KR830001905B1 - 소디움 세펄옥심의 제조방법 - Google Patents

소디움 세펄옥심의 제조방법 Download PDF

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KR830001905B1 KR1019800000589A KR800000589A KR830001905B1 KR 830001905 B1 KR830001905 B1 KR 830001905B1 KR 1019800000589 A KR1019800000589 A KR 1019800000589A KR 800000589 A KR800000589 A KR 800000589A KR 830001905 B1 KR830001905 B1 KR 830001905B1
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존 발함 크리스토퍼
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그랙소 그룹 리미티드
하롤드 월터 마틴
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    • C07D501/16—Compounds having a nitrogen atom directly attached in position 7 with a double bond between positions 2 and 3
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    • C07D501/24—7-Acylaminocephalosporanic or substituted 7-acylaminocephalosporanic acids in which the acyl radicals are derived from carboxylic acids with hydrocarbon radicals, substituted by hetero atoms or hetero rings, attached in position 3
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Abstract

내용 없음.

Description

소디움 세펄옥심의 제조방법
본 발명은 세펄옥심(Cefuroxim)으로 공식적으로 불려지는 세팔로스포린 항생제(6R, 7R)-3-카르바모일옥시메틸-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도] 세프-3-엠-4-카르복실산 나트륨염의 제조방법에 관한 것이다.
세펄옥심은 영국 특허 제1,453,049호에 기술되고 특허청구된 것같이 그램양성 및 그램양성 미생물의 전 영역에 있어 활성이 큰 것을 특징으로 하는 매우 가치있는 광범위 스팩트럼 항생물질로서 이같이 특성은 그램음성 미생물 영역에서 생성되는 β-락타마아제(β-Lactamase)에 대한 등 화합물의 매우 높은 안정성에 기인한다. 이 외에도 동 화합물은 포유동물 에스테라제(Esterase) 작용에 대한 저항력으로 몸체내에서 안정되며, 이 항생제를 사람이나 동물에 비경구(非俓口) 투여하였을때 낮은 혈청결합(Serum Binding)을 나타내면서, 반면 혈청도(Serum levels)를 높인다. 세펄옥심은 생리학적으로 허용되는 비동성 유도체로서 인간이나 수의용 약품으로 투여될 수 있다. 이같은 비독성 유도체로는 이 화합물의 염류 즉 알카리금속염 또는 알카리토금속염과 무균(Sterile)이고 발열성물질이 부존하는 물과 혼합, 주사용 수용액이나 분산액을 만들 수 있는 유기성 염기염류를 포함한다. 영국 특허 제1,453,409호에 세펄옥심의 나트륨염이 주사투여에 적합한 물질로 기술되어 있다. 편의상 앞으로 이나트륨염을 소디움 세펄옥심으로 칭한다.
영국 특허 제1,453,049호에 기술된 원항생제(Parent antibiotic) 세펄옥심 제조에 관한 제법의 하나는 적합한 3-하이드록시메틸 화합물을 특히 구조식 RNCO(여기서 R은 불안정한 치환체)의 이소시아네이트와 카르바모일화시켜, 이에 3위치의 N-보호카르바모일옥시메틸기를 분해시켜 필요로 하는 3-카르바모일옥시메틸 화합물을 만드는 방법이 있다. 이어 이 모체산(Parent acid)을 소디움 2-에틸헥사노에이트와 반응시켜 소디움세펄옥심을 제조한다. 상술한 N-보호기의 분해는 메탄올과 중탄산소다 존재하의 수용성 가수분해로서 진행된다.
위의 분해(Cleavage) 반응에서 매질의 사용은 불리하다. 이는 적합한 3-하이드록시메틸 화합물의 카르바모일화는 비수용성 용매중에서 더 적합하며, 따라서 생성물을 수용성 매질로 옮기기 위해서는 추출과정(Extraction)을 거쳐야만 한다. 일반적으로 추출용액을 더 이상 처리하지 않는한, 이 추출액은 세펄옥심을 나트륨염으로 직접 분리하기에 적합한 농도의 수용액으로 얻을 수 없는데, 특히 이 염의 물에 대한 용해도 관점에서 볼때 더욱 그렇다.
본 발명에서 우리는 3-N 보호카르바모일옥시메틸기를 분해함에 있어 모체산(Parent acid)을 분리할 필요없이 직접 소디움 세펄옥심을 회수할 수 있는 방법을 발견하였으며, 이같이 하여 소디움 세펄옥심은 고수율(高收率)의 고순도 결정으로 얻을 수 있다. 특히 이 소디움 세펄옥심은 무균상태에서 쉽게 재결정된다.
본 발명의 바람직한 특징으로서 구조식 I의 화합물을 거의 무수인 용매매질(Substantially anhydrous solvent medium) 중에서 동매질에 용해하는 PKa치가 3.5 보다 적지않은 산의 나트염으로 구성된 염기성 촉매 존재하에서 알콜분해시켜 제조되는, 소디움 세펄옥심, 필요한 경우 이의 용매화물(Solvate)을 제조한 뒤 이들을 회수하는 방법을 제공한다.
Figure kpo00001
상기 구조식에서 R1은 염기-불안정기(Base-labile group)이다. 상술한 제법에서 쉽게 분해될 수 있는 염기-불안정기 R1의 실예로는 디-또는 트리-클로로아세틸과 같은 염소화된 저급(예 C1-4) 알칸오일기를 들 수가 있다.
상기 제법에서 염기성 촉매로 사용된 나트륨염은 PKa치가 3.5보다 적지 않은 산의 나트륨염이면 전부 사용될 수 있는데 단 무수용매 매질에서 충분히 용해하여 요구하는 촉매효과를 가질 수 있어야 한다. 촉매로 사용되는 염으로는 식초산소다, 프로피온산소다와 소디움 2-에틸헥사노에이트를 포함하는 카르복실산 특히 C2-10알카노산의 염의 사용이 바람직하며, 특히 바람직한 것은 소디움 2-에틸 헥사노에이트이다.
염기는 반응매질에 고체로 첨가할 수 있으며, 알콜 용액으로도 첨가할 수 있는데, 이 경우 상술한 알콜 분해 반응에서 사용된 알콜을 사용한다.
알콜분해 반응은 다음 화합물을 사용하여 진행시킬 수 있다.
즉 1) 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올과 같은 저급(C1-4) 알칸올(이중 특히 메탄올의 사용이 바람직하다).
2) 에탄-1, 2-디올 또는 프로판-1, 2-디올과 같은 저급(C2-3) 알칸글리콜(이중 특히 메탄-1, 2-디올의 사용이 바람직하다) 또는 디에틸렌 글리콜과 같이 2개 내지 4개 탄소원자의 순환단위(Recurring unit)를 갖는 글리콜.
3) 또는 저급 알칸올과 글리콜의 혼합물.
이같은 혼합물 조성으로는 특히 메탄올 및 에탄-1, 2-디올의 사용이 바람직하다.
무수 용매매질은 일반적으로 톨루엔과 같은 방향족 용매류, 헥산과 같은 지방족 탄화수소류, 디클로로메탄과 같은 염소화 탄화수소류, 식초산부틸과 식초산에틸과 같은 에스테르류, 아세톤과 메틸 에틸케톤과 같은 케톤류, 테트라하이드로푸란과 디옥산과 같은 에테르류, 아세토니트릴과 같은 방향족 용매류 중에서 한개 또는 그 이상의 불황성 유기용매를 선별하여 사용한다.
용매 매질로서는 구조식(I)의 상기 화합물의 나트륨염을 거의 용해하고, 또 소디움 세펄옥심을 쉽게 결정으로 회수할 수 있는 매질을 선정하는 것이 바람직하다.
상기 알콜분해 반응에서 바람직한 용매 매질로는 테트라하이드로푸란 단독 또는 하이드로푸란과 디클로로메탄 또는 하이드로푸란과 헥산과의 혼합물이 사용되는데, 그 이유는 이같은 용매들을 사용할 경우 결정색체와 특성화 용이성이 특히 좋은 결정형태의 소디움 세펄옥심을 제조할 수 있기 때문이다. 테트라하이드로푸란을 포함하는 용매계를 사용함에 있어 또 다른 이점은 소디움 세펄옥심이 일반적으로 고순도의 테트라하이드로푸란 용매화물(Solvate)을 형성하는 것이다.
이같은 세펄옥심염 용매화물의 여과 및 또는 건조과정에서 여과한 용매화물을 에탄올로 세척하거나 또는 습윤기류중에서 건조시킴으로서 용매화물에 존재하는 테트라하이드로푸란을 거의 전부 제거할 수 있다.
알콜분해 반응은 최초 pH 범위 6.0 내지 8.0, 특히 약 7.0에서 진행시키는 것이 바람직하나, 반응이 진행하는 동안 pH는 약 10까지 상승된다. 반응온도 범위는 5℃ 내지 60℃에서 유효하며, 바람직한 것은 15°내지 30℃이고, 약 25℃가 가장 바람직하다.
전술한 거의 무수용매 매질(Substantially anhydrous Solvent medium)은 1% 미만의 수분을 함유함이 바람직하며, 0.2% 미만을 함유하는 경우가 더욱 바람직하다.
알콜분해 반응이 종결한후, 침전된 소디움 세펄옥심은 여과하여 용매매질로부터 분리할 수 있으며, 만약 필요하다면, 앞서 기술한 형태의 무수용매로서 세척할 수 있다.
구조식(I)의 상기 특정 출발물질은 영국특허 제1,453,049호에 기술된 바와 같이, 이에 상응하는 3-하이드록시메틸 화함물과 구조식 R1NCO(여기서 R1는 앞의 정의와 같다)의 적합한 이소시아네이트를 반응시켜 제조한다.
다음 실시예들은 본 발명의 설명을 돕고 있다. 모든 온도는 섭씨온도이며, 테트라하이드로푸란은 THF로 가스-액체 크로마토그래피는 G.L.C로 표시하였다.
하이프로 슈퍼셀(Hyfol supercell)이 규조토질 여과 조제로 사용되었다.
[실시예 1]
소디움 세펄옥심 THF 용매화물(溶媒化物)
실리카·겔 관으로 외부로부터의 습기침투가 방지된 프라스크에 60ml THF, 25ml 디클로로메탄, 6.2ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 가하고, 용액을 -10℃로 냉각하였다. 혼합용액을 충분히 교반시킨 후에 10.0g(6R, 7R)-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸-세프-3-엠-4-카르복실산을 일시에 가하고 이에 20ml THF를 가하였다. 이때 슬러리 온도는 급상승하며, 냉각해서 최종 온도를 5℃로 유지하도록 조정하였다. 약 30초 후에 약간 불투명한 용액이 생성되었다.
이 용액을 5℃에서 10분간 교반한후, 냉각을 중단하고, 25ml 메탄올을 일시에 가하였다. 용액 온도는 거의 순간적으로 10℃로 상승하였다. 추가로 5분간 교반한후 용액을 여과하였다.
1차 건조한 필터베트(Filter bed)를 10ml THF로 세척하고 흡입건조(Suction dry)시켰다.
용액을 가온하여 22℃로 조정하고, 17.5g 소디움 2-에틸-헥사노에이트를 일시에 가하였다. 5분간 교반하였더니 고체는 모두 용해하여 약간 불투명한 용액이 되었다. 용액 온도는 25℃로 상승하였으며, 이 슬러리는 냉각하지 않은 상태에서 2시간동안 결정화시킨후 여과하였다.
이 여과케이크는 50ml, 1:1/THF:디클로로메탄으로 2회 세척하고 건조하였다. 이 생성물을 35℃로 진공에서 1야간 건조하여 12.41g 소디움 세펄옥심 THF 용매화물을 수득하였다.
Figure kpo00002
+54.6°;
Figure kpo00003
343. G.L.C. 측정결과 분리생성물은 12.4중량%의 THF를 함유하였다.
[실시예 2]
소디움 세펄옥심 THF 용매화물
실리카·켈 관으로 외부로부터의 습기침투가 방지된 프라스크에 70ml THF, 25ml 디클로로메탄 및 6.2ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 가하고 용액을 -10℃로 냉각하였다. 이 용액을 충분히 교반시킨후 10g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸세프-3-엠-4-카르복실산을 일시에 가하고 이에 20ml THF를 가하였다. 이 혼합물의 온도를 5℃로 상승시키고 이 같이 생성된 약간 불투명한 용액을 5℃에서 10분간 교반하였다. 냉각을 중단하고 2.5ml 메탄올을 가한후 수분후에, 앞서 제조한 12.5g 소디움 2-에틸헥사노에이트-20ml 메탄올 용액을 일시 가해주었다.
이 혼합용액을 교반한 결과, 2 내지 3분후에 용액온도는 25℃로 상승하였다.
교반을 중단하고, 혼합용액을 25℃로 1시간동안 방치하였다. 염기첨가 약 10분간부터 결정생성이 시작되었으며, 1시간후에 생성도니 진한 슬러리를 약 1분간 교반한후, 25℃에서 1시간동안 방치하였다.
동 화합물을 여과하고 이 여과케이크를 50ml, 1:1/THF:디클로로메탄으로 2회 세척하였다. 습윤 케이트는 35℃로 진공 건조하여 12.25g 소디움 세펄옥심 THF 용매화물을 수득하였다.
Figure kpo00004
+53.8°;
Figure kpo00005
343. G.L.C. 측정결과 분리 생성물은 10.7중량%의 THF를 함유하였다.
[실시예 3]
소디움 세펄옥심
130ml THF, 45ml 디클로로메탄 및 9.3ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트 혼합물을 습기침투를 방지하고 -10℃로 냉각하였다. 교반한 혼합물에 20g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸세프-3-엠-4-카르복실산을 일시에 첨가하고 이어 40ml THF로 가하였다. 이 혼합물을 0℃ 내지 5℃에서 10분간 교반하고 가열하여 22℃로 승온하였다. 이어 여기에 20g 소디움 2-에틸헥사노에이트-40ml 메탄올 용액을 일시에 가하고, 1분간 교반한 후에 이 혼합물을 결정 생성을 위해 25℃에서 2시간동안 방치하였다. 결정을 여과분리하고, 100ml 에탄올로 2회 세척한후 35℃에서 진공 건조하여 24.1g 소디움 세펄옥심을 수득하였다.
측정결과 분리 생성물은 5.3중량% 에탄올, 0.6중량% THF, 0.04중량% 메탄올을 함유하였다.
[실시예 4]
소디움 세펄옥심
60ml THF, 25ml 디클로로메탄 및 6.2ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트 혼합물에 습기침투를 방지하고 -10℃로 냉각하였다. 교반한 혼합물에 10g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸세표-3-엠-4-카르복실산을 일시에 가하고, 이어 20ml THF를 가하였다. 이 혼합물은 0℃ 내지 5℃에서 10분간 교반하여 맑은 용액을 얻었다. 여기에 6.6ml 메탄올을 첨가하고, 이어 0.3g 무수 식초산소다를 소량씩 가하여 pH를 3.5로 상승시키고 여기에 1g 목탄과 0.5g 하이프로슈퍼셀 여과조제를 가하고 10℃에서 20분간 교반하였다. 추가로 5g 무수 식초산소다를 가하고 혼합물을 10℃ 내지 15℃에서 5분간 교반해서 pH를 7.2까지 상승시켰다. 목탄, 불용해 식초산소다 및 여과 조제는 여과 분리하고, 필터베트는 10ml 디클로로메탄올 함유하는 23ml 메탄올을 사용 세척하였다.
여과액과 세척액은 혼합해서 25℃로 가온하고, 그 온도에서 방치하였다. 12분 후에 결정화가 시작하였고, 1시간후에 충분히 교반한후, 추가로 1시간 30분간 방치하였다. 결정화물은 여과 분리하고 50ml THF로 2회 세척후 35℃에서 진공 건조하여 소디움 세펄옥심을 THF와 식초산소다를 보정한 이론치의 78.5% 수율로 수득하였다.
[실시예 5]
소디움 세펄옥심 THF 용매화물
60ml THF, 25ml 디클로로메탄 및 6.2ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트 혼합물에 습기 침투를 방지하고 -10℃로 냉각하였다. 교반한 혼합물에 10g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸세프-3-엠-4-카르복실산을 일시에 가하고, 이어 20ml THF를 가하였다. 용액온도를 0℃ 내지 5℃로 조정하면서, 10분간 교반하고, 15ml 에탄-1, 2-디올을 가한후 이에 10g 소디움 2-에틸헥사노에이트-20ml THF용액을 가하여 pH를 7.3으로 상승시켰다. 이 혼합물을 25℃로 가온하고 1시간동안 방치하였다. 이어 이 혼합물을 충분히 교반한후 나머지 1시간을 방치하였다. 혼합물로부터 분리된 결정물질은 여과 분리하고 50ml THF로 2회 세척후 35℃ 진공에서 건조하여 10.76g 소디움 세팔옥심을 THF 용매화물로 수득하였다.
G.L.C. 측정결과 분리생성물은 8.8중량% THF와 0.56중량% 에탄-1, 2-디올을 함유하였다.
[실시예 6]
소디움 세펄옥심
실시예 5와 동일한 제법에 따라 반응과 결정화 과정은 진행시켰다. 결정화물을 여과 분리하여, 50ml 에탄올로 2회 세척하고, 주변 온도에서 진공 건조하여 10g 소디움 세펄옥심을 수득하였다. G.L.C. 측정결과 분리 생성물은 5.6중량% 에탄올, 0.07중량% 미만의 THF 및 0.47중량% 에탄-1, 2-디올을 함유하였다.
[실시예 7]
소디움 세펄옥심
1.0g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸세프-3-엠-4-카르복실산을 20ml 아세톤과 혼합후 교반하고, 이 혼합물을 0℃로 냉각하였다. 이 혼합물에 0.63ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 첨가하고 용액온도를 0°내지 5℃로 유지하면서 충분히 교반하였다.
20분후에 1ml 에탄올을 가하고 이어 1.2g 소디움 2-에틸헥사노에이트-4ml 아세톤 용액을 첨가하여 혼합물 pH를 6.5로 조정하였다. 이 혼합물을 비냉각 상태에서 2시간 15분간 교반한후, 여과하였다. 이같이 수득한 고체물질은 아세톤으로 세척하고, 35℃에서 진공건조하여 0.9g 소디움세펄옥심을 수득하였다.
[실시예 8]
소디움 세펄옥심
140ml 1, 2-디클로로 에탄과 100ml 아세톤 혼합물에 6.25ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 첨가하고, 이어 0~5℃의 온도를 유지하도록 냉가가하고 교반하면서 10.0g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸-세프-3-엠-4-카르복실산을 가하였다. 이 혼합물을 15분간 교반한후에 10ml 메탄올을 가하고, 이어 6.2g 고체 소디움 2-에틸헥사노에이트를 가하며 혼합물의 pH를 7로 조정하였다. 용액 온도를 25℃로 조정하고 혼합물을 4시간 30분 교반하였다. 혼합물로부터 분리된 결정물질은 여과로 분리하고 1, 2-디클로로에탄으로 1회, 아세톤으로 2회 세척후 35℃에서 진공건조하여 10.24g 소디움 세펄옥심을 수득하였다.
[실시예 9]
소디움 세펄옥심
125ml 식초산에틸에 6.25ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 가하고, 이어 0°~5℃의 온도를 유지하도록 냉각하고 교반하면서 10.0g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸-세프-3-엠-4-카르복실산을 첨가하였다. 25ml 식초산에틸을 사용하여 세척하고, 혼합물을 30분간 교반하였다. 10ml 메탄올과 1g 목탄을 가하고, 혼합물을 5분간 교반한후 하이프로 슈퍼셀로 된 베드를 사용하여 여과하였다. 이어 20ml 식초산에틸로 2회 세척하고, 무색의 여과액과 세척액을 혼합하였다. 식초산에틸 용액에 12g 소디움 2-에틸헥사노네이트-40ml 식초산에틸을 pH가 7.1이 될때까지 첨가하였다. 혼합물은 25℃로 가온하고 동온도에서 4시간 30분 동안 교반하였다. 결정물질은 혼합물로부터 여과 분리하고, 식초산에틸로 세척한 후, 이어 아세톤으로 세척하고 35℃에서 진공 건조하여 11.49g의 소디움 세펄옥심을 수득하였다.
[실시예 10]
소디움 세펄옥심
125ml 1, 2-디메톡시에탄에 6.25ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 가하고, 이어 0°~5℃로 유지되도록 냉각하고 교반하면서 10.0g(6R, 7R)-7-[Z-2-(펄-2-일)-2-메톡시이미노아세트아미도]-3-하이드록시메틸-세프-3-엠-4-카르복실산을 첨가하였다. 25ml 1, 2-디메톡시에탄을 사용하여 세척하고, 혼합물을 20분간 교반하였다. 여기에 3.1ml 트리클로로아세틸 이소시아네이트를 가하고 추가로 40분간 교반하였다. 10ml 메탄올을 가하고 이어 12g 고체 소디움 2-에틸헥사노네이트를 첨가하여 혼합물의 pH를 6.9로 유지하였다. 이 용액을 25℃로 가온하고 동온도에서 3시간 30분간 교반하였다. 이 혼합물로부터 분리된 결정물질은 여과하고 1, 2-디메톡시에탄으로 1회 이어서 아세톤으로 2회 세척한후 35℃에서 진공건조하여 10.16g의 소디움 세펄옥심을 수득하였다.

Claims (1)

  1. 구조식(I)의 화합물을 거의 무수인 용매매질 (substantially anhydvous solvent medium)중에서 이 용매 매질에 가용성이고, PKa값이 3.5보다 적지 않은 산의 나트륨염으로 구성되는 염기성 촉매 존재하에서 알콜분해시켜 소디움 세펄옥심 또는 이의 용매화물(溶媒貨物)을 제조하는 방법.
    Figure kpo00006
    상기구조식에서 R1은 염기-불안정기(Base-labile group)이다.
KR1019800000589A 1979-02-15 1980-02-14 소디움 세펄옥심의 제조방법 KR830001905B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB7905456 1979-02-15
GB7905456 1979-02-15

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