中國抗生素雜志2010年4月第35卷第4期.277.文章編號: 1001-8689 (2010) 04-0277-04頭孢匹胺的合成陳林游莉石克金李江紅張曉劉家健(中國醫(yī)藥集團(tuán)總公司四川抗菌素工業(yè)研究所，成都610052)摘要:目的研究頭孢匹胺的合成工藝。 方法(R)2-(6-甲基 4羥基吡啶3.羰基)_氨基]2-<4.羥基苯基)乙酸乙酯(NPA-Et)經(jīng)水解、成鹽得到(R)2-(6- 甲基4-羥基吡啶3~羰基)-氨基]-2-<4-羥基苯基)乙酸鈉( NPA-Na). NPA-Na 與7-TMCA,即: (6R,7R)3-(1-甲基-1H-四唑-5~硫代甲基)-8~氧代_5~硫雜-1-氨雜雙環(huán)[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸)縮合得頭孢匹胺粗品，再成三乙胺鹽，轉(zhuǎn)酸，得到頭孢匹胺成品。結(jié)果第一 步收率84.6%，第二步收率69.3%。結(jié)論本工藝易操作， 三廢少，收率較高，為中試生產(chǎn)提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞: NPA-Na; 7-TMCA: 頭孢匹胺中圖分類號: R978.1*1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: ASynthesis of cefpiramideChen Lin*, You Li, Shi Ke-jin, Li Jiang-hong, Zhang Xiao and Liu Jia-jian(Sichuan Indutrial Institute of Antibiotics, China National Pharmaceutical Group Corporation, Chengdu 610052)Abstract Objective The process for synthesis of cefpiramide was studied. Methods()-[(4-hydroxy-6-methyl-3-pyridinyl)carbonyl]amino]-2-(4-hydroxyphenyl)acetic acid ethyl ester (NPA- Et) was hydrolysizedand then consendated with sodium salt to give (R)-2-[[(4-hydroxy-6 methyl-3-pyridinyl)carbonyl]amino]-2-(4-hydroxypheny)acetic acid sodium salt(NPA-Na). By preparing from NPA-Na and (6R,7R)-7-[(2R)-[[(4-hydroxy-6-methyl-3-pyridinyl)carbonyl]amino](4-hydroxypheny)acety1]amin)]3-[(1-methyl-1H-tetrazol-yl)thio]methyl]-8--0x0 5-thia-1-azabicyclo[4.2.0]oct-2-ene 2-carboxylic acid(7-TMCA),the crude cefpiramide was getten, followedby formation of its triethylamine salt and then the salt was converted to the pure cefpiramide. Results The yield inthe first step was 84.6% and it was 69.3% in the second step. Conclusion This process was prone to operate in highyield and the less three wastes while it provided a basis for pilot scale production.Key words NPA-Na; 7-TMCA; Cefpiramide頭孢匹胺(cefpiramide 1,結(jié)構(gòu)見圖1), 化學(xué)名:1合成方法(6R,7R)7-[(R)2-[(6-甲基-4-羥基吡啶-3-羰基)-氨基]-1的合成方法歸納起來大致有如下四條(見圖2-(4-羥基苯基)-乙酰氨基]-3-(1-甲基-1H-四唑_5_硫代2): (1)、 7-ACA 與1-甲基-5-巰基四氮唑(MTTA)在甲基)-8~氧代-5-硫雜-1-氮雜雙環(huán)[4.2.0]辛-2-烯-2-羧3-位進(jìn)行縮合反應(yīng)，制得3-(1-甲 基-1H-四唑-5-硫代酸，為第三代注射用廣譜頭孢菌素，由日本住友制甲基)-8-氧代-5-硫雜-1-氮雜雙環(huán)[4.2.0]辛-2-烯-2-羧藥公司和山之內(nèi)制藥公司聯(lián)合開發(fā)，于1985年在日酸(7TMCA戒甘樸酴樸再與D-對羥基苯甘氨酸本首次上市，隨后，在世界多個國家上市銷售。(DHI中國煤化工后與6-甲基-4-經(jīng)基煙TYHCNMHG收稿日期: 2009-10-27作者簡介:陳林，男，生于1977年，助理研究員，主要從事新藥的研究與開發(fā)。E-mail:cbdlin@126.com.278.頭孢匹胺的合成陳林等H,C、酸反應(yīng)得到頭孢匹胺2; (2)、 DHPG與6-甲基-4--OH羥基煙酸反應(yīng)制得2-(6-甲基-4-羥基吡啶-3-羰基)-氨基]-2-(4-羥基苯基)乙酸乙酯(NPA-Et)，再水解得H3CHN、)H到2-(6-甲基-4_羥基吡啶-3-羰基)-氨基]-2-(4-羥基苯基)乙酸(NPA-H), NPA-H活化后再與7-TMCA進(jìn)行酰胺化反應(yīng)得到頭孢匹胺”3]; (3)、 7-ACA與DHPG在7-位縮合，再與6-甲基-4~羥基煙酸反應(yīng)，最后于母體3-位與MTTA縮合得到頭孢匹胺12.4; (4)、圖1頭孢匹胺的結(jié)構(gòu)7-ACA先于7位與NPA-H縮合，再與MTTA反應(yīng)得Fig. 1 The structure of cefpiramide到頭孢匹胺1.21。H2N-MTTAHS-DHPG或行生物COOHCHy路線37-ACAhNiuHN-HCOH ^o Ny-chQCCH3.HO、F0NHOH路線47-TMCAFoOH 0。NPA-H路線1DHPG或衍生物hcN'路線2i是0HC^ N"CH2OCCH3)H H,C"OH0H;C~NH3 ;MTTA 7pH 0in_sCH2Sot中國煤化工YHCNMHG圖2 文獻(xiàn)報道的頭孢匹胺合成路線Fig.2 Synthetic routes of cefpiramide reported in scientific or technical literatures中國抗生素雜志2010年4月第35卷第4期.279.路線(1)和路線(3)中，DHPG的手性中心和β-內(nèi)路線(2)時，NPA-H的活化一般有兩種方法: A.酰胺環(huán)會多次參與反應(yīng)，由于DHPG易消旋，且頭孢NPA-H溶于溶劑，加TEA催化，用氯甲酸酯制備的β-內(nèi)酰胺環(huán)容易破壞，條件不易控制，不是好的混合酸酐叫; B、NPA-Na溶于溶劑，加吡啶催化,選擇。路線(4)中，DHPG的手性中心也多次參與反用特戊酰氯制備混合酸酐[3]。方法A要求溫度低應(yīng)，且3-位縮合條件劇烈，易導(dǎo)致消旋化，所以也.至-40C，而方法B溫度只需要-20C，比較而言，方不是好的選擇。路線(2)先行合成NPA-H,而DHPG法A更耗能源，對設(shè)備的要求也更高，因此制備混.的手性是可以保持不變的，同時，市場上大量銷售合酸酐時選擇方法B。綜上述，本文選擇的路線見7-TMCA，所以，比較而言，該路線更優(yōu)異。采用圖3所示。HzC、-OH) OHHzC-=0HO、=oNHOHiHNa+Na-IH)HOfNPA-EtNPAHNPA-NaNa-Q_OHHzCaHQ是” H;CCH3H;CT CH3混合酸酐HzHsi-CH3 .(HC)zSiHN--CH2S'“凡COOHHC-Ssi~CH3HsCCOos(CH3) CH37-TIMCABSAi月_ _s、TEACPM.TEACPMHHzC^ NCH2S中國煤化工頭孢匹胺粗品頭孢匹腳MYHCNMHG圖3本文選擇的頭孢匹胺合成路線Fig. 3 Synthetic route of cefpiramide intoduced in this paper.280.頭孢匹胺的合成陳林等2實驗部分獻(xiàn)157.8%)，純度98.5%(文獻(xiàn)196.4%)。2.1 儀器設(shè)備及試劑20g頭孢匹胺三乙胺鹽溶解于200mL水中，調(diào)WRS-1B型數(shù)字熔點儀(未校正); SCL-10Avp型PH2.5，析出晶體，過濾，烘干,得成品16.4g,收率島津高效液相色譜儀，色譜條件: ODS柱，檢測波94.9%(文獻(xiàn)179.3%)，純度99.1%(文獻(xiàn)("98.4%)。長: 254nm， 流速: 1mL/min, 柱溫: 30C，流動3結(jié)果與討論.相: A、磷酸二氫鉀0.01 mol/L(lmol/L氫氧化鈉調(diào)與文獻(xiàn)相比，本文綜合起來有以下幾個特點。pH6.8)，B、甲醇，A:B=75:25; Perkin-Elmer241型3.1 關(guān)于NPA-H的制備旋光儀; YP1201N型電子天平。文獻(xiàn)[1用BSA硅化保護(hù)DHPG及其類似物，再與NPA-Et, 7-TMCA，BSA為市售工業(yè)級，其他試酰氯反應(yīng)，條件溫和，不會消旋，但是，實驗發(fā)現(xiàn)劑為市售分析純。BSA硅化DHPG保護(hù)不完全，收率較低。2.2 實驗過程文獻(xiàn)!"用TEA水解NPA-Et,實驗表明，雖可脫掉2.2.1 NPA-H的制 備乙基保護(hù)基，但由于反應(yīng)時間較長，消旋較嚴(yán)重，50gNPA-Et置于500mL三口瓶，滴加乙醇和[a]B°≈-20°C, D-型僅約60%，L-型約40%。 如果縮短氫氧化鈉水溶液500mL，于一定溫度下攪拌至反反應(yīng)時間，乙基脫除又不徹底，收率很低。應(yīng)完全，鹽酸調(diào)節(jié)pH值2.5，結(jié)晶，過濾，烘干，用氫氧化鈉水溶液水解，即使溫度至0C,消旋得39.4g產(chǎn)物，收率86.3%， D-型純度大于98.0%，也很嚴(yán)重，這可能因為體系堿性太強。[a]_20=-129.74°(c=1，DMF)(另，-71.32°， c=1,本文方法既能很好地脫除保護(hù)基，又能很好的5%NaHCO,), mp: 239-240C(文 獻(xiàn)228-229"C)。保持手性中心，可以得到比較理想的收率。文獻(xiàn)無2.2.2 NPA-Na的 制備比旋度數(shù)據(jù)，本文測試了NPA-H [a]',可供科技工50gNPA-H懸浮于100mL水中，加入碳酸鈉，攪作者參考。拌，并升溫至45C，加入5-10倍丙酮，攪拌，結(jié)3.2關(guān) 于NPA-Na的制備晶，過濾，烘干，得NPA-Na52.6g，收率98.0%，該制備方法未見文獻(xiàn)報道。[a]6*=-131.54°(c=1，DMF)(另，-59.03°, c=1,最初用有機溶劑溶解NPA-H，再將此溶液滴加5%NaHCO; -59.26°, c=l, 水)，mp: 259-261C,至異辛酸鈉的溶液中，按此工藝，NPA-Na含有較多D-型純度大于98.0%。溶劑，烘烤時易于結(jié)膠，難以除去，計量不準(zhǔn)確;2.2.3頭 孢匹胺粗品的制備而實驗所用方法，簡單易操作，無消旋化，計量準(zhǔn)84.6gNPA-Na溶解于400mL DMF中，加入3.0mL確。文獻(xiàn)無比旋度及熔點數(shù)據(jù)，本文測試了NPA-Na吡啶，攪拌，冷卻至-20"C.40mL特戊酰氯滴入反應(yīng)的[a]°及熔點。.液。加畢后，200mL CH,CI,洗器壁，加入反應(yīng)液，33 關(guān)于CPM-H的制備攪拌反應(yīng)1.5h。備用。文獻(xiàn)[3)中，CPM-H粗品收率100.7%，純度65.6g7-TMCA懸浮于350mL CH,Cl中，攪拌，81.0%，但按其操作實際收率僅約70%，而且溶劑難加入74mL BSA。再50mL CH,CI,洗器壁，室溫攪拌于回收，易污染，不經(jīng)濟(jì)。改變條件后，有機溶劑至全清。緩慢滴加至前述混合酸酐溶液中，再加入易回收，環(huán)境污染少。細(xì)化操作，減少了母液中的48mL TEA，攪拌反應(yīng)過夜。損失，收率97.3%， 純度89.0%， 在幾乎維持收率的水200mLx3提取反應(yīng)液，合并水相，CH,C1,同時，樣品純度也略有提高。同時，精制收率高于1000mLx3洗滌水相。調(diào)節(jié)水相pH值2.5,過濾，炒文獻(xiàn)值，由45.8%提 高至71.2%。干，重120.5g， 收率97.3%(文獻(xiàn)[)100.7%), 純度總之，本工藝易操作，三廢少，收率較高，為89.3% (文獻(xiàn)B181.0%)。中試生產(chǎn)提供了依據(jù)，易于工業(yè)化生產(chǎn)。2.2.4頭 孢匹胺成品的制備中國煤化工61.2g頭孢匹胺粗品懸浮于300mL甲醇中，加入14.7mL TEA.攪拌30min, 加入活性炭3g,脫色lhDHCNM H G。.D-7-[-(4-Hydroxy-6-后過濾。室溫攪拌濾液，加入390mL THF,攪拌至methylnicotinamido)-4hydroxyphenylacetamido]-3-(1-微混，養(yǎng)晶，過濾，干燥，得53.5g，收率75.0%(文(下轉(zhuǎn)304頁).304.中國抗生素雜志2010年4月第35卷第4期成功構(gòu)建蛋白質(zhì)接合界面，并應(yīng)用于人體工程學(xué),參考文獻(xiàn)這為β-內(nèi)酰胺酶抑制肽的開發(fā)提供了新的途徑。本1] Doran J L, Leskiw B K, Aippersbach s, et al. Isolation and研究通過計算機分子三維模擬設(shè)計，成功構(gòu)建并合characterization of a beta-lactamase inhibitory protein from成了6段β-內(nèi)酰胺酶抑制肽，但是在鑒定活性的過程Streptomyces clavuligerus and cloning and analysis of the中發(fā)現(xiàn)抑制肽②和抑制肽⑤無法溶解，抑制肽④在corresponding gene[J]. J Bacteriol, 1990, 172(9): 4909-保存途中大部分已經(jīng)分解，故僅鑒定其它3段抑制肽4918.活性，考慮原因可能跟合成的抑制肽性質(zhì)不穩(wěn)定有2] Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance關(guān)。目前尚無對β-內(nèi)酰胺酶抑制肽活性鑒定的標(biāo)準(zhǔn)Standards for Antimicrobial Susceptibility testing Document方法，故我們采用試管稀釋法，選擇要進(jìn)行底物動M100-S17[S]. CLSI, 2007.力學(xué)研究的8株細(xì)菌，測定加入抑制肽前后的MIC來[3]朱為民， 錢元恕. TEM型B-內(nèi) 酰胺酶動力學(xué)研究[J].中初步判斷抑制肽有無活性，而經(jīng)過鑒定其余3段抑制國抗生素雜志, 2001, 26(6): 460-463.肽均具有- -定β~內(nèi)酰胺酶抑制活性。結(jié)果顯示，3段[4] 陳惠黎,李文杰分子酶學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版杜,抑制肽的抑制活性及抑制范圍有限，因?qū)σ种齐幕?983: 177-312.性的初步鑒定，我們隨機選取1 : 1的抗生素與抑制[5] Davies J. Inactivation of antibiotics and the dissemination of肽配比濃度，而抗生素與抑制肽之間的不同配比濃resistance genes[J]. Science, 1994, 264: 375-382.度以及抑制肽本身的抑制效力都可能對結(jié)果造成影[6] Imtiaz U, Billings E, Knox J R, et al. Inactivation of classA響，這有待進(jìn)一步研究。B-lactamase by clavulanic acid:the role of arginine 244 inMatusumoto等I9]研究發(fā)現(xiàn)β-內(nèi)酰胺酶抑制蛋白a proposed nonconcerted sequence of events[J]. Jam Chem(肽)不是對所有的B-內(nèi)酰胺酶均有抑制作用，而且抑Soc, 1993, 115: 45-4442.制活性差別較大。對3段抑制肽的抑制動力學(xué)研究結(jié)[7] Reichmann D, Rahat O, Albeck S, et al. The modular果顯示3段抑制肽的抑酶方式均為競爭性抑制，且抑architecture of protein-protein binding interfaces[]. Proc制常數(shù)較大，說明抑制活性較弱，而且3段抑制肽對Nat IAcad Sci USA, 2005, 102(): 57-62.酶的親和力大小無一定規(guī)律性， 這可能與抑制肽抑[8] Reichmann D, Cohen M, Abramovich R, et al. Binding Hot酶的選擇性有關(guān)，與國外文獻(xiàn)報道基本一致。面對Spots in the TEM1-BLIP Interface in Light of is Modular越來越嚴(yán)重的細(xì)菌耐藥問題，開發(fā)強力有效的β-內(nèi)Architecture[]. J Mol Biol, 2007, 365(3): 663-679.酰胺酶抑制肽及其它類型β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，以抵9] Matusumoto T, Beach D. Premature initiation of mitosis in抗耐藥性致病菌株，將為臨床治療嚴(yán)重感染提供有yeast lacking RCCI or an interacting GTPase[J]. Cell, 1991,效的新藥。66: 426-428.(.上接280頁)cephalosporin compound : JP, 59065094[P].1984-04-13.methyltetrazo1-5-yl)thiomethyl-3- cephem-4-carboxylic[4] Yamada H, Tobiki H, Jimpo K, et al. New broad-sectrumacid[P/JP54030197,1979-03-06.cephalosporins with antipseudomonal activity. II.[2] Yamada H, Tobiki H, Jimpo K, et al. New broad-spectrumSynthesis and antibacterial activity of 7b-[D-2-(4-hydroxy-cephalosporins with Antipseudomonal atiyityll.Synthesis6-methylpyridine-3-carbonylamino)-2-(4-hydroxyphenyI)and antibacterial activity of 7b-[2-acylamino-2-(4-acetamido]-3-(methyl or substituted methyI) cepb-3-em-4hydroxyphenyl)acetamido]-3-[(1-methyl-1H-tetrazol-5-yl)中國煤化工。, 36(5): 543-51.thiomethylceph-3-em-4-carboxylic acids[J]. J Anibiot,[$]1. 7-(N-Sustituted-2-1983, 36(5): 532-42.TYHC N M H -rcpen-roxyic[3] Tskeuchi Y, Yanagida T, Jinbo s, et al. Preparation ofacid derivatives:DE, 2737066[P]. 1978-2-23.