專利名稱：(1R,5R,6S)－2－[5－(2－苯基)－1,3,4－噻二唑－2－硫]－6－[(1R)－1－羥乙基]－1 ...的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明提供一種(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β甲基碳青霉烯-3-羧酸或其鹽的制備方法，具體地說，是以2-苯基氨基腙和二硫化碳為合成原料，在醇溶劑中反應制備目標化合物的合成工藝。

背景技術(shù)：
碳青霉烯類化合物是上世紀七十年代發(fā)展起來的β-內(nèi)酰胺類化合物，其結(jié)構(gòu)特點是青霉烯母核1位的硫被碳取代，而且在2位具有雙鍵。該結(jié)構(gòu)復合了青霉素的五元環(huán)和頭孢菌素的共軛雙鍵活化β-內(nèi)酰胺環(huán)的作用，在化學結(jié)構(gòu)上兼有最佳取代基和立體化學特征，與通常碳青霉烯順式構(gòu)象顯著不同，而且抗菌譜廣，抗菌活性強，對β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定，所以在抗菌領域十分引人注目。
對碳青霉烯衍生物的進一步研究發(fā)現(xiàn)，1-β位引入甲基，可增強碳青霉烯的化學穩(wěn)定性、抗菌活性和對DHP-I的穩(wěn)定性，由此引發(fā)了對碳青霉烯類抗生素的構(gòu)效關系和作用機理的深入研究，特別是在1-β位引入甲基和C-2位引入側(cè)鏈的研究。其中已開發(fā)的美羅培南(Meropenem)，(SunagawaM，Matsumura H，Inoue T et al.J Antibiot 1990，43519-32)，是超廣譜的碳青霉烯類抗生素，其在C-1位有甲基，可增加對DHP-I的穩(wěn)定性，因而不存在腎毒性，可單劑給藥。雖然臨床評價認為是高效、安全的抗生素，但該藥物對最常見的院內(nèi)感染病原菌金黃色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Straphylococcus Aureus，MRSA)缺乏更有效的抗菌活性。
從1961年第一次發(fā)現(xiàn)MRSA以來，MRSA現(xiàn)已成為全世界范圍內(nèi)最常見的院內(nèi)感染病原菌。由于該菌不僅對各類β-內(nèi)酰胺類抗生素具有內(nèi)在的耐藥性，而且通過獲得其它耐藥基因而呈現(xiàn)出對其它類抗生素的多重耐藥性，給臨床治療帶來了嚴重問題。目前，萬古霉素(Vancomycin)作為臨床上治療MRSA感染的一線用藥，但因其具有副作用，限制了它在臨床上的應用。而且，隨著萬古霉素在臨床上的廣泛應用，萬古霉素耐藥的MRSA和腸球菌的出現(xiàn)，已成為臨床上更為棘手的問題。所以，如何提高碳青霉烯單劑的抗MRSA活性，已成為近年來碳青霉烯研究者關注的焦點。
碳青霉烯對MRSA缺少有效活性，推測可能與大多數(shù)青霉素和頭孢菌素一樣，不能很好地與MRSA特有的青霉素結(jié)合蛋白PBP2a(或PBP2’)相結(jié)合。近年來，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，參見ZL-00132656.2，具有下述結(jié)構(gòu)式的基團取代的1，3，4-噻二唑碳青霉烯類化合物除了具備上述超廣譜的碳青霉烯類抗生素的抗菌活性外，還對MRSA具有確實有效的抗菌作用。

隨著上式化合物族的研制開發(fā)和應用，本領域技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，公開技術(shù)(例如ZL-00132656.2)所披露的該類化合物的制備方法中由于合成反應是在低溫、無水的條件下進行，因此需要昂貴的低溫設備來保證產(chǎn)品合成，而且反應過程需要繁多的試劑，這些苛刻的反應條件無疑增大了工業(yè)成本，因此如何高效率低成本地合成該類化合物成為本領域的又一熱點。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者經(jīng)過悉心研究，終于開發(fā)了一種苯取代-1，3，4-噻二唑-1-β甲基碳青霉烯-3-羧酸鹽的制備方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種苯取代-1，3，4-噻二唑-1-β甲基碳青霉烯-3-羧酸或其鹽的制備方法，該方法反應試劑簡單，條件溫和，無需特殊設備，生產(chǎn)的產(chǎn)品可以達到藥用級的純度，降低了生產(chǎn)成本，收率也得到了提高。
本發(fā)明提供了(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β甲基碳青霉烯-3-羧酸或其鹽的制備方法，其中包括將式I化合物與式II化合物反應生成具有式III化合物，再將式III化合物脫除保護基R；所述的羧酸或其鹽為羧酸、羧酸鉀、羧酸鈉、羧酸鋰、羧酸鈣或羧酸鎂，R為芐基或?qū)ο趸S基(PNB)。

式I式II
式III 上述的式I和II化合物的比例優(yōu)選(摩爾比為1∶1-2)。其中，所述制備方法包括，在0～30℃溫度下，式II結(jié)構(gòu)化合物與二異丙基乙基胺及LiOH·H2O反應，優(yōu)選在室溫下攪拌，與式I結(jié)構(gòu)化合物反應直至反應完全，即溶液中不再有式II化合物。
上述指標可以通過常規(guī)檢測，例如TLC層析，分析測得。
上述式II結(jié)構(gòu)的化合物為5-苯基-2-巰基-1，3，4-噻二唑；式III結(jié)構(gòu)的化合物為(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β-甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸/羧酸酯。
上述反應完全后減壓蒸去四氫呋喃，加入乙酸乙酯溶解后，用飽和氯化鈉溶液洗至少一次，蒸干乙酸乙酯至析出固體，得到式III化合物；也可以選擇反應完全后過濾，濾渣用少量水洗，合并，蒸去THF，加入乙酸乙酯稀釋，用至少1/4體積飽和氯化鈉溶液洗，無水硫酸鎂干燥以去除水份，過濾，減壓濃縮，冷凍析晶，過濾，用乙酸乙酯洗，得棕色固體A，濾液蒸干得固體B，兩次固體A和B合并，得到式III化合物。
將式III化合物與5-10％的鈀碳在四氫呋喃和磷酸緩沖液中進行混和攪拌，在氫氣存在的條件下進行脫保護基的反應，其比例為1g∶0.2-0.4g∶20-50ml∶30-80ml；所述鈀碳優(yōu)選為10％的鈀碳(即固體催化劑中含10％的鈀碳)；優(yōu)選脫保護基的反應之后，過濾去除鈀碳，濾液用乙酸乙酯至少洗3次，目的是去除反應液中的有機雜質(zhì)，乙酸乙酯液用水反提，使溶于乙酸乙酯中的產(chǎn)物重新溶解于水中，合并水溶液，除去殘余的乙酸乙酯，之后上大孔樹脂柱，用20-60％(優(yōu)選40％)的丙酮水溶液洗脫，收集洗脫液，冷凍干燥，得到淡黃色固體，即為最終產(chǎn)物。
由于I、II化合物為固體結(jié)晶，溶入四氫呋喃后有利于實現(xiàn)該合成反應，而且本發(fā)明的合成過程中增加了二異丙基乙基胺，其為催化劑，主要作用是促進反應物離子化，易于縮合反應的進行；而式I化合物的芐基或者對硝基芐基保護基也較現(xiàn)有技術(shù)的丙稀基作為保護基更容易氫化，促使最后脫保護基反應的順利進行。其中式I化合物∶式II化合物∶二異丙基乙基胺∶LiOH·H2O的比例優(yōu)選為1∶1-2∶2-4∶1-2，更優(yōu)選為1∶1∶2∶1。
具有結(jié)構(gòu)式I的1-β甲基碳青霉烯雙環(huán)母核的合成可以參照公開記載的文獻完成(例如Kondo K，Seki M，Kuroda T et al.J Org Chem 1995，60，1096-97)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的方案，化合物I可以參照ZL-00132656.2中披露的方法，由中間體化合物(IV)通過分子內(nèi)Dieckmann環(huán)合反應制備，其中，R4、R5是保護基。

而中間體化合物(IV)可以通過參考文獻的方法(Kondo K，Seki M，Kuroda T.et.al.J.Org.Chem.1995；60(5)1069)合成。
具有式II結(jié)構(gòu)的化合物的合成可以參照公開記載的文獻-KatedryZ.OgalnejC.et.al.Acta Plon Pharm 1988 219-24-完成；也可以采用ZL-00132656.2中披露的方法，先合成取代的氨基腙或硫代酰肼，再與二硫化碳反應進行制備；或，肼與二硫化碳反應先生成二硫羰酰肼，再與相應的脒或酰亞胺醚反應制備。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，為了使溶液混合更充分，作為結(jié)構(gòu)式I、II化合物的溶解試劑，四氫呋喃可以分為兩部分參與反應，一部分(約為四氫呋喃總量1/3～1/2)溶解式I化合物，其余量的另一部分用來溶解式II化合物，將式I化合物(以R是對硝基芐酯為例)的四氫呋喃溶液加入至二異丙基乙基胺、LiOH·H2O和四氫呋喃及含有式II化合物的混合溶液，該溶液優(yōu)選在0℃左右混合，然后升溫至室溫后反應。同時，更優(yōu)選將式I化合物的四氫呋喃溶液滴入至該混合溶液中，可以使反應更完全(合成路線如下)。

通過上述步驟，可以在常溫常壓下，得到具有式III結(jié)構(gòu)的化合物(以R是對硝基芐酯為例)，即帶有保護基的(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸對硝基芐酯。
在合成反應完全后，減壓蒸去四氫呋喃(或者部分四氫呋喃)得糊狀物，加入乙酸乙酯至溶解，用至少1/4體積飽和氯化鈉溶液洗一次或多次，濃縮后析出固體即可得到式III化合物。
由式III化合物脫保護基可以得到目標產(chǎn)物，因此，上述制備方法還包括，式III化合物與Pd/C、四氫呋喃和磷酸/磷酸鹽緩沖液，其中鈀碳(Pd/C)是加氫催化劑、四氫呋喃為溶劑，式III化合物∶Pd/C∶四氫呋喃∶磷酸鉀緩沖液為1g∶0.2-0.4g∶20ml∶30ml，混和攪拌，氫氣存在的條件下，進行反應，其中磷酸/磷酸鹽緩沖液也可以是磷酸緩沖液或者其他磷酸鹽緩沖液(例如磷酸鈉、磷酸鎂等)，合成路線如下
為了純化和精制合成所得到的產(chǎn)品，上述反應后過濾，濾液用乙酸乙酯至少洗三次，優(yōu)選每次用乙酸乙酯的體積(m1)是式II化合物重量(g)的25-50倍，乙酸乙酯液用水反提，合并水溶液，除去殘余的乙酸乙酯，增加產(chǎn)品收率，其中，過濾后的濾渣優(yōu)選用水洗，水溶液合并至用水反提后的水溶液中；因為目標產(chǎn)物不穩(wěn)定，所以含有產(chǎn)物的水溶液需要上大孔樹脂柱分離，用20-60％(優(yōu)選40％)的丙酮溶液洗脫，收集洗脫液(該洗脫液中含有目標產(chǎn)物)。
可以采用TLC觀察并收集產(chǎn)物，TLC展開劑為環(huán)己烷∶乙酸乙酯∶丙酮＝4∶2∶1(反應用)；乙酸乙酯∶甲醇＝3∶1(大孔柱用)(1ml加2滴冰醋酸)；Rf值0.4；顯色劑4％磷鉬酸/乙醇，凍干得淡黃色產(chǎn)物，即為固體的(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸或其鹽化合物。
本發(fā)明提供的合成方法，所需要的試劑簡單易得，反應條件寬松，基本上溫度約為0～30℃即可實現(xiàn)反應，而且反應過程中反應體系是否有水存在，對反應產(chǎn)物及其產(chǎn)率幾乎沒有影響，這樣極大地簡化和方便了該合成反應的進行，達到了高效率低成本的目的。
本發(fā)明還提供了一種化合物，即(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸/羧酸鹽化合物，其為采用上述制備方法合成制得。
本發(fā)明還提供一種化合物，該化合物為(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸對硝基芐酯的化合物，具有式III結(jié)構(gòu)，其中R為芐基或者對硝基芐基，優(yōu)選對硝基芐基，該化合物為本發(fā)明制備方法的中間產(chǎn)物。
本發(fā)明制備方法得到的化合物的定性檢測，以鉀鹽為例，結(jié)構(gòu)式
ESI-MSm/z442[M++H](M＝H) 元素組成C18H17N3O4S2K(M＝K) 圖譜解析 表1核磁共振1H譜和1H-1H相關譜(1H-NMR和1H-1H cosy(D2O)) 表2核磁共振13C譜、13C-1H相關譜和無畸變極化轉(zhuǎn)移譜 (13C-NMR和13C-1H cosy和DEPT(D2O)) 本發(fā)明得到的化合物的純度測定為TLC法、無雜質(zhì)點，收率49.0％與ZL-00132656.2收率的29.0％相比有很大提高，本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比極大簡化反應的步驟，減少能耗。
本發(fā)明還提供了上述化合物在制備抗菌藥物中的應用。
實驗證明，本發(fā)明得到的化合物經(jīng)結(jié)構(gòu)確證與ZL-00132656.2的相關化合物為同一物質(zhì)，因此也具備相同的抗菌活性。

具體實施例方式 下面通過實施例進一步詳細說明本發(fā)明，但并不僅限制實施范圍。
實施例1(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸對硝基芐酯的合成
在裝有電動攪拌的500ml反應瓶，加入二異丙基乙基胺5.16克(0.04摩爾)，溶于120ml的四氫呋喃的氫氧化鋰一水合物0.84克(0.02摩爾)，再加入溶于40ml四氫呋喃的式II化合物3.88g(0.02摩爾)，冷卻至0℃攪拌1小時。將PNB雙環(huán)11.88克(0.02摩爾)溶于80mlTHF，在0℃條件下滴入上述反應液中，自然升溫至20℃反應48小時，停止反應；過濾，濾渣用少量THF洗，合并濾液，蒸除THF得糊狀物，用乙酸乙酯溶解，用飽和NaCl液洗100ml×3，無水硫酸鎂干燥，減壓濃縮，冷凍析晶，過濾，得棕色結(jié)晶10.1克，收率93.7％(重量)。
ESI-MSm/z539[M++H]。
1H-NMR(CDCl3)δ1.17(3H，d)，1.33(3H，d)，3.35(1H，m)，3.80(1H，m)，4.27(1H，m)，4.37(1H，m)，5.29(1H，m)，5.53(1H，m)，7.52(3H，m)，7.69(1H，m)，7.69(1H，m)，7.92(2H，m)，8.25(1H，m)。
實施例2(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳青霉烯-3-羧酸鉀的合成
在250ml反應瓶加入2.0克原料PNB-53-505，10％Pd/C 0.8克，THF 40ml，磷酸緩沖液(0.1M)60ml，于20℃通入氫氣，常壓氫化反應4h。過濾，濾渣用少量水洗，濾液用乙酸乙酯洗滌50ml×3，合并乙酸乙酯液，用水反提一次，水液合并，減壓除去水液中殘余乙酸乙酯，上大孔樹脂柱(大孔樹脂型號Sigma.Amberlite XAD-2或國產(chǎn)X5『天津南開大學樹脂廠生產(chǎn)』)，40％丙酮水液沖柱，冷干得淡黃色產(chǎn)物0.81g，收率49％。
采用TLC觀察并收集產(chǎn)物，TLC展開劑為環(huán)己烷∶乙酸乙酯∶丙酮＝4∶2∶1(反應用)；乙酸乙酯∶甲醇＝3∶1(大孔柱用)(1ml加2滴冰醋酸)；Rf值0.4；顯色劑4％磷鉬酸/乙醇，凍干得淡黃色產(chǎn)物，即為固體的(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸鉀。
權(quán)利要求
1、(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β-甲基碳青霉烯-3-羧酸或其鹽的制備方法，其中包括將式I化合物與式II化合物反應生成具有式III結(jié)構(gòu)的化合物，再將式III化合物脫除保護基R；其中，所述的鹽為K、Na、Li、Ca或Mg鹽，保護基R為芐基或者對硝基芐基。
2、權(quán)利要求1所述的制備方法，其中所述的式I和II化合物的摩爾比為1∶1-2。
3、權(quán)利要求1所述的制備方法，其中包括，式I化合物、式II化合物與二異丙基乙基胺、LiOH·H2O在溶劑四氫呋喃中混合，在0～30℃進行反應直至反應完全，溶液中不再有式II化合物，其摩爾比為1∶1-2∶2-4∶1-2，R為對硝基芐基。
4、權(quán)利要求3所述的制備方法，其中包括，反應完全后蒸去四氫呋喃，加入乙酸乙酯溶解后，用飽和氯化鈉溶液洗至少一次，蒸干乙酸乙酯至析出固體。
5、權(quán)利要求3所述的制備方法，其中還包括，反應完全后過濾，濾渣用少量水洗，合并，蒸去四氫呋喃，加入乙酸乙酯稀釋，用至少1/4體積飽和氯化鈉溶液洗，無水硫酸鎂干燥以去除水份，過濾，濃縮，冷凍析晶，過濾，用乙酸乙酯洗，得棕色固體，濾液蒸干得固體，兩次固體合并，得到式III結(jié)構(gòu)化合物。
6、權(quán)利要求1所述的制備方法，其中包括，將式III化合物與5-10％的鈀碳在四氫呋喃和磷酸緩沖液中進行混和攪拌，在氫氣存在的條件下進行脫保護基的反應，其比例為1g∶0.2-0.4g∶20-50ml∶30-80ml。
7、權(quán)利要求6所述的制備方法，其中包括，脫保護基的反應之后，過濾去除鈀碳，濾液用乙酸乙酯至少洗3次，乙酸乙酯液用水反提，合并水溶液，除去殘余的乙酸乙酯，之后上大孔樹脂柱，用20-60％的丙酮溶液洗脫，收集洗脫液，冷凍干燥。
8、權(quán)利要求7所述的制備方法，其中還包括，過濾后的濾渣用水洗，水溶液合并至用水反提后的水溶液中。
9、一種(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β-甲基碳青霉烯-3-羧酸或其鹽，其為采用權(quán)利要求1所述的制備方法合成制得。
10、一種具有式III結(jié)構(gòu)的化合物，其中R為對硝基芐基，其為(1R，5R，6S)-2-[5-(2-苯基)-1，3，4-噻二唑-2-硫]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-β甲基碳青霉烯-2-烯-3-羧酸對硝基芐酯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種(1R，5R，6S)－2－[5－(2－苯基)－1，3，4－噻二唑－2－硫]－6－[(1R)－1－羥乙基]－1－β－甲基碳青霉烯－3－羧酸或其鹽的制備方法，其中包括將式I化合物與式II化合物反應生成具有式III化合物，再將式III化合物脫除保護基R；其中，所述的鹽為K、Na、Li、Ca或Mg鹽；該方法所需要的試劑簡單易得，合成條件溫和，產(chǎn)品的純度和收率均得到了較大提高。
文檔編號C07D477/24GK1958587SQ20051011573
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者劉浚, 闕文彬, 金潔, 武燕彬 申請人:四川貝力克生物技術(shù)有限責任公司