專利名稱：提純氨芐青霉素前藥酯溶液的方法
技術領域：
本發明涉及一種提純氨芐青霉素前藥酯溶液而除去源于其制備中的污染物(contaminams)的新的改進方法。這種新方法由于除去堿性組分而具有特殊價值，這種堿性組分用于中和在合成所述氨芐青霉素前藥酯中釋出的酸。
背景技術：
氨芐青霉素碳酯或其鹽(如氨芐青霉素碳酯鹽酸鹽)是一種工業上重要的氨芐青霉素的前藥酯。以上制備的最后步驟通常可用下面的反應圖示 這樣，在低溫下使青霉素G酯Ⅱ與五氯化磷反應，然后與醇(如甲醇)、水反應，接著使生成的6-氨基青霉烷酸(6-APA)的1-乙氧甲酰氧乙酯(式Ⅲa)與苯基甘氨酰氯的鹽酸鹽(式Ⅳ)在這樣的條件下反應，生成式Ⅰa的氨芐青霉素碳酯鹽酸鹽，所述反應條件是在DMA(N，N-二甲基苯胺)或其它堿的存在下進行，以阻止反應中鹽酸的釋放。如果在氨芐青霉素碳酯鹽酸鹽的分離中不能充分除去堿，將會污染用于制備藥物的最終產物。而且，由于已證實DMA對健康有潛在危險，所以必須盡可能地除去所述的污染物。
盡管從其它角度來看，單獨使用現有的幾種提純技術似乎有效，但是尚未開發出在實踐中能滿足要求的方法。除了最終產物的純度不夠外，這些技術也使得所述的酯在一定程度上失活。
瑞典專利第7810122-7號公開了一種改進的提純操作方法，其中，通過應用一種特殊的陽離子交換劑除去一些氨芐青霉素前藥酯中的DMA。
本發明與所述的離子交換樹脂操作相比，簡單而有效，不僅所需最終產物的純度得到提高，而且收率也增加，盡管要求保護的這種新方法涉及到先有技術并不認同的結晶操作。
本發明概述本發明是基于這一發現，即有可能在工業規模上簡單而有效地對上述氨芐青霉素前藥酯的粗有機溶液進行連續結晶操作。出乎意料的是，進入結晶操作的有機相不穩定，意味著這種方法中的結晶不具有操作性和/或有缺陷。
然而本發明發現，通過正確控制上述連續結晶過程中有機溶劑的蒸發速率，蒸發有機粗溶液進行所需產品的連續結晶。通過這種方法得到所需的最終產物收率高，純度好。而且，根據本發明的提純方法得到的產品具有勻質性(homogeneous quality)，這樣也容易進行離心操作并在結晶操作中不易失活。
更具體講，本發明的第一個方面涉及提純式Ⅰ氨芐青霉素前藥酯或其酸加成鹽的溶液而除去源于其制備中的污染物的方法，式Ⅰ如下所示 特別是當R基團引入到所述的式Ⅰ的酯時尤其要除去使用的堿，例如從其中R為苯乙酰基(PhCH2CO)的對應的酯中除去堿，該方法包括對在有機溶劑中的所述氨芐青霉素前藥酯(式Ⅰ)或其酸加成鹽的粗溶液進行蒸發，通過控制有機溶劑的蒸發速率來完成所需的提純的前藥酯或其鹽的結晶的連續操作。換句話說，本方法通常適用于氨芐青霉素碳酯、酞氨芐青霉素和匹氨青霉素或其酸加成鹽，如其鹽酸鹽的提純。根據本發明一個特別的優選實施方案，本方法適用于對氨芐青霉素碳酯或其酸加成鹽，優選鹽酸鹽的提純。
要求保護的本方法中待提純的氨芐青霉素前藥酯通常由青霉素G或其鹽，尤其鉀鹽來制造，它與試劑R1-X(R1定義同式(1)，X為鹵原子)進行反應，生成青霉素G酯，R1酯基的定義如上。然后所述酯與五氯化磷在低溫下反應，接著與醇(如甲醇)和水反應，然后與試劑R-Y(其中R定義同式(Ⅰ)，Y為鹵原子)反應，在這種條件下基團R取代苯乙酰基。在所述反應中使用了如N，N-二甲基苯胺的有機堿，這在本專利說明書的開頭已有描述，這樣所述的有機堿成為主要污染物之一，它們必須從以用作后續醫療目的的氨芐青霉素前藥酯中除去。通過本方法更優選的實施方案，可以基本除去所有或至少大部分來自整個制造過程中的污染物。從本領域的技術文獻查到整個制造方法和與之相關的污染物的詳細情況，同所述的本領域己知的生產方法一樣，都不屬于本發明的部分。
如上所述，本發明主要是基于連續化結晶操作的思路，因其有許多優點。通過正確控制有機溶劑的蒸發速率可以進行連續的結晶操作。在本文中不能用準確的具體數字對所述的控制進行定義，但由于已公開本發明的思路，在每一個具體實例中本領域的技術人員應能容易建立正確的控制條件。然而優選的蒸發速率通常定義為每小時連續結晶的蒸發量是對應于連續加入待提純溶液體積的0.1-0.6倍，更優選所述蒸發速率對應為0.3-0.5倍，更優選約為0.4倍的所述體積(每小時)。
連續結晶優選在真空如低于一大氣壓下進行操作，主要是因為在足夠低的溫度下操作，想要的產物不會分解或變質。
通常連續結晶操作的溫度應不使所需的產物分解或變質。眾所周知，溫度取決于操作中的壓力。通常溫度優選為25-75℃，更優選為25-50℃。與產品質量一樣，由于費用和投資額的原因，尤其在真空下操作時，溫度更優選為25-35℃的低溫，尤其約30℃。
如上所述，連續結晶操作的主要目的是除去或基本除去所述的堿如DMA，但由于在本方法起始粗酯溶液的制備中使用了幾種不同的試劑，因此也要除去許多其它污染物以得到高品質的氨芐青霉素前藥酯。進一步講，通過進一步在所述結晶反應之前除去大部分的DMA或其它堿，可以在結晶操作后或如下更詳細描述的整個方法后獲得優異結果。
根據本方法的要求保護的一個優選實施方案，涉及在連續結晶前通過水相萃取從待提純的溶液中除去其它污染物(更具體講為極性污染物)。
這個方面的一個特別優選的實施方案，以這樣一個例子為代表，其中水相萃取步驟連續進行。與分批萃取方式相比，發現通過這種連續萃取有可能將極性污染物的量減少至極低的水平。此外，在此類方法中，只有一次單一的批萃取才是可能的，因為不同相間分離一次，而不是兩次或三次。
根據本發明如果所述的連續萃取步驟在逆流塔(尤其優選粗濾柱)中進行，萃取操作將非常有效。
待提純的有機溶液相與水萃取相的體積流量比優選為2∶1-1∶2，最優選約1∶1。
如果使用含有無機酸鹽的水，這個實施方案的萃取效率將非常高，這樣，除了可足夠快地進行相分離外，還可獲得合適的密度差。盡管許多金屬鹽可用于這個方面，但通常使用堿金屬鹽，優選堿金屬的鹵化物。尤其使用氯化物，如氯化鈉。
通過使用含有5-30％，優選5-20％，更優選8-18％(w/w)所述鹽的水介質，可得到有效萃取。
在所述的水相萃取步驟中采用的pH值以控制在2-5之間為宜，優選3-4，更優選3.4-3.7。
根據本發明方法中另一個優選實施方案，在連續結晶操作之前，通過用有機相萃取也可除去有機污染物。在有機相萃取步驟中使用的有機溶劑只要能除去想要的有機污染物即可，有機溶劑優選乙酸丁酯、甲基異丁基酮和乙酸乙酯，尤其優選乙酸丁酯。
由上面不難理解，在要求保護的本方法中最重要的一個方面是與有機相萃取一樣，水相萃取也是在結晶操作之前，所有上述步驟優選連續進行。從這個意義上說，本發明的一個有利的實施方案涉及所述的水相萃取在所述的有機相萃取之前進行。
進一步講，可以對整個方法的不同步驟進行優化排列，這樣離開有機相萃取操作的水相與其中濃縮的所需的產物一起，經過鹽析萃取步驟，其中隨后結晶的所需產物從所述的水相轉移至新的有機相。然后所述的新有機相，與其中濃縮的所需的產物一起，進入連續結晶操作步驟。
重要的是通過正確的方式生成有機相，以便在后續結晶操作中獲得最好的結果。這樣含有在連續結晶操作中結晶的產物的有機溶液是過飽和的，結晶在早期階段開始。根據本發明中的鹽析萃取新技術，與先有技術相比，不會產生任何相分離問題或水相中所需的最終產物的大量損失。進一步講，這個鹽析萃取步驟促進了后續的結晶操作，并使最后提到的操作更加有效得多。
所指的鹽析萃取步驟也優選連續操作方式。術語“鹽析”萃取步驟源于這樣一個事實，即所述步驟優選在鹽(如無機鹽)的存在下進行，以使所需的前藥酯的鹽從水相轉移到新的有機相。所述鹽的作用是改變兩相間的分配系數，使用任何其它的“相轉移劑”-而不是鹽來改進所述的轉移也屬于本發明的范疇。然而在這方面優選無機酸的金屬鹽，尤其是其水溶液形式。許多金屬鹽都可選用，優選堿金屬鹽(如鈉鹽)。鹵化物鹽(如氯化物鹽)尤其優選，如氯化鈉。進一步驟講，尤其優選采用所述鹽的飽和水溶液。
選擇鹽析萃取步驟中使用的有機溶劑時，通常既要考慮在后續的結晶操作中所述產品的結晶，還要考慮對所需的產物的溶解能力。優選乙酸丁酯、甲基異丁基酮、二氯甲烷和乙酸乙酯，尤其優選乙酸丁酯。
在這個方面，本發明的一個有利的實施方案為這樣的例子，其中前藥酯溶液∶鹽溶液∶有機溶劑的體積流量比為1.0-1.5∶1.5-2.0∶1，尤其為1.3∶1.6∶1。
此外，本方法的另一個有利的實施方案包括在所述的水溶液萃取步驟和所述的有機相萃取步驟之間的一個蒸發步驟，蒸發含有產物的有機相中的有機溶劑，這個有機相從所述的水相萃取中脫離出來，該有機溶劑被后續用于有機相萃取的另一種有機溶劑所置換，以用于萃取其中的有機污染物。
這樣的一個蒸發步驟，可以適當地控制待除去的有機污染物。也就是說，在這種特殊的方法中，可以通過選擇合適的置換溶劑，調整污染物的去除效率。優選的置換溶劑可參考上述有機相萃取中提及的那些溶劑。
根據本發明的另外一個方面，提供除去上面所述污染物，提純氨芐青霉素前藥酯式Ⅰ或其酸加成鹽的新方法，該方法包括用水相萃取所述酯或鹽的粗溶液來除去極性污染物步驟，而所述的萃取是連續操作的。
也就是說，不管是否進行上述的其它步驟，它代表了本領域的一種新的有優勢的技術，其本身并不是顯而易見的，但卻可獲得意想不到的結果，原因上面已有描述。
通常所述的連續萃取是在逆流塔中進行，優選粗濾柱，并且還可優選用含有無機酸鹽的水介質進行萃取，有關此類鹽的詳述與上面所述的一致。
至于本發明在這方面的其它優選實施方案，可參考上述與水相萃取步驟相關的優選實施方案。因此，這類實施方案可不必在此復述。
在本發明所述的第二個方面，水相萃取之后也可進行有機相萃取和/或蒸發步驟和/或鹽析萃取步驟和/或如上定義的連續結晶操作，上述最后兩步驟的所有優選實施方案與上面所述的優選實施方案相同。
由上可總結為，本方法的一個有利的應用涉及在堿(尤其如N，N-二甲基苯胺)的存在下，通過將式Ⅰ中的R基團引入式Ⅲ的6-APA-酯中來制造粗的起始溶液，
其中R1的定義同上，R作為一種反應物，優選通過苯基甘氨酰鹵，尤其是苯基甘氨酰氯，或其鹽酸鹽引入。
根據本發明的一個重要的實施方案，待提純的氨芐青霉素前藥酯為氨芐青霉素碳酯或其酸加成鹽，優選其鹽酸鹽。
通過連續結晶操作獲得的提純的最終產物最后進行傳統的回收操作，如離心，干燥等，在此不再詳述。
圖根據本發明的方法通過下面的圖和實施例作進一步的舉例說明，所述示例不具有限制性。
所示圖為根據本發明的新方法的一個實施方案的流程圖。
這個流程圖所示的方法為使待提純的氨芐青霉素前藥酯的粗溶液(通常命名為A)通過第一個萃取操作1，該操作為水相萃取。更具體講，通過水相2在上述粗溶液中萃取極性污染物，而以水相3排出。
接著，離開第一個萃取操作1的有機相4進入蒸發步驟5，從中通過6脫除(withdrawn)有機溶劑，殘留物7進入有機相萃取8，新的有機溶劑和水分別通過管道9和10加入所述的有機相萃取8中。
有機污染物以有機相11排除，同時上述萃取中的水相12進入在有機溶劑和飽和鹽水溶液的存在下進行的鹽析萃取13，有機溶劑和飽和鹽水溶液分別通過管道14和15加入。
排掉上述鹽析萃取中的水相16，而有機相17由此進入結晶操作18。從所述操作18可得到有機溶劑19和所需的結晶產物20，然后產物20通過傳統方法進行回收。
如前所述，實施方案中的所有步驟都采用連續操作方式。
用70ml的二氯甲烷稀釋該混合物，并加入7g鹽酸，得到的溶液在逆流萃取塔中用稀鹽水(作為水相)進行萃取。蒸發二氯甲烷相，用碳酸氫鈉調節殘留物的pH≈3后，使殘留物在乙酸丁酯(255ml)和水(580ml)間進行分配，用乙酸丁酯(100ml)洗滌水相，合并的有機相用水(120ml)萃取。
合并的水相用飽和氯化鈉溶液(760ml)和乙酸丁酯(480ml)進行連續摻和，然后進行連續分離。通過在浴溫40-45℃下進行真空的脫鹽操作，連續蒸發有機相，其中產物開始結晶。在室溫下經過約4小時后，產物進行過濾并用190ml乙酸丁酯和190ml乙酸乙酯進行洗滌。在50-60℃下干燥濕物料，可得到白色至約顯黃色晶體(47g，基于青霉素G酯收率為78％)。經GC分析，N，N-二甲基苯胺污染物含量＜10ppm。
攪拌幾分鐘后，分離水相，并用200ml的二氯甲烷萃取。合并有機相，溶解的物質從溶劑中脫除，殘留物在甲基異丁基酮(240ml)和水(600ml)間進行分配，用乙酸丁酯(100ml)洗滌水相，合并的有機相用水(60ml)萃取。
合并的水相與氯化鈉(130g)和乙酸丁酯(320ml)攪拌幾分鐘，經過分離，水層再一次用乙酸丁酯(160ml)進行萃取。通過硅藻土(4g)干燥有機相，在浴溫40-45℃下真空蒸發約1/3的溶劑，產物開始結晶。在室溫下經過10-15小時后，過濾產物，用2×50ml乙酸乙酯進行洗滌。在50℃下進行真空干燥，得到白色至約顯黃色晶體(36g，基于青霉素G酯收率為53.7％)。經GC分析，N，N-二甲基苯胺污染物為1100ppm。
上面所述的比較例是在瑞典專利第7810122-7號(參考說明書的開頭部分)公開的非連續技術。盡管所述瑞典專利公開了使用離子交換樹脂對產物作進一步提純，但通過比較，可以清楚發現，根據本發明的新方法仍具有較大的優勢。
進一步講，通過所述瑞典專利所述的離子交換樹脂技術所得到的純度達不到本發明的水平。不僅如此，從工藝技術的角度來看，這種新方法還可以是離子交換技術的非明顯和有利得多的替代方法，除此之外，這個新方法能夠得到十分均勻的高品質產物。
權利要求
1．提純式Ⅰ所示的氨芐青霉素前藥酯溶液或其酸加成鹽除去源于其制備中的污染物的方法， 尤其要除去在將R基團引入到所述的式(Ⅰ)酯(如其中R是苯乙酰基的相應的酯)中使用的堿，它包括在有機溶劑中對所述氨芐青霉素前藥酯(式(Ⅰ))或其酸加成鹽的粗溶液進行蒸發，通過控制有機溶劑的蒸發速率來完成所要提純前藥酯或其鹽的連續結晶操作。
2．根據權利要求1的方法，其中連續結晶中的蒸發速率為每小時相當于加入溶液體積的0.1-0.6倍，優選0.3-0.5倍，最優選約0.4倍。
3．根據權利要求1-2中任一項的方法，其中連續結晶在低于一大氣壓的條件下進行。
4．根據前述權利要求中任一項的方法，其中連續結晶的溫度為25-75℃，優選為25-50℃，更優選為25-35℃，最優選約30℃。
5．根據前述權利要求中任一項的方法，其中在所述的連續結晶操作之前，通過用水相萃取待提純的所述式(Ⅰ)酯或其酸加成鹽的溶液除去其中的極性污染物。
6．根據權利要求5的方法，其中所述水相萃取步驟連續進行。
7．根據權利要求6的方法，其中所述連續萃取步驟在逆流塔，優選粗濾柱中進行。
8．根據權利要求7的方法，其中待提純的有機溶液與使用的萃取水相的體積流量比為2∶1-1∶2，優選約1∶1。
9．根據權利要求5-8中任一項的方法，其中用于所述水相萃取的介質包括水，所述水中含有無機酸鹽，優選堿金屬鹽，更優選氯化物鹽，如氯化鈉。
10．根據權利要求9的方法，其中所述介質中含有5-30％，優選5-20％，更優選8-18％(w/w)的所述鹽。
11．根據權利要求5-10中任一項的方法，其中水相萃取步驟中采用的pH控制在2-5，優選3-4，更優選3.4-3.7之間。
12．根據前述權利要求中任一項的方法，其中在所述的連續結晶操作之前，通過用有機相萃取待提純的所述式(Ⅰ)酯或其酸加成鹽的溶液除去其中的有機污染物。
13．根據權利要求12的方法，其中所述有機相萃取步驟連續進行。
14．根據權利要求12和13中任一項的方法，其中用于所述有機相萃取步驟的有機溶劑選自乙酸丁酯、甲基異丁基酮和乙酸乙酯或其混合物，優選乙酸丁酯。
15．根據權利要求5-11和12-14中任一項的方法，其中所述水相萃取在所述有機相萃取之前進行。
16．根據權利要求15的方法，其中蒸發步驟在所述的水相萃取步驟和有機相萃取步驟之間進行，用來蒸發含有產物的與所述水相萃取物分開的有機相的有機溶劑，然后，該有機溶劑在所述的有機相萃取中被另一有機溶劑所置換，用來萃取其中的有機污染物。
17．根據權利要求12-16中任一項的方法，其中離開有機相萃取步驟的水相進行鹽析萃取步驟，其中待結晶的前藥酯從所述水相轉移到在所述連續結晶操作中待結晶的新的有機相中，該鹽析萃取步驟優選連續進行。
18．根據權利要求17的方法，其中鹽析萃取步驟在無機酸鹽的水溶液的存在下進行，所述無機鹽優選堿金屬鹽，更優選氯化物鹽，如氯化鈉，尤其是所述鹽的飽和水溶液。
19．根據權利要求17和18中任一項的方法，其中用于所述鹽析萃取步驟的有機溶劑選自乙酸丁酯、甲基異丁基酮、二氯甲烷和乙酸乙酯或以上混合物，優選乙酸丁酯。
20．根據權利要求17-19中任一項的方法，其中前藥酯溶液∶鹽溶液∶有機溶劑的體積流量比為1.0-1.5∶1.5-2.0∶1，尤其為1.3∶1.6∶1。
21．提純氨芐青霉素前藥酯(式Ⅰ)或其酸加成鹽的溶液除去源于其制備中的污染物的方法， 尤其要除去在將R基團引入所述的式(Ⅰ)酯(如其中R是苯乙酰基的相應的酯)中使用的堿，它包括在有機溶劑中用水相萃取所述氨芐青霉素前藥酯(式(Ⅰ))或其酸加成鹽的粗溶液，來除去其中的極性污染物，所述萃取在逆流塔優選粗濾柱中連續進行，并用含有無機酸鹽，優選堿金屬鹽，更優選氯化物鹽，如氯化鈉的水介質進行萃取。
22．根據權利要求21的方法，其中待提純的有機溶液與使用的水萃取相的體積流量比為2∶1-1∶2，優選約1∶1。
23．根據權利要求21-22中任一項的方法，其中所述介質含有5-30％，優選5-20％，更優選8-18％(w/w)的所述鹽。
24．根據權利要求21-23中任一項的方法，其中水相萃取步驟中采用的pH控制在2-5，優選3-4，更優選3.4-3.7之間。
25．根據權利要求21-24中任一項的方法，其后續步驟為通過用權利要求12-14中任一項所定義的有機相進行萃取，以除去有機污染物。
26．根據權利要求25的方法，其中如權利要求16所定義的蒸發步驟在所述的水相萃取步驟和所述的有機相萃取步驟之間進行。
27．根據權利要求25-26中任一項的方法，其中在所述的有機相萃取步驟之后為如權利要求17-20中任一項所定義的鹽析萃取步驟。
28．根據權利要求21-27中任一項的方法，后續步驟為如權利要求1-4中任一項所定義的連續結晶操作。
29．根據前述權利要求中任一項的方法，其中在堿，優選N，N-二甲基苯胺的存在下，通過將式(Ⅰ)中的基團R引入式(Ⅲ)的6-APA酯中來制備式(Ⅰ)酯或其酸加成鹽的粗起始溶液，式(Ⅲ)如下所示 其中R1如權利要求1所定義，基團R優選通過作為反應物的苯基甘氨酰氯，或其鹽酸鹽而引入。
30．根據前述權利要求中任一項的方法，其中所述氨芐青霉素前藥酯(式(Ⅰ))為氨芐青霉素碳酯或其酸加成鹽，優選其鹽酸鹽。
全文摘要
提純氨芐青霉素前藥如氨芐青霉素碳酯或其酸加成鹽溶液的方法,該方法包括將其粗溶液在控制有機溶劑蒸發速率的條件下進行蒸發,以便所要提純的前藥酯或其鹽的結晶可以連續操作進行。所述結晶優選在水相萃取和/或有機相萃取之后進行,兩者也優選連續進行。
文檔編號C07D499/18GK1284959SQ9881361
公開日2001年2月21日 申請日期1998年12月16日 優先權日1997年12月22日
發明者H·J·菲德塞爾, E·康貝里 申請人:阿斯特拉曾尼卡有限公司