CN109265496B - 一种氨基糖苷类化合物的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氨基糖苷类化合物的合成方法，所述方法，包括以下步骤：1)取硫酸依替米星溶于溶剂中，加入反应试剂A；用酸调节pH至酸性，反应完成后得反应液；2)反应液中加入试剂B，反应完成后得反应物；3)反应物用大孔吸附树脂吸附，用乙醇洗脱，收集目标组分洗脱液；洗脱液浓缩，干燥得产物。所述氨基糖苷类化合物结构如下：

Description

一种氨基糖苷类化合物的合成方法

技术领域

本发明涉及一种有机化学合成方法，具体地说是一种0-2-氨基-2,3,4,6-四脱氧-6-羟基-α-D-赤型-已吡喃糖基-(1→4)-0-[3-脱氧-4-C-甲基-3(甲氨基)-β-L-阿拉伯吡喃糖基-(1→6)]-2-脱氧-N-乙基-L-链霉胺的合成方法。

背景技术

硫酸依替米星是高效、低毒、抗耐药菌的新一代半合成氨基糖苷类抗生素，是我国唯一具有自主知识产权的一类抗生素新药。在致病菌耐药性越来越严重的今天，硫酸依替米星具有重要的临床使用价值。抗生素中的杂质残留是影响临床治疗效果，导致临床使用出现不良反应的重要因素，因此对抗生素中杂质残留的研究和控制具有非常重要的意义。

硫酸依替米星的活性结构称为依替米星，其结构式如下：

该化合物目前有多种合成路线，但在合成过程中，常有以下结构化合物伴随其中，

该化合物名称为：0-2-氨基-2,3,4,6-四脱氧-6-羟基-α-D-赤型-已吡喃糖基-(1→4)-0-[3-脱氧-4-C-甲基-3(甲氨基)-β-L-阿拉伯吡喃糖基-(1→6)]-2-脱氧-N-乙基-L-链霉胺，该化合物是硫酸依替米星的合成生产过程中产生的杂质之一，由于其结构与依替米星极其相似，与依替米星的极性相差很小，在现有HPLC检测条件下该杂质峰与主峰甚至连基线分离都难以做到，因此极难分离纯化，其在硫酸依替米星原料药中的残留量通常仅为0.3％左右。在最新的硫酸依替米星质量标准中，该化合物作为主要杂质之一被制定入质量标准有关物质检查项中，因此在硫酸依替米星原料药的日常检测中经常需要使用到该化合物的对照品。目前该化合物无法直接从市场上购买到，也没有简便的合成分离方法获取。

在本发明之前，制备该化合物对照品采用的方式是取硫酸依替米星原料药生产过程中产生的含该化合物较多的废弃物，通常情况下该化合物在其中的含量为0.5％，先通过大孔树脂粗分离，再通过硅胶柱分离，最后通过葡聚糖凝胶分离纯化并结合制备液相制备所得，在反复分离纯化过程中该化合物会有部分分解损失，故整个过程耗时极长，产率极低；采用含0.5％该化合物的废弃物采用上述反复分离纯化的方法来制备该化合物，每2kg废弃物最终仅能获得约10mg的该化合物，同时还产生200～300kg含三氯甲烷和甲醇的废有机溶剂，500～600kg因浓度太低无法回收需要排放三废处理的稀乙醇。

为大量的生产该化合物，降低生产成本，本发明研究出一种新的合成该杂质化合物的方法，本发明采用依替米星投料，通过两步合成获得该化合物，再通过分离纯化得到纯的该化合物，可以应用于检测硫酸依替米星的对照品使用。

本发明的方法操作简便，耗时短，产量高。

发明内容

实现本发明的技术方案如下：

一种式I结构的氨基糖苷类化合物的合成方法，

其特征在于，所述方法，包括以下步骤：

1)取硫酸依替米星溶于溶剂中，加入反应试剂A；用酸调节pH至酸性，反应完成后得反应液；

2)反应液中加入试剂B，反应完成后得反应物；

3)反应物用大孔吸附树脂吸附，用乙醇洗脱，收集目标组分洗脱液；洗脱液浓缩，干燥得产物。

其中，步骤1)中所述的溶剂选自：水、乙醇、甲醇、DMSO、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃中的一种；所述的试剂A选自：苯磺酰氯、亚硝酸钠、亚硝酸钾、乙酸酐中的一种；步骤1)中的溶剂，其加入量为硫酸依替米星重量的10～20倍；试剂A的加入量为硫酸依替米星重量的1～3倍；

所述的酸选自：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种；其浓度为0.5～3mol/L；调节pH为1～4；反应时间为0.5～4小时；

步骤2)中所述的试剂B选自：硫酸亚铁、氯化亚锡、铁粉、锡粉、铝粉中的一种；试剂B的加入量为硫酸依替米星重量的1～5倍；反应温度为0℃～40℃；反应时间为0.5～4小时；

步骤3)中所述的大孔吸附树脂选自：AB-8、D101、D1300、X-5、WLD3、华震层析1号中的一种；所述用乙醇洗脱，浓度为体积百分比2～20％的乙醇；

所述的浓缩选自：纳滤浓缩、真空升膜浓缩、刮膜蒸发浓缩、多效真空浓缩中的一种或组合；所述的干燥方式为真空烘干、喷雾干燥、冷冻干燥中的一种。

产物的检测采用TLC法，如可以采用硅胶G薄层板点样，氨水：甲醇：氯仿体积比为1:1:3，混合均匀后取氯仿层作为展开剂，碘显色；

优选的，本发明所述方法，

步骤1)中所述的溶剂为水、甲醇、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种；依替米星硫酸盐质量与溶剂体积之比为1:12～1:18；依替米星硫酸盐：试剂A物质的量之比为1:1～1:2；试剂A为亚硝酸、亚硝酸钠、乙酸酐中的一种；温度为-10℃～10℃；酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种，其浓度为0.5～2mol/L；调节pH为1～3；反应时间为1～3小时；

步骤2)中所述的试剂B为硫酸亚铁、氯化亚锡、铝粉中的一种；依替米星硫酸盐：试剂B物质的量之比为1:1～1:3；温度为0℃～40℃；反应时间为0.5～3小时；

步骤3)中所述的大孔吸附树脂型号选自：D101、D1300、WLD3、华震层析1号中的一种；乙醇浓度为体积百分比5～18％；所述的浓缩方式选自：纳滤浓缩、真空升膜浓缩、多效真空浓缩中的一种或组合；干燥方式为真空烘干、冷冻干燥中的一种。

最优选的，本发明所述方法，

步骤1)中所述的溶剂为水、二氯甲烷中的一种；依替米星硫酸盐质量与溶剂体积之比为1:13～1:15；依替米星硫酸盐：试剂A物质的量之比为1:1～1:1.5；试剂A为亚硝酸、亚硝酸钠中的一种；温度为-5℃～10℃；酸为盐酸、硫酸中的一种，其浓度为1～2mol/L；pH为1～2；反应时间为1～2小时；

步骤2)中所述的试剂B为氯化亚锡、铝粉中的一种；依替米星硫酸盐：试剂B物质的量之比为1:1～1:2；温度为10℃～35℃；反应时间为0.5～2小时；

步骤3)中所述的大孔吸附树脂型号选自：D101、D1300、华震层析1号中的一种；乙醇浓度为体积百分比8～18％；浓缩方式为纳滤浓缩、真空升膜浓缩中的一种或组合；干燥方式为真空烘干、冷冻干燥中的一种。

本发明的方法，反应方程式如下：

采用本发明提供的技术所制备的目标产物HPLC纯度超过99％，足以作为硫酸依替米星原料药及其制剂的有关物质测定的杂质对照品使用，合成分离总收率为15％～20％。采用本发明制备所得的对照品对硫酸依替米星中间产品、硫酸依替米星原料药、硫酸依替米星制剂的有关物质进行检测可以提高检测准确度，从而提高产品质量水平，减少临床不良反应发生率。

本发明的技术方案是经过筛选获得的，各步骤的条件，筛选结果如下：

步骤1条件的筛选：

本发明所述的目标化合物与依替米星结构极其相似，仅有一个基团的差别，故本发明提供的制备工艺采用硫酸依替米星为原料，硫酸依替米星易溶于水和某些有机溶剂，考虑到加入的反应试剂也必须溶于该溶剂，在测试了多种溶剂后，采用水、甲醇、二氯甲烷、四氢呋喃作为溶剂均可进行后续的反应。溶剂的比例也是经过筛选得，既保证了反应顺利进行，又不至于浓度过高导致物料析出或者无法溶解而导致反应不彻底。反应物料的比例和反应时间是经过筛选的，在保证目标基团发生反应的基础上，又不至于发生太多的副反应。

步骤2条件的筛选：

在步骤1反应结束后，在仲胺基团上发生的副反应必须通过本发明提供的条件还原。反应温度、时间、试剂的比例是通过正交试验筛选所得的。

步骤3条件的筛选：

在步骤2反应结束后，产物比较复杂，目标产物在其中只是一部分，因此需要通过树脂分离纯化来获得纯度足够的目标产物。本发明在对多种大孔树脂进行筛选试验后，发现D101、D1300、WLD3、华震层析1号这些树脂均能达到分离纯化的目标，区别在于效率有所不同。洗脱剂乙醇的浓度也是经过试验确定的，既保证了非目标产物和目标产物之间有足够的分离度，又保证了产物的洗脱完全。浓缩干燥的方式也是经过试验确定的，浓缩是将大孔树脂树脂洗脱液的体积缩小，并去除其中的有机溶剂乙醇，为最终的干燥作准备。浓缩液的浓度也是经过试验确定的，浓度过低则无法冷冻干燥；浓度过高则无法真空干燥成固体，产物最终会成为粘稠的液体，过高浓度的液体也无法冷冻干燥。干燥方式选择真空烘干、冷冻干燥中的一种均可，除产物的性状以外其他没有区别。

本发明所得产物，是作为对照品使用的，可以直接使用，也可以再经过纯化后使用，使用方法如下：

色谱条件及系统适用性：

用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂(4.6mm×250mm，5μm或效能相当的色谱柱)，以0.2mol/L三氟乙酸(含0.05％五氟丙酸，1.5g/L无水硫酸钠，0.8％(V/V)的50％氢氧化钠溶液，用50％氢氧化钠调节pH值至3.5)-乙腈(96:4)为流动相，柱温为35℃，流速为每分钟1.0ml，用积分脉冲安培电化学检测器检测，检测电极为金电极(推荐使用3mm直径)，参比电极为Ag/AgCl复合电极，钛合金对电极，四波形检测电位(见下表)，柱后加碱(50％氢氧化钠溶液1→25，推荐流速每分钟0.5ml)。分别取依替米星对照品和本发明制备的杂质对照品各适量，加流动相溶解并稀释制成每1ml中各约含0.025mg的混合溶液，作为系统适用性溶液，取系统适用性溶液25μl注入液相色谱仪，依替米星峰和本发明制备的对照品杂质峰间的分离度应大于4.0。另取依替米星对照品适量，加流动相溶解并稀释制成每1ml中约含0.0025mg的溶液，作为灵敏度溶液，取灵敏度溶液25μl注入液相色谱仪，依替米星峰峰高的信噪比应大于10。

本发明的有益效果在于：

1、通过简便的操作即可获得足够量的杂质对照品，在普通有机合成实验室内，采用5L左右常规的玻璃仪器等，耗时一周即可获得数十克级别的HPLC纯度超过99％的杂质对照品。而在本发明之前，需要采用装填有100～150kg大孔树脂的中试级别的大孔树脂柱以及能装填20～30L硅胶的玻璃柱和其他配套中试设备和小试分离设备进行分离纯化，耗时一月仅能获得10mg的对照品。

2、废水排放量少，环境友好度高，经济高效，采用本发明制备10g的HPLC纯度超过99％的目标化合物对照品，排放废有机溶剂约20L，低浓度无法回收的稀乙醇约50L；而在本发明之前，采用含0.5％该化合物的废弃物采用反复分离纯化的方法来制备该化合物，每2kg废弃物最终仅能获得约10mg的该化合物，同时还产生150～200kg含三氯甲烷和甲醇的废有机溶剂，500～600kg低浓度无法回收的稀乙醇。

3、制备过程中接触的有毒试剂和溶剂的量少，保护了试验人员的身体健康。

具体实施方案

实施例1

取市售依替米星硫酸盐按质量体积比1:13溶于水中，按物质的量之比为1:1加入亚硝酸；在-5℃下用1mol/L的稀硫酸调节pH至1，保温搅拌1小时得反应液；反应液按依替米星硫酸盐物质的量之比1:1加入氯化亚锡，在10℃下反应2小时得反应产物；反应物用D1300大孔吸附树脂吸附，再用体积百分比10％乙醇洗脱，TLC法检测洗脱液的组分，收集目标组分符合要求的洗脱液；洗脱液真空升膜浓缩至干物质含量25％的浓缩液，冷冻干燥得目标产物。

实施例2

取市售依替米星硫酸盐按质量体积比1:14溶于水中，按物质的量之比为1:1.1加入亚硝酸钠；在0℃下用2mol/L的稀硫酸调节pH至2，保温搅拌2小时得反应液；反应液按依替米星硫酸盐物质的量之比1:2加入铝粉，在30℃下反应0.5小时得反应产物；反应物用华震层析1号大孔吸附树脂吸附，再用体积百分比15％乙醇洗脱，TLC法检测洗脱液的组分，收集目标组分符合要求的洗脱液；洗脱液纳滤浓缩至干物质含量30％的浓缩液，真空干燥得目标产物。

实施例3

取市售依替米星硫酸盐按质量体积比1:15溶于水中，按物质的量之比为1:1.5加入亚硝酸；在5℃下用1.5mol/L的稀硫酸调节pH至1.5，保温搅拌1.5小时得反应液；反应液按依替米星硫酸盐物质的量之比1:1.5加入氯化亚锡，在35℃下反应1.5小时得反应产物；反应物用D101大孔吸附树脂吸附，再用体积百分比18％乙醇洗脱，TLC法检测洗脱液的组分，收集目标组分符合要求的洗脱液；洗真空升膜浓缩至干物质含量28％的浓缩液，冷冻干燥得目标产物。

Claims (1)

1.一种式I结构的氨基糖苷类化合物的合成方法，

其特征在于，所述方法，包括以下步骤：

1)取硫酸依替米星溶于溶剂中，加入反应试剂A；用酸调节pH至酸性，反应完成后得反应液；

2)反应液中加入试剂B，反应完成后得反应物；

3)反应物用大孔吸附树脂吸附，用乙醇洗脱，收集目标组分洗脱液；洗脱液浓缩，干燥得产物；

步骤1)中所述的溶剂为水、二氯甲烷中的一种；硫酸依替米星质量与溶剂体积之比为1:13～1:15；硫酸依替米星：试剂A物质的量之比为1:1～1:1.5；试剂A为亚硝酸、亚硝酸钠中的一种；温度为-5℃～10℃；酸为盐酸、硫酸中的一种，其浓度为1～2mol/L；pH为1～2；反应时间为1～2小时；

步骤2)中所述的试剂B为氯化亚锡、铝粉中的一种；硫酸依替米星：试剂B物质的量之比为1:1～1:2；温度为10℃～35℃；反应时间为0.5～2小时；

步骤3)中所述的大孔吸附树脂型号选自：D101、D1300、华震层析1号中的一种；乙醇浓度为体积百分比8～18％；浓缩方式为纳滤浓缩、真空升膜浓缩中的一种或组合；干燥方式为真空烘干、冷冻干燥中的一种。