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头孢氨苄的制备方法

2021-02-01 14:02:24|360|起点商标网
专利名称:头孢氨苄的制备方法
技术领域:
本发明涉及药品及其中间体的化学合成工艺,特别涉及一种制备抗生素类药物头孢氨苄(Cephalexin)及其中间体的制备方法。

式中,K=Na或K;R1、R2=Me或Et;R3=H或 。
化合物(Ⅰ)-头孢氨苄(Cephalexin),其化学名称为(6R,7R)-3-甲基-7-〔(R)-2-氨基-2-苯乙酰氨基〕-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环〔4.2.0〕辛-2-烯-2-甲酸。
背景技术:
中,使用混合酸酐(Mixed anhydride)法制备时,多系采用硅胺(Silylamide),硅酰胺(Silyrylamide)或硅脲(Silylurea)等硅烷化剂将7-ADCA硅烷化后,再同混合酸酐酰化,水解。这些硅烷化剂性质不稳定现场制备,反应溶剂多为易燃、易爆或剧毒。仅Japan koksi 74 85085中使用三甲基氯硅烷作硅烷化剂,混合酸酐是由N-〔(1-环丙乙氧基)羰基-2-苯基〕甘氨酸在二氯甲烷溶剂中,在三乙胺存在下,与2,2-二甲基丙酰氯(2,2-Dimethyl propionyl chloride)于-15~-18℃反应制得,但据报道未水解保护基的前体3-甲基-7-{N-(-1-环丙乙氧基)羰基-2-苯基甘氨酰}氮基-3-头孢-4-羧酸的结晶,以7-ADCA计收率仅40.1%无工业化价值。
本专利申请的发明目的,就是开发一种工艺简便,溶剂毒性较低,收率高并成本低的适于工业化的工艺。
本发明的构思是通过如下技术方案实现的设计一种头孢氨苄(Cephalexin)的制备方法,其特征在于1.用7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA,7-Aminodesacetoxycephalosporanic acid)与三甲基氯硅烷(Trimethylchlorosilane)在叔胺存在下,进行硅烷化制备化合物(Ⅲ);
2.用苯甘氨酸单宁盐〔PGDS,Sodium or Potassium D-N-(1-methoxycarbonylpropen-2-yl)-α-aminophenylacetate〕与氯甲酸酯类在有机碱催化下缩合制备化合物(Ⅱ);
3.化合物(Ⅲ)与化合物(Ⅱ)经酰化、水解制备化合物(Ⅰ)。
上述的头孢氨苄(Cephalexin)的制备方法,硅烷化反应时的摩尔比是7-ADCA三甲基氯硅烷=11.0~2.4。
上述的头孢氨苄(Cephalexin)的制备方法,硅烷化反应时的温度是-15~35℃。
上述的头孢氨苄(Cephalexin)的制备方法,缩合反应时的摩尔比是苯甘氨酸单宁盐氯甲酸酯类=10.9~1.4。
上述的头孢氨苄(Cephalexin)的制备方法,缩合反应时的温度是-30~-5℃。
上述的头孢氨苄(Cephalexin)的制备方法,酰化反应时的温度是-40~5℃。
本发明的优点是1.制备混酐工艺中,使用氯甲酸酯类代替背景技术中的2,2-二甲基丙酰氯,避免了原工艺的酸性副产物(2,2-二甲基丙酸)消耗碱性吸酸剂,不利于酰化反应进行的缺陷,酰化反应的转化率可控制在≥97%,头孢氨苄的一次结晶率75~78%,成品得率85~88%,比原工艺大幅度提高。
2.氯甲酸酯类价格仅为2,2-二甲基丙酰氯的28.89%成本大幅度降低,更适于工业化。
实践证明,本发明圆满地达到了预期的发明目的,经济效益非常显著。
以下结合实施例对本发明作进一步阐述实施例一

于装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的250ml反应瓶中制备。
步骤A混合酸酐的制备依次将PGDS 6.5g(含量99%,相当于23.72mmol)、二氯甲烷85ml、N-甲基乙酰胺1.2ml加入反应瓶中,搅拌下,用于冰降温到-25℃,加入N-甲基吗啉0.05ml、氯甲酸乙酯2.4ml(含量95%,相当于21.37m mol),控制温度-5℃,反应0.5h,获得化合物(Ⅱ)的反应液,降温到-50℃,备用。
步骤 B 7-ADCA 硅烷化依次将7-ADCA 4.6g(相当于21.47m mol)、二氯甲烷80ml,加入反应瓶中,搅拌下,加入三乙胺3.03ml(含量99%,相当于21.47m mol),室温下滴加三甲基氯硅烷2.76ml(含量98%,相当于21.47m mol),滴加毕室温反应0.5h,获得化合物(Ⅲ)的反应液,降温到-10℃,备用。
步骤 C酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于-40℃,酰化反应5h,用薄层层析控制反应终点,当层析板显示无7-ADCA斑点,仅剩余头孢氨苄一个斑点,转化率≥97%时,酰化结束。
步骤D头孢氨苄一水物的制备上步反应液升至室温,加入水60ml,浓盐酸5.7ml搅拌下,室温水解0.5h,水解毕静置分层,水层用三乙胺调节PH,至2.4结晶0.5h,再调至PH4.5搅拌0.5h使结晶完全,过滤,用85%丙酮洗至无Cl-干燥得头孢氨苄一水物5.7g,收率76.4%(以7-ADCA计),母液中约含占总收率15%的头孢氨苄,可用喹啉法回收,再转化成品,回收率68%,一次结晶加母液回收后总计收率86.4%。中国药典法测定含量99.56%,比旋度+156°,有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA均小于0.3%。
实施例二试验装置和操作同实施例一步骤A混合酸酐的制备(R1=Et)依次将PGDS 7.0g(含量99%,相当于24.54m mol)、二氯甲烷30ml加入反应瓶中,降温到0℃加入4-甲基吡啶(γ-Picoline)0.05ml,降温到-50℃加入氯甲酸乙酯4.02ml(含量95%,相当于35.76m mol),控制温度-30℃,反应1h,获得化合物(Ⅱ)的反应液,降温到-30℃,备用。
步骤 B 7-ADCA硅烷化依次将7-ADCA 4.6g(相当于21.47m mol)、二氯甲烷20ml,加入反应瓶中,搅拌下0℃,加入三乙胺6.1ml(含量99%,相当于42.94m mol),和三甲基氯硅烷6.62ml(含量98%,相当于51.53m mol),加毕于-15℃反应1h,获得化合物(Ⅲ)的反应液,降温到0℃,备用。
步骤 C酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于-5℃,酰化反应3h,同实施例一用薄层层析控制反应终点。
步骤 D 头孢氨苄一水物的制备同实施例一,头孢氨苄一水物5.6g,收率75.07%(以7-ADCA计),加母液中的头孢氨苄后总计收率85.07%。中国药典法测定含量99.88%,比旋度+157°有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA均小于0.3%。
实施例三

试验装置和操作同实施例一步骤A混合酸酐的制备依次将PGDS 7.0g(含量99%,相当于25.54m mol)、丙酮100ml加入反应瓶中,降温到-25℃加入N-甲基吗啉(N-Methylmorpholine)0.05ml、氯甲酸甲酯2.75ml(含量95%,相当于35.76m mol),控制温度-5℃,反应0.5h,获得化合物(Ⅱ)的反应液,降温到-50℃,备用。
步骤 B 7-ADCA 硅烷化依次将7-ADCA 4.6g(相当于21.47m mol)、二氯甲烷80ml,加入反应瓶中,搅拌下室温加入三乙胺6.1ml,滴加三甲基氯硅烷6ml(含量98%,相当于46.55m mol),加毕于33℃反应1h,获得化合物(Ⅲ)的反应液,降温到0℃,备用。
步骤 C 酰化化合物(Ⅱ)反应液全量加入化合物(Ⅲ)反应液中,搅拌下,于-35℃,酰化反应4h,同实施例一用薄层层析控制反应终点。
步骤 D 头孢氨苄一水物的制备同实施例一,头孢氨苄一水物5.62g,收率75.33%(以7-ADCA计),加母液中的头孢氨苄后总计收率85.07%。中国药典法测定含量98.79%,比旋度+155°有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA分别为0.17%和0.13%。
实施例四试验装置和操作同实施例一步骤A混合酸酐的制备依次将PGDS 7.0g(含量99%,相当于25.54m mol)、丙酮80ml加入反应瓶中,降温到0℃加入N-甲基吗啉(N-Methylmorpholine)0.05ml、氯甲酸乙酯3.50ml(含量95%,相当于31.16m mol),控制温度-25℃,反应0.5h,获得化合物(Ⅱ)的反应液,降温到-50℃,备用。
步骤 B 7-ADCA 硅烷化依次将7-ADCA 4.6g(相当于21.47m mol)、丙酮100ml加入反应瓶中,搅拌下加入三丙胺(Tripropylamine)8.14ml,20℃滴加三甲基氯硅烷5.6ml(含量98%,相当于43.44m mol),加毕于30℃反应1.5h,获得化合物(Ⅲ),降温到0℃,备用。
步骤 C 酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于-10℃,酰化反应2.5h,用高效液相色谱控制,至转化率≥97%即为反应终点。
步骤 D 头孢氨苄一水物的制备同实施例一,头孢氨苄一水物5.65g,收率75.74%(以7-ADCA计),加母液中的头孢氨苄后总计收率85.74%。中国药典法测定含量98.79%,比旋度+155°有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA分别为0.15%和0.15%。
实施例五试验装置和操作同实施例一步骤A混合酸酐的制备依次称取PGDS 7.5g(含量99%,相当于27.37m mol)、二氯甲烷100ml加入反应瓶中,降温到-25℃加入N-甲基吗啉0.05ml、氯甲酸乙酯4.0ml(含量95%,相当于35.62m mol),控制温度-25℃,反应1.0h,获得化合物(Ⅱ),降温到-50℃,备用。
步骤 B 7-ADCA 硅烷化称取7-ADCA 4.6g(相当于21.47m mol)、二氯甲烷150ml加入反应瓶中,搅拌下加入三乙胺5.1ml,20℃滴加三甲基氯硅烷5.2ml(含量98%,相当于40.34m mol),加毕于室温反应0.5h,获得化合物(Ⅲ),降温到0℃,备用。
步骤 C 酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于5℃,酰化反应1h,同实施例一用薄层层析控制反应终点。
步骤D头孢氨苄一水物的制备同实施例一,头孢氨苄一水物5.7g,收率76.41%(以7-ADCA计),加母液中的头孢氨苄后总计收率86.41%。中国药典法测定含量98.75%,比旋度+153°有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA分别为0.12%和0.15%。
实施例六试验装置和操作同实施例一步骤 A同实施例二;步骤B同实施例五;
步骤 C 酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于0℃,酰化反应1.5h,同实施例一用薄层层析控制反应终点。
步骤 D 头孢氨苄一水物的制备10℃水解0.5h其余同实施例一,得头孢氨苄一水物5.8g,收率77.75%(以7-ADCA计),加母液中头孢氨苄后总计收率87.75%。同法测定含量100.13%,比旋度+156°有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA分别为0.11%和0.14%。
实施例七试验装置和操作同实施例一步骤A同实施例二;步骤B同实施例五;
步骤C酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于-5℃,酰化反应2h,其余同实施例一。
步骤 D 同实施例一。
得头孢氨苄一水物5.75g,收率77.08%(以7-ADCA计),加母液头孢氨苄后总计收率87.08%。同法测定含量100.01%,旋度+156°有关物质项下α-苯甘氨酸和7-ADCA分别为0.14%和0.11%。
实施例八试验装置和操作同实施例一步骤 A 同实施例二;步骤 B 同实施例五;
步骤 C 酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于-35℃,酰化反应5h,其余同实施例一。
步骤 D 同实施例一。
得头孢氨苄一水物5.7g,收率76.41%(以7-ADCA计),加母液头孢氨苄后总计收率86.41%。同法测定含量99.93%,旋度+158°有关物质项下α-苯甘氨酸和7-ADCA分别为0.19%和0.10%。
实施例九试验装置和操作同实施例一步骤 A称取PGDP(Potassium D-N-(1-methoxycarbonylpropen-2-yl)-α-aminophenylacetate)7.4g(含量99%,相当于25.54m mol)、二甲基甲酰胺(DMF,Dimethylformamide)3ml加入反应瓶中,降温到-25℃加入N-甲基吗啉0.03ml、氯甲酸乙酯3.2ml(含量95%,相当于28.49m mol),于-20℃,反应2h,获得化合物(Ⅱ),降温到-50℃,备用。
步骤 B 同实施例五。
步骤 C 酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于-35℃,酰化反应3.5h,其余同实施例一。
步骤 D条件同实施例一。
得头孢氨苄一水物5.82g,收率78.02%(以7-ADCA计),加母液头孢氨苄后总计收率88.02%。同法测定含量99.54%,旋度+158°有关物质项下α-苯甘氨酸和7-ADCA分别为0.17%和0.16%。
实施例十试验装置和操作同实施例一步骤 A除不加 DMF 外,其余同实施例九。
步骤 B 同实施例五。
步骤 C 同实施例九。
步骤 D 同实施例一。
得头孢氨苄一水物5.6g,收率75.07%(以7-ADCA计),加母液头孢氨苄后总计收率85.07%。同法测定含量99.33%,旋度+156°有关物质项下α-苯甘氨酸和7-ADCA分别为0.11%和0.12%。
实施例十一步骤A称取PGDS 14g(含量 99%,相当于51.61m mol)、二氯甲烷160ml加入反应瓶中,降温到0℃加入N-甲基吗啉0.08ml,降温到-25℃,加入氯甲酸乙酯6.1ml(含量95%,相当于54.19m mol),于-20℃,反应1h,获得化合物(Ⅱ),降温到-50℃,备用。
步骤B称取7-ADCA 9.2g(相当于42.94m mol)、二氯甲烷180ml 加入于反应瓶中,降到-15℃搅拌下加入三乙胺14ml,然后滴加三甲基氯硅烷11.09ml(含量98%,相当于99.20m mol),加毕于-10℃反应0.5h,获得化合物(Ⅲ),降温到0℃,备用。
步骤C酰化化合物(Ⅲ)反应液全量加入化合物(Ⅱ)反应液中,搅拌下,于0℃,酰化反应1.5h,高效液相色谱测定反应终点。
步骤 D 头孢氨苄一水物的制备当酰化液中,7-ADCA浓度小于0.81mg/ml时(即转化率超过97%),加入浓盐酸15ml,水160ml,35℃水解1h,水解毕静置分层,水层用三乙胺调节PH,至3.0结晶0.5h,再调至PH5.5,搅拌0.5h使结晶完全,过滤,85%丙酮洗至无Cl-干燥得头孢氨苄一水物11.3g,收率75.74%(以7-ADCA计),加母液中的头孢氨苄后总计收率85.74%。中国药典法测定含量101.75%,比旋度+155°有关物质项下α-苯甘氨酸(PG,α-Phenylglycine)和7-ADCA分别为0.12%和0.15%。
实施例十二除步骤A中用4-甲基吡啶0.1ml催化外,其余步骤均同实施例十一。
得头孢氨苄一水物11.7g,收率78.42%(以7-ADCA计),加母液头孢氨苄后总计收率88.42%。同法测定含量101.24%,旋度+155°有关物质项下α-苯甘氨酸和7-ADCA分别为0.11%和0.12%。
权利要求
1.一种头孢氨苄的制备方法,其特征在于1.1用7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA,7-Aminodesace-toxycephalosporanic acid)与三甲基氯硅烷(Trimethylochloro-silane)在叔胺存在下,进行硅烷化制备化合物(Ⅲ),1.2用苯甘氨酸单宁盐[PGDS,Sodium or potassium D-N-(1-methoxycarbonylpropen-2-yl)-a-aminophenylacetate]与氯甲酸酯类在有机碱催化剂下制备化合物(Ⅱ),1.3化合物(Ⅲ)与化合物(Ⅱ)经酰化,水解制备化合物(Ⅰ)。
2.根据权利要求1所述的头孢氨苄的制备方法其特征是硅烷化反应时的摩尔比是7-ADCA三甲基氯硅烷=11.0~2.4。
3.根据权利要求1所述的头孢氨苄的制备方法,其特征是硅烷化反应时的温度是-15~35℃。
4.根据权利要求1所述的头孢氨苄的制备方法,其特征是缩合反应时的摩尔比是苯甘氨酸单宁盐氯甲酸酯类=10.9~1.4。
5.根据权利要求1所述的头孢氨苄的制备方法,其特征是缩合反应时的温度是-30~-5℃。
6.根据权利要求1所述的头孢氨苄的制备方法,其特征是酰化反应时的温度是-40~5℃。
全文摘要
一种头孢氨苄(I)的制备方法,用7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸与三甲基氯硅烷在叔胺存在下,进行硅烷化制备化合物(III),用苯甘氨酸单宁盐与氯甲酸酯类在有机碱催化下制备化合物(II),(III)与(II)经酰化,水解制备化合物(I)。酰化反应的转化率可控制在≥97%,头孢氨苄的一次结晶率75~78%,成品得率85~88%,比2,2-二甲基丙酰氯工艺提高显著,氯甲酸酯类价格仅为原工艺的28.89%,成本大幅度降低,更适于工业化。
文档编号C07D501/22GK1103403SQ9311524
公开日1995年6月7日 申请日期1993年12月2日 优先权日1993年12月2日
发明者王志娅 申请人:山东新华制药厂

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