FR3121440A1 - Process for the preparation of 4',5'-dihydrocefradine - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéphradine à partir de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine. Le procédé comprend les étapes de protection par Boc (tert-butoxycarbonyle), de réduction, de formation d’amide et de déprotection. Cette invention fournit des conditions douces, des procédures de traitement simples, un procédé fiable, une bonne sélectivité ainsi qu’une grande maniabilité. La 4’,5’-dihydrocéphradine synthétisée par ce procédé est de haute pureté et peut être utilisée comme étalon de référence pour le contrôle de la qualité de la céfradine, qui est de grande valeur.The present invention relates to a process for the preparation of 4',5'-dihydrocephradine from (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophenyl)glycine. The process includes the steps of Boc (tert-butoxycarbonyl) protection, reduction, amide formation and deprotection. This invention provides mild conditions, simple processing procedures, process reliability, good selectivity and high workability. The 4',5'-dihydrocephradine synthesized by this method is of high purity and can be used as a reference standard for quality control of cefradine, which is of great value.
Description
Domaine de l’inventionField of invention
La présente invention concerne un procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine de formule V :The present invention relates to a process for the preparation of 4',5'-dihydrocefradine of formula V:
dans le domaine de la synthèse de médicaments.in the field of drug synthesis.
Arrière-plan de l’inventionBackground of the invention
La céfradine est un antibiotique céphalosporine semi-synthétique qui a été préparé par la société américaine Squibb en 1972 et appartient aux céphalosporines de première génération. La céfradine est devenue disponible dans les années 1970 et est encore jusqu’à aujourd’hui la seule qui peut être prise à la fois par voie orale et par injection. Elle présente les avantages suivants : une utilisation clinique pratique, une bonne pharmacocinétique, une stabilité élevée à la β-lactamase, de faibles toxicité et irritation aux reins et au foie et une faible possibilité d’infection secondaire. La céfradine présente une forte résistance à la β-lactamase provenant de différentes bactéries et une bonne activité antibactérienne vis-à-vis des souches sensibles, comprenantStaphylococcus aureus(dont la bactérie à Gram positif résistante à la pénicilline),Streptococcus haemolyticus,Escherichia coli,Proteus mirabilis,Klebsiella pneumoniaeetHaemophilus influenzae. En dehors d’une sécurité élevée, son effet thérapeutique envers les infections des voies respiratoires, les infections des voies urinaires, les infections de la peau et des tissus mous, les infections des voies gastro-intestinales, les infections des os et des articulations, la septicémie, ainsi que l’endocardite infectieuse, est supérieur à la moyenne, conduisant à une large application en utilisation clinique.Cefradine is a semi-synthetic cephalosporin antibiotic which was prepared by the American company Squibb in 1972 and belongs to the first generation cephalosporins. Cefradine became available in the 1970s and is still the only one that can be taken both orally and by injection. It has the advantages of convenient clinical use, good pharmacokinetics, high stability to β-lactamase, low kidney and liver toxicity and irritation, and low possibility of secondary infection. Cefradine exhibits strong resistance to β-lactamase from different bacteria and good antibacterial activity against susceptible strains, including Staphylococcus aureus (including penicillin-resistant Gram-positive bacteria), Streptococcus haemolyticus , Escherichia coli , Proteus mirabilis , Klebsiella pneumoniae and Haemophilus influenzae . Apart from high safety, its therapeutic effect towards respiratory tract infections, urinary tract infections, skin and soft tissue infections, gastrointestinal tract infections, bone and joint infections, sepsis, as well as infective endocarditis, is above average, leading to wide application in clinical use.
Pour des raisons de sécurité, la limite des impuretés inconnues dans les principes pharmaceutiques actifs pour les médicaments à usage humain est très basse. Habituellement, elle doit être inférieure à 0,1 % en poids, comme exigé par les administrations nationales et internationales. Pour s’assurer qu’un principe pharmaceutique actif est qualifié pour les normes et peut être utilisé pour une préparation pharmaceutique sans danger et efficace, une étude approfondie des impuretés importantes est nécessaire. Certaines des impuretés proviennent de la dégradation du principe pharmaceutique actif, ou du procédé de préparation, comprenant les matières de départ n’ayant pas réagi, les dérivés d’impuretés dans la matière de départ, les sous-produits, les produits de dégradation, etc. Si nous pouvons parvenir à connaître la structure des impuretés et leur voie de synthèse, et identifier les paramètres qui peuvent influencer la teneur en impuretés dans le produit final, ceci peut grandement aider à contrôler les impuretés associées.For safety reasons, the limit of unknown impurities in active pharmaceutical ingredients for medicinal products for human use is very low. Usually, it must be less than 0.1% by weight, as required by national and international authorities. To ensure that an active pharmaceutical ingredient is qualified for the standards and can be used for a safe and effective pharmaceutical preparation, a thorough study of significant impurities is necessary. Some of the impurities arise from the degradation of the active pharmaceutical ingredient, or the process of preparation, including unreacted starting materials, derivatives of impurities in the starting material, by-products, degradation products, etc If we can come to know the structure of the impurities and their route of synthesis, and identify the parameters that can influence the content of impurities in the final product, this can greatly help to control the associated impurities.
L’impureté préparée par cette invention est un sous-produit de réduction de la céfradine et est de structure hautement similaire à celle de la céfradine. Elle représente environ 0,3 % du principe pharmaceutique actif et a donc un impact important sur la sécurité et l’efficacité de la céfradine.The impurity prepared by this invention is a reduction by-product of cefradine and is highly similar in structure to cefradine. It represents approximately 0.3% of the active pharmaceutical ingredient and therefore has a significant impact on the safety and efficacy of cefradine.
Un procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine est rapporté (Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, vol 12, pages 1137-40, 1994) et il part de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine. Le composé cible est obtenu après hydrogénation réductrice, protection par Boc (tert-butoxycarbonyle), formation d’amide et déprotection. La voie de synthèse est présentée ci-après :A process for the preparation of 4',5'-dihydrocefradine is reported (Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, vol 12, pages 1137-40, 1994) and it starts from (R)-(-)-2-(2 ,5-dihydrophenyl)glycine. The target compound is obtained after reductive hydrogenation, Boc (tert-butoxycarbonyl) protection, amide formation and deprotection. The synthetic route is shown below:
L’étape d’hydrogénation réductrice nécessite un équipement spécial pour réaliser la condition de haute pression. En outre, l’hydrogénation catalytique à l’aide de palladium sur charbon de bois a une faible chimiosélectivité et le procédé n’est pas fiable. En plus, le produit de sur-réduction D-alpha-cyclohexylglycine est souvent trouvé en raison d’un mauvais contrôle du progrès de la réaction. Sur la base de ces problèmes techniques, la présente invention a développé un procédé simple et fiable de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine, qui présente une bonne sélectivité. Ceci permet d’aider à l’étude approfondie de cette impureté.The reductive hydrogenation step requires special equipment to achieve the high pressure condition. Also, catalytic hydrogenation using palladium on charcoal has poor chemoselectivity and the process is unreliable. In addition, the over-reduction product D-alpha-cyclohexylglycine is often found due to poor control of the progress of the reaction. Based on these technical problems, the present invention has developed a simple and reliable process for the preparation of 4',5'-dihydrocefradine, which exhibits good selectivity. This helps in the in-depth study of this impurity.
La présente invention concerne un nouveau procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine. Le procédé est facile à suivre et le rendement est élevé, ce qui fournit des étalons de référence qualifiés pour le contrôle de la qualité et l’étude de la sécurité de la céfradine.The present invention relates to a novel process for the preparation of 4',5'-dihydrocefradine. The process is easy to follow and the yield is high, providing qualified reference standards for quality control and the study of the safety of cefradine.
A cet effet, le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes :To this end, the method according to the present invention is characterized in that it comprises the following steps:
(A) on dissout de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine de formule I :(A) (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophenyl)glycine of formula I is dissolved:
dans un mélange d’acétonitrile (ACN) et d’eau, on fait suivre par l’addition d’une base et de dicarbonate de di-tert-butyle (Boc2O), et on fait réagir pour obtenir le composé de formule II :in a mixture of acetonitrile (ACN) and water, followed by the addition of a base and di-tert-butyl dicarbonate (Boc 2 O), and reacted to obtain the compound of formula II:
(B) à une solution dans un solvant organique du composé de formule (II) et d’hydrate d’hydrazine, on ajoute du peroxyde d’hydrogène et on chauffe le mélange pour faire réagir afin d’obtenir le composé de formule III :(B) to a solution in an organic solvent of the compound of formula (II) and hydrazine hydrate, hydrogen peroxide is added and the mixture is heated to react in order to obtain the compound of formula III:
(C)(VS)
(Ca) on ajoute du chlorure de triméthylacétyle (chlorure du pivaloyle) à une solution du composé de formule III et d’une base dans un solvant organique, à une température de -40°C - -30°C et on agite le mélange à une température de -30°C - -10°C ;(Ca) trimethylacetyl chloride (pivaloyl chloride) is added to a solution of the compound of formula III and of a base in an organic solvent, at a temperature of -40°C - -30°C and the mixture is stirred at a temperature of -30°C - -10°C;
(Cb) on ajoute le mélange obtenu à l’étape (Ca) à une solution d’acide 7-aminodésacétoxycéphalosporanique (acide 7-amino-3-méthyl-3-céphem-4-carboxylique) (7-ADCA) dans ledit solvant organique et un co-solvant organique, à une température de -40°C - -30°C, et on agite le mélange à cette température en vue de la réaction, afin d’obtenir un composé de formule IV :(Cb) the mixture obtained in step (Ca) is added to a solution of 7-aminodeacetoxycephalosporanic acid (7-amino-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid) (7-ADCA) in said solvent organic and an organic co-solvent, at a temperature of -40°C - -30°C, and the mixture is stirred at this temperature for the purpose of the reaction, in order to obtain a compound of formula IV:
(D) on ajoute de l’acide trifluoroacétique au composé de formule (IV), on agite le mélange pour la réaction afin d’obtenir le composé de formule V.(D) Trifluoroacetic acid is added to the compound of formula (IV), the mixture is stirred for the reaction to obtain the compound of formula V.
Conformément à des caractéristiques préférées de la présente invention :In accordance with preferred features of the present invention:
A l’étape (A), on peut utiliser, comme base, au moins l’un parmi le carbonate de potassium, le carbonate de sodium, l’hydroxyde de sodium et l’hydroxyde de potassium.In step (A), at least one of potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydroxide and potassium hydroxide can be used as the base.
A l’étape (A), le rapport en volume de l’acétonitrile à l’eau peut être de 1 : 1 à 1 : 3 ; et le rapport molaire de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine à la base peut être de 1 : 1 à 1 : 5.In step (A), the volume ratio of acetonitrile to water can be from 1:1 to 1:3; and the molar ratio of (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophenyl)glycine to base may be from 1:1 to 1:5.
A l’étape (B), le rapport molaire du composé II, de l’hydrate d’hydrazine et du peroxyde d’hydrogène peut être de 1 : 1 : 1 à 1 : 3 : 2.In step (B), the molar ratio of compound II, hydrazine hydrate and hydrogen peroxide can be from 1:1:1 to 1:3:2.
A l’étape (Ca), la base peut être au moins l’une parmi la triéthylamine et la N,N-diisopropyléthylamine.In step (Ca), the base can be at least one of triethylamine and N,N-diisopropylethylamine.
A l’étape (Ca), le solvant organique peut être le dichlorométhane (DCM).In step (Ca), the organic solvent can be dichloromethane (DCM).
A l’étape (Ca), le rapport molaire du composé III, du chlorure de triméthylacétyle (chlorure de pivaloyle) et de la base peut être de 1 : 1 : 1 à 1 : 1,5 : 3 ; et la température de réaction peut être de -30 à 0°C.In step (Ca), the molar ratio of compound III, trimethylacetyl chloride (pivaloyl chloride) and base can be from 1:1:1 to 1:1.5:3; and the reaction temperature may be -30 to 0°C.
A l’étape (Cb), le co-solvant organique peut être au moins l’un parmi le 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU), la triéthylamine (TEA) et la tétraméthylguanidine (TMG).In step (Cb), the organic co-solvent may be at least one of 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU), triethylamine (TEA) and tetramethylguanidine ( TMG).
A l’étape (Cb), le rapport molaire du 7-ADCA et du co-solvant peut être de 1 : 1 à 1 : 2.In step (Cb), the molar ratio of 7-ADCA and co-solvent can be 1:1 to 1:2.
A l’étape (D), le rapport en masse (en g) à volume (en ml) du composé IV à l’acide trifluoroacétique peut être de 1 : 5 à 1 : 10 ; la température de réaction peut être de 0 à 25°C ; et le temps de réaction peut être de 10 à 30 minutes.In step (D), the mass (in g) to volume (in ml) ratio of compound IV to trifluoroacetic acid can be from 1:5 to 1:10; the reaction temperature may be 0 to 25°C; and the reaction time can be 10 to 30 minutes.
ExempleExample
L’invention est décrite à titre d’exemple avec référence au schéma réactionnel ci-après :The invention is described by way of example with reference to the reaction scheme below:
A –Préparation du composé de formule II:A - Preparation of the compound of formula II :
A de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine (composé de formule I) (3,14g, 20mmol, 1éq) dans H2O/acétonitrile (40ml/20ml), on a ajouté NaOH (2,0 g, 50mmol, 2,5éq) et du dicarbonate de di-tert-butyle (Boc2O) (6,6g, 30mmol, 1,5éq).To (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophenyl)glycine (compound of formula I) (3.14g, 20mmol, 1eq) in H 2 O/acetonitrile (40ml/20ml), we have added NaOH (2.0 g, 50mmol, 2.5eq) and di-tert-butyl dicarbonate (Boc 2 O) (6.6g, 30mmol, 1.5eq).
Le mélange a été agité pendant 5 heures à la température ambiante, le mélange a été acidifié par HCl concentré jusqu’à pH=3, de l’eau (50ml) a été ajoutée au mélange réactionnel et celui-ci a été extrait par de l’acétate d’éthyle trois fois.The mixture was stirred for 5 hours at room temperature, the mixture was acidified with concentrated HCl to pH=3, water (50ml) was added to the reaction mixture and the latter was extracted with ethyl acetate three times.
Les couches organiques ont été combinées, lavées avec de l’eau et de la saumure et séchées sur Na2SO4. Le solvant a été évaporé pour fournir le produit brut (4,5g).The organic layers were combined, washed with water and brine and dried over Na 2 SO 4 . The solvent was evaporated to provide crude product (4.5g).
B –Préparation du composé de formule III:B - Preparation of the compound of formula III :
A une solution agitée du composé de formule II, obtenu en A (2,53g, 10mmol, 1éq) et d’hydrate d’hydrazine à 80% en poids dans l’eau (80% N2H4, H2O) (1,5g, 30mmol, 3éq) dans MeOH (30ml), on a ajouté du peroxyde d’hydrogène à 30% en poids dans l’eau (1,1g, 10mmol, 1éq).To a stirred solution of the compound of formula II, obtained in A (2.53 g, 10 mmol, 1 eq) and hydrazine hydrate at 80% by weight in water (80% N 2 H 4 , H 2 O) (1.5g, 30mmol, 3eq) in MeOH (30ml), hydrogen peroxide at 30% by weight in water (1.1g, 10mmol, 1eq) was added.
Le mélange a été agité pendant 2 heures à 70°C ; il a été acidifié par HCl concentré jusqu’à pH=3 ; de l’eau (50ml) a été ajoutée au mélange réactionnel et celui-ci a été extrait par de l’acétate d’éthyle trois fois.The mixture was stirred for 2 hours at 70°C; it was acidified with concentrated HCl to pH=3; Water (50ml) was added to the reaction mixture and it was extracted with ethyl acetate three times.
Les couches organiques ont été combinées, lavées avec de l’eau et de la saumure et séchées sur Na2SO4.The organic layers were combined, washed with water and brine and dried over Na 2 SO 4 .
Le solvant a été évaporé pour fournir le produit brut.The solvent was evaporated to provide crude product.
Le produit brut a été chargé sur colonne de gel de silice (PE : EA = 5 :1 , Rf=0,4) pour donner le composé de formule III (2,0g, rendement : 79%).The crude product was loaded onto a column of silica gel (PE:EA=5:1, R f =0.4) to give the compound of formula III (2.0 g, yield: 79%).
C –Préparation du composé de formule IV:C - Preparation of the compound of formula IV :
- A une solution de composé III (2,5g, 10mmol, 1éq) et de N,N-diisopropyléthylamine (DIPEA) (20mmol) dans le dichlorométhane (DCM), du chlorure de triméthylacétyle (chlorure de pivaloyle) (1,27g, 10,5mmol, 1,05éq) a été ajouté à -40°C, puis le mélange a été agité à -25°C pendant 30 minutes.To a solution of compound III (2.5g, 10mmol, 1eq) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA) (20mmol) in dichloromethane (DCM), trimethylacetyl chloride (pivaloyl chloride) (1.27g, 10 .5mmol, 1.05eq) was added at -40°C, then the mixture was stirred at -25°C for 30 minutes.
- Ensuite le mélange a été ajouté à -40°C à une solution d’acide 7-aminodésacétoxycéphalosporanique (7-ADCA) (2,14g, 10mmol, 1éq) et de 1,1,3,3-tétra-méthylguanidine (TMG) (1,15g, 10mmol, 1éq) dans 30 ml de DCM.Then the mixture was added at -40°C to a solution of 7-aminodeacetoxycephalosporanic acid (7-ADCA) (2.14g, 10mmol, 1eq) and 1,1,3,3-tetra-methylguanidine (TMG) (1.15g, 10mmol, 1eq) in 30 ml of DCM.
Le mélange a été agité pendant 12 heures à -40°C.The mixture was stirred for 12 hours at -40°C.
Une solution aqueuse saturée de chlorure d’ammonium (20ml) et d’acétonitrile (20ml) a été ajoutée. Le mélange a été filtré, le gâteau de filtration a été collecté pour donner le composé de formule IV (1,8g sous la forme d’un solide blanc, rendement : 39,8%).A saturated aqueous solution of ammonium chloride (20ml) and acetonitrile (20ml) was added. The mixture was filtered, the filter cake was collected to give the compound of formula IV (1.8g as a white solid, yield: 39.8%).
D –Préparation du composé de formule V:D - Preparation of the compound of formula V :
Dans un ballon tricol à fond rond, on a ajouté le composé IV (1,8g, 4mmol, 1éq), puis de l’acide trifluoroacétique (TFA) (25ml) a été ajouté au ballon. 10 minutes plus tard, le mélange a été versé dans H2O (50ml). Le mélange résultant a été purifié par chromatographie sur colonne pour fournir le composé V.In a round-bottomed three-necked flask, compound IV (1.8 g, 4 mmol, 1 eq) was added, then trifluoroacetic acid (TFA) (25 ml) was added to the flask. 10 minutes later, the mixture was poured into H 2 O (50ml). The resulting mixture was purified by column chromatography to provide Compound V.
RMN1H (400 MHz, D2O) δ 6,18(1H), 5,71(1H), 5,15(1H), 4,60(1H), 3,64(1H), 3,26(1H), 2,15(1H), 2,04-2,09(1H), 1,95-1,98(4H), 1,60-1,74(4H). 1 H NMR (400 MHz, D 2 O) δ 6.18(1H), 5.71(1H), 5.15(1H), 4.60(1H), 3.64(1H), 3.26 (1H), 2.15(1H), 2.04-2.09(1H), 1.95-1.98(4H), 1.60-1.74(4H).
Ce sont les modes de réalisation préférés de l’invention. Cependant, selon les directives principales de cette invention, les spécialistes techniques dans ce domaine peuvent apporter certains changements et améliorations. Il convient de souligner que ces changements et améliorations relèvent toujours du champ d’application de cette protection par brevet.These are the preferred embodiments of the invention. However, within the main guidelines of this invention, those skilled in the art may make certain changes and improvements. It should be emphasized that these changes and improvements are still within the scope of this patent protection.
Claims (10)
caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes :
(A) on dissout de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine de formule I :
dans un mélange d’acétonitrile (ACN) et d’eau, on fait suivre par l’addition d’une base et de dicarbonate de di-tert-butyle (Boc2O) et on fait réagir pour obtenir le composé de formule II :
(B) à une solution dans un solvant organique du composé de formule (II) et d’hydrate d’hydrazine, on ajoute du peroxyde d’hydrogène et on chauffe le mélange pour faire réagir afin d’obtenir le composé de formule III :
(C)
(Ca) on ajoute du chlorure de triméthylacétyle (chlorure du pivaloyle) à une solution du composé de formule III et d’une base dans un solvant organique, à une température de -40°C - -30°C et on agite le mélange à une température de -30°C - -10°C ;
(Cb) on ajoute le mélange obtenu à l’étape (Ca) à une solution d’acide 7-aminodésacétoxycéphalosporanique (acide 7-amino-3-méthyl-3-céphem-4-carboxylique) (7-ADCA) dans ledit solvant organique et un co-solvant organique, à une température de -40°C - -30°C, et on agite le mélange à cette température en vue de la réaction, afin d’obtenir un composé de formule IV :
(D) on ajoute de l’acide trifluoroacétique au composé de formule (IV), on agite le mélange pour la réaction afin d’obtenir le composé de formule V.Process for the preparation of 4',5'-dihydrocephradine of formula V:
characterized in that it comprises the following steps:
(A) (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophenyl)glycine of formula I is dissolved:
in a mixture of acetonitrile (ACN) and water, followed by the addition of a base and di-tert-butyl dicarbonate (Boc 2 O) and reacted to obtain the compound of formula II :
(B) to a solution in an organic solvent of the compound of formula (II) and of hydrazine hydrate, hydrogen peroxide is added and the mixture is heated to react in order to obtain the compound of formula III:
(VS)
(Ca) trimethylacetyl chloride (pivaloyl chloride) is added to a solution of the compound of formula III and of a base in an organic solvent, at a temperature of -40°C - -30°C and the mixture is stirred at a temperature of -30°C - -10°C;
(Cb) the mixture obtained in step (Ca) is added to a solution of 7-aminodeacetoxycephalosporanic acid (7-amino-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid) (7-ADCA) in said solvent organic and an organic co-solvent, at a temperature of -40°C - -30°C, and the mixture is stirred at this temperature for the purpose of the reaction, in order to obtain a compound of formula IV:
(D) trifluoroacetic acid is added to the compound of formula (IV), the mixture is stirred for reaction to obtain the compound of formula V.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2110380A1 (en) * | 1970-10-12 | 1972-06-02 | Takeda Chemical Industries Ltd |
-
2021
- 2021-03-30 FR FR2103281A patent/FR3121440A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2110380A1 (en) * | 1970-10-12 | 1972-06-02 | Takeda Chemical Industries Ltd |
Non-Patent Citations (2)
Title |
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JOURNAL OF PHAR-MACEUTICAL AND BIOMÉDICAL ANALYSIS, vol. 12, 1994, pages 1137 - 40 |
ZHU YONGXIN ETAL.: "Isolation and structural elucidation of an impurity of cefradine", JOURNAL OF PHARMACEUTICAL AND BIOMEDICAL ANALYSIS, vol. 12, no. 9, 1994, pages 1137 - 1140, XP055863273 * |
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