CN111533771A - 一种加米霉素有关物质及其合成与分离方法 - Google Patents

一种加米霉素有关物质及其合成与分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种加米霉素有关物质，属于化学合成领域，其特征在于，所述加米霉素有关物质为式Ⅰ所示结构的化合物或其盐，其合成方法是以去甲基阿奇霉素为反应底物，以低级醇为溶剂，将反应底物和溶剂置于高压反应釜中，加入丙醛和钯炭，在氢气保护条件下，保持氢气压力，控制反应温度，搅拌反应；该产品是加米霉素质量控制的必需品，本发明的合成分离方法制得的该物质能达到克级，为加米霉素的质量控制及未知杂质的研究奠定基础。

Description

一种加米霉素有关物质及其合成与分离方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种加米霉素有关物质及其合成与分离方法。
背景技术
加米霉素是第二代大环内酯类类氮杂7α类抗生素，结构如式Ⅱ所示。
Figure BDA0002476923280000011
加米霉素呈现白色到类白色，不溶于水，在高温条件下稳定，对光不敏感。由法国梅里亚(MERIAL CO)有限公司开发的兽用抗生素注射剂ZACTRAN(EMEA CVMP,2008)，2007年9月，经由欧盟批准使用，欧盟药监局兽药署对其结构和功效进行了认证，可以用于使用动物，具有吸收快、体内残留低、体内分部广、安全高效等优点，暂无不良反应报道。加米霉素是氮杂大环内酯，且在7α位上单一丙基取代，这种特殊的结构，在生理的pH值条件下，有利于快速吸收，靶组织肺中有利于长期作用。大环内酯类抗生素通过干扰细菌蛋白质的合成起到抑菌和杀菌作用。大环内酯类抗生素抑制细菌蛋白质合成50S核糖体亚基结合，阻止肽链延伸，来达到抑菌和杀菌作用。加米霉素的抑菌机理与大环内酯类相同。加米霉素的主要作用于溶血性曼氏杆菌，多杀性巴氏杆菌、睡眠嗜组织菌等主要病源菌引起的牛的呼吸道疾病。
为了确保动物用药安全，须对动物专业用药物质量进行严格控制，药物含量测定、未知杂质的结构鉴定和杂质限量是药物质量控制的有效方法，杂质分析是药物质量标准的重要内容。加米霉素是半合成大环内酯类抗生素，杂质谱较为复杂且难以预测。现有技术中，有相关专利公开文献记载以加米霉素为底物，利用加米霉素在氧化性条件，11位炭上糖环上N基团易氧化，通过降解反应生成加米霉素氧化物；另有相关专利公开文献记载以加米霉素或加米霉素前驱体为反应底物，利用加米霉素在酸性条件下不稳定，13位炭上糖环易掉，生成脱克拉定糖加米霉素。
基于加米霉素杂质谱复杂且难以预测，产业上亟需加米霉素在合成过程中产生的有关物质的结构确认以及相对应的合成与分离方法。
发明内容
本发明所要解决的问题是为了克服现有技术中缺乏加米霉素在合成过程中产生的有关物质的结构确认以及相对应的合成与分离方法等缺陷，提供了一种加米霉素有关物质及其合成与分离方法，本发明的加米霉素有关物质(即N-丙基阿奇霉素)是加米霉素质量控制的必需品，本发明的合成分离方法制得的该物质能达到克级，满足市场需求。
加米霉素是半合成大环内酯类抗生素，是由E-红霉素A肟经过异构化、重排还原和丙基化得到的十五元环大环内脂类抗生素。E-红霉素A肟异构化无法百分百转化成Z-红霉素A肟，而且Z-红霉素A肟在放置过程中，E-红霉素A肟不断增加，所以Z-红霉素A肟中必然含有E-红霉素A肟。E-红霉素A肟经过重排还原会生成去甲基阿奇霉素，再经过丙基化，最终生成N-丙基阿奇霉素。因此，N-丙基阿奇霉素是加米霉素有关物质中一个重要工艺杂质，是研究加米霉素质量的必需品。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种加米霉素有关物质，其特征在于，所述加米霉素有关物质为式Ⅰ所示结构的化合物或其盐，
Figure BDA0002476923280000031
及一种如上所述的加米霉素有关物质的合成方法，其特征在于，以去甲基阿奇霉素为反应底物，以低级醇为溶剂，将反应底物和溶剂置于高压反应釜中，加入丙醛和钯炭，在氢气保护条件下，保持氢气压力，控制反应温度，搅拌反应，具体反应式如下:
Figure BDA0002476923280000032
反应结束后,冷至室温,用氮气置换反应釜内气体,过滤，洗涤，减压蒸干溶剂，加入二氯甲烷和水，用氢氧化钠水溶液调pH至9-11,分层；有机相用水洗涤,蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素粗品。
所述丙醛的重量为去甲基阿奇霉素的1-5倍，所述钯炭的重量为去甲基阿奇霉素的0.5-1倍，所述低级醇的重量为去甲基阿奇霉素的5-15倍；
所述低级醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种，所述氢气压力范围0.1-0.6Mpa，反应温度20-50℃，反应时间4-10h。
以及一种如上所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，常规硅胶柱分离法，包括如下步骤：将N-丙基阿奇霉素粗品用少量溶剂A溶解，转移至硅胶柱上吸附，用溶剂A：溶剂B：氨水的混合溶剂洗脱，TLC跟踪检测，收集含有N-丙基阿奇霉素洗脱液，减压蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素。
其中，所述溶剂A为乙酸乙酯、正庚烷、二氯甲烷中的至少一种，所述溶剂B为甲醇、乙醇、丙酮中的至少一种，所述氨水浓度为20-35％；所述溶剂A：溶剂B：氨水的体积比为5-20：1：0.1-0.5；
以及另一种如上所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，液相色谱法，包括如下步骤：将N-丙基阿奇霉素粗品用溶解相溶解，液相进样，用流动相进行等度洗脱，收集含有目标物质洗脱液，冻干。
其中，色谱柱采用C18制备柱，柱温20-40℃，样品进样浓度为50-100mg/mL；溶解相为30-70％的乙腈水溶液，流动相为乙腈：水：氨水＝100:30-70:0.1-0.6体积比的混合体系。
本发明的有益效果是：
1.本发明的合成分离方法制得的N-丙基阿奇霉素，克服了现有技术中缺乏加米霉素在合成过程中产生的有关物质的结构确认以及相对应的合成与分离方法等问题，所得产品能达到克级，满足市场需求，为加米霉素的质量控制及未知杂质的研究奠定基础；
2.分离方法中创造性地采用溶剂A：溶剂B：氨水的混合洗脱剂，三者协同作用，大大提高了产品纯度。
附图说明
图1是本发明N-丙基阿奇霉素粗品的HPLC图谱；
图2是本发明N-丙基阿奇霉素的HPLC图谱；
图3是本发明N-丙基阿奇霉素的质谱图；
图4为本发明N-丙基阿奇霉素的1H NMR图谱；
图5是图4的局部放大图。
具体实施方式
实施例1
250mL高压反应釜中，往5g去甲基阿奇霉素中加入50mL乙醇，滴加入15mL丙醛，加入3g 5％Pd/C,用氮气置换空气三次,再用氢气置换氮气三次，控制氢气压力0.3MPa,氢气压力范围0.1-0.6Mpa，控温体系温度35-45℃，反应4h；
停止反应,冷至室温,用氮气置换反应釜内气体三次,过滤，滤饼用乙醇洗涤2x10mL；减压蒸干乙醇，加入50mL DCM和50mL水，用1M氢氧化钠水溶液调pH＝10.56，分层；有机相用50mL水洗涤，蒸干得到油状物4.84g，即得N-丙基阿奇霉素粗品，纯度84％；
用常规硅胶柱分离：将上述所得N-丙基阿奇霉素粗品用少量DCM溶解，转移至硅胶柱上吸附，将N-丙基阿奇霉素粗品用DCM：甲醇:30％氨水＝20:1:0.3的洗脱剂洗脱，TLC跟踪检测，收集含有N-丙基阿奇霉素洗脱液,减压蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素3.02g，纯度93％。
实施例2
250mL高压反应釜中，往5g去甲基阿奇霉素中加入25mL甲醇，滴加入5mL丙醛，加入2.5g 10％Pd/C,用氮气置换空气三次,再用氢气置换氮气三次，控制氢气压力0.1MPa,控温体系温度20-35℃，反应6h；
停止反应,冷至室温,用氮气置换反应釜内气体三次,过滤，滤饼用甲醇洗涤2x10mL；减压蒸干甲醇，加入50mL DCM和50mL水，用1M氢氧化钠水溶液调pH＝9，分层；有机相用50mL水洗涤，蒸干得到油状物4.32g，即得N-丙基阿奇霉素粗品，纯度73％；
用常规硅胶柱分离：将上述所得N-丙基阿奇霉素粗品用少量乙酸乙酯溶解，转移至硅胶柱上吸附，将N-丙基阿奇霉素粗品用乙酸乙酯：乙醇:20％氨水＝10:1:0.1的洗脱剂洗脱，TLC跟踪检测，收集含有N-丙基阿奇霉素洗脱液,减压蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素2.26g，纯度92％。
实施例3
250mL高压反应釜中，往5g去甲基阿奇霉素中加入75mL异丙醇，滴加入25mL丙醛，加入5g 5％Pd/C,用氮气置换空气三次,再用氢气置换氮气三次，控制氢气压力0.6MPa,控温体系温度45-50℃，反应10h；
停止反应,冷至室温,用氮气置换反应釜内气体三次,过滤，滤饼用异丙醇洗涤2x10mL；减压蒸干异丙醇，加入50mL DCM和50mL水，用1M氢氧化钠水溶液调pH＝10.95，分层；有机相用50mL水洗涤，蒸干得到油状物4.93g，即得N-丙基阿奇霉素粗品，纯度84％；
用常规硅胶柱分离：将上述所得N-丙基阿奇霉素粗品用少量正庚烷溶解，转移至硅胶柱上吸附，将N-丙基阿奇霉素粗品用正庚烷：丙酮:35％氨水＝5:1:0.5的洗脱剂洗脱，TLC跟踪检测，收集含有N-丙基阿奇霉素洗脱液,减压蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素2.57g，纯度91％。
实施例4
合成方法同实施例1，分离方法采用液相色谱法：柱温20℃，色谱柱采用C18制备柱：Xtimate C18(21.2x250mm，5um)，溶解相为30％的乙腈水溶液，每次称取约80mg N-丙基阿奇霉素粗品，用2.0mL溶解相溶解，液相进样，样品进样浓度为50mg/mL，用流动相进行等度洗脱，流动相为乙腈：水：氨水＝100:50:0.1的混合体系，流速10mL/min,，收集含有目标物质洗脱液，冻干。重复操作25次，共得到固体0.64g，纯度94％。
实施例5
合成方法同实施例1，分离方法采用液相色谱法：柱温40℃，色谱柱采用C18制备柱：Xtimate C18(21.2x250mm，5um)，溶解相为70％的乙腈水溶液，每次称取约80mg N-丙基阿奇霉素粗品，用2.0mL溶解相溶解，液相进样，样品进样浓度为100mg/mL，用流动相进行等度洗脱，流动相为乙腈：水：氨水＝100:70:0.6的混合体系，流速10mL/min，收集含有目标物质洗脱液，冻干。重复操作25次，共得到固体1.0g，纯度96％。
实施例6
合成方法同实施例1，分离方法采用液相色谱法：柱温30℃，色谱柱采用C18制备柱：Xtimate C18(21.2x250mm，5um)，溶解相为60％的乙腈水溶液，每次称取约80mg N-丙基阿奇霉素粗品，用2.0mL溶解相溶解，液相进样，样品进样浓度为70mg/mL，用流动相进行等度洗脱，流动相为乙腈：水：氨水＝100:30:0.2的混合体系，流速10mL/min,，收集含有目标物质洗脱液，冻干。重复操作25次，共得到固体1.1g，纯度97％。其高效液相色谱图见图2，质谱图见图3，MS[M+H]+：777.9，核磁共振氢谱图见图4，具体见图5，1H NMR(400MHz,CD3OD)：4.99(d,1H)4.94(dd,1H),4.54(d,1H),2.22(m,1H),4.14(d,1H),3.74(m,1H),3.68(m,2H)，3.36(s,3H)，3.31(t,1H),3.27(dd,1H)，3.04(d,1H)，2.88(m,3H),2.75(m,2H),2.55(m,1H),2.44(d,1H),2.32(s,6H),2.15(m,1H)，2.08(m,1H),1.86(m,1H),1.75(m,2H),1.65(m,2H),1.51(m,3H),1.32(s,3H),1.29(d,3H),1.25(d,3H),1.22(d,3H),1.19(d,3H),1.14(d,3H),1.10(s,3H),1.09(d,3H),0.95(d,3H),0.91(d,3H),0.87(m,3H)。
对比例1
合成及分离方法同实施例1，所不同的是，分离过程洗脱剂中不添加氨水，制得N-丙基阿奇霉素纯度为88％。
由上述实施例和对比例产品纯度对比可知，本发明采用的溶剂A：溶剂B：氨水的混合洗脱剂，与不添加氨水相比，三者协同作用，利于提高产品纯度。

Claims (10)

1.一种加米霉素有关物质，其特征在于，所述加米霉素有关物质为式Ⅰ所示结构的化合物或其盐，
Figure FDA0002476923270000011
2.一种如权利要求1所述的加米霉素有关物质的合成方法，其特征在于，以去甲基阿奇霉素为反应底物，以低级醇为溶剂，将反应底物和溶剂置于高压反应釜中，加入丙醛和钯炭，在氢气保护条件下，保持氢气压力，控制反应温度，搅拌反应；
反应结束后,冷至室温,用氮气置换反应釜内气体,过滤，洗涤，减压蒸干溶剂，加入二氯甲烷和水，用氢氧化钠水溶液调pH至9-11,分层；有机相用水洗涤,蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素粗品。
3.根据权利要求2所述的加米霉素有关物质的合成方法，其特征在于，所述丙醛的重量为去甲基阿奇霉素的1-5倍，所述钯炭的重量为去甲基阿奇霉素的0.5-1倍。
4.根据权利要求2所述的加米霉素有关物质的合成方法，其特征在于，所述低级醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种，所述氢气压力范围0.1-0.6Mpa，反应温度20-50℃，反应时间4-10h。
5.一种如权利要求1所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，包括如下步骤：将N-丙基阿奇霉素粗品用少量溶剂A溶解，转移至硅胶柱上吸附，用溶剂A：溶剂B：氨水的混合溶剂洗脱，TLC跟踪检测，收集含有N-丙基阿奇霉素洗脱液，减压蒸干溶剂得到N-丙基阿奇霉素。
6.根据权利要求5所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，所述溶剂A为乙酸乙酯、正庚烷、二氯甲烷中的至少一种，所述溶剂B为甲醇、乙醇、丙酮中的至少一种，所述氨水浓度为20-35％。
7.根据权利要求5所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，所述溶剂A：溶剂B：氨水的体积比为5-20：1：0.1-0.5。
8.一种如权利要求1所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，液相色谱法，包括如下步骤：将N-丙基阿奇霉素粗品用溶解相溶解，液相进样，用流动相进行等度洗脱，收集含有目标物质洗脱液，冻干。
9.根据权利要求8所述的加米霉素有关物质的分离方法，其特征在于，色谱柱采用C18制备柱，柱温20-40℃，样品进样浓度为50-100mg/mL，溶解相为30-70％的乙腈水溶液，流动相为乙腈：水：氨水＝100:30-70:0.1-0.6的混合体系。
10.如权利要求1所述的加米霉素有关物质在加米霉素质量控制中作为杂质鉴定分析的应用。
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