CN115010723B - 一种头孢烷酸类亚砜组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药生物技术领域，具体涉及一种头孢烷酸类亚砜组合物及其制备方法。本发明的头孢烷酸类亚砜组合物含有如下重量百分比的组分：头孢烷酸类亚砜≥95.00％，氨基己二酸≤1.50％。本发明组合物的制备方法为：以头孢菌素类亚砜为原料，以具有水解性能的酶为催化剂进行酶解，即得。本发明提供的组合物中头孢烷酸类亚砜的纯度达到95％以上，能够在头孢菌素类抗生素杂质的研究中作为对照品使用。
Description
技术领域
本发明属于医药生物技术领域，具体涉及一种头孢烷酸类亚砜组合物及其制备方法。
背景技术
头孢菌素类(Cephalosporins)是以冠头孢菌培养得到的天然头孢菌素作为原料，经半合成改造其侧链而得到的一类抗生素。头孢类抗生素因其抗菌谱广，抗菌活性强、不良反应和毒副作用低，目前成为抗生素类抗感染药物市场销售量最大的一类药品。
在生产过程中，伴随着头孢菌素类产品，同时产生一些副产物杂质，如二聚体、氧化物等等。然而，这些杂质的含量极低、性能与主产物也类似，因此，很难，甚至未能从产品中分离出来。再者，因为这些杂质的对照品难以找到、甚至没法得到，所以，如何对这些杂质进行准确无误地定性和定量分析也成为难题。为了对头孢菌素类药物及其杂质进行更多深入的研究，有必要针对可能的头孢菌素类药物杂质进行合成，获得相关杂质的对照品。
从目前对头孢菌素类产品杂质的研究来看，氧化杂质可能包括S元素氧化所产生的氧化物。因此，头孢菌素类亚砜、头孢烷酸类亚砜等亚砜类化合物的对照品对于头孢菌素类产品杂质的研究非常重要。
然而，在头孢烷酸类化合物分子中，有-NH2、-OH、S等多种易氧化基团；并且，头孢烷酸类化合物本身稳定性较差、活性基团较多，在作为原料进行有机化学反应时易于发生副反应产生副产物，这对合成反应的收率和产品纯度均有不利的影响。因此，选取合适的氧化剂以及氧化条件来合成头孢烷酸类化合物的氧化物是较为困难的。
目前对于头孢烷酸类亚砜，还不存在较好的合成方法。一种可行的思路是对头孢菌素类亚砜进行水解，然而，由于头孢烷酸类亚砜分子中，除了酰胺基，还存在易水解的内酰胺、酯等易水解基团。因此，化学水解法缺乏良好的选择性，不能够用于制备头孢烷酸类亚砜。相对地，酶水解法选择性更好，显得比较可取，但是，相对于头孢菌素类化合物，头孢菌素亚砜的极性比较大，水溶性也比较好，从而对酶解结晶过程带来了困难。这使的采用酶解的方法难以制备出高纯度的头孢烷酸类亚砜产品。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明提供一种头孢烷酸类亚砜组合物及其制备方法，实现头孢烷酸类亚砜的合成，为头孢类抗生素杂质的研究提供对应的对照品。
一种头孢烷酸类亚砜组合物，它含有如下重量百分比的组分：头孢烷酸类亚砜≥95.00％，氨基己二酸≤1.50％，所述氨基己二酸的含量不为0。
优选的，它含有如下重量百分比的组分：头孢烷酸类亚砜≥98.50％，氨基己二酸≤0.50％。
优选的，所述头孢烷酸类亚砜结构式如式Ⅰ所示：
其中，R1选自H、羟基、乙酰氧基或C1-C10酯基。
优选的，所述R1选自H、羟基或-OOCCH3。
本发明还提供上述组合物作为头孢烷酸类亚砜对照品的用途。
本发明还提供上述组合物的制备方法，它是以头孢菌素类亚砜为原料，以具有水解性能的酶为催化剂进行酶解，采用调酸结晶或反溶剂结晶法对酶解产物进行结晶，即得。
优选的，所述调酸结晶法的pH调节过程为：首先将pH调节至4.0～5.4，然后在结晶终点将pH调节至1.00～2.80；
或，所述反溶剂结晶法所选用的溶剂为异丙醇和乙醇。
优选的，调酸结晶法所选用的酸类为醋酸、盐酸、硫酸或磷酸中至少一种的水溶液，所述水溶液的浓度范围为5～40％；
或，反溶剂结晶法中，所述异丙醇的添加量为酶解液体积的0.1～10BV，优选为0.2～2BV；所述乙醇的添加量为酶解液体积的0.2～15BV，优选为0.5～4BV；所述溶剂的添加方式为先快速添加异丙醇和乙醇的混合物，然后滴加乙醇；
或，所述结晶过程中温度控制为0～30℃，优选为4～15℃。
优选的，调酸结晶法所选用的酸类为醋酸、盐酸、硫酸或磷酸中至少一种的水溶液；优选为盐酸，浓度范围为5～40％；浓度范围优选为5～15％。
优选的，所述头孢菌素类亚砜结构式如式Ⅱ所示：
其中，R1选自H、羟基、乙酰氧基或C1-C10酯基，R2选择-CH(NH2)(CH2)nCOOH，n的取值为1-10。
优选的，所述R1选自H、羟基或-OOCCH3，R2选择R2选择-CH(NH2)(CH2)nCOOH，n的取值为4。
优选的，所述酶选自氨苄基青霉素酰化酶、青霉素酰化酶或头孢菌素C酰化酶中的至少一种。
优选的，所述酶选自头孢菌素C酰化酶。
优选的，所述酶解在溶剂水中进行，所述头孢菌素类亚砜的浓度为10000～60000ppm；和/或，所述酶解的反应温度为5～35℃；和/或，所述酶解的反应时间为0.2～4h。
优选的，所述头孢菌素类亚砜的浓度为25000～50000ppm；和/或，所述酶解的反应温度为15～18℃；和/或，所述酶解的反应时间为1～3h。
本发明提供了一种含有头孢烷酸类亚砜的组合物及其制备方法，本发明提供的组合物中头孢烷酸类亚砜的纯度达到95％以上，能够在头孢菌素类抗生素杂质的研究中作为对照品使用。本发明通过生物酶水解的方法制备头孢烷酸类亚砜，克服了头孢烷酸类亚砜水溶性高对酶解和结晶过程造成的困难，具有收率高、产品纯度高的优点。
优选方案中，通过优化结晶方法及其条件，进一步保证了目标产物头孢烷酸类亚砜的纯度。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1为实施例1制备的7-ACA亚砜的氢谱图的归属示意；
图2为实施例3制备的7-ADCA亚砜的氢谱图的归属示意。
具体实施方式
以下实施例中所用的试剂和材料均为市售品。
实施例1 7-氨基头孢烷酸亚砜(7-ACA亚砜)的合成
本实施例的反应式为：
取头孢菌素C酰化酶17.8g，放入500mL烧杯中，使用纯化水洗涤三次，备用。称取CPC亚砜5.02g，使用纯化水180mL溶解，效价为28g/L，待溶清后，向溶液中加入备好的头孢菌素C酰化酶，在搅拌、温度在15～18℃条件下，开始滴加10％氨水，开始酶解，酶解过程pH控制范围为8.2～8.4，进行TLC跟踪酶解反应进度，当反应结束时，抽滤，收集酶解液，将酶解液降温至6～10℃，缓慢滴加异丙醇40mL，后加入乙醇120mL，出晶，养晶2h，抽滤，干燥滤饼，得到产物。收率为70.08。产物中主产品7-ACA氧化物和杂质氨基己二酸的HPLC纯度分别为99.12％、0.53％。
本实施例产品的核磁共振氢谱解析如图1和下表所示，可以确认7-ACA成功合成。
表1 7-ACA亚砜的HNMR谱数据和解析列表
实施例2去乙酰氧基头孢烷酸亚砜(7-ADCA亚砜)的合成
本实施例的反应式为：
取头孢菌素C酰化酶17.5g，放入500mL烧杯中，使用纯化水洗涤三次，备用。称取DAOC亚砜5.05g，使用纯化水180mL溶解，效价为28g/L，待溶清后，向溶液中加入备好的头孢菌素C酰化酶，在搅拌、温度在15～18℃条件下，开始滴加10％氨水，开始酶解，酶解过程pH控制范围为8.2～8.4，进行TLC跟踪酶解反应进度，当反应结束时，抽滤，收集酶解液，将酶解液降温至6～10℃，缓慢滴加10％盐酸，使pH调至5.2～5.4，出晶，养晶，抽滤，收集滤液，继续向滤液滴加10％盐酸溶液，使pH调至4.0～4.2，出晶，养晶，抽滤，收集滤饼和滤液，向滤液中继续滴加10％盐酸溶液，使pH调至2.8左右，出晶，养晶，抽滤，干燥滤饼，得到产物，摩尔收率为42.70％。产物中主产品7-ADCA氧化物和杂质氨基己二酸的HPLC纯度分别为99.43％、0.45％。
实施例3去乙酰氧基头孢烷酸亚砜(7-ADCA亚砜)的合成
取头孢菌素C酰化酶10g，放入250mL烧杯中，使用纯化水洗涤三次，备用。称取DAOC亚砜3g，使用纯化水100mL溶解，效价为30g/L，待溶清后，向溶液中加入备好的头孢菌素C酰化酶，在搅拌、温度在15～18℃条件下，开始滴加10％氨水，开始酶解，酶解过程pH控制范围为8.2～8.4，进行TLC跟踪酶解反应进度，当反应结束时，抽滤，收集酶解液，将酶解液降温至6～10℃，缓慢滴加10％盐酸，使pH调至4.0～4.5，出晶，养晶，抽滤，收集滤液，继续向滤液滴加10％盐酸溶液，使pH调至2.8左右，出晶，养晶，抽滤，干燥滤饼，得到产物，摩尔收率50.81％。产物中主产品7-ADCA氧化物和杂质氨基己二酸的HPLC纯度分别为99.85％、0.06％。
本实施例产品的核磁共振氢谱解析如下表所示，可以确认7-ADCA成功合成。
表2 7-ADCA亚砜的HNMR谱数据和解析列表
对比例1-6 7-氨基头孢烷酸亚砜(7-ACA亚砜)的合成
本对比例对比反溶剂结晶所用溶剂不同对结晶结果的影响，除了反溶剂结晶过程中所用的溶剂种类和添加顺序不同，其他条件均与实施例1相同。
取头孢菌素C亚砜酶解液，以甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇等有机溶剂的一种或两种混合物为反溶剂进行结晶实验，结果如下表所示：
表3反溶剂筛选实验结果
从上表的结果对比可见，选用异丙醇-乙醇混合溶剂为反溶剂，并且异丙醇和第一倍乙醇快速加入，后续乙醇在滴加条件下才能得到产物。
对比例7去乙酰氧基头孢烷酸亚砜(7-ADCA亚砜)的合成
取头孢菌素C酰化酶16g，放入500mL烧杯中，使用纯化水洗涤三次，备用。称取DAOC亚砜5.02g，使用纯化水179mL溶解，效价为28g/L，待溶清后，向溶液中加入备好的头孢菌素C酰化酶，在搅拌、温度在15～18℃条件下，开始滴加10％氨水，开始酶解，酶解过程pH控制范围为8.2～8.4，进行TLC跟踪酶解反应进度，当反应结束时，抽滤，收集酶解液，将酶解液降温至6～10℃，快速滴加10％盐酸，使pH调至2.8左右，出晶，养晶，抽滤，干燥滤饼，得到产物，摩尔收率为73.01％。产物中主产品7-ADCA氧化物和杂质氨基己二酸的HPLC纯度分别为53.801％、46.11％。
从本对比例可见，若结晶过程中直接将pH调节至2.8，会导致产物纯度的大幅降低。
比较实施例和对比例可以发现，结晶方法及结晶过程中的工艺参数(如pH、溶剂选择)对产品收率具有显著的影响。
通过以上实施例可以看到，本发明克服了头孢烷酸类亚砜水溶性导致的酶解和结晶困难，成功利用酶解法制备了头孢烷酸类亚砜。本发明方法具有收率高、产品纯度高的优点。制备的头孢烷酸类亚砜可作为标准对照品，具有很好的应用前景。
Claims (1)
1.一种头孢烷酸类亚砜的制备方法，其特征在于：它是以头孢菌素类亚砜为原料，以具有水解性能的酶为催化剂进行酶解，采用反溶剂结晶法对酶解产物进行结晶，即得；
反应式为：
操作步骤为：取头孢菌素C酰化酶17.8g，放入500mL烧杯中，使用纯化水洗涤三次，备用；称取CPC亚砜5.02g，使用纯化水180mL溶解，效价为28g/L，待溶清后，向溶液中加入备好的头孢菌素C酰化酶，在搅拌、温度在15～18℃条件下，开始滴加10%氨水，开始酶解，酶解过程pH控制范围为8.2～8.4，进行TLC跟踪酶解反应进度，当反应结束时，抽滤，收集酶解液，将酶解液降温至6～10℃，缓慢滴加异丙醇40mL，后加入乙醇120mL，出晶，养晶2h，抽滤，干燥滤饼，得到产物；
反溶剂结晶法中，先加入异丙醇，搅拌片刻后加入1倍体积乙醇，然后继续快速滴加第2倍体积乙醇，最后一倍体积乙醇缓慢滴加，析出产物。
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