本文将探讨头孢他啶的合成方法,期望为头孢他啶的合成与研究提供有益信息。
简述:头孢他啶,第三代头孢菌素,化学名称为(6R,7R)-7-[[(2Z)-2-(2-氨基-1,3-噻唑-4- 基)-2-(1-羟基-2-甲基-1-氧代丙烷-2-基)氧亚氨乙酰]氨基]-8-氧代-3-(吡啶-1-鎓-1-基甲基)-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸,英文商品名称为ceftazidime,CAS号是 72558-82-8,分子式为C22H22N6O7S2,分子量为546.5730,结构式如图所示,一般与5个结晶水结合形成C22H22N6O7S2·5H2O的药用形式。葛兰素史克公司(GSK) 在1978年申请了头孢他啶的合成方法专利并将其在英国上市,目前,在临床中具有较为广泛的应用。
合成:
(1)中间体7-APCA (6) 的制备
向1 000 mL三颈瓶中加入二氯甲烷240 mL,将氮气通入液面下,控制气体流速,加入7-ACA 40 g (0.147 mol) 、六甲基二硅胺烷48 mL、三甲基氯硅烷 (TMSCl) 0.1 mL,升温回流8 h。降温至0 ℃,加入 40 mL N,N-二乙基苯胺,搅拌15 min,加入三甲基碘硅烷 (TMSI) 36 mL,控制温度在10~15 ℃,反应3 h。控温0 ℃以下,在30 min内缓慢滴加吡啶40 mL,10~15 ℃反应2 h。降温至5 ℃,加入偏重亚硫酸钠0.6 g,缓慢滴加适量甲醇和2 mol·L-1盐酸,搅拌20 min,静置,分层。控温在5 ℃以下,水层加入360 mL丙酮,滴加三乙胺至混浊,养晶 20 min,用三乙胺调pH值2.8~3.0,加入100 mL丙酮,养晶搅拌1 h。过滤,用100 mL丙酮洗涤,真空干燥,得7-APCA (6) 46.8 g,纯度99.0%,收率83.2%。
(2)头孢他啶叔丁酯 (8) 的制备
向500 mL反应瓶中加入150 mL二氯甲烷、20 mL甲醇、0.2 g (1 mmol) 偏重亚硫酸钠和0.2 g (0.6 mmol) 四丁基溴化铵,于5 ℃以下,加入20 g (52 mmol) 7-APCA、30 g (63 mmol) 头孢他啶侧链活性酯 (7) ,滴加三乙胺15 mL,5~10 ℃反应 10 h。过滤,用二氯甲烷淋洗,至母液无色,真空干燥,得头孢他啶叔丁酯 (8) 27.5 g,收率76.4%。
(3)头孢他啶二盐酸盐 (9) 的制备
向250 mL反应瓶中加入18 mL甲酸、12 mL浓盐酸,降温至0~5 ℃,约30 min加入头孢他啶叔丁酯20 g (29 mmol) ,搅拌15 min,升温至15~20 ℃,保持此温度反应3 h。降温至0~5 ℃,缓慢滴加丙酮80 mL,加毕,继续搅拌5 min,加入0.2 g 活性炭,搅拌10 min,过滤,将滤液倾入500 mL反应瓶中,控制温度在15~20 ℃,缓慢滴加 210 mL丙酮,降温至10 ℃,养晶0.5 h,抽滤,用50 mL丙酮分两次洗涤晶体,于30 ℃真空干燥 3 h,得头孢他啶二盐酸盐 (9) 16.8 g,收率81.6%。
(4)头孢他啶五水合物 (ceftazidime·5H2O,10) 的制备
向250 mL反应瓶中加入注射用水70 mL、偏重亚硫酸钠0.2 g (1 mmol) ,降温至5~10 ℃,加入头孢他啶二盐酸盐40 g (56 mmol) ,使其溶解,加活性炭0.5 g,脱色30 min,过滤,用适量水洗,合并滤液,滤液经预处理好的ALM色谱柱分离,收集有效滤液,将所得滤液的2/3移至结晶瓶中,滴加3 mol·L-1的氢氧化钠溶液,调pH值为5.0,然后滴加剩余1/3的滤液至pH值为3.6,加适量晶种,保持温度0~5 ℃,搅拌养晶2 h,过滤,滤饼用20 mL冷水洗涤1次,再用30 mL丙酮洗2次。在30 ℃下真空干燥6 h,制得头孢他啶五水合物 (10) 32.8 g,含水量为14%,收率92%。
参考文献:
[1]魏红丽. 头孢他啶和头孢洛扎合成新工艺的研究[D]. 北京化工大学, 2022. DOI:10.26939/d.cnki.gbhgu.2022.001593.
[2]孟娇,吴晶晶. 头孢他啶的合成工艺改进 [J]. 黑龙江科技信息, 2012, (07): 23.
[3]郑玉林. 头孢他啶的合成工艺改进 [J]. 中国药物化学杂志, 2010, 20 (03): 198-200. DOI:10.14142/j.cnki.cn21-1313/r.2010.03.005.