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        7-氨基-3-乙烯基頭孢烷酸的合成*

        2010-11-26 03:24:16白金龍王如金劉立英付德才
        合成化學(xué) 2010年1期
        關(guān)鍵詞:烷酸乙烯基濾餅

        白金龍, 王如金, 劉立英, 付德才

        (1. 河北科技大學(xué) 化學(xué)與制藥工程學(xué)院,河北 石家莊 050018; 2. 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程系,河北 滄州 061001)

        7-氨基-3-乙烯基頭孢烷酸(1)是合成口服第三代頭孢菌素頭孢克肟和頭孢地尼的重要中間體[1~6]。依據(jù)起始原料的不同可分為三條合成路線: (1) 以青霉素G鉀鹽為起始原料,通過開環(huán)、擴環(huán)、閉環(huán)等反應(yīng)制備[7]; (2) 對7-氨基頭孢烷酸進行結(jié)構(gòu)改造[8]; (3) 以7-苯乙酰氨基-3-氯甲基頭孢烷酸對甲氧基芐酯(2)為原料,首先與甲醛發(fā)生Wittig反應(yīng),在3-C引入乙烯基,然后再脫去4,7-C的保護基得1[9~13]。路線(1)和(2)工藝難度較大,成本高,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

        本文對路線(3)進行了工藝改進(Scheme 1)。7-苯乙酰氨基-3-乙烯基-4-頭孢烷酸對甲氧基芐酯(4)的合成在二氯甲烷-水體系中進行,避免了文獻[8~11]方法在二氯甲烷-水-丙酮中反應(yīng)而造成溶劑難以回收的缺點;苯酚水解過程中加入催化量的質(zhì)子酸,反應(yīng)時間大大縮短,反應(yīng)更徹底。1的總收率(71.2%)較文獻[11]方法(60.2%)明顯提高,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和IR表征。

        改進后的工藝具有操作簡便,收率較高,易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。

        4 5 1

        Scheme1

        1 實驗部分

        1.1 儀器與試劑

        X-4型數(shù)字顯微熔點儀(溫度計未校正);LC-20AT型液相色譜儀;Bruker500 Ultrashield型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));PE 2000 FT-IR型紅外光譜儀(KBr壓片)。

        2,工業(yè)品,紹興平宇生物技術(shù)有限公司;PGA(青霉素?;?,工業(yè)品,石藥集團中潤藥業(yè);其余所用試劑均為分析純。

        1.2 合成

        (1) 4的合成

        在四口燒瓶中加入2 50 g(103 mmol), CH2Cl2300 mL,水50 mL,攪拌下于15 ℃~20 ℃依次加入碘化鈉15.5 g(103 mmol)和三苯基膦29.5 g(112 mmol),加畢,于30 ℃反應(yīng)100 min。于20 ℃加入37%甲醛水溶液80 mL,快速攪拌下于20 ℃~25 ℃滴加1 mol·L-1NaOH溶液100 mL,保持pH 9.0~10.0反應(yīng)2 h。用0.1 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 2.0~2.5,分液,水相用100 mL CH2Cl2萃取,合并有機相,于25 ℃減壓濃縮,加入30 ℃的甲醇750 mL,于30 ℃慢速攪拌析晶1 h;再濃縮,加水150 mL,于0 ℃~5 ℃攪拌1 h;抽濾,濾餅用60%甲醇洗滌,于40 ℃真空干燥得類白色粉末4 37.4 g,收率79.5%,含量97.2%(HPLC), m.p.180 ℃~182 ℃(81%, 180 ℃~182 ℃[10]);1H NMR(CDCl3)δ: 7.37~7.22(m, 7H, ArH), 05(dd, 1H, vinyl-H), 6.88(d, 2H, ArH), 02(d, 1H, NH), 5.80(dd, 1H, 7-H), 5.44(d, 1H, vinyl-H), 5.31(d, 1H, vinyl-H), 5.22~5.17(2ABq, 2H, OCH2), 4.94(d, 1H, 6-H), 3.80(s, 3H, OCH3), 3.68~3.61(ABq, 2H, PhCH2), 3.61~3.45(ABq, 2H, CH2); IRν: 3 250, 3 054, 1 774, 1 710, 1 654, 1 610, 1 038 cm-1。

        (2)1的合成

        在四口燒瓶中加入435 g(75 mmol),苯酚105 g, 85%磷酸0.86 g(7.5 mmol),攪拌下于45 ℃~50 ℃反應(yīng)1.5 h。加入乙酸丁酯350 mL,分液,有機相用2%NaHCO3溶液(2×300 mL)萃取,合并水相,加入乙酸丁酯150 mL,攪拌,分液,水相加入活性炭2 g,脫色30 min,過濾,濾餅用水(50 mL)洗滌,合并水相,于30 ℃~32 ℃加入PGA 35 g至水相中,滴加7.5%碳酸鈉溶液控制pH 7.5~8.0,待pH不變時停止反應(yīng)。過濾,濾餅用水洗滌,濾液用15%硫酸溶液慢慢調(diào)節(jié)至pH 4.0,于0 ℃~5 ℃養(yǎng)晶1 h;過濾,濾餅依次用水,丙酮洗滌,于45 ℃真空干燥得白色粉末115.2 g,收率89.6%,含量99.18%(HPLC), m.p.>200℃(分解)(80%, 200 ℃~230 ℃分解[9]);1H NMRδ: 6.90(dd, 1H, vinyl-H), 5.58(d, 1H, vinyl-H), 5.27(d, 1H, vinyl-H), 5.00(d, 1H, 7-H), 4.75(d, 1H, 6-H), 3.83~3.58(ABq, 2H, CH2); IRν: 3 000, 2 972, 2 614, 1 790, 1 630, 1 613, 1 055 cm-1。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 合成4反應(yīng)條件的選擇

        反應(yīng)溫度對鹵素交換及膦鹽生成反應(yīng)影響較小,但溫度過低會影響反應(yīng)速度,過高會導(dǎo)致反應(yīng)物降解(如內(nèi)酰胺開環(huán)等)。本實驗采用30℃左右反應(yīng),約100 min即可達到最佳反應(yīng)效果(HPLC監(jiān)測2殘留小于1%)。

        季膦鹽3同甲醛在堿性條件下發(fā)生Wittig反應(yīng),不同的堿對Wittig反應(yīng)的影響很大(表1)。由表1可見,Wittig反應(yīng)中使用氫氧化鈉為堿,4收率較高。

        表 1 堿對Wittig反應(yīng)的影響*Table 1 Effect of bases on Wittig reaction

        *反應(yīng)條件同1.2(1)

        2.2 合成1反應(yīng)條件的選擇

        酶解反應(yīng)過程中,控制體系pH 7.5~8.0,其余條件同1.2(2),考查反應(yīng)溫度對合成1的影響,結(jié)果見表2。從表2可以看出,隨著溫度的升高,反應(yīng)時間逐漸縮短,收率也有所提高, 同時,頭孢化合物和青霉素?;冈?0 ℃左右較穩(wěn)定。所以,反應(yīng)溫度以30 ℃為佳。

        表 2 溫度對酶解反應(yīng)的影響*Table 2 Effect of reaction temperature on the enzymatic hydrolysis

        *pH 7.5~8.0,其它反應(yīng)條件同1.2(2)

        表 3 pH對酶解反應(yīng)的影響*Table 3 Effect of pH value on the enzymatic hydrolysis

        *反應(yīng)溫度30 ℃~32 ℃,其它反應(yīng)條件同1.2(2)

        酶解反應(yīng)過程中,控制溫度在30 ℃~32 ℃,其余條件同1.2(2),考查反應(yīng)體系pH值對合成1的影響,結(jié)果見表3。從表3可以看出,隨著體系pH值的升高,反應(yīng)時間逐漸縮短,收率也有所提高,但在pH>8.0時,1的色級較重。所以,酶解反應(yīng)過程適宜的pH值為7.5~8.0。

        [1] 胡艾希,袁帥,宋又群,等. 頭孢克肟的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2004,35(1):3-4.

        [2] Decristoforo Martin, Ludescher Johannes, Sturm Hubert.Process for purification of a cephalosporin derivative[P].WO 9 951 607,1999.

        [3] Decristoforo Martin, Ludescher Johannes, Miller Ludwig,etal. Crystallinesalts of 7-[2-(aminothiazol-4-yl)-2-(tertbutoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carboxylic acid[P].AT 405 402,1999.

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        [6] 林桂椿,劉莉,馬靈臺,等. 頭孢地尼的合成[J].合成化學(xué),2001,9(5):383-385.

        [7] 付麗. 醫(yī)藥中間體7-氨基-3-乙烯基頭孢烷酸(7-AVCA)合成工藝研究[D].濟南: 山東大學(xué),2005.

        [8] Yamanaka H, Chiba T, Kawabata K,etal. Studies onβ-lactam antibiotics Ⅸ:Synthesis and biological activity of a new orally active cephalosporin,cefixime(FK027)[J].Antibiotics, 1985,38(12):1738-1751.

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        [11] 穆春明,李萬峰,楊建. 7-氨基-3-乙烯基頭孢烷酸的合成[J].應(yīng)用化工,2009,38(1):154-156.

        [12] Wieser Josef, Ascher Gerd, Ludescher Johannes,etal. Intermediates and process for the production of 3-vinylcephalosporins[P].US 6 248 881,2001.

        [13] Wieser Josef, Ascher Gerd, Ludescher Johannes,etal. Process for the production of 3-vinyl cephalosporins[P].US 2 001 007 029,2001.

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