CN1178942C - 结晶青霉素和它的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体，该晶体基本稳定，即使在5到35℃下储存一年，它也不会分解或变质。本发明化合物可以用以下方法得到，将由式(1)代表的2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物以油状物形式或无定形粉末形式或溶于有机溶剂的溶液形式加入到选自醇和酮的至少一种溶剂中，结晶得到2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体：其中Ph为苯基。
Description
发明领域
本发明涉及结晶青霉素和它的制备方法，更具体地说涉及2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体和它的制备方法。
背景技术
由式(1)代表的2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物(以下在适当的地方简称″TAZB″)，为制备式(2)所示他唑巴坦的有用的中间体化合物，
其中Ph为苯基，
其中Ph如上定义。
他唑巴坦的抗菌活性较低，因此本身不能用作抗生素，但是当它不可逆地键合到由微生物产生的β-内酰胺酶上时，它显示出β-内酰胺酶抑制活性。因此，他唑巴坦可以和已知的易被β-内酰胺酶灭活的抗生素混合使用，来对抗产生β-内酰胺酶的微生物，使它们重新显示出固有的抗菌活性(Katsuji SAKAI，Recent Antibiotics Manual，第10版本，113页)。
他唑巴坦的化学结构在3-位置上有1，2，3-三唑甲基基团。基本上通过合成他唑巴坦的中间物，例如TAZB、对硝基苄基2-甲基-2-三唑甲基青霉烷-3-羧酸酯1，1-二氧化物或其类似物来制备他唑巴坦。特别是使用TAZB时，通过工业上简单的和便宜的工艺就可以高产率地制备高纯度的他唑巴坦。
通常，将TAZB制备成油状物，例如在根据日本已经审查的专利公开121949/1995，特别是实施例5所公开的方法，在溶剂中用氧化剂氧化2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯(以下简称″TMPB″)，并且用硅胶柱提纯油状物制备无定形粉末。有用的溶剂包括，例如氯仿、吡啶、四氢呋喃、二氧杂环己烷、丙酮、二氯甲烷、四氯化碳、乙酸、甲酸、二甲基甲酰胺、水、它们的混合物及其类似物。有用的氧化剂为，例如高锰酸、高碘酸、过乙酸、三氟过乙酸、过苯甲酸、间氯过苯甲酸、过氧化氢及其类似物。
然而由于在TMPB分子中含具有亲核反应活性的1，2，3-三唑构架，因此通过上述公开的方法获得的TAZB油状物或无定形粉末不稳定。
例如，当在常温下长时间储藏时，该化合物会分解和显著变质。在经济、温和的条件下，例如在常温下储存，人们希望药物的中间体最好能长时间高纯度保存，并在处理时保持稳定，不会分解或变质。因此，用传统方法获得的TAZB油状物或无定形粉末不适合作为药物的中间体。
日本未审查专利公开53462/1996，特别是实施例4公开的TAZB制备方法总收率为95％，其方法包括在室温下，将2-甲基-2-氨基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物和2，2-二氯乙醛-对甲苯磺酰腙在甲醇中反应，浓缩反应混合物，再将残渣溶解在二氯甲烷中，过滤溶液，浓缩滤液，并在乙酸乙酯和正己烷(1∶1)的溶剂混合物中使残渣结晶。
然而用此方法制备的TAZB没有清晰的X射线粉末衍射图，它为无定形粉末。这些无定形粉末是不稳定的，当长时间储存在室温下时(例如5到35℃)，可能分解和变质。
发明的公开
本发明的目的为提供一种非常稳定的TAZB物质，它即使在室温下长时间储存也不会分解和变质。
本发明另一个目的为提供一种制备非常稳定的TAZB物质的方法，它即使在室温下长时间储存也不会分解和变质。
为了完成这些目的，本发明人进行了广泛的研究，成功地制备出了TAZB晶体，它的性质不同于已知的TAZB油状物或无定形粉末形式。基于这些新发现完成了本发明。
根据本发明提供的TAZB晶体(以下简称结晶青霉素)的特征为，通过λ＝1.5418埃的铜幅射的单色仪检测，获得的其X射线粉末衍射图具有以下晶面间距的峰：
d(晶面距离)
10.412-11.508
6.864-7.586
5.193-5.740
4.911-5.428
4.668-5.159
4.443-4.911
4.152-4.590
4.081-4.510
3.738-4.131
3.549-3.922
3.072-3.395
根据本发明提供的制备结晶青霉素的方法，包括以下步骤，将油状的TAZB或无定形粉末或溶于有机溶剂的TAZB溶液加入到选自醇和酮的至少一种溶剂中，这样使TAZB从溶剂中结晶出来。
虽然在晶体分子中有亲核反应活性的1，2，3-三唑构架，但本发明的结晶青霉素是稳定的，即使在室温下储存一年或更久也不会分解或变质，并且可以保持高纯度，例如95％或更高(特别是98％或更高)。具有这些特色，本发明的结晶青霉素可以作为他唑巴坦或类似药物的中间体。
利用本发明的结晶青霉素，可以制备具有99.9％或更高纯度的他唑巴坦，总产率为95％或更高。
本发明的TAZB
本发明的TAZB由式(1)代表
其中Ph如上定义。
本发明结晶青霉素由具有在上述X射线粉末衍射光谱具有峰的TAZB晶体组成。一个晶体的实例包括如下X射线粉末衍射光谱：
d(晶面距离) I/Io(相对强度)
10.412-11.508 0.42-0.45
6.864-7.586 1.00
5.193-5.740 0.39-0.87
4.911-5.428 0.47-0.92
4.668-5.159 0.14-0.20
4.443-4.911 0.15-0.18
4.152-4.590 0.25-0.34
4.081-4.510 0.19-0.43
3.738-4.131 0.21-0.33
3.549-3.922 0.25-0.34
3.072-3.395 0.22-0.31
在本发明中，使用由Rigaku跨国公司制造的RINT2000/PC来测定X射线粉末衍射光谱。
制备本发明的TAZB的方法
将油状的TAZB或无定形粉末加到选自醇和酮的至少一种溶剂中，这样使TAZB从溶剂中结晶出来，由此可制备出本发明的结晶青霉素。
油状或无定形粉末形式的TAZB可以用已知的方法简单地制备，例如按照日本已审查专利公开121949/1995，日本未审查专利公开53462/1996等等所公开的方法。
在本发明中，通常将油状或无定形粉末的TAZB溶于合适的有机溶剂中来使用，优选那些可以溶解TAZB和那些可以和醇或酮相容的有机溶剂，例如二氯甲烷和类似的碳氢化物卤化物、二甲基甲酰胺和类似的酰胺、二氧杂环己烷、四氢呋喃和类似的醚等等。这些有机溶剂可以单独使用或混合使用。
只要能溶解TAZB和不会影响以后的操作，对所使用的有机溶剂的量没有限制。例如每千克TAZB使用约10到约30升，优选约15到约25升有机溶剂。
在本发明中，可使用包括按上述出版物公开方法制备的未纯化的TAZB的有机溶液作为原料，所述出版物即日本已审查专利公开121949/1995和日本未审查专利公开53462/1996。
在本发明中，为了提高析晶的操作效率和随后的结晶效率，优选浓缩包括TAZB油状物或无定形粉末的有机溶剂溶液或包括未纯化TAZB的有机溶剂溶液。在TAZB与醇和/或酮混合之前，进行浓缩，然而浓缩的程度不受限制，通常持续到溶液的量达到浓缩前的约1/2到约1/10。
在本发明中，可以使用油状或无定形粉末的TAZB，而无需将其溶于有机溶剂中。
用于结晶的醇不受限制，包括例如，优选甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和类似的具有1到4个碳原子的醇，更加优选甲醇、乙醇、异丙醇和类似的具有1到3个碳原子的醇。所用的醇中可以包括水，水和醇混合物中水的含量约为10(v/w)％或更少，优选约5(v/w)％或更少。
用于结晶的酮不受限制，包括例如，优选丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和具有两个相同或不同的1到4个碳原子的烷基取代的类似酮，更加优选丙酮。
所用的选自醇和酮的至少一种的量不受限制。当使用溶于有机溶剂中的TAZB溶液时，为了高效率结晶，通常每100重量份的所述溶液使用约100到约10000重量份的醇或类似物。当使用油状或无定形粉末的TAZB时，每千克TAZB使用约5到约20升醇或类似物。
通过将TAZB油状物和/或无定形粉末或它的有机溶剂溶液和至少一种选自醇和酮的物质混合，来结晶TAZB。将得到的混合物浓缩和冷却浓缩物可以提高TAZB结晶效率。
结晶的温度条件不受限制，通常为约10℃或更低，优选约5℃或更低。用已知的分离方法容易地从反应体系中分离和提纯TAZB结晶，例如过滤、浓缩、减压干燥或类似方法，例如，在约25到约40℃，约30到约0.1kPa范围的减压条件下进行干燥。
本发明得到的结晶青霉素为具有上述X射线衍射图的白色晶体。
通过例如日本专利2648750公开的方法，可将本发明的结晶青霉素制成作为β-内酰胺酶抑制剂的他唑巴坦，其反应方案如下：
反应方案
其中Ph如上定义。
实现本发明的最佳方式
以下实施例更详细地描述本发明，然而，本发明的范围不限定在这些实施例。
实施例1
在1升的梨形瓶中，装入30g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物无定形粉末和580ml二氯甲烷，得到一溶液。减压浓缩二氯甲烷。
通过装有回流制冷剂(-5到-20℃)的冷凝器，回收浓缩蒸馏出的二氯甲烷液体。当回收的液体达到420ml时，加入400ml甲醇。继续浓缩直到回收的有机溶剂达到约200ml，之后将浓缩物保持在5℃或更低温度下同时搅拌1小时，使2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体沉淀析出。
减压过滤收集沉淀物，并用甲醇洗涤。在约40℃条件下，减压干燥沉淀物，得到28.5g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体，高压液相色谱法测定它的纯度为100％。
通过λ＝1.5418埃铜幅射单色仪测量以上所获得的晶体，从X射线粉末衍射图发现，以下的晶面距离具有高的峰强度。
d(晶面距离) (相对强度)
10.9876 0.44
7.2251 1.00
5.4668 0.71
5.1681 0.77
4.9186 0.16
4.6768 0.17
4.3710 0.31
4.2915 0.35
3.9345 0.29
3.7386 0.31
3.2338 0.28
获得的晶体的1H-NMR谱数据如下：
1H NMR(CDCl3)δppm：
1.05(s，3H)，3.54(m，2H)，4.61(m，1H)，4.66(s，1H)，5.10(dd，J＝12，15Hz，2H)，7.00(s，1H)，7.36(s，10H)，7.72(s，1H)，7.74(s，1H)
实施例2
在1升的梨形瓶中，装入溶于600ml一二氯甲烷的约30g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物(TAZB)溶液。减压浓缩二氯甲烷，通过装有回流制冷剂(-5到-20℃)的冷凝器，回收浓缩蒸馏出的二氯甲烷液体。当回收的液体量达到420ml时，加入400ml甲醇。继续浓缩直到有机溶剂达到约200ml。之后将浓缩物保持在5℃或更低温度下同时搅拌1小时，使2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体沉淀析出。
减压过滤收集沉淀物，并用甲醇洗涤。在约40℃条件下，减压干燥沉淀物，得到29.0g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体，高压液相色谱法测定它的纯度为100％。
通过λ＝1.5418埃铜幅射单色仪测量以上所获得的晶体，从X射线粉末衍射图发现，以下的晶面距离具有高的峰强度。
d(晶面距离) (相对强度)
10.9604 0.43
7.2251 1.00
5.4668 0.55
5.1691 0.62
4.9132 0.18
4.6768 0.16
4.3710 0.28
4.2956 0.27
3.9345 0.25
3.7355 0.28
3.2338 0.25
参考例1(他唑巴坦晶体的制备)
将实施例1得到的10g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体加入到80ml间甲酚中，并加热到50到55℃。保持此温度，将反应进行2小时。
反应完成后，加入240ml甲基异丁基酮，并冷却混合物至0到5℃，加入23ml水和2.3g碳酸氢钠进行提取，分离有机层，向有机层中加入12ml水和0.7g碳酸氢钠，进行进一步地提取。用18ml甲基异丁基酮洗涤分离得到的水层，并冷却到0到5℃。加入6N盐酸来调节pH值为1或更少。过滤收集他唑巴坦沉淀物，用少量冷水洗涤并干燥，这样得到他唑巴坦白色晶体(产率95％)。
比较例1
在1升的四颈烧瓶中，装入溶于约260ml二氯甲烷的29g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物(TMPB)溶液。向该溶液中加入120ml的90％乙酸水溶液，并加入20g高锰酸钾。在约42℃下搅拌混合物3小时，再向其中加入340ml二氯甲烷和180ml水。将混合物冷却到5℃，为了避免沸腾，逐滴加入24ml的35％过氧化氢。弃除水层，先后用2％亚硫酸氢钠水溶液和水洗涤有机层，干燥有机层并减压浓缩二氯甲烷，获得37.4g(含量79％的TAZB)油状物质。
比较例2
在1升的四颈烧瓶中，装入溶于约260ml二氯甲烷的29g 2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯(TMPB)溶液。向该溶液中加入120ml的90％乙酸水溶液，并加入20g高锰酸钾。在约42℃下搅拌混合物3小时，再向其中加入340ml一二氯甲烷和180ml水。将混合物冷却到5℃，为了避免沸腾，逐滴加入24ml的35％过氧化氢。弃除水层，先后用2％亚硫酸氢钠水溶液和水洗涤有机层，减压浓缩二氯甲烷，当蒸馏出约500ml二氯甲烷后，加入100ml乙酸乙酯和100ml正己烷的混合溶剂。减压过滤沉淀物并用20ml乙酸乙酯和20ml正己烷的混合溶剂洗涤。在约40℃下减压干燥沉淀物，得到31.6g(TAZB含量93％)2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物无定形粉末。
参考例2
在试管中分别加入10g实施例1的TAZB晶体(纯度100％)，实施例2的TAZB晶体(纯度100％)，比较例1的TAZB油状物(纯度79％)，和比较例2的TAZB无定形粉末(纯度93％)，将这些试管在室温下(5到35℃)密封储存1年后，用高压液相色谱法测定它们的纯度。
结果如下：实施例1的TAZB晶体纯度99％，实施例2的TAZB晶体纯度为99％，比较例1的TAZB油状物的纯度为52％，比较例2的TAZB无定形粉末的纯度为81％。
在室温下储存1年后，本发明的TAZB晶体纯度降低比率为1％或更少。
Claims (3)
1.一种2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体，其通过λ＝1.5418埃铜幅射的单色仪检测而获得的X射线粉末衍射图具有以下晶面间距的峰：
d(晶面距离)
10.412-11.508
6.864-7.586
5.193-5.740
4.911-5.428
4.668-5.159
4.443-4.911
4.152-4.590
4.081-4.510
3.738-4.131
3.549-3.922
3.072-3.395
2.权利要求1的2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体，其中通过λ＝1.5418埃铜幅射的单色仪检测而获得的X射线粉末衍射图如下：
d(晶面距离) I/Io(相对强度)
10.412-11.508 0.42-0.45
6.864-7.586 1.00
5.193-5.740 0.39-0.87
4.911-5.428 0.47-0.92
4.668-5.159 0.14-0.20
4.443-4.911 0.15-0.18
4.152-4.590 0.25-0.34
4.081-4.510 0.19-0.43
3.738-4.131 0.21-0.33
3.549-3.922 0.25-0.34
3.72-3.395 0.22-0.31
3.制备权利要求1的2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体的方法，该方法包括下列步骤，将式(1)代表的2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物以油状物或无定形粉末形式或溶于有机溶剂的溶液形式，加入到选自醇和酮至少一种溶剂中，结晶出2-甲基-2-三唑基甲基青霉烷-3-羧酸二苯甲酯1，1-二氧化物晶体，
其中Ph为苯基。
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