泰拉霉素的合成

泰拉霉素的合成

它也被稱為三胺類抗生素。這種溶液有13個(gè)異構(gòu)體組成的三個(gè)銅烯（10%）和15個(gè)銅烯（90%）。它屬于三胺類大環(huán)內(nèi)酯類化合物。這是一種新型半合成光譜抗生素。它是由惠瑞制藥開發(fā)和上市的動(dòng)物的特定半合成光譜素。具有高吸收快、生物利用度高、低殘留、半衰期長、藥物效果長、胃外單次給藥等特點(diǎn)。主要用于治療由胸膜肺炎放線桿菌、巴氏桿菌、副嗜血桿菌、搏德特菌、支原體、支氣管敗血癥等引起的豬、牛呼吸系統(tǒng)疾病。農(nóng)業(yè)部于2008年第957號(hào)公告中首次允許在國內(nèi)使用。我國現(xiàn)行使用較為廣泛的大環(huán)內(nèi)酯類藥物是泰樂菌素和替米考星。這兩種藥物在應(yīng)用中都取得過良好的效果,但隨著使用時(shí)間的延長,很多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的耐藥性,導(dǎo)致用量不斷增大,治療效果卻在逐步降低。泰拉霉素藥效均強(qiáng)于泰樂菌素和替米考星等市場(chǎng)廣泛使用的大環(huán)內(nèi)酯類藥物,其在畜禽生產(chǎn)中使用的前景非常廣闊。泰拉霉素的化學(xué)合成研究較多,基本思路大體一致。但由于保護(hù)基、堿、氧化劑和胺的選擇以及反應(yīng)次序的不同,大多數(shù)合成方法易導(dǎo)致產(chǎn)品雜質(zhì)增多且含量高、總產(chǎn)率低和周期長,導(dǎo)致成本偏高。本文了以二氫高紅霉素為原料,首先用CbzCl選擇保護(hù)4-位羥基得到化合物(1),Swern氧化條件下,化合物(1)發(fā)生4’-位羥基的選擇氧化反應(yīng)得到酮(2),化合物(2)與甲基硫葉立德反應(yīng)得到環(huán)氧(3),化合物(3)用烯丙基胺開環(huán)氧得到衍生物(4),化合物(4)在10%鈀碳催化下加氫,一步完成4-位羥基脫保護(hù)和雙鍵還原,得到泰拉霉素。1實(shí)驗(yàn)部分1.1顯微熔點(diǎn)測(cè)定二氫高紅霉素、CbzCl、三氟乙酸酐、草酰氯、叔丁醇鉀、鈉氫、三甲基溴化硫、鈀碳等均為工業(yè)品;乙酸酐、三氟乙酸、碳酸氫鈉、苯甲酰氯、碳酸鉀等均為分析純。XTF4A型顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀;安捷倫1100液相色譜儀。1.2實(shí)驗(yàn)方法合成路線如下:1.2.1碳酸氫鈉的制備在裝有溫度計(jì)和磁力攪拌的3L三口燒瓶中,加入100g二氫高紅霉素和2L二氯甲烷,攪拌溶解后,氮?dú)獗Ｗo(hù),冰水浴控溫20℃內(nèi),滴加54.8gCbzCl的100mL二氯甲烷溶液,滴加結(jié)束后,維持20℃反應(yīng)。TLC檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后,加入800mL飽和碳酸氫鈉溶液,攪拌1h,分層。有機(jī)相用200mL食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥,常壓濃縮至1/3體積。粗產(chǎn)物的二氯甲烷溶液直接進(jìn)行下一步反應(yīng)。產(chǎn)率依據(jù)粗產(chǎn)物柱層析分離結(jié)果計(jì)算,約92%。1.2.2-ocbz-4,-基-二氫高保護(hù)-雙三氟乙酸鹽4g的合成在裝有溫度計(jì)和磁力攪拌的3L三口燒瓶中,加入上步二氯甲烷的粗產(chǎn)物溶液和二甲亞砜213mL,氮?dú)獗Ｗo(hù)下液氮降溫至-80℃下,滴加43mL三氟乙酸酐,滴加結(jié)束,維持-80℃反應(yīng)1h,再滴加95mL三乙胺,攪拌升溫至-20℃,加入700mL水和1200mL二氯甲烷,攪拌分層。有機(jī)相用600mL水3次和300mL食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥,常壓濃縮至1/3體積。0℃攪拌下加入20.3mL三氟乙酸,30min后加入944mL二異丙基醚,攪拌結(jié)晶1h,過濾,二異丙基醚洗滌,真空干燥,得4-OCbz-4’-羰基-二氫高紅霉素(2)的雙三氟乙酸鹽122g,熔點(diǎn)188～191℃(文獻(xiàn):187～192℃),產(chǎn)率89%。HPLC檢測(cè)[色譜柱chromatoraxC18column(4.6mm×150mm,5μm),流動(dòng)相乙腈/水=90/10]純度約95%。1.2.3濃縮法合成硫酸鈉在裝有溫度計(jì)和磁力攪拌的500mL三口燒瓶中,加入三甲基溴化硫33.3g和190mL四氫呋喃,氮?dú)獗Ｗo(hù)下液氮降溫至-10℃下,分批加入14.7g鈉氫(60%),控溫-5℃內(nèi)反應(yīng)1h,保溫待用。在裝有磁力攪拌的1L單口燒瓶中加入雙三氟乙酸鹽120g和360mL二氯甲烷,攪拌下加入30.8g碳酸鉀的水溶液360mL,1h后靜置分層,有機(jī)相用150mL食鹽水洗滌2次,無水硫酸鈉干燥。加入400mL四氫呋喃,于2L三口燒瓶中常壓濃縮至1/3體積。氮?dú)獗Ｗo(hù)下液氮降溫至-80℃下,滴加上步葉立德溶液,滴加結(jié)束,維持-80℃反應(yīng)2h,加入500mL飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng),400mL二氯甲烷萃取2次,合并有機(jī)相。用200mL食鹽水洗滌2次,無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮,丙酮/水(3∶1,v/v)重結(jié)晶,得環(huán)氧化物(3)78.5g,HPLC檢測(cè)[色譜柱chromatoraxC18column(4.6mm×150mm,5μm),流動(dòng)相乙腈/水=85/15]純度約92%,產(chǎn)率80%。1.2.4-碳-1-酰氯-4-甲基苯磺酸酯的合成在回流冷凝管和磁力攪拌的1L燒瓶中,加入環(huán)氧化物(3)78g,烯丙基胺50mL和無水乙醇300mL,氮?dú)獬鹾竺荛],油浴緩慢升溫至回流。維持回流36h,TLC檢測(cè)。反應(yīng)結(jié)束后減壓濃縮,得化合物(4)粗品。再加入600mL無水乙醇和9g10%鈀碳,置換氣體后室溫下加氫(壓力0.3MPa)至反應(yīng)結(jié)束,約20h。過濾回收催化劑,減壓濃縮,蒸出乙醇,加入200mL水和20mL飽和碳酸鈉溶液,用300mL二氯甲烷萃取2次,合并有機(jī)相。50mL飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥,常壓濃縮至1/4體積,0℃攪拌下,加入三氟乙酸12mL,30min后加入1L二異丙基醚,攪拌結(jié)晶1h,過濾,二異丙基醚洗滌,真空干燥,得粗品。粗產(chǎn)物中加入300mL二氯甲烷,攪拌下加入10%碳酸鉀的水溶液,調(diào)水相pH值至9.5～10,分層。有機(jī)相用50mL食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮,二氯甲烷/石油醚重結(jié)晶,得泰拉霉素45g,HPLC檢測(cè)[色譜柱chromatoraxC18column(4.6mm×150mm,5μm),流動(dòng)相乙腈/水=80/20]純度約97%,產(chǎn)率71%,五步總收率46%。2結(jié)果與討論2.1開環(huán)氧步驟不穩(wěn)定在第一步反應(yīng)中,除Cbz外,我們還選擇了保護(hù)基乙酰基和苯甲?；M(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)乙?；诔森h(huán)氧步驟不太穩(wěn)定,導(dǎo)致產(chǎn)物復(fù)雜;苯甲?；€(wěn)定,但在開環(huán)氧步驟脫去不徹底,影響最終產(chǎn)品純度。由于二氫高紅霉素為大環(huán)化合物,構(gòu)象復(fù)雜,反應(yīng)溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在20℃附近,且反應(yīng)物濃度要低。否則4與4’和其它位置羥基區(qū)分不徹底,導(dǎo)致產(chǎn)物復(fù)雜。2.2合成工藝的優(yōu)化氧化反應(yīng)中,我們考慮了低成本的草酰氯,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)劇烈,不易控溫,且結(jié)果不理想,產(chǎn)物純度低。其他氧化方法如:PCC和Corey-Kimoxidation的小試均未取得滿意的結(jié)果。葉立德的合成幾乎所有文獻(xiàn)均用叔丁醇鉀作堿,由于國產(chǎn)叔丁醇鉀純度較低,且叔丁醇鉀極易吸潮變質(zhì),導(dǎo)致反應(yīng)的重復(fù)性差和雜質(zhì)增多,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。改用鈉氫后,可避免副反應(yīng)的發(fā)生,反應(yīng)穩(wěn)定,且產(chǎn)物純度高。2.3溫度和時(shí)間對(duì)產(chǎn)物純度的影響開環(huán)氧反應(yīng)幾乎所有文獻(xiàn)都選擇用正丙胺,但由于正丙胺的堿性強(qiáng),加之反應(yīng)溫度高,時(shí)間長,可導(dǎo)致大環(huán)上的酯鍵部分開環(huán),使得雜質(zhì)增多,產(chǎn)物純度降低。選擇烯丙基胺,由于其堿性較弱,可大大降低副反應(yīng)的發(fā)生,加之烯丙基胺比正丙基胺的揮發(fā)性強(qiáng),粗品中殘留少,產(chǎn)物易成鹽提純且純度高。2.4復(fù)配蛋白/磷酸質(zhì)歐洲和美國專利均用粗品與磷酸成鹽后再堿化重結(jié)晶來提純泰拉霉素,但由于成鹽的乙醇體系含水,且磷酸的用量由于正丙胺的殘留不易精確,加之成晶時(shí)間長,使得泰拉霉素易發(fā)生糖苷鍵的斷裂,導(dǎo)致雜質(zhì)增多,后續(xù)的二氯甲烷/石油醚重結(jié)晶產(chǎn)物純度低。選擇烯丙基胺開環(huán)和三氟乙酸成鹽純化,由于反應(yīng)時(shí)間短和三氟乙酸的較精確定量,使得副反應(yīng)減少,終產(chǎn)物純度高。3泰拉家庭環(huán)已烷化反應(yīng)合成方法