CN103102358B

CN103102358B - 一种头孢类化合物、其晶体及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN103102358B
Application number: CN201110354195.6A
Authority: CN
Inventors: 冯胜昔; 姚柳端; 刘丹青; 王峰波; 关晴; 曾慧; 周勤
Original assignee: Guangzhou Baiyunshan Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: White Cloud Mountain chemical pharmaceutical factory of Guangzhou Baiyunshan Pharmaceutical Group Co., Ltd.
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-11-10
Also published as: CN103102358A

Abstract

本发明涉及(6R，7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N，N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐、其晶体及其制备方法和用途，该化合物的结构式如下所示。在碱性条件下，7-ACA与溴乙酰溴反应，得到7-溴乙酰氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸即中间体A；该中间体A与N，N’-二环己基硫脲反应，得到本发明的化合物，该化合物进一步精制而制得纯度高稳定性好的本发明化合物的晶体。所述化合物及其晶体对金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌和粪肠球菌等具有抗菌作用，是潜在的抗菌药物，具有较好的应用前景。

Description

一种头孢类化合物、其晶体及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于化学制药领域，更具体而言，涉及一种头孢类化合物、其晶体及其制备方法和用途，特别是涉及(6R，7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N，N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐晶体及其制备方法和用途。

背景技术

头孢硫脒其结构式如下，为第一代β-内酰胺类抗生素，抗菌谱与头孢噻吩相似。头孢硫脒对革兰阳性菌及部分阴性菌有抗菌活性，对革兰阳性球菌的作用尤强。对草绿色链球菌、溶血性链球菌、非溶血性链球菌、白喉杆菌、产气荚膜杆菌、破伤风杆菌和炭疽杆菌均有良好抗菌作用。

但是，随着使用的日渐广泛，逐渐出现细菌耐药性的现象，这就需要进一步开发新品种的抗生素。结构改造的方向主要集中在7位、3位上。

在一系列实验研究基础上，本发明人对头孢硫脒结构的7位基团进行改造，用N，N’-二环己基脒硫基代替N，N’-二异丙基脒硫基而得到一种新的化合物，即(6R，7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N，N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐。该化合物对金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌和粪肠球菌等有抗菌作用，是潜在的抗菌药物，具有较好的应用前景。

发明内容

因此，本发明的目在于提供一种新头孢类抗菌素，即(6R，7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N，N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐晶体(下文，简称化合物I)及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种稳定性好的化合物I晶体及其制备方法；

本发明的再一目的是提供上述化合物I及其晶体在制备人用或兽用抗菌药物中的用途，所述化合物I及其晶体对金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌、粪肠球菌等具有抗菌效果，有可能可用于呼吸道感染、胆道感染、尿路感染、创伤及外科感染、皮肤及软组织感染、妇科感染、耳鼻喉感染、心内膜炎、败血症、肺炎、脑膜炎的治疗。

根据本发明的一方面，本发明提供一种头孢类化合物，即结构式如下的(6R，7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N，N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐(简称化合物Ⅰ)：

根据本发明的另一方面，本发明提供一种稳定性好的化合物Ⅰ晶体，使用Cu-Kα辐射，该晶体具有如图1所示的X-射线粉末衍射图，其中，2θ 为衍射角，d为晶面间距，I/I₀为相对强度。

根据本发明，本发明提供一种化合物Ⅰ的制备方法，采用一步两相法制备中间体7-溴乙酰氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸(即中间体A)，而后该中间体A与N，N’-二环己基硫脲反应，即得到化合物Ⅰ。该方法包括如下步骤：

步骤1：利用两相法，在碱性条件下，7-ACA(即7-氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂二环[4，2，0]-2-烯-2-羧酸)与溴乙酰溴反应，得到7-溴乙酰氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸(即中间体A)；和

步骤2：在三乙胺存在下，中间体A与N，N’-二环己基硫脲反应，得到(6R，7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N，N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐，即化合物Ⅰ。

在上述步骤1中，7-ACA在碱性条件下溶解于水中后，加入与水不相溶的溶剂，在转速120～300转/分钟搅拌下，加入溴乙酰溴，在0～40℃下，反应1～3小时；在反应结束后，分出水相，用酸调节水相的pH至1.0～4.0，优选pH至1.0～2.5，中间体A析出；其中所述7-ACA与溴乙酰溴的摩尔比为1∶1～1.5，所述碱为三乙胺、碳酸氢钠或碳酸钠，与水不相溶的溶剂为苯、甲苯、乙醚、二氯甲烷或氯仿，所述酸为硫酸、盐酸或磷酸。

在上述步骤2中，中间体A在三乙胺作用下溶解，中间体A与N，N’-二环己基硫脲摩尔比为1∶1～1.5，反应所用溶剂为氯仿、二氯甲烷、甲醇、乙醇、丙酮或其混合物，反应温度为10～50℃，反应时间1～4小时。

如上述制备方法所得到的化合物Ⅰ为白色至微黄色粉末状，纯度不高，需要进一步精制以制备出纯度高稳定性好的化合物Ⅰ晶体。将化合物Ⅰ用极性溶剂溶解，得到化合物Ⅰ的溶液，在一定温度下，通过向化合物Ⅰ的溶液中加入与上述极性溶剂互溶而与化合物Ⅰ微溶或不溶的析晶溶剂，控制饱和过程和晶体生长速度，得到所需化合物Ⅰ结晶，经过分离、干燥，最后得到化合物Ⅰ晶体。

因此，本发明提供一种纯度高稳定性好的化合物Ⅰ晶体的制备方法，该方法包括：采用极性溶解溶剂将化合物Ⅰ溶解，得到化合物Ⅰ溶液，其中所述极性溶解溶剂为水、低级醇或其混合物；然后，在温度0～45℃，搅拌速度20～150转/分钟搅拌下，第一次滴加析晶溶剂至出现微微浑浊，养晶0.5～2小时，第二次继续滴加析晶溶剂至大量晶体析出，过滤干燥，得到化合物Ⅰ晶体，其中所述析晶溶剂为酮或者酮与乙醇的混合物；

其中所述低级醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇和异丁醇等；所述酮包括丙酮、甲乙酮和戊酮等。

在根据本发明的化合物Ⅰ晶体的制备方法中，其中所述极性溶解溶剂优选为水、甲醇或者水/甲醇混合物；采用这些极性溶解溶剂将化合物Ⅰ溶解，配成化合物Ⅰ的饱和溶液，或使极性溶解溶剂过量1wt％～20wt％；

所述析晶溶剂为丙酮或者丙酮与乙醇按照体积比1～100∶1的混合物。

在析晶过程中温度对结晶颗粒的大小影响很大，选择适当的温度，有利于得到所希望大小的晶体，并且可以从中控制颗粒均匀性，所述温度为0～45℃，优选为0～30℃，更优选为8～20℃。

在整个结晶过程中，过饱和度、析晶速度、搅拌速度等因素对最终结晶有重要影响。过饱和度控制与温度、第一次滴加析晶溶剂的量及滴加速度有关；析晶速度与过饱和度、第二次析晶溶剂滴加速度的控制有关；搅拌速度对结晶颗粒的大小有重要影响。滴加析晶溶剂时，搅拌速度在每分钟20～150转，优选20～40转，速度控制既要避免局部过饱和的形成，又要避免大颗粒的晶体被破坏。第一次析晶溶剂加入的量以能刚好使体系析出少量晶体为佳，滴加时间控制在0.5～2h。养晶0.5～2小时后，当已经析出较多晶体时，第二次滴加析晶溶剂，滴加时间控制在1～3h。第二次析晶溶剂的量对晶体的形态大小影响不大，可以根据需要进行调整。

上述结晶方法无论分批结晶、连续结晶等，都可以实施。

本发明的化合物Ⅰ及其晶体对金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、粪肠球菌等具有抗菌效果，有可能可用于呼吸道感染、胆道感染、尿路感染、创伤及外科感染、皮肤及软组织感染、妇科感染、耳鼻喉感染、心内膜炎、败血症、肺炎、脑膜炎的治疗。采用下面实施例5制备的化合物Ⅰ晶体，应用《消毒技术规范》2002版2.1.8.4最小抑菌浓度方法进行抗菌试验，结果如下表所示：

本发明的优点在于：

(1)本发明化合物Ⅰ晶体纯度较高；

(2)本发明的化合物Ⅰ及其晶体对金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、粪肠球菌等具有抗菌效果，是潜在的抗菌药物。

附图说明

图1是本发明实施例5制备的化合物Ⅰ晶体的X-射线粉末衍射图。

具体实施方式

下面通过实施例更具体地说明本发明，但是本发明的保护范围不局限于如下实施例中。

一.化合物Ⅰ的制备

实施例1：制备7-溴乙酰氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸(中间体A)

在室温下，在300ml水中，加入30g(0.11mol)7-ACA，在120转/分钟搅拌下慢慢滴加三乙胺至7-ACA完全溶解，得到澄清溶液。向上述澄清溶液中加入二氯甲烷50ml，调节温度至0～5℃，滴加碳酸氢钠溶液(24g溶于250ml水)和滴加13ml溴乙酰溴(0.15mol)。保温0～5℃，反应30～60min，静置分层，分出水相，向该水相中慢慢滴加3mol/L硫酸溶液，温度维持0～5℃，当pH为2.5左右开始析出固体，直至pH为1.0～1.5左右为滴定终点，继续养晶1h。抽滤，滤渣水洗三次，真空干燥，得到约33g的中间体A。

实施例2：制备中间体A

在室温下，在500ml水中，加入30g(0.11mol)7-ACA，在搅拌下滴加碳酸氢钠溶液(27.6g溶于250ml水)至7-ACA完全溶解，得到澄清溶液。向上述澄清溶液中加入甲苯100ml，调节温度至30～35℃，继续滴加上述余下的碳酸氢钠溶液和滴加12ml溴乙酰溴(0.138mol)。保温30～35℃，反应 30～60min，静置分层，分出水相，将该水相温度调节至室温，向该水相中慢慢滴加3mol/L盐酸，当pH为2.5左右开始析出固体，直至pH为1.0～1.5左右为滴定终点，继续养晶1h。抽滤，滤渣水洗三次，真空干燥，得到约36g中间体A。

实施例3：制备化合物Ⅰ

将500ml二氯甲烷调节温度至15～20℃，加入中间体A 39.3g(0.1mol)，慢慢滴加三乙胺至中间体A完全溶解，得到澄清溶液，而后加入N，N’-二环己基硫脲36g(0.15mol)，慢慢调节温度至25～30℃。反应2h，抽滤，滤渣用二氯甲烷洗涤3次。室温真空干燥，最后得到化合物Ⅰ约39g。采用HPLC方法测定纯度为93.2％。

实施例4：制备化合物Ⅰ

将600ml二氯甲烷调节温度至20～25℃，加入中间体A 39.3g(0.1mol)，慢慢滴加三乙胺至中间体A完全溶解，得到澄清溶液，而后加入N，N’-二异丙基硫脲28.8g(0.12mol)，慢慢调节温度至20～25℃。反应1h，抽滤，滤渣用二氯甲烷洗涤3次。室温真空干燥，最后得到化合物Ⅰ约35g。采用HPLC方法测定纯度为94.0％。

二.化合物Ⅰ晶体的制备

实施例5

在常温下，向三口瓶中加入180ml甲醇/水混合液(按体积比2∶1)，加入上述实施例3制备的化合物Ⅰ粗品30g，待其溶解后，调节温度至15～20℃，调节搅拌速度40转/分钟左右，慢慢滴加丙酮至刚出现浑浊(约1小时)，养晶30分钟，至较多晶体析出后，继续滴加丙酮，最后共加入丙酮共540ml(约2小时)。抽滤，用适当的丙酮洗涤3次，抽干，减压干燥，得到化合物Ⅰ晶体18g，采用HPLC方法测定纯度98.7％。

使用D/max-3A X射线衍射仪，检测条件是Cu疤Kα₁射线，电压35kv，电流25mA，发射狭缝1°，防散射狭缝1°，接收狭缝0.3mm，2θ范围：3°～50°，10°/min，进行X射线衍射分析，图1是本实施例制备的化合物Ⅰ晶体的X射线粉末衍射图。

使用Bruker AVANCE AV400超导脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪对本实施例制备的化合物Ⅰ晶体进行核磁共振分析，数据及解析如下：

¹H核磁共振谱数据及解析

¹³C核磁共振谱数据及分析

实施例6

在10～15℃下，向三口瓶中加入120ml甲醇，加入上述实施例4制备的化合物Ⅰ粗品30g，待其溶解后，调节温度至15～20℃，调节搅拌速度80转/分钟左右，慢慢滴加乙醇/丙酮混合液(按体积比1∶1)刚出现浑浊(约1小时)，养晶30分钟，至较多晶体析出后，继续滴加，最后共加入乙醇/丙酮混合液(按体积比1∶1)600ml(约2.5小时)。抽滤，用适当量的丙酮洗涤3次，抽干，减压干燥，得到化合物Ⅰ晶体21g，纯度98.3％，其X射线粉末衍射图同实施例5。

实施例7

在0～5℃下，向三口瓶中加入80ml水/甲醇(1∶9)，加入上述实施例3制备的粗品30g，待其溶解后，调节温度5～10℃，调节搅拌速度80转/分钟左右，慢慢滴加乙醇/丙酮混合液(按体积比1∶3)刚出现浑浊(约1小时)，养晶30分钟，至较多晶体析出后，再继续滴加乙醇/丙酮混合液(按体积比1∶3)720ml(约2小时)。抽滤，用适当量的丙酮洗涤3次，抽干，减压干燥，得到化合物Ⅰ晶体20g，纯度98.5％，其X射线粉末衍射图同实施例5。

实施例8

在10～15℃下，向三口瓶中加入90ml水/甲醇(按体积比1∶5)，加入上述实施例3制备的粗品30g，待其溶解后，调节温度15～20℃，调节搅拌速度80转/分钟左右，慢慢滴加丙酮刚出现浑浊(约1.5小时)，养晶30分钟，至较多晶体析出后，再继续滴加丙酮540ml(约3小时)。抽滤，用适当量的丙酮洗涤3次，抽干，减压干燥，得到化合物Ⅰ晶体23g，纯度98.2％，其X射线粉末衍射图同实施例5。

Claims

1.一种(6R,7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N,N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐晶体，使用Cu-Kα辐射，该晶体的X-射线粉末衍射图如图1所示。

2.一种如权利要求1所述的(6R,7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N,N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐晶体的制备方法，该方法包括：

采用极性溶解溶剂将(6R,7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N,N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐即化合物Ⅰ溶解，配成化合物Ⅰ的饱和溶液，或使极性溶解溶剂过量1wt％～20wt％，得到化合物Ⅰ溶液，其中所述极性溶解溶剂为水、甲醇或者水与甲醇的混合物；然后，在温度8～20℃，搅拌速度20～150转/分钟搅拌下，第一次滴加析晶溶剂至出现微微浑浊，养晶0.5～2小时，第二次继续滴加析晶溶剂至大量晶体析出，过滤干燥，得到化合物Ⅰ晶体，其中所述析晶溶剂为丙酮或者丙酮与乙醇按照体积比1～100：1的混合物；

第一次析晶溶剂加入的量以能刚好使体系析出少量晶体，滴加时间控制在0.5～2h；养晶0.5～2小时后，当已经析出较多晶体时，第二次滴加析晶溶剂，滴加时间控制在1～3h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述(6R,7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N,N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐按如下方法制得：

步骤1：利用两相法，在碱性条件下，7-ACA即7-氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂二环[4,2,0]-2-烯-2-羧酸与溴乙酰溴反应，得到7-溴乙酰氨基-3-[(乙酰氧基)甲基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸即中间体A；和

步骤2：在三乙胺存在下，中间体A与N,N’-二环己基硫脲反应，得到(6R,7R)-3-[(乙酰氧基)甲基]-7-[α-(N,N’-二环己基脒硫基)-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]-辛-2-烯-2-甲酸内铵盐，即化合物Ⅰ。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是，在所述步骤1中，7-ACA在碱性条件下溶解于水中后，加入与水不相溶的溶剂，在转速120～300转/分钟搅拌下，加入溴乙酰溴，在0～40℃下，反应1～3小时；在反应结束后，分出水相，用酸调节水相的pH至1.0～4.0，中间体A析出；其中所述7-ACA与溴乙酰溴的摩尔比为1：1～1.5，所述碱性条件由三乙胺、碳酸氢钠或碳酸钠提供，所述与水不相溶的溶剂为苯、甲苯、乙醚、二氯甲烷或氯仿，所述酸为硫酸、盐酸或磷酸。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是，在所述步骤2中，中间体A在三乙胺作用下溶解，中间体A与N,N’-二环己基硫脲摩尔比为1：1～1.5，反应所用溶剂为氯仿、二氯甲烷、甲醇、乙醇、丙酮或其混合物，反应温度为10～50℃，反应时间1～4小时。