CN1215077C - 9－脱氧－9(z)－羟基亚氨基红霉素a的制备和分离方法 - Google Patents

9－脱氧－9(z)－羟基亚氨基红霉素a的制备和分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从9-脱氧-9(E)-羟基亚氨基红霉素A制备相应于如下通式(I)的9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A的方法，该方法通过如下步骤进行：通过在水中或在水/能够与所需9(E)-肟形成可结晶溶剂化物的二烷基酮类型溶剂的混合物中与碱的反应；将反应混合物酸化到pH9-11；向该混合物中加入有机溶剂；任选地在真空下浓缩获得的有机相；并分离所需的9(Z)一红霉素肟。

Description

9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A 的制备和分离方法
本发明涉及从相应的E异构体制备和分离9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A(以下称作9(Z)-红霉素肟或9(Z)-肟)的方法。
本发明属于红霉素类型大环内酯抗生素领域和更具体地涉及它们的氮杂-大环内酯衍生物，该衍生物是专利申请EP 508 699的主题并相应于如下通式：
Figure C0081740400051
其中R表示氢原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基或C6-C12芳基磺酰基，它们可以是取代的。
这些化合物从红霉素获得和它们的合成包括两个主要步骤：
-从9(E)-红霉素肟产生的8a-azalide大环异构化成相应9(Z)-肟，它然后进行立体有择贝克曼重排，和
-“克拉定糖”基团在位置4的改性，它在于将4(S)-OH转化成4(R)-NH2。
本发明更特别地涉及此合成的第一步骤并且它的主题是一种用于异构化9(E)-红霉素肟和分离获得的9(Z)-肟异构体的新方法，该方法可说明如下：
        9(E)肟(II)                                                        9(Z)-肟(I)
此异构化步骤特别是专利申请EP 503 949的主题，其中在质子溶剂或非质子溶剂、其优选是乙醇中，通过采用碱、优选碱金属氢氧化物如氢氧化锂处理通式(II)的E异构体，获得通式(I)的9(Z)-肟。在乙酸乙酯中吸收蒸发掉溶剂后获得的残余物，然后将水溶液采用乙酸乙酯再萃取，得到包含肟混合物的粗产物。然后将粗肟混合物在二氯甲烷中吸收，然后过滤。将获得的固体在乙酸乙酯和非溶剂(硝基甲烷)中吸收，然后在乙酸乙酯中通过连续采用二氯甲烷的沉淀和过滤步骤结晶或精制。
如它的结果所示，目前的条件不能外推到工业规模。
这样情况的原因在于此方法包括反应物质在乙醇中和反应物质在乙酸乙酯中浓缩到干燥的步骤。
它也包括在环境保护方面是不希望的氯化溶剂的使用。
最后，分离的产物仍然包含(E)异构体并需要在包含乙酸乙酯和二氯甲烷的介质中吸收几次，以结晶(通过“打浆”)所需的(Z)异构体并以可接受的异构体纯度分离它。
本发明的目的是提供已知方法的有效替代，所述方法可以克服上述缺点。
因此，本发明的目的是提供简化的方法，它容易在工业规模上进行并且以令人满意的异构体纯度得到9(Z)-肟。
本发明的目的特别是避免使用氯化溶剂，氯化溶剂对环境是有害的，以及避免通过在乙酸乙酯/二氯甲烷混合物中的“打浆”而进行的费力精制。
本发明的主题是一种相应于如下通式(I)的9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A的制备方法，
依次地包括如下的步骤：
-在水中将相应于如下通式(II)的9-脱氧-9(E)-羟基亚氨基红霉素A与碱反应，
Figure C0081740400072
-将反应混合物酸化到pH9-11，
-向该混合物中加入有机溶剂；
-任选地在真空下浓缩获得的有机相；
-分离所需的9(Z)-红霉素肟。
根据本发明的优选变化方案，为了通式(II)的9(E)-肟的反应，将二烷基酮类型的有机溶剂、特别是丙酮加入到水中。
本发明人已经不可预料地展示，在不存在醇类溶剂的情况下，悬浮于水、任选地加入二烷基酮类型的溶剂中的9(E)-红霉素肟可以用碱异构化，随后在盐的中和之后，通过从反应悬浮液直接萃取所需的异构体并以令人满意的纯度分离它。
因此，它们已经证明可以通过向反应悬浮液加入有机溶剂如乙酸乙酯，允许它在不向介质中加入另一种溶剂情况下结晶，而获得所需的(Z)异构体。根据情况，此介质可以能够与9(Z)-肟形成不溶性或少量溶解性溶剂化物。它并不要求任何随后的结晶。
根据一个实施方案，因此本发明涵盖在水中的异构化之后能够诱导9(Z)-肟结晶的任何有机溶剂的用途，特别通过在该溶剂中的浓缩，与此同时(E)异构体保持主要溶解在介质中。
根据优选的变化方案，实际的异构化在水中进行，向水中加入能够与上述(Z)异构体形成可结晶溶剂化物的二烷基酮类型有机溶剂。
因此，本发明人已经开发了用于免除采用二氯甲烷的沉淀以及在已知方法中要求的多步骤精制的简化方法。
本发明人也已经证明，在除去大部分存在的有机溶剂之后，通过重整它们包含的异构体混合物的含水悬浮液，可以有利地循环分离结晶(Z)异构体之后收集的母液(包含E和Z异构体的混合物)。
以下更详细地描述根据本发明的方法。
本方法首先在于采用优选是水溶性的碱处理悬浮于水中的9(E)-红霉素肟。
根据本发明的优选变化方案，在由水与有机溶剂混合形成的含水介质中使9(E)-肟与碱反应，所述有机溶剂是二烷基酮类型并能够有利地与9(Z)-肟形成可结晶溶剂化物，同时(E)异构体主要保持在溶液中。二烷基酮类型的溶剂优选选自包含3-10个碳原子的二烷基酮，它典型地是丙酮。
然后将碱加入以引起异构化反应。
可以提及的碱的例子是碱金属或碱土金属氢氧化物、铵、碳酸盐和醇盐。此碱优选由氢氧化锂和氢氧化钠组成。
碱的使用量优选为相对于9(E)-肟1-10当量、优选2摩尔当量。
向9(E)-肟中加入碱导致它的脱质子化并使得可以达到与(Z)异构体的平衡条件。
反应介质的pH一般为11.5-14。
施加到混合物的随后处理使得可以移动此平衡并优选以溶剂化物的形式分离9(Z)-肟。
反应一般在惰性气氛下进行。Z/E比例是温度依赖性的并且反应优选在10-25℃、优选在20℃附近的温度进行。
优选将反应介质搅拌6-24小时。
然后采用有机溶剂、特别是采用乙酸乙酯或另一种同等溶剂萃取所需的(Z)异构体。
为达到这样的目的，首先将反应混合物酸化到优选pH9-11，甚至更优选酸化到约pH9.5-10。为此目的，优选使用盐酸、乙酸或碳酸氢钠。
为进行此酸化步骤，将该混合物优选冷却到小于20℃的温度，并更优选冷却到约10℃的温度。
然后将有机溶剂加入到反应介质中，以诱导所需(Z)异构体的结晶。
当在水中进行异构化反应时，根据本发明的一个优选实施方案，使用乙酸乙酯或在(Z)异构体结晶方面具有同等性能的其它溶剂。
表达“具有结晶(Z)异构体同等性能的溶剂”表示能够诱导9(Z)-肟结晶的任何溶剂，特别是通过浓缩有机萃取相，同时(E)异构体主要保持在溶液中。
具体地，根据本发明的此实施方案，认为(Z)异构体可以从反应介质直接萃取并可以通过在有机萃取溶剂中的浓缩而结晶。当异构化反应在水/二烷基酮混合物中进行时，在中和的结束时，(Z)肟与二烷基酮的溶剂化物沉淀。有机溶剂如乙酸乙酯或甲基丁基醚的使用使得在过滤与二烷基酮的溶剂化物期间可以改进Z/E比例，有利于所需的(Z)异构体。此外，酯如乙酸乙酯也使得可以通过促进二烷基酮类型溶剂的去除而改进(Z)异构体的随后干燥。
在萃取步骤期间，优选将反应介质的温度返回到室温(约25-30℃)，它有助于通过沉淀进行的相分离。
在通过沉淀的相分离之后，优选在上述条件下再萃取水相。
其中合适时，将有机萃取相合并并然后在真空下浓缩，以引起所需(Z)异构体在介质中的结晶。
在此浓缩操作期间，优选将反应介质的温度保持在低于35℃，并优选进行几小时(约4-5小时)。
然后通过过滤分离所需的(Z)异构体。为此，将反应温度优选保持在10-25℃，优选冷却到约10℃的温度。
以大于90/10、典型地93/7-98/2的Z/E比例回收(Z)异构体。
根据本发明，可以如上所述再处理在过滤之后收集的母液，它主要包含9(E)-肟。
在此情况下，例如，在真空下将大部分乙酸乙酯或其它萃取溶剂蒸馏出，后期有部分水蒸出(on a tail of water)，直到仅有3-4％保留下来。
如合适时，如上所述，然后加入二烷基酮类型溶剂和碱以进行存在的9(E)-肟的新异构化，随后在上述条件下进行形成的9(Z)-肟的分离。
根据萃取溶剂，考虑到溶剂的可能皂化，可能需要引入更大量的碱。
根据本发明的方法的优点在于仅使用一种萃取溶剂，它一般不是氯化溶剂，并且不要求多次重复以获得所需异构体的结晶。它可以容易地在工业规模上进行。
以下通过实施例说明本发明，实施例并不是限制性的。
实施例1：在水中的异构化反应：
将9(E)-红霉素肟(II)(50g，0.065mol，1当量)和氢氧化锂LiOH·H2O(5.7g，0.133mol)放入含有氮气气氛的1升同位相似反应器中，然后加入蒸馏水(500ml)，同时仔细地清洗用于加放固体的锥形瓶。
在约16℃的温度下(或在室温下)，将这样获得的9(E)-红霉素肟悬浮液搅拌9小时或更长时间。然后将设定温度冷却到约10℃并在1小时30分钟或更长的时间内加入1N的HCl溶液，以将反应物质的pH变成约9.5。
采用乙酸乙酯(300g)萃取这样获得的悬浮液。为促进萃取，将反应主体加热到约25-30℃。在通过沉淀的相分离之后，采用乙酸乙酯(2×225g)反萃取水相。然后通过乙酸乙酯的部分蒸馏，将合并的有机相浓缩并将反应物质冷却到约10℃约1小时30分钟并然后过滤。
在过滤和干燥之后，分离32g的9(Z)-红霉素肟(I)(通过1H NMR检测Z∶E比例＝96∶4)。如在实施例中所述，可以循环分离的母液(97g)。
实施例2：母液的循环：
将过滤母液(97g)放入在氮气气氛下的1升同位相似反应器中，然后加入蒸馏水(500ml)。在真空下蒸馏出乙酸乙酯，直到仅有约3-4wt％的乙酸乙酯保留。然后装入氢氧化锂LiOH·H2O(4.7g，0.109mol)。
在约16℃的温度下(或在室温下)，在约800rpm下，将这样获得的Z和E红霉素肟混合物的悬浮液搅拌10小时或更多。然后将设定温度冷却到约10℃并在1小时30分钟或更长的时间内加入1N的HCl溶液，以将反应物质的pH变成约9.5的数值。然后加入乙酸乙酯(300g)，将物质加热到约25-30℃。在通过沉淀的相分离之后，采用乙酸乙酯(2×225g)反萃取水相。将有机相快速转移到反应器中，然后在真空下通过乙酸乙酯的部分蒸馏到最小可搅拌体积而浓缩。然后将获得的反应物质冷却到约10℃约1小时30分钟并然后过滤。
在过滤和干燥之后，分离6g的9(Z)-红霉素肟(I)(通过1H NMR检测Z∶E比例≥96∶4)。
重量收率＝76％
实施例3：在水/丙酮混合物中的异构化反应：
将9(E)-红霉素肟A(115g，0.150mol，1当量)装入在惰性氮气气氛下的1升反应器中，随后加入饮用水(220g)和丙酮(272g)，仔细地清洗漏斗。将这样获得的悬浮液采用30％氢氧化钠(38g；1.9当量)处理并然后在室温下搅拌8小时或更长时间。然后通过在约1小时或更长时间内加入乙酸而中和溶液，以将反应物质的pH变成约10。
在此阶段，形成红霉素肟与丙酮的溶剂化物(通过1H NMR检测摩尔比为1∶1)，它在反应介质中沉淀。
将这样获得的悬浮液采用乙酸乙酯(200g)处理并然后在室温下搅拌最少3小时，其后将它冷却到约0℃。在0℃下搅拌约3小时之后，将悬浮液过滤并然后采用饮用水(360g)洗涤。
然后在约40℃下将获得的产物吸收在乙酸乙酯(173g)中并在此温度下搅拌约3小时。将获得的悬浮液冷却到室温并然后过滤。
在过滤和50℃下的干燥之后，分离78g的9(Z)-红霉素肟(通过HPLC检测Z∶E比例≥97∶3)。
以下给出通过9(Z)-肟(I)的X射线分析获得的数据(距离和相对强度)，9(Z)-肟(I)以与丙酮的溶剂化物的形式存在：
d(hkl) 强度(％)
13.1211.8611.6911.3110.059.789.028.798.047.447.387.097.036.796.596.545.975.635.595.235.014.934.874.754.584.264.143.903.753.683.353.173.102.982.712.42  2723264630673363100263129352526304326241725493125361825101211875655

Claims (18)

1.制备通式(I)9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A的方法，
Figure C008174040002C1
依次地包括如下步骤：
a)在水中并任选地在具有3-10个碳原子的二烷基酮溶剂的存在下，使通式(II)的9-脱氧-9(E)-羟基亚氨基红霉素A与碱反应，形成反应混合物；
Figure C008174040002C2
b)将所述反应混合物酸化到pH9-11之间，
c)向所述混合物中加入酯溶剂，形成在有机相中可结晶的溶剂化物；
d)任选地在真空下浓缩所述的有机相；并且
e)分离所述的9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A。
2.根据权利要求1的方法，其中所述的二烷基酮溶剂是丙酮。
3.根据权利要求1的方法，其中所述的碱是水溶性的。
4.根据权利要求1的方法，其中所述的碱选自碱金属或碱土金属氢氧化物、铵、碳酸盐和醇盐。
5.权利要求1的方法，其中所述的碱为氢氧化锂或氢氧化钠。
6.根据权利要求1的方法，其中相对于所述的9-脱氢-9(E)-羟基亚氨基红霉素A使用1-10摩尔当量的碱。
7.根据权利要求1的方法，其中相对于所述的9-脱氢-9(E)-羟基亚氨基红霉素A使用2摩尔当量的碱。
8.根据权利要求1的方法，其中所述的使所述9-脱氧-9(E)-羟基亚氨基红霉素A和碱在水中的反应是在10-25℃进行的。
9.根据权利要求1的方法，其中所述的使所述9-脱氧-9(E)-羟基亚氨基红霉素A和碱在水中的反应是在20℃进行的。
10.根据权利要求1的方法，其中所述反应混合物酸化为pH9.5-10。
11.根据权利要求1的方法，其中所述酸化步骤利用盐酸、乙酸或碳酸氢钠中的一种进行。
12.根据权利要求1的方法，其中所述酸化步骤在低于20℃的温度下进行。
13.根据权利要求1的方法，其中所述酸化步骤在低于10℃的温度下进行。
14.根据权利要求1的方法，其中所述酯溶剂是乙酸乙酯。
15.根据权利要求1的方法，其中在所述的任选的浓缩步骤中，将有机相的温度保持在低于35℃。
16.根据权利要求1的方法，其中所述的分离步骤包括通过过滤从有机相中移出9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A，所述过程进一步包含循环步骤，其中包括收集过滤时形成的母液；合并滤液；从合并的滤液中除去大部分有机溶剂；向合并的滤液中加水，任选地加入二烷基酮溶剂和碱；并分离另外形成的9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A。
17.以与具有3-10个碳原子的二烷基酮形成的溶剂化物形式存在的通式(I)9-脱氧-9(Z)-羟基亚氨基红霉素A化合物：
Figure C008174040004C1
18.根据权利要求17的化合物，其中所述包含3-10个碳原子的二烷基酮是丙酮。
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