CN113956270A - 一种头孢雷特主要降解产物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种头孢雷特主要降解产物的制备方法，包括以下步骤：S1：利用碱、酸、热、氧化、光照等降解试验得到降解产物，命名为杂质A，经高效液相分析杂质A相对保留时间为0.63，利用液质联用技术测得m/z＝378.0，初步推测杂质A为(6R,7R)‑7‑[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3‑羟甲基‑8‑氧代‑5‑硫杂‑1‑氮杂双环[4，2，0]‑辛‑2‑烯‑2‑甲酸；S2：利用化学合成方法制备得杂质A，再结合紫外光谱、红外光谱、NMR和MS等确认杂质A的结构，本发明为头孢雷特原料的杂质控制提供支持及质量控制提供科学依据。

Description

一种头孢雷特主要降解产物的制备方法
技术领域
本发明涉及头孢雷特领域，特别是一种头孢雷特主要降解产物的制备方法。
背景技术
头孢雷特(Ceforanide)是一种经非肠道吸收的，由7-ACA经C7-和C3-位结构改造而得到的广谱头孢菌素品种，属于第二代头孢菌素类品种，主要用于革兰氏阴性菌和部分革兰氏阳性菌所引起的感染治疗。于1984年由美国百时美(Bristol)公司研发成功并上市。头孢雷特的化学结构式如图1所示。由其酰胺键结构可知，头孢雷特稳定性较差，为了增加其稳定性和提高产品质量，对头孢雷特的降解杂质进行了深入研究。首先利用快速、简便的高效液相色谱法对头孢雷特强制降解试验中的杂质进行分离，然后利用化学合成工艺得到降解产物杂质A粗品，经制备液相分离得杂质A单体，最后采用紫外光谱、红外光谱、核磁共振(NMR)、质谱(MS)等进行结构确认，解析出了杂质A的结构。为头孢雷特原料工艺合成路线的优化提供依据，以此来提高产品纯度，增加产品稳定性。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种头孢雷特中主要降解产物的制备方法，为头孢雷特原料的杂质控制提供支持，为本产品质量控制提供科学依据。
本发明提供了一种头孢雷特中主要降解产物杂质A的制备方法，包括以下步骤：
S1：利用碱、酸、热、氧化、光照等降解试验得到降解产物，命名为杂质A，经高效液相分析杂质A相对保留时间为0.63，利用液质联用技术测得m/z＝378.0，初步推测杂质A为(6R,7R)-7-[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3-羟甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸；
S2：利用化学合成方法制备得杂质A，再结合紫外光谱、红外光谱、NMR和MS等确认杂质A的结构。
优选地，S2包括以下子步骤：
S2包括以下子工艺步骤：
S21：三颈瓶中加入7-ACA：二氯甲烷：乙酸铵(w:v:v)＝1～1.2:10:2，浓硫酸1滴，在40℃加热回流至瓶内溶液全部透明，停止加热，用冰冷却，得溶液a；
S22：在第二个三颈瓶中加入2-氨甲基苯乙酸邓盐:二甲基甲酰胺:吡啶(w:v:v)＝1:9:0.2，冰浴，向第二个三颈瓶中滴加次氯酸叔丁酯5ml和二氯甲烷45ml，再滴加三乙胺4ml和二氯甲烷10ml，最后滴加溶液a，搅拌；
S23：自然升温至室温，加入6％碳酸氢钠溶液适量，加水约50ml，静置分层，取上清液，调节pH至2.3～2.5，溶液呈浑浊状，过滤后母液有固体析出，得固体A粗品共约2g；
S24：在100ml三颈瓶中，加入1g固体A粗品，冰浴冷却至5℃，加入少量碳酸氢钠、甲醇、水溶解，滴入少量10％NaOH至溶液澄清，采用制备液相色谱法分离制备得杂质A。
本发明头孢雷特中主要降解产物杂质A的制备方法的有益效果如下：
1.本发明利用化学合成工艺制得杂质A粗品，经制备液相分离得精制品杂质A，首先利用液相色谱对杂质A进行定位，再利用紫外分光光度法、红外光谱、质谱、核磁共振技术等对杂质A进行结构确证，推测得杂质A为6R,7R)-7-[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3-羟甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸。得到杂质A的结构，可对头孢雷特原料合成工艺进行优化，从而制得更高纯度的产品，增加产品的稳定性等，提高产品质量。
2.本发明由降解试验可知，头孢雷特对碱、酸、高温、氧化不稳定，建议该产品在储存和运输过程中尽量避开酸、碱、高温、氧化环境，以此来保证头孢雷特的产品质量。
附图说明
图1为头孢雷特的结构式图。
图2为未降解头孢雷特HPLC色谱图。
图3为未降解头孢雷特(A)、酸降解样品(B)、碱降解样品(C)、高温降解样品(D)、氧化降解样品(E)、光降解样品(F)的重叠色谱图。
图4为杂质A的结构。
图5杂质A的紫外吸收光谱图。
图6杂质A的红外吸收光谱图。
图7杂质A的核磁共振氢谱图。
图8杂质A的核磁共振碳谱图。
图9杂质A的质谱图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
一种头孢雷特中主要降解产物杂质A的制备方法，包括以下步骤：
S1：利用碱、酸、热、氧化、光照等降解试验得到降解产物，命名为杂质A，经高效液相分析杂质A相对保留时间为0.63，利用液质联用技术测得m/z＝378.0，初步推测杂质A为(6R,7R)-7-[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3-羟甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸；
S2：利用化学合成方法制备得杂质A，再结合紫外光谱、红外光谱、NMR和MS等确认杂质A的结构。
本实施方案的S2包括以下子工艺步骤：
S21：三颈瓶中加入7-ACA：二氯甲烷：乙酸铵(w:v:v)＝1～1.2:10:2，浓硫酸1滴，在40℃加热回流至瓶内溶液全部透明，停止加热，用冰冷却，得溶液a；
S22：在第二个三颈瓶中加入2-氨甲基苯乙酸邓盐:二甲基甲酰胺:吡啶(w:v:v)＝1:9:0.2，冰浴，向第二个三颈瓶中滴加次氯酸叔丁酯5ml和二氯甲烷45ml，再滴加三乙胺4ml和二氯甲烷10ml，最后滴加溶液a，搅拌；
S23：自然升温至室温，加入6％碳酸氢钠溶液适量，加水约50ml，静置分层，取上清液，调节pH至2.3～2.5，溶液呈浑浊状，过滤后母液有固体析出，得固体A粗品共约2g；
S24：在100ml三颈瓶中，加入1g固体A粗品，冰浴冷却至5℃，加入少量碳酸氢钠、甲醇、水溶解，滴入少量10％NaOH至溶液澄清，采用制备液相色谱法分离制备得杂质A。
本发明选用的仪器与试药
1.1仪器
LC-20AD(SHIMADZU)高效液相色谱仪；LC-8A(SHIMADZU)制备液相色谱仪；Spectrum One红外光谱仪；Agilent1100液质联用仪；Brucker DRX-500MHz型核磁共振仪；MettlerAE163电子天平。
1.2试药
如图1所示，头孢雷特原料；乙腈为色谱纯；水为去离子水；甲酸铵、甲酸均为分析纯。
2方法与结果
2.1头孢雷特降解产物液相色谱分离方法
2.1.1液相色谱条件 采用phenomenex Luna 5u C18(2)(200×4.60mm)色谱柱；以0.02mol/L甲酸铵水溶液(用甲酸调节pH为2.50)-乙腈(88:12)为流动相；检测波长为254nm；流速1.0ml/min；柱温为35℃；进样量为20μl。
2.1.2降解试验的方法与结果取本品约25mg，精密称定，置50ml量瓶中，加1％的碳酸氢钠溶液1.0ml溶解后，用流动相稀释制成每1ml中含0.5mg的溶液，摇匀，作为供试品溶液；取本品约25mg，精密称定，置50ml量瓶中，分别进行如下降解试验：①碱降解：用1％的碳酸氢钠溶液溶解后，加入0.1mol/L氢氧化钠溶液0.3ml，室温降解1小时，用0.1mol/L盐酸溶液0.3ml中和；②酸降解：用1％的碳酸氢钠溶液溶解后，加入0.1mol/L盐酸溶液0.3ml，室温降解1小时，用0.1mol/L氢氧化钠溶液中和；③热降解：在120℃降解2小时后，用1％的碳酸氢钠溶液溶解；④氧化降解：加1％的碳酸氢钠溶液1.0ml溶解后，再加入30％的双氧水0.1ml，室温放置30min；⑤光降解：在照度为4500LX的强光下照射5天，加1％的碳酸氢钠溶液1.0ml溶解；⑥未降解：用1％的碳酸氢钠溶液1.0ml溶解。将上述各样品分别加流动相稀释成每1ml含0.5mg的供试液。取以上降解试验样品溶液及未降解样品溶液，按上述液相色谱条件对头孢雷特进行色谱分析，得碱、酸、热、氧化、光照降解溶液色谱图及未降解溶液色谱图见图2，图3为重叠色谱图。
试验结果表明，扣除溶剂峰和已知杂质峰(2.9min，RT＝0.42，5-巯基四氮唑乙酸)后，头孢雷特的主要降解产物中有1个保留时间为4.3min，相对保留时间为0.63，将其命名为杂质A。头孢雷特对光较稳定，对碱、酸、热、氧化不稳定。在碱、酸、热条件下，5-巯基四氮唑乙酸和杂质A显著增加；在氧化条件下杂质A稍有增加。
2.2液质联用分析
2.2.1色谱条件 采用色谱柱Agilent ZOBAX SB-C18(250×4.6mm,5um)采用；以水(用甲酸调节pH2.5)-乙腈(88:12)为流动相；检测波长为254nm；流速为1.0ml/min。
2.2.2质谱条件 离子源为电喷雾离子源(ESI)，扫描方式为正负离子扫描，扫描范围m/z70-1000，毛细管电压为4.5KV，干燥气流速6.0L/min，干燥气温度为220℃。
2.2.3结果解析 取氧化降解样品溶液利用上述条件对杂质A进行液质联用分析，测得杂质A的m/z为378.0，根据头孢雷特的结构式可知，经氧化降解C3-取代基断裂得杂质A，推测其结构为(6R，7R)-7-[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3-羟甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸，结构式见图4。
2.3杂质的制备及结构解析
2.3.1杂质A的制备 三颈瓶中加入7-ACA：二氯甲烷：乙酸铵(w:v:v)＝1～1.2:10:2，浓硫酸1滴，在40℃加热回流至瓶内溶液全部透明，停止加热，用冰冷却，得溶液a。在第二个三颈瓶中加入2-氨甲基苯乙酸邓盐:二甲基甲酰胺:吡啶(w:v:v)＝1:9:0.2，冰浴，向第二个三颈瓶中滴加次氯酸叔丁酯5ml和二氯甲烷45ml，再滴加三乙胺4ml和二氯甲烷10ml，最后滴加溶液a，在冰浴中搅拌过夜后，自然升温至室温，加入6％碳酸氢钠溶液适量，加水50ml，静置分层，取上清液，调节pH至2.3～2.5，溶液呈浑浊状，过滤后母液有固体析出，得固体A粗品共2g。在100ml三颈瓶中，加入1g固体A粗品，冰浴冷却至5℃，加入少量碳酸氢钠、甲醇、水溶解，滴入少量10％NaOH至溶液澄清，采用制备液相色谱法分离制备得杂质A，将得到的杂质A样品分别进行了紫外光谱、红外光谱、NMR和MS分析，得到如下结果。
2.3.2紫外光谱分析杂质A在1％碳酸氢钠溶液中的最大吸收峰为260.40nm，紫外光谱结果表明：杂质A与存在苯环和酰胺的共轭吸收，该结论与杂质A结构吻合。见图5。
2.3.3红外光谱分析 以溴化钾压片法测得杂质A的红外吸收光谱图，见图6。吸收峰3389.32cm-1为ν-NH-伸缩振动，3305.18cm-1为ν-OH伸缩振动，3016.87cm-1为ν＝CH-苯环质子的伸缩振动，1769.88、1663.07cm-1为ν>C＝O伸缩振动，1588.35、526.45cm-1为γc＝c苯环的骨架振动。结果表明，主要特征峰与杂质A结构式中-NH-、-OH、>C＝O、苯环结构相符。
2.3.4杂质A的NMR分析杂质A的1H-NMR[500MHz，DMSO，δ(ppm)，J(Hz)]：3.76(s，2H，7γ-CH2-)，3.78(s，2H，4-CH2-)，4.11(m，2H，2〞-CH2-)，4.51(s，1H，3α-OH)5.02(d，J＝18.4Hz，2H，3α-CH2-)，5.06(d，J＝5.1Hz，1H，6-CH-)，5.77(dd，J＝8.2，5.0Hz，1H，7-CH-))，7.30(m，3H，6〞、7〞、8〞-CH-)，7.47(d，1H，5〞-CH-)，8.47(s，3H，1〞-NH2、7α-NH-)，9.55(d，J＝8.2Hz，1H，2α-OH)；13C-NMR[500MHz，DMSO，δ(ppm)，]：171.58(C-7β)，166.40(C-8)，163.51(C-2α)，142.57(C-3〞)，134.81(C-2)，132.77(C-4〞)，130.50-127.38(C-5〞，C-6〞、C-7〞、C-8〞)，120.40(C-3)，71.29(C-3α)，59.52(C-7)，56.91(C-6)，39.82(C-2〞)，38.69(C-7γ)，22.49(C-4)。氢谱数据显示共计19个氢原子，与杂质A分子式C17H19N3O5S中19个氢原子相符。13C-NMR数据表明共计16个碳原子，其中6〞和7〞位C的化学环境相同而重叠，故显示为16组碳原子信号。结合杂质A的DEPT谱解析：甲基与次甲基(-CH-、-CH3)共计5组(6个)，亚甲基(-CH2-)4个，剩余的季碳共7个，与杂质A结构符合,谱图见图7和图8。
2.3.5杂质A的MS分析质谱数据测得杂质A的分子离子峰[M]+为377.8，见图9，与7-氨甲基苯乙酸-3-羟基头孢烷酸分子量m＝377.1相符合，与液-质联用所测得杂质A的m/z＝378.0相符。结合杂质A1H-NMR谱、13C-NMR谱和MS谱各单项下的数据分析可知，所制备的杂质A应为(6R,7R)-7-[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3-羟甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸，结构如图9所示。
3结论
综上所述，本发明推测出了头孢雷特原料降解过程中产生的主要杂质A的结构，并利用核磁共振技术、质谱等进行了结构确证，为头孢雷特的质量控制提供了科学依据。建议该产品在储存和运输过程中尽量避开酸、碱、高温、氧化环境，以此来保证头孢雷特的产品质量。

Claims (2)

1.一种头孢雷特主要降解产物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用碱、酸、热、氧化、光照等降解试验得到降解产物，命名为杂质A，经高效液相分析杂质A相对保留时间为0.63，利用液质联用技术测得m/z＝378.0，初步推测杂质A为(6R,7R)-7-[[(邻氨甲基苯)乙酰]氨基]–3-羟甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸；
S2：利用化学合成方法制备得杂质A，再结合紫外光谱、红外光谱、NMR和MS等确认杂质A的结构。
2.根据权利要求1所述的头孢雷特中主要降解产物杂质A的制备方法，其特征在于，所述S2包括以下子工艺步骤：
S21：三颈瓶中加入7-ACA：二氯甲烷：乙酸铵(w:v:v)＝1～1.2:10:2，浓硫酸1滴，在40℃加热回流至瓶内溶液全部透明，停止加热，用冰冷却，得溶液a；
S22：在第二个三颈瓶中加入2-氨甲基苯乙酸邓盐:二甲基甲酰胺:吡啶(w:v:v)＝1:9:0.2，冰浴，向第二个三颈瓶中滴加次氯酸叔丁酯5ml和二氯甲烷45ml，再滴加三乙胺4ml和二氯甲烷10ml，最后滴加溶液a，搅拌；
S23：自然升温至室温，加入6％碳酸氢钠溶液适量，加水约50ml，静置分层，取上清液，调节pH至2.3～2.5，溶液呈浑浊状，过滤后母液有固体析出，得固体A粗品共约2g；
S24：在100ml三颈瓶中，加入1g固体A粗品，冰浴冷却至5℃，加入少量碳酸氢钠、甲醇、水溶解，滴入少量10％NaOH至溶液澄清，采用制备液相色谱法分离制备得杂质A。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4448958A (en) * 1982-10-20 1984-05-15 Bristol-Myers Company Purification of ceforanide
CN101941982A (zh) * 2009-11-24 2011-01-12 中国医药集团总公司四川抗菌素工业研究所 药用头孢雷特的制备新方法
CN102898442A (zh) * 2012-10-25 2013-01-30 河南中帅医药科技发展有限公司 头孢雷特的精制方法

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