鹽酸羥胺縮法合成羅紅霉素的研究

1羅紅霉素是藥物羅馬西林9-o-o-o-ri序言是紅茶的衍生物。20世紀(jì)80年代初開發(fā)的14元環(huán)磷酸酶口服大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，1988年首次在法國上市。它是廣譜抗生素,除了對(duì)敏感的革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和厭氧菌有效,對(duì)軍團(tuán)菌、支原體、衣原體等也有效,并且對(duì)胃酸穩(wěn)定、吸收率高、療效好、不良反應(yīng)小,目前已在世界上100多個(gè)國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用于臨床,深受醫(yī)患者的歡迎。文獻(xiàn)多報(bào)道羅紅霉素的合成工藝,但是對(duì)于羅紅霉素副產(chǎn)物的研究很少,隨著醫(yī)藥改革的進(jìn)行,世界各國藥典對(duì)于羅紅霉素雜質(zhì)的控制要求越來越嚴(yán)格,因此雜質(zhì)的控制決定了該產(chǎn)品能否適應(yīng)國際市場所需。筆者在研究羅紅霉素合成條件的基礎(chǔ)上,考察了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度以及物料配比對(duì)于羅紅霉素合成過程中雜質(zhì)的影響。2實(shí)驗(yàn)部分2.1型ph酸法儀器:AVATAR370型紅外光譜檢測儀(上海山岳科學(xué)儀器有限公司)、Agilent1200型高效液相色譜儀(安捷倫科技有限公司)、PHFE20型pH酸度計(jì)(上海梅特勒-托利多)。薄板層析條件:固定相:硅膠60F254;展開劑:v(甲苯)∶v(氯仿)∶v(二乙胺)=5∶4∶1.3;顯色劑為10g磷鉬酸加入到10mL濃硫酸和200mL冰乙酸中制備而得。試劑:三乙胺、鹽酸羥胺、硫氰酸紅霉素(純度80%)、甲醇鈉(含量29%,甲醇為溶劑)、側(cè)鏈(甲氧基乙氧基氯甲醚含量93%)、氫氧化鈉、甲醇、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、冰乙酸(以上試劑均為工業(yè)級(jí))。2.2激素a-9-、羅紅霉素dmf的合成1)紅霉素A-9-肟的合成在四口燒瓶中加入74mL甲醇,40.9g(0.405mol)三乙胺,34.2g(0.492mol)鹽酸羥胺,室溫?cái)嚢?0min后,升溫至40~45℃保溫?cái)嚢?0min。然后降溫至38℃以下,加入65g(0.0822mol)硫氰酸紅霉素,緩慢升溫至38~42℃,攪拌反應(yīng)24h,然后升溫至62~65℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)36h,反應(yīng)畢補(bǔ)加60mL甲醇,降溫至20℃以下抽濾,得紅霉素A-9-肟的硫氰酸鹽。將該肟鹽投入到1000mL的四口燒瓶中,加入450mL二氯甲烷、150mL水,攪拌15min,控制溫度在18~23℃,緩慢滴加氨水至溶液澄清,測pH=10.0~10.5,然后靜止分層,分出有機(jī)層,有機(jī)層用水洗滌3次,然后減壓蒸干二氯甲烷,得白色結(jié)晶性固體,即可得到45.65g紅霉素A-9-肟,收率為70.23%,液相色譜分析含量為95.4%,m.p.156~159℃。2)羅紅霉素的合成40g(0.0534mol)紅霉素A-9-肟溶于100mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,攪拌降溫至5℃,于15min左右緩慢滴加12.7mL(47mol/L)的甲醇鈉溶液,攪拌反應(yīng)15min后,降溫至0℃;于45min左右滴加8.0g(0.0646mol)甲氧基乙氧基氯甲醚(MEMCl),然后在該溫度反應(yīng)15min,TLC檢測反應(yīng)完全,加入3.6mL冰乙酸終止反應(yīng)。減壓回收DMF,加入85mL甲醇溶解,升溫至55℃,加入活性炭0.5g脫色30min,趁熱過濾,濾餅用25mL甲醇淋洗,濾液升溫至40℃,攪拌狀態(tài)下緩慢滴加20%氫氧化鈉溶液,調(diào)pH=10.5~11.5,升溫至全溶,然后降溫至50℃加入0.5g晶種,再降溫至45℃保溫?cái)嚢?0min。降溫至30℃滴加132mL純化水,攪拌1h,降溫至20℃以下抽濾,濾餅用少量純化水洗滌,烘干得白色結(jié)晶性粉末,即為羅紅霉素。m.p.118~121℃,96.6%(HPLC),收率為95.8%。2.3羅紅霉素液相分析羅紅霉素檢測方法為液相檢測,采用歐洲藥典6.0版檢測條件為檢測條件,具體如下。色譜柱:sphericalend-cappedoctadecylsilylsilicagelforchromatographyR(5μm)孔徑為10nm,碳填充率為19%。流動(dòng)相A:v(乙腈)∶v[59.7g/L磷酸二氫銨溶液(用稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為4.3)]=26∶74流動(dòng)相B:v(水)∶v(乙腈)=30∶70按照下表進(jìn)行梯度走樣。在此液相條件下得到的圖譜見圖1。以上羅紅霉素液相圖譜為最終產(chǎn)品在描述的液相分析條件中所得到的結(jié)果。下文中提到的雜質(zhì)I和雜質(zhì)J引用歐洲藥典中的雜質(zhì)定義,出峰時(shí)間分別為65.011min和56.483min,分析過程中均用歐洲藥典規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)品做為對(duì)照分析。其余雜質(zhì)均為紅霉素肟中帶來的雜質(zhì)和一些與反應(yīng)條件無關(guān)的雜質(zhì),例如紅霉素B衍生物、紅霉素C衍生物、紅霉素E衍生物等,暫不做具體分析。3結(jié)果與討論3.1羅紅霉素的合成按照上述實(shí)驗(yàn)方法,分別考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)羅紅霉素合成過程的影響,結(jié)果見表2。由表2可見,甲醇鈉和MEMCl的滴加時(shí)間分別為15min、45min時(shí)對(duì)于羅紅霉素反應(yīng)最好,甲醇鈉滴加過快會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不完全,紅霉素肟雜質(zhì)變大;MEMCl滴加過快會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)I和雜質(zhì)J變大,和其反應(yīng)劇烈放熱使得反應(yīng)體系溫度升高有關(guān)。雜質(zhì)I為雙取代羅紅霉素,其為德胺糖上羥基和肟羥基均與側(cè)鏈反應(yīng)所形成的副產(chǎn)物;雜質(zhì)J為紅霉素9-[O-[(2-氯乙氧基)甲基]肟],其為紅霉素肟與MEMCl中含有的氯乙基氯甲基醚反應(yīng),所得到的雜質(zhì)。3.2羅紅霉素的合成按照上述實(shí)驗(yàn)方法,考察了反應(yīng)溫度對(duì)羅紅霉素合成過程產(chǎn)生雜質(zhì)的影響,結(jié)果見表3。由表3可見,滴加甲醇鈉時(shí),反應(yīng)溫度低于5℃時(shí)對(duì)于反應(yīng)影響不大,滴加溫度高于5℃時(shí),雜質(zhì)I會(huì)變大,而此時(shí)MEMCl并未加入體系中,因此羅紅霉素合成的反應(yīng)機(jī)理可推測如下:首先紅霉素肟上的9位活潑氫被鈉置換,形成-O-Na+,增加氧原子的親核性;然后氧負(fù)離子與MEMCl中的C+發(fā)生親核取代反應(yīng)生成羅紅霉素,反應(yīng)式如下。滴加甲醇鈉時(shí),溫度過高容易使得紅霉素肟糖基上活潑羥基也易形成-O-Na+,從而造成雙取代的雜質(zhì)I變大。MEMCl滴加溫度高會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)J和雜質(zhì)I均變大,雜質(zhì)J變大說明在較高溫度下,紅霉素肟更容易與MEMCl中所含的氯乙基氯甲基醚反應(yīng),故而雜質(zhì)J變大。綜合考慮能耗、收率、含量因素,適宜反應(yīng)溫度為滴加甲醇鈉時(shí)5℃,滴加MEMCl時(shí)0℃。3.3響應(yīng)面結(jié)果分析按照上述實(shí)驗(yàn)方法,考察了物料配比對(duì)羅紅霉素合成過程的影響,結(jié)果見表4。由表4可見,當(dāng)甲醇鈉和MEMCl都過量較大時(shí),雜質(zhì)I明顯變大。優(yōu)化反應(yīng)條件是n(甲醇鈉)n(紅霉素肟)∶n(MEMCl)=1.12∶1∶1.21。4反應(yīng)條件的影響羅紅霉素合成的優(yōu)化工藝條件為:物料配比n(甲醇鈉)∶n(紅霉素肟)∶n(MEMCl)=1.12∶1∶1.21。滴加輔料時(shí)間長短和反應(yīng)溫度高低影響反應(yīng)的完全程度,甲醇鈉和MEMCl較優(yōu)的滴加時(shí)間分別為15min、45min;反應(yīng)溫度