CN103044281A - 高纯度替加环素的制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高纯度替加环素的制法，以盐酸米诺环素为起始原料，经过硝化、氢化、酸转化、酰胺化、纯化制备而成。本发明的制备方法氢化压力合理、纯化工艺用时较短、溶剂用量减少30%以上，制得的99.5%以上高纯替加环素在用于复杂皮肤和皮肤结构感染患者时，相对于现有替加环素，其恶心和呕吐的发生率分别降低15.1%和10.2%，复杂腹内感染患者应用替加环素治疗时，其恶心和呕吐的发生率分别降低为15.4%和11.3%。

Description

高纯度替加环素的制法

技术领域

本发明属于甘氨酰四环素类药物领域，特别涉及一种高纯度替加环素的制法。

背景技术

替加环素（tigecycline），化学名：（4S，4aS,5Ar,12aS）-4,7-双（二甲基）-9-[（叔丁基氨基）乙酰胺基]-3,10,12,12a-四羟基-1,11-二氧代-1,4,4a，5,5a，6,11,12a-八氢并四苯-2-甲酰胺，又称9-叔丁基甘氨酰胺基米诺环素或丁甘米诺环素，是由惠氏（WYETH）公司于2005年6月获得FDA批准的，为首个获准上市的甘氨酰四环素类抗生素，其分子结构如下：

替加环素：C₂₉H₃₉N₅O₈

MW：585.65g/mol

惠氏公司要求优先权的关于替加环素中国专利有：

1992年的CN92112130，该专利是以米诺环素为起始原料，经过硝化、还原、酸转化、酰胺化等若干个环节制备而成，反应过程为：

（1）以硝酸钠作为硝化试剂：

（2）以发烟硝酸作为硝化试剂：

2005年的中国专利CN200680026438，其核心技术内容为硝化反应后中间体没有从反应混合物中分离，目的是获得纯度更高的替加环素。

2005年的中国专利CN200680026763，公开了酰胺化反应时，反应介质为选自水性介质、以及在没有反应物碱存在时至少一种碱性溶剂。

2005年的中国专利CN200680026792，公开了纯化方法，即采用至少一种极性非质子溶剂和一种极性质子溶剂混合液，在不同温度段、不同时间段进行纯化处理。

2005年的中国专利CN200680026962，公开了氢化还原反应中的催化剂，反应压力等具体条件。

2005年的中国专利CN2006800064473，公开替加环素的组合物，特别是在不用低温和低氧环境下，通过加入碳水化合物、调节pH值来减少替加环素的氧化反应和差向异构化反应的发生。

现有技术中替加环素至少存在如下问题：1、还原过程氢气压力不合理，没有公开最佳压力范围；2、终产物替加环素精制过程中使用溶剂量过大，进而导致三废处理难；3、产物纯度不高，纯化工艺不合理，进而某些杂质导致的不良反应发生率较高；4、原料在制成冻干粉针剂时，易氧化和差向异构化的问题没有根本解决；5、替加环素的中间体是很不稳定，工艺流程时间太长。

发明内容

本发明提供了一种氢化压力合理、纯化时工艺用时较短、溶剂用量不大的高纯度替加环素的制备方法，该方法制得的替加环素不良反应发生率较低。下面对本发明的技术方案逐一介绍。

本发明的一种高纯度替加环素的制法，是以盐酸米诺环素为起始原料，经过硝化、氢化、酸转化、酰胺化、纯化制备而成，

硝化是指在惰性气体保护下将盐酸米诺环素用浓硫酸溶解，抽出体系氯化氢，然后与发烟硝酸发生硝化反应，经析晶和分散，得硝化产物；该硝化反应中，浓硫酸为盐酸米诺环素质量的3-8倍，反应温度为0-20℃，反应时间为2-7小时，发烟硝酸与盐酸米诺环素的摩尔比为1.2-1.6:1；

氢化是指将硝化产物用乙醇溶解，在钯/炭催化作用下，于一定氢气压力下发生氢化反应，经析晶和分散，得氢化产物；该氢化反应中，乙醇与硝化产物的质量比为4-10：1；反应时间为8-20小时；钯/炭催化剂的用量与硝化产物质量比为0.03-0.08:1；氢气压力为0.005-0.3MPa；

酸转化是先在惰性气体保护下将氢化产物溶于一定量冷水中，然后经浓盐酸调节pH值、静置析晶、过滤、干燥等操作之后得酸转化产物；该酸转化反应中，反应温度为0-15℃，pH值为3.0-6.0，静置析晶时间为12-24小时，冷水与氢化产物的质量比为2-10:1；

酰胺化是指在惰性气体保护下，将酸转化产物溶于冷水中，低温下加入N-叔丁氨基甘氨酰氯盐酸盐搅拌反应，经萃取步骤后得替加环素粗品；该酰胺化反应中，冷水为酸转化产物用量的2-10倍量，反应温度为0-10℃，反应时间为2-5小时；萃取步骤是指在每次萃取之前和之后调节反应液的pH至6.0-9.0的条件下，加萃取剂和甲醇搅拌后过滤，滤液用萃取剂萃取数次，合并有机相后加入适量甲醇并用水洗涤，然后在有机相中加入无水硫酸钠搅拌干燥，过滤，滤液减压浓缩至有固体析出时再次加入萃取剂并浓缩至再次有固体析出，搅拌1小时，过滤，滤饼用萃取剂洗涤数次，抽干，滤饼减压干燥，得替加环素粗品；

纯化是指在惰性气体保护和一定温度下，用一种或几种溶剂对替加环素粗品进行重结晶，制得替加环素纯品；该纯化反应中，溶剂包括乙醇、甲醇、丙酮、丁酮的一种或几种的混合溶剂，温度范围是指在0-30℃，混合溶液为替加环素粗品质量的2-6倍量。

在实现本发明的目的情况下，以下为进一步优选的技术方案：

硝化反应中，浓硫酸为盐酸米诺环素质量的4-6倍，反应温度为0-5℃，反应时间为4-6小时，发烟硝酸与盐酸米诺环素的摩尔当量为1.3-1.5：1；

氢化反应中，乙醇与硝化产物的质量比为6-8，反应时间为9-11小时，钯/炭催化剂的用量与硝化产物质量比为0.04-0.06:1，氢气压力为0.05-0.25MPa；

酸转化反应中，反应温度为0-5℃，pH值为3.0-5.0，静置析晶时间为12-15小时，冷水与氢化产物的质量比为3-4:1；

酰胺化反应中，冷水为酸转化产物用量的4-7倍量，反应温度为0-5℃，反应时间为2.5-3.5小时；萃取步骤中，pH值范围为7.0-7.8，萃取剂包括乙酸乙酯、二氯甲烷或三氯甲烷；

纯化反应中，混合溶液是质量比为1:5-5:1的甲醇和丙酮，温度范围是指在15-25℃，混合溶液为替加环素粗品质量的3-5倍量。

更一步优选的是：

硝化反应中，浓硫酸为盐酸米诺环素质量的5.3-5.8倍；反应时间为4.5-5.5小时，发烟硝酸与盐酸米诺环素的摩尔当量为1.40-1.46:1；

氢化反应中，乙醇与硝化产物的质量比为6.5-7.5，反应时间为10小时，钯/炭催化剂的用量与硝化产物质量比为0.05:1，氢气压力为0.005MPa；

酸转化反应中，pH值为4.0-4.4，静置析晶时间为13-14小时，所述冷水与氢化产物的质量比为3.5-4:1；

酰胺化反应中，冷水为酸转化产物用量的4.5-5倍量，反应反应时间为3小时；萃取步骤中，pH值范围为7.0-7.4，萃取剂为二氯甲烷；

纯化反应中，反应温度为20℃，甲醇和丙酮的质量比为1:2-2:1，混合溶液为替加环素粗品质量的4倍量。

上述“析晶和分散”所选用的分散剂及析晶剂包括正庚烷、正己烷、环己烷、异丙醇、异丁醇之中的一种溶剂或几种溶剂的混合物，优选的是质量之比为3-11的正庚烷和异丙醇的混合物，更有选的异丙醇与正庚烷的质量比为6-8:1，优选的质量比为6.5-7.5:1。

令人意外的是，异丙醇和正庚烷的混合物中还包括质量份为3-5的环己烷或正己烷，或者还包括质量份为6-10的异丁醇时效果更加。本发明所使用惰性气体优选但不限于氮气；各步骤“干燥”为真空干燥，温度40-68℃之间，其中硝化产物、氢化产物、酸转化产物的干燥温度为40℃，替加环素粗品和纯品的干燥温度为65℃。

本发明提供的较好纯化步骤，是将替加环素粗品先加至丙酮中，其中替加环素粗品与丙酮的质量比为1:2-1:1，以转速为2000-5000转/分钟的转速强力搅拌5-10分钟；加入与丙酮质量比1:1的无水甲醇，以转速为2000-5000转/分钟的转速强力搅拌5-10分钟；过滤，滤饼用质量比为1:1的无水甲醇和丙酮混合液淋洗3次，混合液与替加环素粗品的质量比为0.2-0.3:1，抽干，滤饼减压干燥，即得。

本发明的各步反应在避开可见光而在红外灯下进行，各步中间产物使用锡纸包裹低温保存。

本发明的替加环素制备方法的有益效果在于，氢化压力合理、纯化工艺用时较短、溶剂用量减少30%以上，制得的99.5%以上高纯替加环素在用于复杂皮肤和皮肤结构感染患者时，相对于现有替加环素，其恶心和呕吐的发生率分别降低15.1%和10.2%，复杂腹内感染患者应用替加环素治疗时，其恶心和呕吐的发生率分别降低为15.4%和11.3%。

具体实施方式

实施例1：

氮气保护、0℃下，将盐酸米诺环素10.0g溶于28ml（51.52g）浓硫酸中；搅拌抽尽体系中HCl；缓慢滴加发烟硝酸1.9g，搅拌反应5小时；反应结束后，将反应液缓慢加至异丙醇/正庚烷(质量比7:1)混合液250g中，室温搅拌1小时；过滤，滤饼用异丙醇/正庚烷(质量比7:1)混合液洗涤(16g×3次)，抽干；滤饼40℃减压干燥5小时，得黄色粉末12.66克，收率89.5%。

实施例2：

氮气保护、0℃下，将盐酸米诺环素4.85kg溶于15L浓硫酸中；搅拌抽尽体系中HCl；缓慢滴加发烟硝酸1.07kg，0℃搅拌反应4.5-5.5小时；反应结束后，将反应液缓慢加至异丙醇/正庚烷(体积比7:1)混合液160L中，室温搅拌1-1.5小时；过滤，滤饼用异丙醇/正庚烷(体积比7:1)混合液洗涤(10L×3次)，抽干；滤饼40℃减压干燥5小时，得黄色粉末6.24kg，收率90.9%。

实施例3：

与实施例2基本相同，所不同的是分散剂及析晶剂为异丙醇/正庚烷/环己烷(体积比7:1:4)，最终得黄色粉末6.49kg，收率94.5%。

实施例4：

与实施例2基本相同，所不同的是分散剂及析晶剂为异丙醇/正庚烷/异丁醇(体积比7:1:8)，最终得黄色粉末6.39kg，收率93.1%。

实施例5：

将9-硝基米诺环素二硫酸盐30.0g、10%的钯/炭1.5g、甲醇250ml、水25ml加入氢化反应釜；通入氢气，控制氢气压力0.15MPa，室温催化反应10小时；反应结束后，过滤，滤饼用甲醇洗涤(45ml×2次)；搅拌下将反应所得溶液加至异丙醇/正庚烷(体积比6:1)混合液660ml中，室温搅拌0.5小时；过滤，滤饼用异丙醇/正庚烷混合液(体积比6:1)洗涤(35ml×2次)，抽干；滤饼40℃减压干燥5小时，得黄绿色粉末8.16克，收率71%。

实施例6：

将9-硝基米诺环素二硫酸盐6.20kg、10%的钯/炭0.38kg、甲醇50L、水5L加至氢化反应釜；通入氢气，控制氢气压力0.15MPa；室温催化反应10小时。反应结束后，过滤，滤饼用甲醇洗涤(5L×2次)；搅拌下将滤液加至异丙醇/正庚烷(体积比6:1)混合液160L中，室温搅拌1小时；过滤，滤饼用异丙醇/正庚烷混合液(体积比6:1)洗涤(7L×2次)，抽干；滤饼40℃干燥5小时，得黄绿色粉末4.27千克，收率72%。

实施例7：

与实施例6基本相同，所不同的是分散剂及析晶剂为异丙醇/正庚烷/环己烷(体积比7:1:4)，最终得黄色粉末4.98kg，收率84.0%。

实施例8：

与实施例6基本相同，所不同的是分散剂及析晶剂为异丙醇/正庚烷/异丁醇(体积比7:1:8)，最终得黄色粉末5.03kg，收率84.8%。

实施例9：

氮气保护、0℃下，将9-氨基米诺环素二硫酸盐20.0g、无水亚硫酸钠0.30g溶于60ml水；待溶液搅拌均匀后滴加浓盐酸12.5ml，搅拌反应1小时；用氨水调节pH至4.2±0.2，0℃搅拌1小时(保持pH值4.2±0.2)，静置12小时以上；过滤，滤饼用异丙醇水溶液洗涤(20ml×2次)，抽干；滤饼40℃减压干燥5小时，得黄绿色粉末10.65克，收率69.8%。

实施例10：

氮气保护、0℃，将9-氨基米诺环素二硫酸盐4.25kg、无水亚硫酸钠0.25kg溶于15L水，冷却至；搅拌15分钟后加入浓盐酸1.7L，0℃搅拌反应1-2小时；用氨水调节pH至4.2±0.2，0℃搅拌1.5小时(保持pH值4.2±0.2)，0℃静置12小时以上；过滤，滤饼用异丙醇水溶液洗涤(3L×2次)，抽干；滤饼40℃减压干燥5小时，得黄绿色粉末2.9千克，收率70.8%。

实施例11：

氮气保护、0℃下，将9-氨基米诺环素盐酸盐10.0g溶于50ml水；加入N-叔丁氨基甘氨酰氯盐酸盐11.0g，0℃搅拌反应3小时；反应结束后，用氨水调节pH至7.2±0.2，加二氯甲烷75ml、甲醇100ml，搅拌0.5小时，用氨水调节pH至7.2±0.2；过滤，滤液用二氯甲烷萃取(150ml×1次、75ml×4次)，每次萃取之前用氨水调节pH至7.2±0.2；合并有机相，加入甲醇50ml，用水洗涤(2.5ml×3次)；用无水硫酸钠50g搅拌干燥0.5小时；过滤，滤液35℃减压浓缩至有固体析出，向剩余物加入二氯甲烷150ml，浓缩至有固体析出，剩余物0℃搅拌1小时；过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤(25ml×3次)，抽干；滤饼65℃减压干燥6小时，得橙色结晶性粉末8.05克，收率70.1%。

实施例12：

氮气保护、0℃下，将9-氨基米诺环素盐酸盐2.25kg溶于水10L；加入N-叔丁氨基甘氨酰氯盐酸盐2.48kg，0℃搅拌反应3-4小时后反应结束；用25%的氨水调节pH至7.2±0.2，加入二氯甲烷20L、甲醇30L，搅拌30分钟，用25%的氨水调节pH至7.2±0.2；过滤，滤液用二氯甲烷萃取(20L×1次、10L×4次)，每次萃取之前用氨水调节pH至7.2±0.2；合并有机相，加入甲醇10L，用水洗涤(4L×3次)；有机相用无水硫酸钠5kg搅拌干燥30分钟；过滤，滤液35℃减压浓缩至有固体析出，向剩余物加入二氯甲烷20L，浓缩至有固体析出，0℃搅拌1小时；过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤(5L×3次)，抽干；滤饼65℃减压干燥6小时，得橙色结晶性粉末1.86千克，收率71.8%。

实施例13：

氮气保护下，将替加环素粗品15g加入丙酮30g中，控制温度为20℃，搅拌10分钟；加入无水甲醇30g，搅拌2小时；过滤，滤饼用无水甲醇/丙酮液(质量比1:1)淋洗(15ml×3次)，抽干；滤饼65℃减压干燥8小时。得橙色结晶性粉末10.2克，收率68.0%。

实施例14：

氮气保护下，将替加环素粗品1.85kg加至丙酮3.7kg中，控制温度至20℃；搅拌10分钟；加入无水甲醇3.7kg，搅拌2-3小时；过滤，滤饼用无水甲醇/丙酮混合液(质量比1:1)淋洗(0.5kg×3次)，抽干；滤饼65℃减压干燥8小时。得橙色结晶性粉末1.31千克，收率70.6%。

实施例15：

红外灯下，将替加环素粗品1.85kg加至丙酮3.7kg中，控制温度至20℃，以转速为3000转/分钟的转速强力搅拌5-10分钟；加入无水甲醇3.7kg，以转速为3000转/分钟的转速强力搅拌5-10分钟；过滤，滤饼用质量比为1:1的无水甲醇和丙酮混合液淋洗3次，混合液与替加环素粗品的质量比为0.2-0.3:1，抽干，滤饼65℃减压干燥4小时。得橙色结晶性粉末1.42千克，收率76.7%。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高纯度替加环素的制法，以盐酸米诺环素为起始原料，经过硝化、氢化、酸转化、酰胺化、纯化制备而成，

所述硝化是指在惰性气体保护下将盐酸米诺环素用浓硫酸溶解，抽出体系氯化氢，然后与发烟硝酸发生硝化反应，经析晶和分散，得硝化产物；

所述氢化是指将硝化产物用乙醇溶解，在钯/炭催化作用下，于一定氢气压力下发生氢化反应，经析晶和分散，得氢化产物；

所述酸转化是先在惰性气体保护下将氢化产物溶于一定量冷水中，然后经浓盐酸调节pH值、静置析晶、过滤、干燥等操作之后得酸转化产物；

所述酰胺化是指在惰性气体保护下，将酸转化产物溶于冷水中，低温下加入N-叔丁氨基甘氨酰氯盐酸盐搅拌反应，经萃取步骤后得替加环素粗品；

所述纯化是指在惰性气体保护和一定温度下，用一种或几种溶剂对替加环素粗品进行重结晶，制得替加环素纯品；

其特征在于，

所述硝化反应中，浓硫酸为盐酸米诺环素质量的3-8倍，反应温度为0-20℃，反应时间为2-7小时，所述发烟硝酸与盐酸米诺环素的摩尔比为1.2-1.6:1；

所述氢化反应中，乙醇与硝化产物的质量比为4-10：1；反应时间为8-20小时；钯/炭催化剂的用量与硝化产物质量比为0.03-0.08:1；氢气压力为0.005-0.3MPa；

所述酸转化反应中，反应温度为0-15℃，pH值为3.0-6.0，静置析晶时间为12-24小时，所述冷水与氢化产物的质量比为2-10:1；

所述酰胺化反应中，冷水为酸转化产物用量的2-10倍量，反应温度为0-10℃，反应时间为2-5小时；所述萃取步骤是在每次萃取之前后调节反应液的pH至6.0-9.0的条件下，加萃取剂和甲醇搅拌后过滤，滤液用萃取剂萃取数次，合并有机相后加入适量甲醇并用水洗涤，然后在有机相中加入无水硫酸钠搅拌干燥，过滤，滤液减压浓缩至有固体析出时再次加入萃取剂并浓缩至再次有固体析出，搅拌1小时，过滤，滤饼用萃取剂洗涤数次，抽干，滤饼减压干燥，得替加环素粗品；

所述纯化反应中，溶剂包括乙醇、甲醇、丙酮、丁酮的一种或几种的混合溶剂，温度范围是指在0-30℃，所述混合溶液为替加环素粗品质量的2-6倍量。

2.如权利要求1所述的制法，其特征在于，

所述硝化反应中，浓硫酸为盐酸米诺环素质量的4-6倍，反应温度为0-5℃，反应时间为4-6小时，发烟硝酸与盐酸米诺环素的摩尔当量为1.3-1.5：1；

所述氢化反应中，乙醇与硝化产物的质量比为6-8，反应时间为9-11小时，钯/炭催化剂的用量与硝化产物质量比为0.04-0.06:1，氢气压力为0.05-0.25MPa；

所述酸转化反应中，反应温度为0-5℃，pH值为3.0-5.0，静置析晶时间为12-15小时，所述冷水与氢化产物的质量比为3-4:1；

所述酰胺化反应中，冷水为酸转化产物用量的4-7倍量，反应温度为0-5℃，反应时间为2.5-3.5小时；所述萃取步骤中，pH值范围为7.0-7.8，萃取剂包括乙酸乙酯、二氯甲烷或三氯甲烷；

所述纯化反应中，所述混合溶液是质量比为1:5-5:1的甲醇和丙酮，温度范围是指在15-25℃，混合溶液为替加环素粗品质量的3-5倍量。

3.如权利要求2所述的制法，其特征在于，

所述硝化反应中，浓硫酸为盐酸米诺环素质量的5.3-5.8倍；反应时间为4.5-5.5小时，发烟硝酸与盐酸米诺环素的摩尔当量为1.40-1.46:1；

所述氢化反应中，乙醇与硝化产物的质量比为6.5-7.5，反应时间为10小时，钯/炭催化剂的用量与硝化产物质量比为0.05:1，氢气压力为0.005MPa；

所述酸转化反应中，pH值为4.0-4.4，静置析晶时间为13-14小时，所述冷水与氢化产物的质量比为3.5-4:1；

所述酰胺化反应中，冷水为酸转化产物用量的4.5-5倍量，反应反应时间为3小时；所述萃取步骤中，pH值范围为7.0-7.4，萃取剂为二氯甲烷；

所述纯化反应中，反应温度为20℃，甲醇和丙酮的质量比为1:2-2:1，混合溶液为替加环素粗品质量的4倍量。

4.如权利要求1-3所述的任一制法，其特征在于，所述析晶和分散所选用的分散剂及析晶剂包括正庚烷、正己烷、环己烷、异丙醇、异丁醇之中的一种溶剂或几种溶剂的混合物，优选的是包括质量之比为3-11:1的异丙醇和正庚烷的混合物。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述异丙醇与正庚烷的质量比为6-8:1，优选的质量比为6.5-7.5:1。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述异丙醇和正庚烷的混合物中还包括质量份为3-5的环己烷或正己烷。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述异丙醇和正庚烷的混合物中还包括质量份为6-10的异丁醇。

8.如权利要求1-3所述的任一方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气；所述干燥为真空干燥，温度40-68℃之间，所述硝化产物、氢化产物、酸转化产物的干燥温度为40℃，替加环素粗品和纯品的干燥温度为65℃。

9.如权利要求1-3所述的任一方法，其特征在于，所述纯化步骤，是将替加环素粗品先加至丙酮中，其中替加环素粗品与丙酮的质量比为1:2-1:1，以转速为2000-5000转/分钟的转速强力搅拌5-10分钟；加入与丙酮质量比1:1的无水甲醇，以转速为2000-5000转/分钟的转速强力搅拌5-10分钟；过滤，滤饼用质量比为1:1的无水甲醇和丙酮混合液淋洗3次，混合液与替加环素粗品的质量比为0.2-0.3:1，抽干，滤饼减压干燥，即得。

10.如权利要求1-3所述的任一方法，其特征在于，各步反应在避开可见光而在红外灯下进行，各步中间产物使用锡纸包裹低温保存。