KR100293728B1 - 결정성세피롬황산염의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식(Ⅲ)의 7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 황산염 또는 그의 수화물을 하기 화학식(Ⅱ)의 아미노티아졸 유도체 또는 이의 활성화된 유도체와 아실화 반응시킴을 특징으로 하여 화학식(Ⅰ)의 세피롬 황산염 또는 그의 수화물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기식에서,
R은 S-2-벤조티아졸릴기 또는 1-하이드록시벤조트리아졸릴기 등의 활성화기를 의미하고;
n은 1또는 2이다.

Description

결정성 세피롬 황산염의 제조 방법(Process for Preparing Crystalline Cefpirome Slfate)
본 발명은 항생물질로 유용한 다음 화학식(Ⅰ)로 표시되는 세펨 화합물의 황산염 및 그의 수화물을 제조하는 신규한 방법에 관한 것이다.
상기 화학식(Ⅰ)의 화합물은 주사용 세파계 항생제인 일반명 "세피롬(cefpirom)"으로서 제 4세대 세파계 항생제로 구분된다. 이 화합물은 여러 가지 형태의 산 부가염(예를 들어 HCI, HBr, H2SO4등 무기산)이 생리학적으로 허용되나, 이중에서 유기용매를 결정 격자(lattice)에 혼입시키는 경향이 낮은 황산염이 임상적으로 가장 적합하다.
세피롬 황산염을 제조함에 있어서 지금까지 몇 가지의 공지된 방법이 있는데, 대한민국 특허공고 제88-1541호(1988년 8월 20일) 및 제91-420호(1991년 1월 25일)에 기재된 바에 의하면 그 반응도식은 다음과 같다.
상기식에서, R은 S-2-벤조티아졸릴기, 1-하이드록시벤조트리아졸릴기 등의 활성화기를 의미하며, HX 혹은 H2Y는 HCl, HI 등의 무기산을 의미한다.
상기 방법에 의하면, 여러 가지 산 부가염 형태의 화학식(Ⅳ)의 화합물과 활성화된 아미노티아졸 유도체(Ⅱ)의 아실화 반응을 통해 화학식(Ⅴ)의 세피롬 베타인(betain) 화합물을 분리하여 수득한 후, 다시 황산과 반응시켜 화학식(Ⅰ)의 세피롬 황산염을 제조하였다. 그러나, 베타인 화합물을 분리하는 과정에서 실리카 겔상에서 컬럼 크로마토그래피를 하거나 음이온 교환수지로 처리한 후 동결건조를 시키는 등 공업적인 대량 생산에 있어서 많은 문제점이 있었으며 수율 또한 저조한 단점이 있었다.
한편, 대한민국 특허공고 제91-4332호(1991년 6월 26일)에는 다음 화학식(Ⅵ)의 세피롬 디하이드로요오다이드 염의 제법이 기술되어 있으며, 제93-7816호(1993년 8월 20일)에는 이 화합물로부터 세피롬 황산염을 제조하는 방법이 기술되어 있다.
상기 화학식(Ⅵ)의 세피롬 디하이드로요오다이드 염을 경유하여 세피롬 황산염을 제조하는 방법은 일반적으로 요오드화수소산을 염기로 중화하거나 혹은 음이온 교환수지를 통과시켜 상기된 화학식(Ⅴ)의 베타인 화합물을 생성시킨 후 이를 다시 황산과 반응시켜 세피롬 황산염을 수득하였다. 그러나 이 방법 역시 상기 언급한 방법과 마찬가지로 공정상 번거로우며 공업적 생산의 어려움이 있다.
따라서, 본 발명자들은 보다 간편한 방법으로 세피롬 황산염을 제조하는 방법을 연구한 결과, 화학식(Ⅳ)의 화합물을 황산염의 형태, 즉 화학식(Ⅲ)의 화합물로 아실화 반응에 도입함으로써 목적 화합물을 1단계 반응으로 직접 제조하는 기술을 완성하였다.
본 발명은 하기 화학식(Ⅲ)의 7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리딘늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 황산염 또는 이의 수화물을 하기 화학식(Ⅱ)의 활성화된 아미노티아졸 유도체와 아실화 반응시킴을 특징으로 하여 하기 화학식(Ⅰ)의 세피롬 황산염 또는 이의 수화물을 제조하는 방법을 제공한다.
상기식에서,
R은 S-2-벤조티아졸릴기 또는 1-하이드록시벤조트리아졸릴기 등의 활성화기를 의미하고;
n은 1또는 2이다.
본 발명은 상기 화학식(Ⅲ)의 7-아미노-3-[2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 황산염을 활성화된 아미노티아졸 유도체(Ⅱ)와 반응시켜 별도의 정제공정 없이 직접 목적 화합물인 세피롬 황산염을 제조하는 방법으로서, 이는 상기 공지된 기술이 가진 문제점, 예를 들어 컬럼 크로마토그래피나 음이온 교환수지를 사용하여 세피롬 베타인을 만든 후 다시 황산과 반응시키는 등의 번거로움이 없기 때문에 공업적으로 효율적일 뿐만 아니라 고수율, 고순도로 목적 화합물을 제조하는 경제적인 방법이다.
본 발명의 방법에 이용되는 화학식(Ⅲ)의 화합물은 공지된 기술에 따라 용이하게 제조할 수 있다. 화학식(Ⅲ)의 화합물은 제조 방법에 따라 일황산염(n=1) 및 이황산염(n=2)이 가능하나, 세피롬 황산염을 제조하기 위한 바람직한 출발물질은 이황산염이다. 즉 음이온 교환수지로 처리시 화학식(Ⅲ)의 일황산염을 제조할 수 있으나, 하기 실시예에 기술한 바와 같이 화학식(Ⅲ)의 일황산염을 통해 세피롬 황산염을 제조할 경우 이황산염의 사용시와 비교하여 세피롬 황산염의 순도가 현저히 저하되는 바, 화학식(Ⅲ)의 이황산염을 출발물질로 선택하여 목적화합물인 세피롬 황산염을 고 순도로 제조하는 동시에 간편한 공정의 잇점을 취할 수 있다.
아실화 반응에 있어서 화학식(Ⅱ)의 카르복실산의 적합한 활성화 유도체로는 에스테르 및 티오에스테르, 예를 들어, N-하이드록시숙신이미드, N-하이드록시프탈이미드 또는 1-하이드록시벤조트리아졸, 바람직하게는 2-머캅토벤조티아졸과의 유도체 등이 있다. 또 다른 활성화 유도체는 저급 알칸산과의 무수물, 예를 들어, 아세트산, 트리클로로아세트산 또는 피발산과의 무수물이다. 상기 활성화된 유도체는 분리된 상태로 또는 별도의 분리과정 없이 반응물 자체로 직접 사용될 수 있다.
출발 화합물(Ⅲ)에 대하여 활성화된 아미노티아졸(Ⅱ)은 0.9 당량 내지 1.5 당량, 바람직하게는 1 내지 1.2당량의 비로 사용된다.
상기 반응의 용매로서는 불활성 유기용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 디클로로메탄, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 유기용매를 단독으로, 혹은 혼합하여 사용할 수 있으나, 용해도를 고려할 때 바람직하게 사용되는 것은 디메틸포름아미드이다.
반응 온도는 0℃ 내지 35℃의 범위에서, 바람직하게는 10℃ 내지 25℃에서 수행되며, 통상적으로 반응이 완결될 때까지 걸리는 시간은 30분 내지 3시간이다.
반응이 완결된 다음, 반응액에 물 및 물에 섞이지 않는 유기용매, 예를 들어 디클로로메탄, 에틸 아세테이트 등의 용매를 함께 투입한 후 층분리하여, 목적 화합물은 물층으로 추출하는 동시에 기타 불순물은 유기용매층으로 용해시켜 제거할 수 있다.
상기 방법에 의해 수득한 수용액을 증류, 농축하는 공정 없이 바로 유기용매를 투입하여 결정화함으로서 목적하는 화학식(Ⅰ)의 세피롬 황산염을 고수율, 고순도로 간편하게 수득할 수 있다.
결정화에 사용되는 바람직한 유기용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류와 아세톤, 아세토니트릴 등 물과 섞이는 유기용매로서, 이들을 단독으로, 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 이때 유기용매의 종류 및 혼합비율은 생성물의 순도, 수율 및 결정 형태에 중요한 요인이 된다. 용매 투입 방법은 1차로 수용액에 상기 유기용매를 서서히 적가한 후 교반하여 맑은 용액으로부터 결정이 생성됨을 확인한 다음, 2차로 유기용매를 다시적가하여 추가로 결정을 생성시킴으로 이루어진다.
특기할 사항으로서, 목적화합물의 수율 및 순도는 1차 용매의 종류 및 그 양에 직접적으로 의존한다. 본 연구 결과에 의하면, 1차로 사용되는 용매로는 아세톤, 에탄올이 바람직하고 2차 용매로는 아세톤, 에탄올, 이소프로판올을 단독으로 혹은 혼합하여 사용함이 바람직하며, 가장 바람직하게는 1차 용매로 아세톤, 2차용매로 에탄올을 사용하는 것이 고순도(99% 이상)의 목적화합물을 수득하는데 적합하다. 전체 용매의 비율은 부피비로서 물 : 1차용매 : 2차용매가 1 : 1.25 : 5.25 내지 1 : 1.50 : 10.00이 적절하며, 특히 물 : 아세톤 : 에탄올의 조성으로 사용시 그 부피비가 1 : 1.25 : 7.50일 때 가장 바람직하다.
상기 방법의 결정화 공정은 0℃ 내지 35℃의 온도 범위에서 수행되며, 보다 바람직하게는 1차 용매의 투입 온도를 20℃ 내지 25℃, 2차 용매의 투입 온도를 10℃ 내지 15℃의 범위로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 출발물질인 화학식(Ⅲ)의 황산염 화합물을 사용하는 방법을 통해, 중간체로 순수하게 분리해내기 어려운 화학식(Ⅴ)의 베타인 화합물을 거치지 않고 별도의 정제 공정 없이 1단계 반응으로 직접 임상적으로 유용한 세피롬 황산염을 제조함으로써, 보다 간편한 공정으로 고수율, 고순도의 제품을 경제적으로 생산하는 기술이라고 할 수 있다.
본 발명은 다음 실시예에 의해 구체적으로 설명되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[참고예 1]
7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 이황산염 일수화물의 제조
디클로로메탄 356ml에 요오도트리메틸실란 25.7ml를 넣고 10℃~15℃에서 2,3-사이클로펜테노피리딘 25.4g을 가한 후, 교반 중에 7-아미노세팔로스포란산 9.69g을 넣고 가열, 2시간동안 환류시켰다. 0℃로 냉각 후 에탄올-물(7:1, 285ml)를 가하여 가수분해시키고 5℃에서 일야 방치하여 생성된 결정을 여과, 이소프로판올(57ml×2)과 아세톤(57ml×2)으로 세척한 후 진공 건조하여 7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 모노하이드로요오다이드 염 일수화물 13.9g을 수득하였다. 상기 수득한 결정을 0~5℃로 냉각된 물 27.8ml, 아세톤 27.8ml, 진한 황산 3.13ml의 혼합 용액에 투입하고 20℃에서 30분 교반하여 완전히 용해시킨 후, 활성탄 5.60g을 가하고 30분간 교반, 여과하고 물 3.5ml와 아세톤 3.5ml의 혼합용매로 2회 반복하여 세척하였다. 수득한 여액에 이소프로판올 560ml을 40분간 적가하였다. 20~22℃에서 30분간 교반하고 다시 0~5℃에서 2시간 교반 후 여과, 이소프로판올 56ml로 2회 반복하여 세척하고 진공 건조하여 목적하는 화합물 11.1g(57.2%)을 수득하였다.
[참고예 2]
7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 일황산염 일수화물의 제조
7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 모노하이드로요오다이드 염 일수화물 10.0g을 물 30ml에 현탁시키고 앰버라이트 LA-2 음이온 교환수지 10.5ml, 에틸 아세테이트 30ml를 넣고 10분간 교반하였다. 방치하여 물층을 분리하고 다시 에틸 아세테이트 20ml로 2회 반복하여 세척한 후 수득한 물층에 아세톤 20ml, 20%-황산 8.41ml를 넣었다. A/C 4.0g을 넣고 30분간 교반한 후 여과하고 물 5ml, 아세톤 5ml의 혼합용매로 세척하여 여액을 수득, 이 수용액을 이소프로판올 265ml, 아세톤 135ml의 혼합 용매에 20~22℃에서 30분간 적가하였다. 0℃~5℃에서 추가로 2시간 교반한 후 여과, 이소프로판올 106ml와 아세톤 53ml의 혼합용매로 세척, 40℃에서 진공건조하여 목적화합물 6.80g(72.5%)를 수득하였다.
[실시예 1]
7-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-2-신-메톡시이미노아세트아미도]-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 황산염 일수화물(Ⅰ)의 제조 7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 이황산염 일수화물 5.00g을 디메틸포름아미드 25ml에 현탁시키고 S-2-벤조티아졸릴 2-(2-아미노티아졸-4-일)-2-신-메톡시이미노티오아세테이트 3.92g을 투입한 후 20℃~23℃에서 1시간 교반하였다. 반응액에 물 25ml와 디클로로메탄 75ml를 투입하여 10분간 교반하고 5분간 정치, 물층을 분리한 후 다시 디클로로메탄 75ml로 물층을 세척하였다. 수득한 수용액에 아세톤 31.3ml를 20℃~25℃에서 15분간 적가하고 1.5시간 서서히 교반하면서 결정을 생성시킨 후, 다시 에탄올 18.5ml을 10℃~15℃에서 30분간 적가하고 30분간 추가 교반, 0℃~3℃에서 1시간 교반 후 여과, 에탄올 25ml 및 아세톤 25ml로 각각 세척 후 건조하여 목적하는 세피롬 황산염 4.33g(74.9%)을 얻었다. (결정화 용매 부피비; 물 : 아세톤(1차용매) : 에탄올(2차 용매) = 1 : 1.25 : 7.50)
[실시예 2 내지 15]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 하기 표 1과 같이 결정화 용매의 조성을 변경하여 세피롬 황산염 일수화물을 제조하였다.
[표 1]
* 단위 : 부피비
* 비고 : 1) A : 양호, B : 보통, C : 불량
2) 결정화 전 수용액을 A/C 처리함
[실시예 16]
7-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-2-신-메톡시이미노아세트아미도]-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 황산염 일수화물(Ⅰ)의 제조
7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디늄)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 일황산염 일수화물 2.00g을 디메틸포름아미드 10ml에 현탁시키고 S-2-벤조티아졸릴 2-(2-아미노티아졸-4-일)-2-신-메톡시이미노티오아세테이트 1.57g을 투입한 후 20℃~23℃에서 1시간 교반하였다. 반응액에 물 10ml와 디클로로메탄 30ml를 투입하여 10분간 교반하고 5분간 정치, 물층을 분리한 후 다시 디클로로메탄 30ml로 물층을 세척하였다. 수득한 수용액에 에탄올 12.5ml를 10분간 적가하고 20℃~25℃에서 1.5시간 서서히 교반하면서 결정을 생성시킨 후, 다시 에탄올 52.5ml을 30분간 적가하고 30분간 추가 교반, 0℃~3℃에서 1시간 교반 후 여과, 에탄올 15ml로 세척 후 건조하여 목적하는 세피롬 황산염 2.00g(71.0%)을 얻었다.
순도(HPLC): 89.5%
이상의 결과로부터 알 수 있듯이 본 발명은 세피롬 황산염 또는 이의 수화물을 1단계 공정으로 간단하게 제조할 수 있고 이에 따라 수율 및 순도가 상당히 높기 때문에 산업적으로 매우 유용함이 명백하다.

Claims (1)

  1. 하기 식(Ⅰ)의 세피롬 황산염 또는 그 수화물의 제조방법으로서, 하기 식(Ⅲ)의 7-아미노-3-[(2,3-사이클로펜테노-1-피리디움)메틸]-세프-3-엠-4-카르복실레이트 황산염 또는 그 수하물을, 하기 식(Ⅱ)의 아미노티아졸 유도체 또는 그 활성화 유도체와 아실화반응시키는 것을 특징으로 하는 세피롬 황산염(Ⅰ) 또는 그 수화물의 제조방법:
    상기 식에서, R은 -0H기 또는 활성화 기이고, n은 1 또는 2이다.
KR1019980018456A 1998-05-22 1998-05-22 결정성세피롬황산염의제조방법 KR100293728B1 (ko)

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