。
在本发明的另一方面，提供了2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的稳定的晶态顺式异构体，它基本上不含反式异构体，具有式Ⅲ的化学结构
本发明还有一个方面是提供了一种方法，用来制备基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的稳定的晶态顺式异构体，该方法包括使2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸顺式异构体的无水晶态酸式氢氯化物盐与乙二酰氯和二甲基甲酰胺的混合物在惰性有机溶剂中于-10℃以下的温度反应，以制得基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的稳定的晶态顺式异构体，所述混合物中含有至少一摩尔当量的乙二酰氯和相对于乙二酰氯数量至少为一摩尔当量或略多的二甲基甲酰胺。其中乙二酰氯的数量为1.0到约2.0摩尔当量，例如为1.05摩尔当量，二甲基甲酰胺例如为氢氯化物的1.075当量。
在用工艺中可采用的已知检验方法，例如薄层色谱法、高压液体色谱和分光光度法，断定式Ⅳ化合物的N-酰化已经完成之后，根据本发明的优选方法，向已完成的反应中加入足量的酸，例如盐酸、硫酸等，以确保所要求的cefepime盐结晶，然后用合适的与水混溶的有机溶剂稀释，例如用甲乙酮、丙酮、异丙醇、丁醇等，以便诱发或完成结晶。最好是用足量的硫酸处理这种含水的有机反应混合物，以便结晶出基本上不含反式异构体和△2异构体的cefepime的硫酸盐。cefepime硫酸随后可以用kaplan等在美国专利4，910，301中叙述的方法转化成优选的晶态的cefepime二氢氯化物一水合物。本发明方法中制得的cefepime硫酸盐可以用碱中和，最好是用工艺中已知的弱碱性离子交换树脂，例如市售的Amberlite LA-2、Dowex WGR、Bio-Rad AG3-X4A、Amberlite IRA93，Amberlite IRA35等，以便形成含有两性离子形式cefepime的水溶液或含水有机溶液。然后用足量的盐酸以及任选地用与水混溶的有机溶剂处理上述溶液，以便诱发优选的晶态cefepime二氢氯化物水合物结晶。最好是，用足量的盐酸处理由本发明的含水酰化法得到含水有机反应混合物，以便在加入与水混溶的有机溶剂（例如丙酮）时，诱发和保证抗菌素cefepime二氢氯化物水合物结晶。加入的与水混溶有有机溶剂的数量应该足以使该抗菌素完全结晶，最好是含水有机反应混合物中水相数量的2至9倍左右，以便形成基本上不含反式异构体和△2异构体的对温度稳定的晶态cefepime二氢氯化物水合物。
在希望只制得cefepime二氢氯化物一水合物时，最好用足够数量的盐酸处理含水酰化作用的含水有机反应混合物，然后用本文提到的适量的与水混溶的有机溶剂稀释，以保证按所要的一水合物形式结晶。或者，如果想要制得稳定的cefepime二氢氯化物二水合物，可以用较大当量浓度的盐酸和一定数量的与水混溶的有机溶剂处理含水有机反应混合物，以便保持在浊点下结晶，然后补充加入有机溶剂使结晶完全。但是，工艺技术人员应该了解，如果不对本方法从含水有机反应混合物中分离的步骤小心控制，则可能会形成晶态cefepime二氢氯化物一水合物和二水合物的混合物。总之，遵照本文所述的重结晶步骤，可以从任一种水合物或水合物的混合物制备出单独一种所希望的水合物。
本方法制得的晶态cefepime二氢氯化物一水合物可以通过重结晶法制成稳定的晶态cefepime二氢氯化物二水合物，重结晶在按本文所述对溶剂与盐酸的浓度以及在浊点（开始晶化）下保持的时间加以控制的条件下进行。或者是，用此方法制得的晶态二氢氯化物二水合物也可以通过在与这里所述不同的控制条件下重结晶制成稳定的晶态cefepime二氢氯化物一水合物。因此，本发明的方法可以用来制备所希望的抗生素的一水合物或二水合物。
美国专利4，910，301中所述的不稳定的cefepime二氢氯化物二水合物容易失去第二摩尔的水不同，，用本发明方法可以制得的晶态cefepime二氢氯化物二水合物已发现具有很确定的晶体结构，它保留第二摩尔的水。已发现这种新的二水合物形式（针形晶体）非常稳定，它的晶体形貌在各种条件下均不改变，例如在空气中于70℃两个月以上，在真空下与P2O5一起在50℃48小时，在烘箱中于70℃干燥96小时，以及在高或低的相对湿度下放置。这种晶态二水合物显示出3574cm-1和3432cm-1的特征红外吸收峰，这是用Nicolet 20 SX光谱仪在13毫米样品杯中加KBr用傅立叶变换红外扩散反射分光光度计测定的。这种对温度和水分稳定的晶态二水合物形式的cefepime也用示于表1的X射线粉末衍射图谱表征。
表1
稳定的cefepime二氢氯化物二水合物
d I/Io(%)
13.14 15
12.78 13
8.82 24
6.62 18
6.41 100
4.94 17
4.79 10
4.74 12
4.52 13
4.41 36
4.1 63
3.75 50
3.6 11
3.53 16
3.41 36
3.31 9
3.19 22
2.84 30
2.67 16
2.62 6
2.57 14
2.5 4
2.48 9
2.27 15
表1中“d”代表晶面间距，“I/Io”代表强度的相对百分数。用一台理学Geigerflex X射线衍射仪和镍过滤的铜靶（Kd）收集X射线图谱，辐射波长1.5425埃。
因此，本发明的一项实施方案提供了制备抗菌素cefepime二氢氯化物水合物的方法，该抗菌素基本上不含反式异构体和△2异构体，此方法包括使基本上不含△2异构体的7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯与基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的顺式异构体在pH约为5.0至7.5的混合的含水有机溶剂反应。
本发明的一项优选的实施方案还包括通过使2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸顺式异构体的无水的酸式氢氯化物盐与一种混合物在惰性有机溶剂中于-10℃以下的温度反应，制得基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的顺式异构体，所述的混合物含有至少一摩尔当量的乙二酰氯和相对于乙二酰氯的数量至少一摩尔当量或略微过量的二甲基甲酰胺。
本发明的更为优选的实施方案提供了制备基本上不含反式异构体和△2异构体的抗菌素cefepime二氢氯化物水合物的方法，其中包括使基本上不含△异构体的7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯与基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的顺式异构体在含水有机溶剂中反应，还包括向完成反应的混合物中加入足够数量的盐酸和与水混溶的有机溶剂。
本发明的最优选的实施例提供了一种从本发明的方法含水有机反应混合物直接制备抗菌素cefepime二氢氯化物一水合物和cefepime二氢氯化物二水合物的方法。
Abruaki等的美国专利4，406，899中说明了cefepime（化合物Ⅴ）的用途。用本发明方法制得的稳定的cefepime二水合物显示出上述的美国专利4，406899中cefepime的抗菌性能，并且以同样的方式作为抗菌素使用。
应该清楚，本说明书和实施例是示例说明用的，不构成对本发明范围的限制。
实施例1
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐
2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸（25克，124.25毫摩尔）在甲苯（250毫升）中的悬浮液在20°-28℃下通入HCL气体。HCL分8.1克（222.2毫摩尔）和4.8克（131.7毫摩尔）两份导入液面之下，两份之间搅动30分钟。在20℃1小时之后，在氮气下过滤收集产物，用甲苯（50毫升）和己烷（250毫升）洗，在20°-25℃下真空干燥，得到28.68克（97%）标题化合物。
实施例2
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
向二甲基甲酰胺（0.77毫升、10毫摩尔）在二氯甲烷（40毫升）的溶液中在5℃下加入（0.89毫升、10毫摩尔）98%二乙酰氯在二氯甲烷（4.1毫升）中的溶液。逐滴加入以保持温度为4°-5℃。向冷却到-27℃的所形成的溶液中加入实施例1中制得的（2.37克，10毫摩尔）2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物。将悬浮液在-25℃下搅动2.5小时。在氮气氛下过滤，用二氯甲烷（50毫升）和己烷（100毫升）洗，在20℃下真空干燥后得到17.8克（69.5%）白色结晶标题化合物。
用这一标题酰基氯将吡啶溶液中的7-氨基去乙酸头孢菌烷酸二苯基甲基酯氢氯化物酰化，得到一个单区（薄层色谱）产物，与所要的去乙酸头孢菌素酯的可靠样品一致并且不可分离。
实施例3
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
在5℃下向一个（1.55毫升，20毫摩尔）二甲基甲酰胺在（80毫升）二氯甲烷中的溶液加入（1.78毫升，20毫摩尔）98%纯度的乙二酰氯在二氯甲烷（8.2毫升）中的溶液。加料时间为5°-8℃下5分钟。在5℃下将形成有悬浮液搅动10分钟，然后冷却到-30℃。加入（4.75克，20毫摩尔）实施例1中的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物。将悬浮液在-25°至-30℃下搅动2.5小时。在氮气氛下过滤，用二氯甲烷（75毫升）和己烷（100毫升）洗，在20℃真空干燥后，得到3.57克（69.7%）晶体标题化合物。
用一份固体的酰基氯氢氯化物产物将吡啶溶液中的7-氨基去乙酸基头孢菌烷酸二苯基甲基酯氢氯化物酰化，得到基本上单区（薄层色谱）的产物，该产物与所要求的去乙酸头孢菌素酯的可靠样品一致并且不可分离。
实施例4
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰胺基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯（Cefepime）
将7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯一氢碘化物（0.85克，2.0毫摩尔，按S.P.Brundidge等在美国专利4，714，760中所述的步骤制备]在20℃下溶在pH为6.5的加有三乙胺的9毫升丙酮/水（2∶1）中。加入顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（0.56克，2.2毫摩尔，实施例3中制备），用三乙胺控制pH在5-7。用高压液体色谱对形成的溶液进行的测定表明所要求的头孢菌素（Cefepime）的产率为58%。用硫酸酸化成pH2.2，得到0.63克硫酸盐形式的标题抗菌素（51%活性产率），与Aburaki等在1983年9月27日颁发的美国专利4，406，899中和Kaplan等在1990年3月20日颁发的美国专利4，910，301中所说的相同。
实施例5
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
在5℃向（9.75毫升，125.9毫摩尔）二甲基甲酰胺在二氯甲烷（450毫升）的溶液中逐滴加入（11.21毫升，125.9毫摩尔）乙二酰氯（98%）在二氯甲烷（15毫升）中的溶液。加液过程在5-7℃下于10分钟内完成。将所形成的浆体冷却到-25℃，向其中一次加入（28.5克，119.9毫摩尔）顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐。将浆体在-25℃到-30℃下搅动3.5小时，在氮气氛下过滤，用二氯甲烷（100毫升）和己烷（400毫升）洗，在20-25℃下真空干燥。晶态的标题化合物的产量为30.7克（72.5%）。
用标题酰基氯将吡啶溶液中的7-氨基去乙酸头孢菌烷酸二苯基甲基酯氢氯化物酰化，参照可靠的样品，确定得到了基本上单区（薄层色谱）的所要的去乙酸头孢菌素酯。
将标题酰基氯（200毫克，0.8毫摩尔）在水中水解。分离出的样品的1H核磁共振谱与起始的顺式酸相同。
实施例6
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
在5℃下向二甲基甲酰胺（8.13毫升，105毫摩尔）的二氯甲烷（350毫升）溶液中逐滴加入（9.34毫升，105毫摩尔）乙二酰氯（纯度98%）在二氯甲烷（5毫升）中的溶液。加液期间达到的最高温度为7℃。将所形成的悬浮液在5℃下搅动10分钟，然后冷却到-27℃。一次加入（23.8克，100毫摩尔）2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物。将悬浮液在-25℃至-30℃搅动2.5小时，在氮气氛下过滤，用二氯甲烷（25毫升）和己烷（125毫升）洗，在20℃下真空干燥。得到21.39克（83.5%）晶态酰基氯氢氯化物。
分析结果：
C6H7N3O2SCl2的计算值
C，28.14;H，2.76;N，16.41;S，12.52;
实验值
C，28.25;H，2.93;N，16.32;S，12.67。
1H核磁共振（二甲基亚砜-d6）δ：3.93（CH3），7.04（H5）。
实施例7
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐
在22℃将两份HCl通入（87克，432.4毫摩尔）顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸在（870毫升）甲苯中的悬浮液：30分钟内通入17.5克（480毫摩尔），20分钟内通入15.0克（410毫摩尔），两份之间搅动20分钟。将该浆体在25℃下搅动1.5小时，在氮气下过滤，用甲苯（100毫升）和己烷（400毫升）洗，在20-25℃下真空干燥。标题化合物的产量为100.2克（97.5%）。
分析结果：
C6H8N3O3SCl的计算值：
C，30.32;H，3.39;N，17.68;S，13.49;Cl，14.92;
测定值：
C，30.51;H，3.39;N，17.54;S，13.37;Cl，14.90。
实施例8
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
在5℃直向（32.4毫升，419.7毫摩尔）二甲基甲酰胺在二氯甲烷（400毫升）的溶液中逐滴加入（37.4毫升，419.7毫摩尔）98%乙二酰氯。将所形成的悬浮液冷却到-25℃，加到温度为-25℃的实施例7中的（95克，399.7毫摩尔）顺2-（2-氯基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物的悬浮液中。将悬浮液在-25℃到-28℃下搅动2.5小时，在氮气氛下过滤，用二氯甲烷（100毫升）和己烷（500毫升）洗，在20-25℃下真空干燥。结晶的标题化合物的产量为84.3克（82.3%）。
分析结果：
C6H7N3O2SCl2的计算值
C，28.14;H，2.76;N，16.41;S，12.52;
测定值
C，27.90;H，3.10;N，16.14;S，12.27。
1H核磁共振（二甲基亚砜-d6）δ：3.95（CH），7.04（H5）。
实施例9
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰胺]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸盐（Cefepime）
在240毫升丙酮和80毫升水的溶液中加入20.0克7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]-头孢-3-烯-4-羧酸酯氢碘化物（0.047摩尔，搅拌放置。用一台终点设定在pH6.5的装有N-甲基吗啉的RadiometerABU80自动滴定仪，分4批加入20.0克（0.0785毫摩尔）实施例5中制备的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物，每批间隔5分钟，保持pH为6.5。在加完之后，在室温下将稀浆体再搅动20分钟。用21毫升的6N H2SO4将反应混合物的pH降低到pH2.65。标题化合物发生沉淀。向浆体中加入晶种，在室温下搅动20分钟。用16毫升6N H2SO4将浆体的pH重新调节到1.8，再继续搅拌60分钟。将浆体抽气过滤，先后用70毫升水/丙酮（1∶1）和70毫升丙酮洗，得到24.09克（88.5%化学计量重量产率）的标题化合物，它与实施例4中的化合物以及Aburaki等在美国专利4，406，899（1983年9月27日颁发）和Kaplan等在美国专利4，910，310（1990年3月20日颁发）中提到的Cefepime相同。
实施例10
制备顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
在5℃下向二甲基甲酰胺（8，76毫升、0.113摩尔）在二氯甲烷（375毫升）的溶液中逐滴加入乙二酰氯（9.64毫升，0.111摩尔）保持温度为5-6℃。将悬浮液搅动10分钟，然后冷到-25℃。在干燥的氮气氛下于11分钟内分批加入25.0克顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐。在-25℃下将此浆体搅动2.5小时。在干燥的氮气氛下将产品过滤，用二氯甲烷（80毫升）洗滤饼。在20-25℃下于P2O5上将产物真空干燥，得到23.88克（88.6%）标题化合物，为淡黄色的晶状晶固体。
分析结果：
C6H7N3O2SCl2的计算值
C，28.14;H，2.76;N，16.41;S，12.52;Cl，27.68;
测定值
C，28.06;H，2.71;N，16.26;S，12.30;Cl，27.23。
以上实验的产物用乙酸-d4中的核磁共振氢谱（HNMR）表征，结果如图1所示。
1HNMR（CD4CO2D）δ：4.14（CH3），7.10（H5）。由CH3（4.11）积分得到残留的酸性氢氯化物含量为5.1%。在7.67ppm观察到痕量的异构H5。
实施例11
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
在5℃下将二乙酰氯（19.76毫升，220.8毫摩尔）加到二甲基甲酰胺（17.92毫升，231.9毫摩尔）在二氯甲烷（375毫升）的溶液中。在5-6℃下加入时间为15分钟。在5-6℃下将所得的悬浮液搅动10分钟，然后冷到-25℃。加入25.0克（105.2毫摩尔）的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物。用标题化合物对所形成的溶液引晶，形成产物的浆体。将悬浮液在-25℃搅动3.5小时，在干燥的氮气氛下过滤，用二氯甲烷（150毫升）洗，在20-25℃下真空干燥。到到9.61克（35.7%）结晶的标题化合物。
用一份固体的酰基氯氢氯化物产物将吡啶溶液中的7-氨基去乙酸头孢菌烷酸二苯基甲基酯氢氯化物酰化，得到基本上单区（薄层色谱）的产物，它与所要求的去乙酸头孢菌素酯的可靠样品一致并且不可分离。
实施例12
制备2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
重复捷克斯洛代克专利238，950中的实施例1的实验步骤如下：
将KF＊为0.06%的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸（4.0克）于21℃下在30毫升苯中浆化。加入一滴二甲基甲酰胺，接着一次加入5.0克粉状五氯化磷。温度在约2分钟内升到34℃，然后在1分钟内升到40℃以便完全溶解。将溶液冷却，在36℃时沉淀形成。在搅动30分钟后，温度为22℃。在干燥的氮气氛下过滤收集淡黄色固体，用30毫升苯和20毫升庚烷洗。在PO上于20-25℃真空干燥18小时后，得到2.88克。
以上实验的产物用在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（1HNMR）表征，其结果如图2所示，显示出H5（7.56ppm）和CH3（4.34ppm）。此谱图与具有反式异构体构型的标题化合物一致，不是如上述捷克斯洛代克专利所说的顺式异构体。
＊KE为用Karl Fischer法测得的含水量一注
实施例13
制备2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
重复捷克斯洛代克专利238，950中实施例2的实验步骤如下：
将KF为0.06%的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸（4.0克）在20毫升乙腈中浆化，乙腈已调节到KF为0.22%。加入一滴二甲基甲酰胺，温度为20℃。在加入6.0克粉状五氯化磷时，温度升到40℃，达到完全溶解。将溶液冷至20℃，在33℃形成沉淀。在搅动30分钟后，在干燥的氮气氛下收集产物，用30毫升苯和20毫升庚烷洗。在20-25℃于PO上真空干燥18小时后产量为1.86克。
以上实验的产物用在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（1HNMR）表征，结果如图3所示，显示出H5（7.56ppm）和CH3（4.31ppm）。1HNMR图谱与具有反式异构体构型的标题化合物产物一致，不是上述捷克斯洛代克专利公开的顺式异构体。
实施例14
制备2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
重复捷克斯洛代克专利238，950中实施例3的实验步骤如下：
将0.16毫升浓盐酸加到30毫升二氯甲烷中。在冷却到-10℃以后，递增地加入6.5克五氯化磷。温热到0℃之后，一次加入4.0克KF为0.06%的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸。温度上升到2℃。在0下9分钟后达到完全溶解。在40分钟后，沉淀开始形成。将产率浆体在2-3℃搅动2.8小时，在干燥的氮气氛下过滤，用30毫升苯和20毫升庚烷洗，在20-25℃下于P2O5在真空干燥18小时。得到3.42克淡黄色粉末。
以上的实验产物用在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（1HNMR）表征，结果示于图4，在7.56ppm显示H5，4.31ppm处CH3。1HNMR谱与具有反式构型的标题化合物产物一致，不是该捷克斯洛伐克专利所公开的顺式异构体。
实施例15
试图制备2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
将美国专利4，203，899的实施例7中所述的用来将被保护的氨基噻唑基乙酸转化成相应的酰基氯的通用步骤，按下述用于本文所述的未保护的氨基噻唑基乙酸：
将顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐（2.38克，0.01摩尔）悬浮在30.5毫升的苯中，冷却到20℃。加入二乙酰氯（2.09毫升，0.024摩尔），接着加入二甲基甲酰胺（0.50毫升，0.0065摩尔）。温度升到22℃，同时有激烈的气体放出。在20℃于20分钟之内放气减退，将浆体在20℃±2℃下搅动2小时。将浆在真空下浓缩，除掉溶剂，所得的黄色产物在真空中于P2O5上在20-25℃干燥16小时。产量为2.59克。
上述实验的产物用在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（1HNMR）表征，在7.60ppm显示出H5，在4.37ppm显示CH3。此产物的图谱与具有反式异构体构型的标题化合物一致。
实施例16
试图制备2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
将美国专利4，203，899的实施例59中所述的用来将被保护的氨基噻唑基乙酸转化成相应的酰基氯的通用步骤，按下述用于本文所述的未保护的氨基噻唑基乙酸：
将顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐样品（2.38克，0.01摩尔）悬在25毫升二氯甲烷中。在冷到4℃以后，加入2.08克（0.01摩尔）五氯化磷。用冰冷却，温度上升到6℃，在冷却回到4℃以后，，将浆体搅动1小时。在干燥的氮气氛下过滤收集沉淀，用二氯甲烷（10毫升）洗，在20-25℃下真空干燥，得到1.4克浅黄色固体。
用在乙酸-d4中的核磁共振氢谱（1HNMR）表片上以实验的产物，在7.61ppm显示出H5，在4.34ppm CH3。此产物的图谱与具有反式异构体构型的标题化合物一致。另外，产物被未转化的酸沾污（1HNMR有7.07ppm处的H5，4.06ppm处的CH3），这进一步为加起始酸的同位素指示所证实。
实施例17
用2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（实施例14的反式异构体）将7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]-头孢-3-烯-4-羧酸酯HI盐酰化
在10℃下向预冷的9毫升丙酮和3.4毫升水的溶液中加入7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯HI盐（1.13克，2.65毫摩尔）。将2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（1.09克，4.21毫摩尔，在实施例14中制备）在0℃下分五批与三乙胺（0.37毫升，2.66毫摩尔）一起加入，以保持pH在6.0-7.0。在室温下搅动反应混合物15分钟。用高压液体色谱（梯度C18柱，2%至25%乙腈在0.005M NH4H2PO4中）测定所得的溶液表明，72.4%的面积是保留时间13.08分的反式Cefepime，未检验出保留时间预期约为8.5分的顺式Cefepime。用硫酸酸化到pH1.9，得到硫酸盐形式的反式Cefepime1.48克。此产物用H-NMR谱（二甲基亚砜-d6）鉴定证实，并且显示出含有0.58摩尔的三乙胺盐。
实施例18
用2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（实施例14的反式异构体）将7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯HI盐酰化
在10℃向预冷的108毫升丙酮和40.5毫升水的溶液中加入7-氨基[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯HI盐（13.5克，0.0317摩尔）。用2.7毫升14%NH4OH将浆体的pH调节到7.0。在10℃下于60分钟内逐滴加入13.05克（0.015摩尔）2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（按实施例14的步骤制备），同时用14%的NH4OH（27毫升）以保持在加料头一半期间内pH为6.3-7.0，加料后一半期间的pH为6.1-6.6。在室温下将反应混合物搅动30分钟。将反应混合物过滤，用6毫升2∶1的丙酮/水洗，然后向滤液中缓慢加入6N H2SO4（15毫升），以便将pH调节到1.87-1.90。在搅动1小时之后，滤掉不溶物，用21毫升2∶1丙酮/水洗滤饼，接着用30毫升丙酮洗。在30分钟内向滤液中加入1升丙酮，在5-8℃下搅动40分钟。过滤收集产物，用24毫升4∶1的丙酮/水、60毫升的丙酮洗两次，在真空下干燥，得到20.64克（化学计量重量的116%）的硫酸盐形式的反式Cefepime（高压液相色谱检定纯度为95.4%）。H-NMR谱与含有3摩尔铵盐的反式Cefepime的结构一致。
实施例19
实施例9的产物（Cefepime顺式异构体）和实施例17的产物（Cefepime反式异构体）的比较显示出以下物理特性的差别。
Cefepime异构体的高压液体色谱在Watersμ Bondapack C18柱（3.9×300毫米）上进行，使用1000毫升水和100毫升乙腈的混合物作为溶剂体系，水中含有2.88克（0.013摩尔）庚基磺酸钠盐，用乙酸将pH调节到4.0，溶剂流速为2.0毫升/分。产物用Water450型可见波长检测器在254λ显色，得到以下结果。
保留时间（分）
Cefepime顺式异构体（实施例9） 10.5
Cefepime反式异构体（实施例17） 37.8
二氢氯化物盐形式的Cefepime的顺式与反式异构体的核磁共振氢谱测定是在Bruker AMX-400傅立叶变换核磁共振谱仪上用氘化的二甲基亚砜作为溶剂进行。所报导的化学位移是以二甲基亚砜的2.49ppm作参照。示于以下的化学式和表中的数字系统只是为了方便。
顺式和反式Cefepime
＊波形键代表顺式和反式甲氧亚氨基异构体。
核磁共振氢谱化学位移（ppm）的对照表
指认 顺- Cefepime 反- Cefepime
C2-H2 4.04,3.65 4.02,3.65
C6-H 5.33 5.31
C7-H 5.88 5.85
C11-H2 4.60,4.31 4.59,4.30
C12-H3 2.93 2.93
C13-H4 3.7,3.4 3.6,3.3
C14-H4 2.10 2.10
C18-H4 6.88 7.57
C20-H3 3.92 4.05
NH 9.83 9.56
NH2 8.60 8.70
如上所示，Cefepime的两种甲肟异构体的1HNMR谱图有很大差别。顺-（Z）甲肟异构体的噻唑环CH（18）在6.88ppm，落入反式-（E）甲肟异构体CH（18）（在7.57ppm）的高磁场。
实施例20
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐
将顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸（85.3，424毫摩尔）在二氯甲烷（570毫升）中在氮气氛下于掺合机中研磨15分钟。用100毫升二氯甲烷将所得的细粒悬浮液稀释，在氮气下转移到1升带夹套的Buchi反应器中。反应器用氮加压（5磅/平方英寸），在375转/分下搅动混合物并冷却到-2℃。以每分钟0.2克的速度将氯化氢（15.4克，424毫摩尔）引入到反应器液面上的空间。温度会上升2℃。在0℃下将混合物再搅拌30分钟，在氮气下过滤，用二氯甲烷（350毫升）洗。固体在45℃真空干燥18小时。标题化合物是灰白色粉末（110.9克，未校正的产率111%）。
分析结果：
C6H8N3O3SCl的计算值
C，30，32;H，3，39;N，17，68;S，13.49;Cl，14.91;
测定值
C，29，37;H，3，17;N，16.34;S，12.70;Cl，16.99。
1HNMR（二甲基亚砜-d6）δ：4，05（S，3H，CH3），5.9（S，15摩尔%残留CH2Cl2），7.1（S，1H，C-5H）。还观察到在4.18（S，3H，CH3）和7.7（S，1H，C-5H）处有信号，与约2%的反式异构体对应。
实施例21
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物盐
用HCl在乙腈（89.2毫升，123.9毫摩尔）中的1.39M溶液在氮气下滴定在125毫升乙腈中的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸（25克，124毫摩尔），温度保持在10℃至15℃。将混合物在10℃至15℃下再搅拌30分钟，在N2气下过滤并用乙腈（200毫升）洗。将固体在45℃下真空干燥3小时。标题化合物是灰白色粉末（29.5克，未校正的产率97.4%）。
1HNMR（CD3OD）δ：2.05（S，13%重量，残余的乙腈），4.1（S，3H，CH3），7.1（S，1H，C-5H）。还观察到在4.2（S，3H，CH3）和7.8（S，1H，C-5H）处的信号，相应于约0.5%的反式异构体。
实施例22
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
将56.24克（210毫摩尔）含约11%重量残余乙腈的顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸氢氯化物在450毫升二氯甲烷中在氮气下于掺合机中研磨3分钟，然后冷到-35℃，在N2气下于5分钟内转移到一个也是-35℃的充分搅拌的Vilsmier试剂浆液中。Vilsmier试剂浆液是将乙二酰氨（28.2克，221毫摩尔）在0℃下分批加到二甲基甲酰胺（16.89克，231毫摩尔）在二氯甲烷（300毫升）中的溶液里，接着冷却到-35℃而制得的。在加料过程中，反应温度上升到-28℃。在加料之后，用产物对反应混合物引晶。在-28℃至-35℃再放置2.5小时后，在氮气下将混合物过滤，用二氯甲烷（200毫升）洗滤饼。用氮气通过滤饼30分钟，然后将固体在室温下真空干燥12小时。得到了灰白色粉末形式的标题化合物（42.9克，产率72%）。
1HNMR（CD3OD）δ：4.06（S，3H，CH3），7.12（S，1H，C-5H）。观察到在7.18处与约5%酸式氢氯化物盐相应和在7.80（S＜C-5H）与约0.5%反式异构体相对应的信号。在用二乙胺在乙腈中进行衍生作用之后，高压液相色谱显示出标题化合物（顺式异构体，二乙酰胺衍生物的形式），其保留时间为9.6分，以及保留时间2.8分的酸式氢氯化物盐和保留时间16.4的反式异构体（二乙胺衍生物的形式）。顺式异构体：酸式氢氯化物盐：反式异构体之比为90∶5∶＜1。
实施例23
顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物
将顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸（84.7克，421毫摩尔）在二氯甲烷（570毫升）中于氮气下在掺合机中研磨20分钟。用100毫升二氯甲烷将形成的细粒悬浮液稀释，在N2气下转移到1升的带夹套Buchi反应器中。用N2（5磅/平方英寸）将反应器加压，以375转/分的转速搅动混合物并冷却到-2℃。将氯化氢（15.3克，421毫摩尔）以每分钟0.2克的速度通入到反应器液面上的空间中。温度会上升2℃。将混合物在0℃下再搅拌30分钟，在掺合机中研磨3分钟，然后冷却到-35℃，在N2气下于5分钟内转移到一个也是-35℃的充分搅拌的Vilsmeir试剂浆液中。Vilsmeir试剂浆液是将56.1克（439毫摩尔）乙二酰氯在0℃下分批加到二甲基甲酰胺（33.8克，462毫摩尔）的二氯甲烷（880毫升）溶液中，接着冷却到-35℃而制得的。在加液期间，反应温度上升到-28℃。在加完之后，用产物对反应混合物引晶。在-28℃至-35℃下又放置2.5小时后，将混合物在N2气下过滤并用二氯甲烷（350毫升）洗滤饼。使N2气通过滤饼30分钟，然后将固体室温下真空干燥12小时。得到灰白色粉末状标题化合物（95.2克，未校正的产率89%）。
分析结果：
C6H7N3O2SCl2的计算值
C，28.14;H，2.76;N，16.41;S，12.52;Cl，27.68;
实验值
C，28.11;H，2.62;N，16.20;S，12.22;Cl，26.74。
1HNMR（CD3OD）δ：4.06（S，3H，CH3），7.12（S，1H，C-5H）。还观察到在7.18（S，C-5H）与约4%酸式氢氯化物盐对应和在7.80（S，C-5H）与约2%反式异构体对应的信号。在与二乙胺在乙腈中进行衍生作用之后，高压液相色谱显示出保留时间为9.6分的标题化合物（作为二乙胺衍生物）、保留时间2.8分的起始酸和保留时间16.4分的反式异构体（作为二乙酰胺衍生物）。顺式异构体∶起始酸∶反式异构体之比为90∶4∶2。
实施例24
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯二氢氯化物水合物
将15.01克（35.29毫摩尔）7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯氢碘化物逐渐地溶在60毫升水中，同时用三乙胺保持pH低于6.5。加入120毫升丙酮，将所得的含水丙酮溶液冷却到-15℃和-20℃。用装有三乙胺、终点设定在pH6.5的Radiometer ABU80自动滴定仪将pH维持在低于7.5和高于5，在2小时7分钟内加入顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（14.6克活性物;45.4毫摩尔）。将反应混合物逐渐地从-12℃温热到5℃，直到酰化作用完全（如高压液体色谱所指示的）;然后将反应混合物过滤。
用12N盐酸（17.6毫升;0.212摩尔）将滤液酸化，然后加入210毫升丙酮诱发结晶。将浆液搅动1.25小时，然后再用195毫升丙酮稀释。将浆液冷却到0-5℃，搅动0.75小时，然后过滤。在抽气过滤之后，用丙酮洗滤饼，在45℃真空干燥过夜。分离出的二氢氯化物水合物盐形式的标题化合物的纯度为95.5%（12.8克;化学计量重量产率为63.8%）。
实施例25
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯二氢氯化物水合物
在丙酮（120毫升）和水（40毫升）的冷（-30℃）溶液中于30分钟内同时以固体形式分别加入7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯氢碘化物（15.0克;35.0毫摩尔）和顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（10.49克活性物;40.9毫摩尔）。用装有三乙胺、终点设定为pH6.5的Radiometer ABU80自动滴定仪将反应的pH维持在5.5和7.0之间，温度保持在-20℃和-40℃之间。一旦加完反应物，立即将形成的稀的不透明的浆液温热到0-5℃并且搅拌之，直到固体溶解（20分钟），此时高效液相色谱指示酰化已经完全。然后将反应混合物过滤。
用12N的盐酸（17.6毫升，0.212摩尔）将滤液酸化，然后加入丙酮（150毫升）诱发结晶。将浆液搅动1小时，然后在30分钟内再用丙酮（315毫升）稀释，在室温下搅动30分钟，冷却到0-5℃1小时。在抽气过滤后，用250毫升丙酮洗产物，在45℃真空干燥。标题化合物以纯度为94.9%的二氢氯化物水合物盐的形式分离出来（17.68克，化学计量重量产率的87.7%）。用Karl Fisher法测得水含量为4.45%。
实施例26
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯二氢氯化物水合物
将14.75克（34.7毫摩尔）7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯氢碘化物在室温下逐渐溶解在60毫升水中，同时用三乙胺保持pH低于6.5。将橙红色的溶液冷却到0-5℃，用3克活性碳脱色。将碳滤掉，所得的浅琥珀色的溶液在0-5℃下贮存。用22.5毫升水洗碳饼。洗出液与68毫升丙酮合并，将形成的含水丙酮溶液冷却到-30℃。保持温度在-20℃和-30℃之间，并且用装有三乙胺、终点设定在pH6.5的Radiometer ABU80自动滴定仪将pH保持在5.5和6.5之间，将脱色的7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯的溶液平稳地滴加到从碳饼上洗下的带色的含水丙酮溶液中，其间同时加入顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（9.06克活性物;35.4毫摩尔）和180毫升丙酮（稳定的液流）。一旦反应物加完，就将反应混合物温热到0-5℃并且搅动，直到固体溶解。当酰化作用完成后（由高压液相色谱指示），将反应混合物过滤。
滤液用12N的盐酸（17.6毫升，0.212摩尔）酸化，然后在室温下于1小时内用690毫升丙酮稀释，在室温下保持1小时。将产物抽气过滤，用250毫升丙酮洗，然后在45℃左右真空干燥15小时。分离出的标题化合物的纯度为89.6%（15.44克;化学计量重量产率76.4%）。用Karl Fischer法测得水含量为4.07%。
实施例27
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯二氢氯化物水合物
向丙酮（120毫升）和水（40毫升）的冷（-30℃）溶液中，在30分钟内同时以固体形式分别加入7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯氢氯化物（14.34克;43.0毫摩尔）和顺2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（11.01克活性物;43.0毫摩尔）。用装有三乙胺、终点设定在ph6.5的Radiometer ABU80自动滴定仪将反应的pH维持在5.5和7.0之间，温度则保持在-20℃和-40℃之间。一旦加完反应物，立即将形成的稀的不透明浆体温热到0-5℃并且搅拌之，直到固体溶解（20分钟），此时高效液体色谱指示酰化已完成。将反应混合物过滤。
用12N的盐酸（21.4毫升，0.257摩尔）将滤液酸化，然后加入75毫升丙酮以诱发结晶。将结晶的浆液搅拌1小时，然后用505毫升丙酮在30分钟内稀释。在室温下搅动30分钟后，将浆液冷到0-5℃1小时，过滤。用250毫升丙酮洗产物，在45℃下真空干燥。标题化合物以二氢氯化物水合物盐的形式分离出来，纯度93.5%（18.81克;化学计量重量产率85.1%）。用Karl Fischer法测得水含量为4.2%。
实施例28
Cefepime二氢氯化物一水化物向Cefepime二氢氯化物二水合物的转化
将300克Cefepime二氢氯化物一水合物（高压液相色谱测定纯度为99.9%，KF3.8%）溶在1200毫升去离子水中。加入6N盐酸132毫升（1.5当量）。将溶液过滤，用去离子水（300毫升）洗。
在滤过的溶液中加入1500毫升丙酮。在20分钟内补充加入4000毫升丙酮。将溶液保持在浊点温度，直到大量的二水合物晶体形成（显微镜分析为针形;可以任选地在浊点下放入晶种）。在25分钟内再加入8000毫升丙酮。将稠厚的浆体在25℃搅拌1小时。
通过显微镜分析并与可靠样品的晶体比较，证实晶体形式是二水合物（针状）。将浆液过滤，用丙酮洗（2×1500毫升）。将滤饼在40℃真空干燥15小时。Cefepime二氢氯化物二水合物的产量为305.10克（98.6%），纯度用高压液体色谱鉴定为99.0%，KF6.5%。
实施例29
Cefepime二氢氯化物二水合物向Cefepime二氢氯化物一水合物的转化
将Cefepime二氢氯化物二水合物（15.0克，高压液相色谱测得纯度为99.2%，KF6.4%）溶在去离子水（75毫升）中。加入0.9毫升（0.2当量）6N盐酸。将溶液通过一个0.45微米的过滤器过滤。
在20分钟内向滤液中逐滴加入200毫升丙酮，得到混浊的溶液（此时可任选地加入晶种）。不必保持此种状态，在40分钟内加入更多的丙酮（400毫升）。将浆液在冰浴中于0℃到5℃冷却1小时。
利用显微镜分析并与可靠样品的晶体比较，证实晶体形式是一水合物。将浆液过滤，用丙酮洗（2×60毫升）。将滤饼在40℃真空干燥15小时。Cefepime二氢氯化物一水合物的产量为13.28克（91.8%），其晶体结构经证实与Kapaln等在美国专利4，910，301中所述的相同。
实施例30
制备7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯二氢氯化物水合物
向丙酮（120毫升）和水（40毫升）的冷溶液（-22℃）中，在25分钟内同时以固体形式分别加入7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）-甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯氢碘化物（14.67克活性物;0.0345摩尔）和顺-2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物（9.93克活性物;0.0388摩尔）。用装有三乙胺、终点设定在pH6.5的Radiometer ABU80自动滴定仪自动滴定仪将反应的pH保持在5.0和7.0之间，温度则保持在-20℃和-30℃之间。一旦加完反应物，立即将形成不透明的浆液温热到0-5℃并且搅拌之，直至固体溶解，此时高效液体色谱指示酰化作用完成。将反应混合物过滤，滤液分成两等份。
方法A
上述的一份滤液用12N的盐酸（8.8毫升;0.106摩尔）酸化，用丙酮（114毫升）稀释，直到滤液变混。用0.5克Cefepime二氢氯化物二水合物对滤液引晶，将浆液在40℃加热约3小时。将混合物冷却到0-5℃1小时，过滤。用丙酮洗产物，在室温下真空干燥。标题化合物的二氢氯化物盐以93.3%的纯度结晶出来（7.34克;67.3%化学计量重量产率）。Karl Fischer法测得水含量为4.1%，傅立叶变换红外（加KBr扩散反射）分析得到吸收峰在3574cm-1和3423cm-1，表明产物是一水合物（粒状结晶）和二水合物（针状结晶）形式标题化合物的混合物。
方法B
用12N的盐酸（8.8毫升;0.106摩尔）将第二份滤液酸化，在1小时内用206毫升丙酮稀释。将浆液放置，直到观察到结晶，然后将其冷却到0-5℃，保持1小时。将浆液过滤，用丙酮洗产物，然后在45℃真空干燥。标题化合物的二氢氯化物盐以95.3%的纯度结晶（8.6克，化学计量重量产率85.3%）。Karl Fischer分析的水含量为4.6%，傅立叶变换红外（加KBr，扩散反射）分析表明，产物是一水合物形式的标题化合物，二水合物形式少于约0.4%。
实施例31
7-[2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-（Z）-甲氧基亚氨基乙酰氨基]-3-[（1-甲基-1-吡咯烷基）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯二氢氯化物二水合物
在25分钟内分别将7-氨基-3-[（1-甲基-1-吡咯烷）甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯氢碘化物（14.61克活性物;0.0344摩尔）和顺式2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧基亚氨基乙酰氯氢氯化物（9.94克活性物;0.0388摩尔）同时以固体形式加入丙酮（120毫升）和水（40毫升）的冷溶液中（-22℃）。用装有三乙胺的Radiometer ABU80自动滴定仪，将其pH终点设定在6.5，使反应的pH值保持5.0和7.5之间，并使温度保持在-20和-30℃之间。一旦反应物添加完毕，将所得的混浊淤浆加热到0-5℃并搅拌之直至固体溶解，此时，高效液相色谱指示酰化反应已经完全。精细过滤反应混合物并将滤液分为两个等分部分。
方法A
用12N盐酸（11.7毫升;0.1404摩尔）酸化上述之一部分滤液并在搅拌下，将丙酮加入滤液中直至呈现混浊。在滤液中加入Cefepime二氢氯化物二水合物晶种（0.3g），将此淤浆在50℃加热一小时。将该混合物冷却至室温，以丙酮稀释之，然后搅拌15小时。将该淤浆再在40℃加热一小时，以丙酮稀释之。用于结晶产品的丙酮总共为280毫升。在一小时间，冷却混合物使温度慢慢降至0-5℃。过滤淤浆，以丙酮（125毫升）洗涤，产品在45℃真空干燥。以97.8%的纯度分离得标题化合物（Cefepime dihydrochloride dihydrate，8.19克;80.9%化学计量重量产率）。以Karl Fischer分析法测得其水含量为6.5%，傅立叶变换红外（加KBr，扩散反射）分析显示在3574cm-1和3432cm-1有吸收峰，这表明该产物为二水合物形式（针状结晶）。
方法B
用12N盐酸（14.6毫升;0.1752摩尔）酸化第二部分滤液并在搅拌下，将丙酮加入滤液中直至呈现混浊。在滤液中加入Cefepime二氢氯化物二水合物晶种（0.3g），在室温下搅拌此淤浆1.5小时。再加入丙酮进一步稀释此混合物，在室温下搅拌15小时，然后在40℃加热一小时。再加入另一分丙酮稀释此混合物，使全部丙酮使用量达到231毫升。在一小时内，冷却混合物，使温度慢慢降至0-5℃，过滤收集产品，以125毫升丙酮洗涤产物并在45℃真空干燥。以96.3%的纯度分离得标题化合物（Cefepime dihydrochloride dihydrate，8.68克;85.7%化学计量重量产率）。以Karl Fischer分析法测得其水含量为6.7%，傅立叶变换红外（加KBr，扩散反射）分析显示在3574cm-1和3432cm-1有吸收峰，这表明该产物为二水合物形式（针状结晶）。
Claims (14)
1、一种制备基本上不含反式异构体和△2异构体的抗菌素Cefepime二氢氯化物水合物的方法，其中包括使7-氨基-3-[(1-甲基-1-吡咯烷基)甲基]头孢-3-烯-4-羧酸酯与基本上不含反式异构体的2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物的顺式异构体在pH约为5.0到7.5的含水有机溶剂中反应。
2、权利要求1的方法，其中还包括，通过2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酸顺式异构体的无水酸式氢氯化物盐与乙二酰氯和二甲基甲酰胺的混合物反应，制得基本上不含反式异构体的2-（2-氨基噻唑-4-基）-2-甲氧亚氨基乙酰氯氢氯化物顺式异构体，所述混合物含有至少1摩尔当量的乙二酰氯和相对于乙二酰氯的数量至少为1摩尔当量或略微过量的二甲基甲酰胺，反应在惰性有机溶剂中于-10℃以下的温度下进行。
3、权利要求1的方法，其中还包括向反应混合物中加入足量的酸和与水混溶的有机溶剂，以便制得抗菌素。
4、权利要求1的方法，其中pH约为6.2到6.8。
5、权利要求1的方法，其中含水有机溶剂是含水的丙酮。
6、权利要求2的方法，其中乙二酰氯的数量为1.0到约2.0摩尔当量，二甲基甲酰胺的数量比乙二酰氯的等摩尔略多。
7、权利要求6的方法，其中乙二酰氯的数量相对于无水酸式氢氯化物盐为1.05摩尔当量，二甲基甲酰胺为1.075当量。
8、权利要求2的方法，其中温度约为-15℃至-40℃。
9、权利要求2的方法，其中惰性有机溶剂是二氯甲烷或乙腈。
10、权利要求3的方法，其中的酸是硫酸。
11、权利要求10的方法，其中还包括用碱将生成的硫酸盐中和，接着加入足量的盐酸以便制得抗菌素。
12、权利要求1的方法，其中的抗菌素含有从2.5%到7.0%重量的水。
13、权利要求1的方法，其中抗菌素是Cefepime二氢氯化物一水合物。
14、权利要求1的方法，其中抗菌素是Cefepime二氢氯化物二水合物。
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