CN111675641A - 单环β-内酰胺类化合物、单环内酰胺类化合物盐及其制备方法 - Google Patents

单环β-内酰胺类化合物、单环内酰胺类化合物盐及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种单环β‑内酰胺类化合物、单环内酰胺类化合物盐及其制备方法，属于医药合成技术领域，该化合物及其盐具有式(Ⅷ)所示结构:

Description

单环β-内酰胺类化合物、单环内酰胺类化合物盐及其制备 方法
技术领域
本发明属于医药合成技术领域，尤其涉及一种单环β-内酰胺类化合物、单环内酰胺类化合物盐及其制备方法。
背景技术
单环β-内酰胺类抗生素，其结构比青霉素和头孢菌素简单，化学性质比其它类型β-内酰胺类抗生素稳定，且具有广谱、强效、安全性高等特性，故在临床中占有重要的地位。
1986年，CA524775C公开了单环β-内酰胺类抗生素具有抗菌活性。随后，氨曲南(式①)作为首个单环β-内酰胺类抗生素应用于临床，对β-内酰氨酶表现出良好的稳定性，同时，选择性良好，对革兰阴性菌等具有较强的抗菌活性，于1997年成功上市。2016年，CN108137573公开了一种单环内酰胺类抗生素盐和固体形式(式②)。可见，由于单环β-内酰胺类抗生素的优异特性，国内外研究人员一直致力于此类抗生素的研发。
单环β-内酰胺类抗生素是以四元内酰胺环为主环的内酰胺类抗生素。如Swarén,P.等人[Elucidation of Mechanism of Inhibition and X-ray Structure of the TEM-1β-Lactamase fromEscherichia coliInhibited by aN-Sulfonyloxy-β-lactam.Journalof the American Chemical Society,121(23),5353–5359.]研究出一系列具有抗菌活性的抑制剂，其中，含有四元内酰胺环的化合物5体现出对大肠杆菌的抑制活性。CN107641119中，杨玉社等人研发了一系列含有四元内酰胺环的化合物，并且在治疗细菌感染性疾病中表现出良好活性。
单环β-内酰胺类抗生素中四元内酰胺环的修饰主要集中于主环的1、2、3号位(式③)。其中，1号位主要为-SO3，-OSO3基团修饰，2、3号位主要采用各种取代基进行修饰。
Figure BDA0002524690890000011
发明内容
本发明提出一种单环β-内酰胺类化合物、单环内酰胺类化合物盐及其制备方法，主要对单环β-内酰胺的主环的3号位进行修饰，使其形成含羟基支链和氨基支链的化合物。
本发明提出一种单环β-内酰胺类化合物及其盐，具有式(Ⅷ)所示结构:
Figure BDA0002524690890000021
其中，R为H、Na或K。
本发明还提出一种单环β-内酰胺类化合物及其盐的制备方法，包括如下步骤:
d)具有式(Ⅳ)结构的化合物与二异丙基氨基锂、乙醛反应，得具有式(Ⅴ)结构的化合物；
e)具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅵ)结构的化合物；
f)具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物反应，得具有式(Ⅶ)结构的化合物；
g)具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸反应后，经离子交换处理，得具有式(Ⅷ)结构的化合物；
Figure BDA0002524690890000022
其中，R为H、Na或K。
进一步地，所述具有式(Ⅳ)结构的化合物的制备包括如下步骤:
a)将具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅱ)结构的化合物；
b)将具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸反应，得具有式(Ⅲ)结构的化合物；
c)具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛反应，得具有式(Ⅳ)结构的化合物；
Figure BDA0002524690890000031
进一步地，步骤a)中:具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴的摩尔比为1:(0.5～2)；所述催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯；
步骤b)中:具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸的摩尔比为1:(2～4)；
步骤c)中:具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛的摩尔比1:(0.5～2)。
进一步地，步骤d)中:具有式(Ⅳ)结构的化合物、二异丙基氨基锂、乙醛的摩尔比为(12～15):(18～23):(100～150)；反应的温度为-60～-80℃。
进一步地，步骤e)中:具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠的摩尔比为1:(2～5)；反应的催化剂为1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯；所述催化剂与具有式(Ⅴ)结构的化合物的摩尔比为1:(0.5～3)；反应的时间为20～80h。
进一步地，步骤f)中:具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物的摩尔比为1:(1.5～3)；具有式(Ⅵ)结构的化合物在反应溶剂中的浓度为0.1～0.2mol/L；反应的温度为25～35℃，反应的时间为40～80h。
进一步地，步骤g)中:具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸的摩尔比为1:(0.5～2)；反应的溶剂为乙酸乙酯和水的混合溶液；其中，乙酸乙酯和水的体积比为2:1；反应的时间为1～4h；反应的温度为0～40℃。
进一步地，步骤g)中:所述离子交换处理采用阳离子交换色谱；所述阳离子交换色谱包括氢离子交换色谱、钠离子交换色谱、钾离子交换色谱。
进一步地，步骤f)中:具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物的摩尔比为1:(1.5～3)；反应溶剂为吡啶；反应的温度为25～35℃；反应的时间为40～80h。
本发明具有以下优势:
本发明提出的单环β-内酰胺类化合物及其盐，主要对单环β-内酰胺的主环的3号位进行修饰，使其形成含羟基支链和氨基支链的化合物，该新型单环β-内酰胺类化合物及其盐可作为中间体，用于单环β-内酰胺类抗生素的制备。
计算模拟位点研究发现，单环β-内酰胺的主环的3号位引入羟基，可与靶点蛋白位置上的亲水性基团相互作用，预期可增强以具有式(Ⅷ)结构的化合物为母核的单环β-内酰胺类抗生素对细菌的抑制作用。
本发明提出的单环β-内酰胺类化合物及其盐的制备方法，合成路线新颖，反应条件温和。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明所用原料的来源不做特殊限定。
本发明一实施例提出一种单环β-内酰胺类化合物及其盐，具有式(Ⅷ)所示结构:
Figure BDA0002524690890000041
其中，R为H、Na或K。
本发明实施例提出的单环β-内酰胺类化合物及其盐，具有式(Ⅷ)所示结构的化合物为单环β-内酰胺类化合物及其钠盐、钾盐，主要对单环β-内酰胺的主环的3号位进行修饰，使其形成含羟基支链和氨基支链的化合物，该新型单环β-内酰胺类化合物及其盐可作为中间体，用于单环β-内酰胺类抗生素的制备。
计算模拟位点研究发现，单环β-内酰胺的主环的3号位引入羟基可与靶点蛋白位置上的亲水性基团相互作用，预期可增强以具有式(Ⅷ)结构的化合物为母核的单环β-内酰胺类抗生素对细菌的抑制作用。
本发明一实施例提出一种单环β-内酰胺类化合物的制备方法，包括如下步骤:
d)具有式(Ⅳ)结构的化合物与二异丙基氨基锂、乙醛反应，得具有式(Ⅴ)结构的化合物；
e)具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅵ)结构的化合物；
f)具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物反应，得具有式(Ⅶ)结构的化合物；
g)具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸反应后，经离子交换处理，得具有式(Ⅷ)结构的化合物；
Figure BDA0002524690890000051
其中，R为H、Na或K。
具体地，所述具有式(Ⅳ)结构的化合物的制备包括如下步骤:
a)将具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅱ)结构的化合物；
b)将具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸反应，得具有式(Ⅲ)结构的化合物；
c)具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛反应，得具有式(Ⅳ)结构的化合物；
Figure BDA0002524690890000052
本发明提出的单环β-内酰胺类化合物及其盐的制备方法，合成路线新颖，反应条件温和。
本发明实施例步骤a)中，将具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅱ)结构的化合物，具体为：
具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴的摩尔比为1:(0.5～2)，优选的，具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴的摩尔比为1:(1～1.2)。在本发明一些实施例中，具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴反应的摩尔比为50.72:60.36。反应的溶剂为有机溶剂，优选的，反应的溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)。所述催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)；所述催化剂与具有式(Ⅰ)结构的化合物的摩尔比为(2～3):1；在本发明一些实施例中，所述催化剂与具有式(Ⅰ)结构的化合物的摩尔比为127.03:50.72。
反应的温度为0～40℃，优选的，反应的温度为15～30℃；本发明一些实施例中，反应的温度为室温；反应的时间为1～3h；优选的，反应的时间为1.5～2h。
反应的后处理包括:将反应混合物旋蒸浓缩，用乙酸乙酯稀释，用盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩，得具有式(Ⅱ)结构的化合物。
本发明实施例步骤b)中，将具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸反应，得具有式(Ⅲ)结构的化合物；具体为：
具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸的摩尔比为1:(2～4)；优选的，具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸的摩尔比为1:3；本发明一些实施例中，具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸的摩尔比为33.34:94.73。反应的溶剂为有机溶剂，优选的，反应的溶剂为二氯甲烷。
优选的，反应的时间为15～20h；优选的，反应的时间为17h；反应的温度为0～40℃；优选的，反应的温度为15～30℃；本发明一些实施例中，反应的温度为室温；反应的原料在冷水浴条件下混合；所述的冷水浴条件的温度为0～5℃。
反应的后处理包括:反应所得混合液用饱和碳酸氢钠调节pH至14，有机层用饱和盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩，得到具有式(Ⅲ)结构的化合物。
本发明实施例步骤c)中，具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛反应，得具有式(Ⅳ)结构的化合物；具体为：
具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛的摩尔比1:(0.5～2)；优选的，具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛的摩尔比为1:1；本发明一些实施例中，具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛的摩尔比为22.64:23.76。反应的溶剂为有机溶剂，优选的，反应的溶剂为二氯甲烷；所述二氯甲烷中添加有无水硫酸镁；其中，无水硫酸镁的添加主要起到干燥吸水作用。
反应在氮气保护下进行；反应的时间为15～20h，优选的，反应的时间为17h；反应的温度为0～40℃，优选的，反应的温度为15～30℃；本发明一些实施例中，反应的温度为室温。
反应的后处理包括:反应所得混合物，过滤后浓缩滤液，得固体形式的具有式(Ⅳ)结构的化合物。
本发明实施例步骤d)中，具有式(Ⅳ)结构的化合物与二异丙基氨基锂、乙醛反应，得具有式(Ⅴ)结构的化合物；具体为：
具有式(Ⅳ)结构的化合物、二异丙基氨基锂、乙醛的摩尔比为(12～15):(18～23):(100～150)；本发明一些实施例中，具有式(Ⅳ)结构的化合物、二异丙基氨基锂溶液、乙醛的摩尔比为13.53:20.21:136；其中，二异丙基氨基锂以二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液的形式添加；所述二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液的浓度为1～4mol/L；本发明一些实施例中，所述二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液的浓度为2.85mol/L；反应的溶剂为有机溶剂，优选的，反应的溶剂为无水四氢呋喃。
反应在氮气保护下进行；反应的温度为-60～-80℃，优选的，反应的温度为-78℃。
具有式(Ⅴ)结构的化合物的具体制备方法包括:反应的温度下，将具有式(Ⅳ)结构的化合物的无水四氢呋喃溶液加入二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液、乙醛，反应后，进行反应的后处理。
优选的，具有式(Ⅴ)结构的化合物的具体制备方法包括:反应的温度下，将具有式(Ⅳ)结构的化合物的无水四氢呋喃溶液加入二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液，反应0.5～2h，再加入乙醛，反应0.5～2h后，1～2h内升温8～12℃后，进行反应的后处理。
反应的后处理包括:向反应混合液中加入饱和氯化铵溶液淬灭，用乙酸乙酯萃取，用盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩，得到残留物，将其用硅胶柱层析纯化，得具有式(Ⅴ)结构的化合物。
具体而言，所述二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液的制备包括:在-78℃和氮气保护下，向二异丙胺(20.21mmol)的无水四氢呋喃(95mL)溶液中加入丁基锂(2.5M)的己烷溶液(10.1mL)，搅拌1h，将六甲基磷酰胺(7.04mL)加入到反应混合物中。
本发明实施例步骤e)中，具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅵ)结构的化合物；具体为：
具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠的摩尔比为1:(2～5)；优选的，具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠的摩尔比为1:(3～4)；本发明一些实施例中，具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠的摩尔比为2.09:8.27；反应的催化剂为1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯；所述催化剂与具有式(Ⅴ)结构的化合物的摩尔比为1:(0.5～3)；本发明一些实施例中，所述催化剂与具有式(Ⅴ)结构的化合物的摩尔比为1.05:2.09；反应的溶剂为有机溶剂，优选的，反应的溶剂为无水四氢呋喃。
反应在氮气条件下进行。反应的温度为0～40℃，优选的，反应的温度为15～30℃；本发明一些实施例中，反应的温度为室温。反应的时间为20～80h；优选的，反应的时间为30～60h。
具有式(Ⅵ)结构的化合物具体制备方法包括:具有式(Ⅴ)结构的化合物和2-乙基己酸钠的无水四氢呋喃溶液中，加入1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯反应；
优选的，具有式(Ⅵ)结构的化合物具体制备方法包括:在具有式(Ⅴ)结构的化合物和1/3～1/2(反应所用2-乙基己酸钠的总质量占比)的2-乙基己酸钠的无水四氢呋喃溶液中加入1/3～1/2(反应所用1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯总质量占比)的1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯，反应，再加入剩余的2-乙基己酸钠和剩余的1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯，升温1～10℃，反应。
反应的后处理包括:所得反应混合物过滤，收集滤渣，用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到具有式(Ⅵ)结构的化合物的钠盐，用甲酸将pH值调节至4，有机层用盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩，得到具有式(Ⅵ)结构的化合物。
本发明实施例步骤f)中，具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物反应，得具有式(Ⅶ)结构的化合物；具体为：
具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物的摩尔比为1:(1.5～3)；优选的，具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物的摩尔比为1:2。反应的溶剂为有机溶剂，优选的，反应溶剂为吡啶；具有式(Ⅵ)结构的化合物在反应溶剂中的浓度为0.1～0.2mol/L；本发明一些实施例中，具有式(Ⅵ)结构的化合物在反应溶剂中的浓度为0.12mol/L；
反应的温度为25～35℃，优选的，反应的温度为30℃；反应的时间为40～80h。
具有式(Ⅶ)结构的化合物具体制备方法包括:向具有式(Ⅵ)结构的化合物的吡啶溶液中添加磺酸-吡啶配合物，反应。
优选的，具有式(Ⅶ)结构的化合物具体制备方法包括:向具有式(Ⅵ)结构的化合物的吡啶溶液中添加1/3～1/2(反应所用磺酸-吡啶配合物总质量占比)的磺酸-吡啶配合物，反应30～50h，然后再加入剩余的磺酸-吡啶配合物，反应10～20h。
反应的后处理包括:浓缩反应混合物，加入二氯甲烷，产生的沉淀物通过过滤将其除去，浓缩滤液得到具有式(Ⅶ)结构的化合物。
本发明实施例步骤g)中，具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸反应后，经离子交换处理，得具有式(Ⅷ)结构的化合物；具体为：
具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸的摩尔比为1:(0.5～2)；优选的，具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸的摩尔比为1:1；反应的溶剂为乙酸乙酯和水的混合溶液；其中，乙酸乙酯和水的体积比为2:1；具有式(Ⅶ)结构的化合物在溶剂中的浓度为0.01～0.1mmol/ml；优选的，具有式(Ⅶ)结构的化合物在溶剂中的浓度为0.06mol/L。
反应的时间为1～4h，优选的，反应的时间为2.5h；反应的温度为0～40℃，优选的，反应的温度为15～30℃；本发明一些实施例中，反应的温度为室温。
反应的后处理包括:将所得反应混合物进行浓缩，加入去离子水，用乙醚洗涤，水相使用冷冻干燥冻干，使用离子交换色谱处理，即得具有式(Ⅷ)结构的化合物(3-氨基-3-(1-羟乙基)-2,2-二甲基-4-羰基-氮杂环丁烷-1-基磺酸盐)。
具体而言，所述离子交换处理采用阳离子交换色谱；所述阳离子交换色谱包括氢离子交换色谱、钠离子交换色谱、钾离子交换色谱。经氢离子交换色谱处理，所得产物为具有式(Ⅷ-1)所示结构，经钠离子交换色谱、钾离子交换色谱处理，所得产物分别具有式(Ⅷ-2)所示结构、式(Ⅷ-3)所示结构：
Figure BDA0002524690890000091
下面将结合具体实施例详细阐述本发明。
实施例1一种单环β-内酰胺类化合物及其盐的制备方法，具体如下：
步骤a):具有式(Ⅱ)结构的化合物1的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000101
在室温下，向具有式(Ⅰ)结构的化合物1(11.16g，50.72mmol,参照WO2013110643专利制备)和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)(19.15mL，127.03mmol)的DMF(72mL)溶液中添加烯丙基溴(5.11mL，60.36mmol)，室温搅拌1.5小时。将反应混合物旋蒸浓缩，用乙酸乙酯稀释，用盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩，得到具有式(Ⅱ)结构的化合物2(1.2g，收率87.6％)，产物为白色固体，核磁表征结果如下:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.18(s,3H),1.35(s,3H),1.36-1.40(m,9H),4.24(d,J＝8.6Hz,1H),4.38(d,J＝6.2Hz,2H),5.28(dd,J＝10.5,1.6Hz,1H),5.35(dd,J＝17.2,1.6Hz,1H),5.80-6.06(m,1H),7.71(d,J＝9.0Hz,1H).
步骤b):具有式(Ⅲ)结构的化合物3的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000102
在冷水浴中向含有具有式(Ⅱ)结构的化合物2(0.91g，33.34mmol)的二氯甲烷(37mL)溶液中加入三氟乙酸(TFA)(10.81mL，94.73mmol)，然后在室温下搅拌17小时。浓缩反应混合液，用二氯甲烷(1.1L)稀释，通过饱和碳酸氢钠调节pH至14。然后有机层用饱和盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩，得到具有式(Ⅲ)结构的化合物3(3.52g，收率62.1％)，产物为黄色油状物，核磁表征结果如下:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.20(s,3H),128(s,3H),1.97(br.s,2H),3.50(s,1H),4.36(d,J＝6.3Hz,2H),5.26(m,1H),5.30-5.38(m,1H),5.86-5.98(m,1H).
步骤c):具有式(Ⅳ)结构的化合物4的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000111
在氮气保护下，向具有式(Ⅲ)结构的化合物3(3.85g，22.64mmol)和无水硫酸镁(16.41g)的二氯甲烷(85mL)溶液中加入4-硝基-苯甲醛(3.08g，23.76mmol)，然后在室温下搅拌17小时。过滤反应混合物，浓缩滤液，得到固体形式的具有式(Ⅳ)结构的化合物4(5.5g,收率80.1％)，其无需进一步纯化即可直接用于下一步反应，核磁表征结果如下:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.42(s,3H),1.49(s,3H),4.49(s,1H),4.51(s,2H),5.33(d,J＝10.1Hz,1H),5.42(dd,J＝17.2,1.6Hz,1H),5.99(m,1H),8.06(d,J＝8.6Hz,2H),8.33(d,J＝8.6Hz,2H),8.62(s,1H).
步骤d):具有式(Ⅴ)结构的化合物5的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000112
在-78℃和氮气保护下向二异丙胺(3.05g，20.21mmol)的无水四氢呋喃(95mL)溶液中加入丁基锂(2.5M的己烷溶液，10.1mL，8.08mmol)，然后在-78℃下搅拌1小时。在-78℃下，将六甲基磷酰胺(7.04mL，39.32mmol)加入到反应混合物中，得二异丙基氨基锂(LDA)的六甲基磷酰胺溶液。
然后向上述二异丙基氨基锂的六甲基磷酰胺溶液中再加入具有式(Ⅳ)结构的化合物4(4.1g，13.53mmol)的无水四氢呋喃(25mL)溶液，在-78℃下搅拌1小时(溶液变蓝色)。在-78℃将乙醛(MeC HO)(8.11mL，136mmol)加入到反应混合物中，并在-78℃下搅拌1小时，然后在1.5小时内慢慢升温至-60℃。在-60℃下向反应混合物中快速加入饱和氯化铵溶液。混合物用乙酸乙酯萃取，用盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩，得到残留物，将其用硅胶柱层析纯化(30％乙酸乙酯:70％己烷)，得到具有式(Ⅴ)结构的化合物5(2.91g，收率61.9％)，为黄色油状物，核磁表征结果如下:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.06(d,J＝6.3Hz,3H),1.16(s,3H,1,55(s,3H),4.18-4.25(m,1H),4.41(d,J＝6.3Hz,2H),5.02(d,J＝5.9Hz,1H),5.28(dd,J＝10.4,1.8Hz,1H),5.35(dd,J＝17.2,1.6Hz,1H),5.86-6.04(m,1H),8.05(d,J＝9.0Hz,1H),8.30(d,J＝9.0Hz,2H),8.75(s,1H).
步骤e):具有式(Ⅵ)结构的化合物6的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000121
在具有式(Ⅴ)结构的化合物5(0.72g，2.09mmol)和2-乙基己酸钠(0.87g，6.18mmol)的无水四氢呋喃(17mL)溶液中通0.5小时氮气以彻底置换空气。然后加入1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(0.31g，0.42mmol)，室温搅拌20小时。向混合物的反应中再加入2-乙基己酸钠(0.34g，2.09mmol)，1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(0.51g，0.63mmol)和无水四氢呋喃(10mL)，35℃下搅拌30小时(会出现沉淀)，过滤收集滤渣，用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到具有式(Ⅵ)结构的化合物6的钠盐。将此钠盐混悬在乙酸乙酯中，用96％甲酸将p H值调节至4，有机层用盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩，得到具有式(Ⅵ)结构的化合物6(0.25g，收率39.8％)，核磁表征结果如下:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.08(d,J＝6.3Hz,3H),1.10(s,3H),1.48(s,3H),4.15-4.30(m,1H),4.96(d,＝5.5Hz,1H),8.06(d,J＝9.0Hz,2H),8.31(d,J＝9.0Hz,2H),8.81(s,1H),9.89(s,1H).
步骤f):具有式(Ⅶ)结构的化合物7的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000122
在室温下向具有式(Ⅵ)结构的化合物6(0.25g，0.81mmol)的吡啶(7mL)溶液中添加磺酸-吡啶配合物(0.13g，0.81mmol)，然后在30℃搅拌40小时，然后再加入磺酸-吡啶配合物(0.13g，0.81mmol)，并在30℃下搅拌16小时。浓缩反应混合物，加入二氯甲烷，产生的沉淀物通过过滤将其除去(110mg，为未反应的磺酸-吡啶配合物)。浓缩滤液得到棕色泡状物的具有式(Ⅶ)结构的化合物7(0.34g，收率90％)，无需纯化直接用于下一步反应，核磁表征结果如下:
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.03(s,1.5H),1.16(s,1.5H),1.23(d,J＝6.6Hz,14H),1.28(d,J＝6.3Hz,1.5H),1.49(s,1.5H),1.52(s,1.4H),4.70(m,1H),7.86(m,2H),8.05(d,J＝9.0Hz,2H),8.30(d,J＝9.0Hz,2H),8.36(m,2H)8.71(s,0.5H),8.76(s,0.5H),8.81(br.S.,1H),8.82(br.S.,1H).MS(ES+)m/z:[M-H]-calcd for C14H17N3O8S:387.7:385.91,465.78.
步骤g):具有式(Ⅷ)结构的化合物8的制备
化学反应式如下:
Figure BDA0002524690890000131
在室温下向具有式(Ⅶ)结构的化合物7(0.34g，0.72mmol)的乙酸乙酯(8ml)和水(4mL)的两相溶液中添加对甲苯磺酸(PTSA)(0.14g，0.72mmol)，然后在室温下搅拌2.5小时。浓缩反应混合物，加入20mL去离子水，用乙醚洗涤。水相使用冷冻干燥冻干，得到对甲基苯磺酸和吡啶的盐8a(0.33g，定量)。化合物8a再使用氢离子交换色谱处理，即得到具有式(Ⅷ)结构的化合物8，
Figure BDA0002524690890000132
核磁表征结果如下:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.30-150(m,6H),2.29(s,6H),4.69(t,J＝6.3Hz 1H),7.12(d,J＝7.8Hz,4H)7.50(d,J＝7.8Hz,4H),8.05(t,J＝7.2Hz,4H),8.57(t,J＝7.8Hz,2H),8.92(d,J＝5.5Hz,4H).MS(ES+)m/z:[M-H]-calcd.for C7H14N2O6S:254.06.Found:252.93.
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单环β-内酰胺类化合物及其盐，具有式(Ⅷ)所示结构:
Figure FDA0002524690880000011
其中，R为H、Na或K。
2.一种单环β-内酰胺类化合物及其盐的制备方法，包括如下步骤:
d)具有式(Ⅳ)结构的化合物与二异丙基氨基锂、乙醛反应，得具有式(Ⅴ)结构的化合物；
e)具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅵ)结构的化合物；
f)具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物反应，得具有式(Ⅶ)结构的化合物；
g)具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸反应后，经离子交换处理，得具有式(Ⅷ)结构的化合物；
Figure FDA0002524690880000012
其中，R为H、Na或K。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述具有式(Ⅳ)结构的化合物的制备包括如下步骤:
a)将具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴在催化剂作用下反应，得具有式(Ⅱ)结构的化合物；
b)将具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸反应，得具有式(Ⅲ)结构的化合物；
c)具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛反应，得具有式(Ⅳ)结构的化合物；
Figure FDA0002524690880000021
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤a)中:具有式(Ⅰ)结构的化合物与烯丙基溴的摩尔比为1:(0.5～2)；所述催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯；
步骤b)中:具有式(Ⅱ)结构的化合物与三氟乙酸的摩尔比为1:(2～4)；
步骤c)中:具有式(Ⅲ)结构的化合物与4-硝基-苯甲醛的摩尔比1:(0.5～2)。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤d)中:具有式(Ⅳ)结构的化合物、二异丙基氨基锂、乙醛的摩尔比为(12～15):(18～23):(100～150)；反应的温度为-60～-80℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤e)中:具有式(Ⅴ)结构的化合物与2-乙基己酸钠的摩尔比为1:(2～5)；反应的催化剂为1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯；所述催化剂与具有式(Ⅴ)结构的化合物的摩尔比为1:(0.5～3)；反应的时间为20～80h。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤f)中:具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物的摩尔比为1:(1.5～3)；具有式(Ⅵ)结构的化合物在反应溶剂中的浓度为0.1～0.2mol/L；反应的温度为25～35℃，反应的时间为40～80h。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤g)中:具有式(Ⅶ)结构的化合物与对甲苯磺酸的摩尔比为1:(0.5～2)；反应的溶剂为乙酸乙酯和水的混合溶液；其中，乙酸乙酯和水的体积比为2:1；反应的时间为1～4h；反应的温度为0～40℃。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤g)中:所述离子交换处理采用阳离子交换色谱；所述阳离子交换色谱包括氢离子交换色谱、钠离子交换色谱、钾离子交换色谱。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤f)中:具有式(Ⅵ)结构的化合物与磺酸-吡啶配合物的摩尔比为1:(1.5～3)；反应溶剂为吡啶；反应的温度为25～35℃；反应的时间为40～80h。
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