CN1160361C - 高纯度头孢泊肟丙酯的制备方法 - Google Patents

高纯度头孢泊肟丙酯的制备方法 Download PDF

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Abstract

可以通过简单的方法制备高纯度头孢泊肟丙酯，所述方法包括使头孢泊肟盐与1-碘乙基异丙基碳酸酯在冠醚的存在下在有机溶剂中反应的步骤。

Description

高纯度头孢泊肟丙酯的制备方法
技术领域
本发明涉及从头孢泊肟制备高纯度头孢泊肟丙酯的方法。
背景技术
头孢泊肟丙酯，(R，S)-1-(异丙氧基碳酰氧基)乙基-(+)-(6R，7R)-7-[2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-((Z)-甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-甲氧基甲基-8-氧-5-硫-1-氮杂双环[4，2，0]辛-2-烯-2-羧酸酯，是一种头孢菌素酯前药，当口服给予时，其通过被存在于肠壁上的酯酶快速水解而转化为头孢泊肟，头孢泊肟是一种抗菌剂。头孢泊肟表现出抗革兰氏阳性和阴性菌，例如金黄色葡萄球菌、金黄色链球菌、大肠杆菌、肺炎克雷白杆菌和普通变形杆菌的宽的抗菌活性范围，同时还具有高度β-内酰胺酶稳定性。
分子式(I)的头孢泊肟丙酯是通过各种方法制备的Δ3-异构体。
Hideo Nakao和Koich Huzimoto等报导了一种通过使头孢泊肟与碘烷基碳酸酯在碱如二环己胺的存在下反应而制备头孢泊肟丙酯的方法(参见J.of Antibiotics，Vol.40，pp.370(1987))。但通过这种方法获得的产物被约3％(重量)的作为副产物形成的分子式(II)的Δ2-异构体污染。由于结构相似性，很难将这种不希望的副产物与Δ3-异构体分离。曾经尝试将Δ2-异构体转化为Δ3-异构体，但这种方法需要一系列的反应，因此在经济上是不可行的。
美国专利5,498,787公开了用季铵盐相转移催化剂，如四丁基硫酸氢铵，从头孢泊肟盐制备头孢泊肟丙酯的方法，基于头孢泊肟，季铵盐相转移催化剂的量为35至120％(摩尔)。该方法能够有效地抑制Δ2-异构体的形成，但有所希望的产物的收率低的问题，收率在50-60％的范围内，并且需要使用昂贵的季铵盐。
此外，根据韩国公开No.99-54751公开的方法，通过使头孢泊肟的头孢烯化合物与烷基碳酸酯反应获得酯，然后在大量季铵盐的存在下用氨基噻唑基乙酸的活性酯形式酰化所获得的酯而制备头孢泊肟丙酯。这种方法同样需要使用昂贵的季铵盐，并且由于需要约3天的长反应过程而造成低的生收率。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供高纯度头孢泊肟丙酯的改善的制备方法。
根据本发明的一个方面，提供了分子式(I)的头孢泊肟丙酯的制备方法，所述方法包括使分子式(III)的头孢泊肟盐与分子式(IV)的1-碘乙基异丙基碳酸酯在分子式(V)的冠醚的存在下在有机溶剂中反应：
其中，n为1或2；M是碱金属或碱土金属；且m为4、5或6。
附图说明
根据本发明的以下描述，与以下附图结合，本发明的以上及其它目的和特征将变得清楚，其中：
图1至4分别显示通过以下各种方法获得的头孢泊肟丙酯产物的高效液相色谱(HPLC)的扫描图：本发明的方法(图1)；不使用冠醚催化剂的方法(图2)；以及常规方法(图3和图4)；图5为商品产物的图。
具体实施方式
通过使用冠醚作为催化剂，使头孢泊肟盐与1-碘乙基异丙基碳酸酯反应，本发明的方法使制备仅含有少量Δ2-异构体的高纯度头孢泊肟丙酯成为可能。
在本发明中，用作起始原料的头孢泊肟盐可以是头孢泊肟碱金属或碱土金属盐，其中其代表性的实例为头孢泊肟钠、钾、钙和镁盐，或它们的混合物，其中头孢泊肟钠盐是优选的。
根据本发明，1-碘乙基异丙基碳酸酯与头孢泊肟盐的摩尔比为1n～3n∶1，优选为1.2n～1.5n∶1。当将1-碘乙基异丙基碳酸酯缓慢或分批加入头孢泊肟盐中时，Δ2-异构体的形成趋于增加，因此1-碘乙基异丙基碳酸酯的加入应一次迅速进行。
本发明的反应可以在下列条件下进行：-10至40℃的温度范围内，优选为10至30℃；反应时间为0.5至3.0小时，优选为0.5至1.5小时；在有机溶剂如乙腈、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基亚砜和N，N-二甲基乙酰胺中，优选为N，N-二甲基乙酰胺。
当m分别为4、5或6时，在本发明中用作催化剂的分子式(V)的冠醚可以称为12-冠-4、15-冠-5和18-冠-6。基于头孢泊肟盐的量，所采用的冠醚催化剂的量为0.5至5％(重量)。当冠醚催化剂的量小于0.5％(重量)时，Δ2-异构体的形成增加，而当其量大于5％(重量)时，Δ3-异构体的纯度并不明显改善。在不采用本发明的冠醚的情况下，形成的Δ2-异构体的量将达到6至8％(重量)的范围。
本发明的方法非常简单，并且给出含有少于0.5％Δ2-异构体的高纯度头孢泊肟丙酯。
以下实施例仅用于说明目的，而不试图限制本发明的范围。
制备例1：头孢泊肟钠盐的制备
将2.03g 2-乙基己酸钠溶解在12.5ml N，N-二甲基乙酰胺和50ml甲醇的混合物中，向其中加入5.0g头孢泊肟(7-[2-(2-氨基-4-噻唑基)-(Z)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-甲氧基甲基-3-头孢烯-4-碳酸)，将混合物在室温下搅拌30分钟。然后减压除去甲醇并向其中加入50ml丙酮。将溶液搅拌30分钟并过滤。将过滤的固体用50ml丙酮洗涤后，再用30ml异丙醚洗涤，在室温下真空干燥得到4.98g淡黄色头孢泊肟钠盐(收率95％)。
1H-NMR(δ，D2O)：3.15(s，3H，C-OCH3)，3.37(ABq，2H，C-2)，3.85(s，3H，＝N-OCH3)，4.07(d，2H，-CH2-OCH3)，5.09(d，1H，C-6)，5.66(d，1H，C-7)，6.88(s，1H，氨基噻唑环-H)。
制备例2：头孢泊肟钠盐的制备
将1.01g乙酸钠溶解在1ml水和5ml甲醇的混合物中，向其中加入5.0g头孢泊肟，接着加入15ml N，N-二甲基乙酰胺。将混合物在室温下搅拌30分钟，然后向其中加入100ml丙酮。将溶液搅拌20分钟并过滤。将过滤的固体用50ml丙酮洗涤后，再用30ml异丙醚洗涤，在室温下真空干燥得到5.04g淡黄色头孢泊肟钠盐(收率96％)。
所得1H-NMR数据与制备例1中的数据相同。
制备例3：头孢泊肟钾盐的制备
将0.7g乙酸钾溶解在5ml甲醇中，向其中加入3.0g头孢泊肟，接着加入9ml N，N-二甲基乙酰胺。将混合物在室温下搅拌30分钟，然后向其中加入60ml丙酮。将溶液搅拌20分钟并过滤。将过滤的固体用50ml丙酮洗涤后，再用30ml异丙醚洗涤，在室温下真空干燥得到3.11g淡黄色头孢泊肟钾盐(收率96％)。
所得1H-NMR数据与制备例1中的数据相同。
制备例4：头孢泊肟镁盐的制备
将1.54g四水合乙酸镁溶解在1ml水和3ml甲醇的混合物中，向其中加入6.0g头孢泊肟，接着加入9ml N，N-二甲基乙酰胺。将混合物在室温下搅拌30分钟，然后向其中加入60ml丙酮。将溶液搅拌20分钟并过滤。将过滤的固体用100ml丙酮洗涤后，再用60ml异丙醚洗涤，在室温下真空干燥得到5.69g乳白色头孢泊肟镁盐(收率92％)。
所得1H-NMR数据与制备例1中的数据相同。
制备例5：头孢泊肟钙盐的制备
将1.26g一水合乙酸钙溶解在2ml水和6ml甲醇的混合物中，向其中加入6.0g头孢泊肟，接着加入18ml N，N-二甲基乙酰胺。将混合物在室温下搅拌1小时，然后向其中加入120ml丙酮。将溶液搅拌20分钟并过滤。将过滤的固体用100ml丙酮洗涤后，再用60ml异丙醚洗涤，在室温下真空干燥得到5.64g乳白色头孢泊肟钙盐(收率90％)。
所得1H-NMR数据与制备例1中的数据相同。
实施例1
将2.0g制备例1或2中获得的头孢泊肟钠盐悬浮在20ml N，N-二甲基乙酰胺中，向其中加入0.1g 18-冠-6。然后将1.51g 1-碘乙基异丙基碳酸酯在20℃迅速一次加入到悬浮液中并在室温下搅拌30分钟。将40ml乙酸乙酯和40ml水加入所得溶液中，搅拌，将乙酸乙酯层和水层分离。水层用20ml乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯层，用30ml水和1ml饱和碳酸氢钠水溶液的混合物洗涤，然后用30ml饱和盐水洗涤。用活性炭和无水硫酸镁处理乙酸乙酯溶液，过滤并减压浓缩获得油状残余物。将40ml异丙醚加入残余物中，搅拌30分钟并过滤，得到2.13g淡黄色头孢泊肟丙酯(收率：86％)。
产物的HPLC扫描图如图1所示，其中仅有痕量(0.25％)的Δ2-异构体在保留时间为7.839处被观察到，而在保留时间为8.338和9.350处分别观察到的头孢泊肟丙酯的R-和S-异构体构成了全部产物的99.0％。
1H-NMR(δ，CDCl3)：1.31(d，6H，CH(CH3)2)，1.56(d，3H，CHCH3)，3.30(s，3H，OCH3)，3.52(br s，2H，2-CH2)，4.00(s，3H，NOCH3)，4.32(s，2H，3′-CH2)，4.5～5.2(m，1H，CH(CH3)2)，5.06(d，1H，6-CH)，6.02(dd，7-CH)，6.72(s，1H，噻唑环-H)，6.88和6.96(qx2，1H，CHCH3)，8.06和8.10(dx2，总和1H，7-NHCO)。
实施例2
将2.0g制备例3中获得的头孢泊肟钾盐悬浮在20ml N，N-二甲基乙酰胺中，向其中加入0.06g 15-冠-5。然后将1.44g 1-碘乙基异丙基碳酸酯在5℃迅速一次加入悬浮液中并在0至5℃的温度范围内搅拌1.5小时。将40ml乙酸乙酯和40ml水加入所得溶液中，搅拌，将乙酸乙酯层和水层分离。水层用20ml乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯层，用30ml水和1ml饱和碳酸氢钠水溶液的混合物洗涤，然后用30ml饱和盐水洗涤。用活性炭和无水硫酸镁处理乙酸乙酯溶液，过滤并减压浓缩获得带黄色的红色油状残余物。将40ml异丙醚加入残余物中，搅拌30分钟并过滤，得到2.02g淡黄色头孢泊肟丙酯(收率：84％)
HPLC分析表明产物含有0.37％的Δ2-异构体和98.8％的头孢泊肟丙酯(R-和S-异构体的混合物)。
所得1H-NMR数据与实施例1中的数据相同。
实施例3
将3.0g制备例4中获得的头孢泊肟镁盐悬浮在40ml N，N-二甲基乙酰胺中，向其中加入0.1g 12-冠-4。然后将2.65g 1-碘乙基异丙基碳酸酯在室温下迅速一次加入悬浮液中并在30℃下搅拌2.5小时。将60ml乙酸乙酯和60ml水加入所得溶液中，搅拌，将乙酸乙酯层和水层分离。水层用30ml乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯层，用60ml水和2ml饱和碳酸氢钠水溶液的混合物洗涤，然后用60ml饱和盐水洗涤。用活性炭和无水硫酸镁处理乙酸乙酯溶液，过滤并减压浓缩获得淡红褐色油状残余物。将80ml异丙醚加入残余物中，搅拌30分钟并过滤，得到3.12g淡黄色头孢泊肟丙酯(收率：82％)。
HPLC分析表明产物含有0.33％的Δ2-异构体和99.0％的头孢泊肟丙酯(R-和S-异构体的混合物)。
所得1H-NMR数据与实施例1中的数据相同。
实施例4
将3.0g制备例5中获得的头孢泊肟钙盐悬浮在40ml N，N-二甲基乙酰胺中，向其中加入0.08g 18-冠-6。然后将2.43g 1-碘乙基异丙基碳酸酯在室温下迅速一次加入悬浮液中并在25至30℃的温度范围内搅拌2小时。将60ml乙酸乙酯和60ml水加入所得溶液中，搅拌，将乙酸乙酯层和水层分离。水层用30ml乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯层，用50ml水和4ml饱和碳酸氢钠水溶液的混合物洗涤，然后用50ml饱和盐水洗涤。用活性炭和无水硫酸镁处理乙酸乙酯溶液，过滤并减压浓缩获得带黄色的红色油状残余物。将80ml异丙醚加入残余物中，搅拌30分钟并过滤，得到3.04g淡黄色头孢泊肟丙酯(收率：81％)。
HPLC分析表明产物含有0.34％的Δ2-异构体和98.9％的头孢泊肟丙酯(R-和S-异构体的混合物)。
所得1H-NMR数据与实施例1中的数据相同。
比较例1：在无冠醚存在下的反应
除了不使用冠醚之外，重复实施例1的过程，获得2.08g淡黄色头孢泊肟丙酯(收率：83％)。
图2显示的HPLC扫描图表明产物含有7.03％的Δ2-异构体(保留时间：7.824)和91.9％的Δ3-异构体(保留时间分别为8.338和9.350的R-和S-异构体的混合物)。
所得1H-NMR数据与实施例1中的数据相同。
比较例2：Hideo Nakao和Koich Huzimoto等的方法(J.of Antibiotics，Vol.40，pp.370(1987))
将2.0g头孢泊肟悬浮在20ml N，N-二甲基乙酰胺中，向其中加入1.12ml二环己胺。然后将1.82g 1-碘乙基异丙基碳酸酯在20℃下加入悬浮液中并在室温下搅拌2小时，此后重复实施例1的过程，得到2.09g淡黄色头孢泊肟丙酯(收率：80％)。
图3显示的HPLC扫描图表明产物含有3.0％的Δ2-异构体(保留时间：6.907)和96.8％的Δ3-异构体(保留时间分别为7.369和8.292的R-和S-异构体的混合物)。
所得1H-NMR数据与实施例1中的数据相同。
比较例3：美国专利5,498,787公开的方法
将2.0g头孢泊肟钠盐悬浮在11ml N，N-二甲基乙酰胺中，在20℃下向其中加入0.6g四丁基硫酸氢铵和1.26g 1-碘乙基异丙基碳酸酯。将混合物在室温下保存，在反应时间为1.5小时、3小时和7天处从其取样，用HPLC分析。
7天后所取样品的HPLC扫描图如图4所示。分析结果表明形成了0.43％的Δ2-异构体(保留时间：5.925)和22.6％的Δ3-异构体(保留时间分别为6.582和7.098的R-和S-异构体的混合物)。
所得1H-NMR数据与实施例1中的数据相同。
参考例
图5所示的商品头孢泊肟丙酯样品的HPLC扫描图表明其由1.44％的Δ2-异构体(保留时间：7.840)和98.1％的Δ3-异构体(保留时间分别为8.342和9.354的R-和S-异构体的混合物)组成。
如上所示，本发明的方法与常规方法相比，能够以高收率提供高纯度头孢泊肟丙酯。
尽管已经描述并说明了本发明的实施方案，但是很显然在不背离本发明的实质的前提下可以对其作出各种改变和修饰，本发明的实质仅受所附权利要求的范围的限制。

Claims (6)

1.分子式(I)的头孢泊肟丙酯的制备方法，所述方法包括使分子式(III)的头孢泊肟盐与分子式(IV)的1-碘乙基异丙基碳酸酯在分子式(V)的冠醚的存在下在有机溶剂中反应：
其中，n为1或2；M是碱金属或碱土金属；且m为4、5或6。
2.权利要求1的方法，其中头孢泊肟盐选自头孢泊肟钠盐、钾盐、钙盐、镁盐及它们的混合物。
3.权利要求1的方法，其中1-碘乙基异丙基碳酸酯与头孢泊肟盐的摩尔比为1n～3n∶1，其中n具有与权利要求1中所定义相同的含义。
4.权利要求1的方法，其中反应在-10至40℃的温度范围内进行。
5.权利要求1的方法，其中基于头孢泊肟盐的量，所采用的冠醚的量为0.5至5％(重量)。
6.权利要求1的方法，其中有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺及它们的混合物。
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