趙伯龍，冶建軍，張萍，李曉楠

(寧夏泰瑞制藥股份有限公司，銀川 750101)

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延胡索酸泰妙菌素合成工藝改進(jìn)

趙伯龍，冶建軍，張萍*，李曉楠

(寧夏泰瑞制藥股份有限公司，銀川 750101)

使用乙酸酐對(duì)截短側(cè)耳素11’-羥基進(jìn)行保護(hù)，水解掉2-羥基乙酸，與2-巰基乙酸酯化，再與2-二乙氨基乙醇氨化，得到泰妙菌素。工藝中以2-二乙氨基乙醇代替2-二乙胺基乙硫醇作為側(cè)鏈底物合成延胡索酸泰妙菌素，降低了有毒有害反應(yīng)物對(duì)工業(yè)合成路線帶來(lái)的額外成本。最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到920～960 mg/g。

截短側(cè)耳素；延胡索酸泰妙菌素；2-二乙胺基乙醇；2-巰基乙酸

延胡索酸泰妙菌素(圖1)是一種應(yīng)用較為成熟的半合成獸用抗生素；對(duì)多種革蘭氏陽(yáng)性球菌包括大多數(shù)葡萄球菌和鏈球菌及多種支原體和某些螺旋體有良好抗菌活性[1]。也是當(dāng)前使用最為廣泛的截短側(cè)耳素類(lèi)抗生素藥物[2]。但是在目前所報(bào)道的各種合成方法中，均以2-二乙胺基乙硫醇(圖2)作為主要反應(yīng)物[3]。該化合物本身具有較大毒性，同時(shí)也是合成化學(xué)武器氮芥氣(圖3)的主要原料，使用與采購(gòu)受到很多部門(mén)和組織的嚴(yán)密監(jiān)控，因此，提高了延胡索酸泰妙菌素的額外管控成本，也制約了產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模。本研究旨在于研究一種新的延胡索酸泰妙菌素合成工藝，避開(kāi)受監(jiān)管的危險(xiǎn)中間體，以較溫和的路線合成延胡索酸泰妙菌素，降低產(chǎn)品管控成本，解決當(dāng)前存在的主要制約產(chǎn)能的因素。

圖1 延胡索酸泰妙菌素分子結(jié)構(gòu)式圖

圖2 2-二乙胺基乙硫醇分子結(jié)構(gòu)式圖

圖3 氮芥氣分子結(jié)構(gòu)式圖

1 材料與設(shè)備

主要試劑：截短側(cè)耳素，批號(hào)201406021，寧夏泰瑞制藥股份有限公司，原料藥；三乙胺，20140712，天津凱通，分析純；醋酸酐，20150416，天津凱通，分析純；硫酸，20140918，上海國(guó)藥，分析純；巰基乙醇20140220天津渤海化工，分析純；氫溴酸，20141102，上海國(guó)藥，分析純；對(duì)甲苯磺酰氯，20150101，上海滬試，分析純；2-二乙胺基乙醇，A11520，南非石化(SASOL)，分析純；甲基異丁基酮，20120520，南非石化(SASOL)，分析純；四丁基溴化銨，20131230，華東試劑廠，分析純；氫氧化鈉，20141028，天津凱通，分析純；無(wú)水碳酸鉀，20120408，天津凱通，分析純；甲醇，20140412，天津凱通，分析純；乙酸乙酯，20140222，天津凱通，分析純；CA200強(qiáng)酸樹(shù)脂，20130125，西安天選，粒徑0.5 μm。

主要設(shè)備：集熱式恒溫磁力攪拌器，DF101-S，天津華鑫儀器有限公司；多功能漿式攪拌器HJ-5，江蘇新壇金城國(guó)盛試驗(yàn)儀器廠；電子稱(chēng)TE-621-L，賽多利斯科學(xué)儀器；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀Hei-VAP /G6，德國(guó)海道夫；暗箱式自動(dòng)紫外分析儀ZF-2C，上海安亭儀器廠；旋片式真空泵T215，美國(guó)圣特斯；精密增力電動(dòng)攪拌器JJ1.100W，浦東光學(xué)物理儀器有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度儀I8，濟(jì)南海能儀器；LC高效液相色譜儀LC-20A，日本島津株式會(huì)社；玻璃儀器，天津天玻。

2 方法與結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)方法 本方法采用截短側(cè)耳素作為合成底物，通過(guò)羥基保護(hù)、水解、酯化、磺酸酯化、氨化、脫保護(hù)成鹽6步反應(yīng)得到延胡索酸泰妙菌素，反應(yīng)方法如下：

2.1.1 羥基保護(hù) 50 g(0.127 mol)截短側(cè)耳素(圖4)溶于200 mL甲基異丁基酮中，避光升溫至46 ℃，攪拌條件下加入14.4 g(0.141 mol)對(duì)醋酸酐[4]，全部溶解后，緩慢滴加12.1 g(0.120 mol)三乙胺作為縛酸劑，全部滴加完畢后，回流反應(yīng)3～5 h。反應(yīng)完畢后向體系中加入50 mL純化水，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0 min后降溫。分液，保留有機(jī)相，降溫至4 ℃結(jié)晶。將晶體過(guò)濾后得到11’14’-OH雙保護(hù)截短側(cè)耳素，平均摩爾收率98.2%(圖5)。

圖4 截短側(cè)耳素

圖5 11’14’-羥基雙保護(hù)截短側(cè)耳素合成過(guò)程

2.1.2 酸性水解 11’14’-OH雙保護(hù)截短側(cè)耳素用40%硫酸浸泡CAT200強(qiáng)酸陽(yáng)離子催化樹(shù)脂2 h，得到活化樹(shù)脂，并灌裝30 mm直徑的樹(shù)脂柱；將45 g 11’14’-羥基雙保護(hù)截短側(cè)耳素溶于200 mL水中，以3 mL/min的流速進(jìn)行過(guò)柱反應(yīng)，得到111’-羥基保護(hù)姆替林水溶液(圖6)。向姆替林水溶液中加入150 mL甲基異丁基酮，并用20% NaOH溶液將pH調(diào)節(jié)至9.0～10.0，萃取分液，保留有機(jī)相，平均摩爾收率98.6%。

圖6 11’-羥基保護(hù)姆替林合成過(guò)程

2.1.3 酯化 將11’-OH保護(hù)姆替林的甲基異丁基酮溶液升溫至55 ℃，加入11 g巰基乙醇(0.120 mol)、7.38 g二乙基鋅(0.60 mol)，再向體系中滴加23 g(0.130 mol)46%的氫溴酸，滴加完畢后減壓升溫，待反應(yīng)體積沸騰后開(kāi)始蒸餾，每蒸出50 mL酮水混合物，補(bǔ)加65 mL甲基異丁基酮，直至蒸出200 mL酮水混合物。反應(yīng)完成后，加入50 mL水，使用20% NaOH將體系pH調(diào)節(jié)至9.0～10.0，萃取分液，保留有機(jī)相。得到11’-羥基保護(hù)巰基取代側(cè)耳素(圖7)的甲基異丁基酮溶液，平均摩爾收率96.5%。

2.1.4 制備磺酸酯 向100 mL甲基異丁基酮中加入22 mL 2-二乙胺基乙醇，升溫至45 ℃，加入17.5 g對(duì)甲苯磺酰氯，避光反應(yīng)，緩慢滴加11 g三乙胺，滴加完畢后反應(yīng)1 h，加入20 mL純化水，繼續(xù)反應(yīng)半小時(shí)。分液，保留有機(jī)相，得到2-二乙胺基乙基磺酸酯(圖8)的甲基異丁基酮溶液，平均摩爾收率88.1%。

圖7 11’-羥基保護(hù)巰基取代側(cè)耳素合成過(guò)程

圖8 2-二乙胺基乙基磺酸酯合成過(guò)程

2.1.5 氨化 11’-OH保護(hù)巰基取代側(cè)耳素的甲基異丁基酮溶液與二乙胺基乙基磺酸酯的甲基異丁基酮溶液混合，升溫至63 ℃，加入0.25(0.008 mol)g四丁基溴化銨，在一小時(shí)內(nèi)緩慢滴加12.1 g(0.120 mol)三乙胺進(jìn)入體系，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)30 min，加入20 mL純化水，繼續(xù)反應(yīng)半小時(shí)。分液，保留有機(jī)相，得到11’-OH保護(hù)泰妙菌素堿(圖9)的甲基異丁基酮溶液，平均摩爾收率96.7%。

圖9 11’-羥基保護(hù)泰妙菌素堿合成過(guò)程

2.1.6 脫保護(hù)成鹽 向11’-OH保護(hù)泰妙菌素堿的甲基異丁基酮溶液升溫至63 ℃，加入13.8 g無(wú)水碳酸鉀(0.10 mol)，反應(yīng)1 h，加入30 mL純化水，繼續(xù)反應(yīng)10 min，分液。保留有機(jī)相。每蒸出30 mL有機(jī)相，向反應(yīng)體系中補(bǔ)加30 mL無(wú)水甲基異丁基酮，待蒸出90 mL有機(jī)相后，向有機(jī)相中加入30 mL無(wú)數(shù)甲醇，再投入19 g(0.16 mol)延胡索酸，繼續(xù)反應(yīng)1 h，反應(yīng)結(jié)束后，緩慢降溫，直至-5 ℃，保溫2 h結(jié)晶。將晶體過(guò)濾干燥，得到延胡索酸泰妙菌素(圖10)，平均摩爾收率97.1%。

圖10 延胡索酸泰妙菌素合成過(guò)程

2.2 結(jié)果

2.2.1 終產(chǎn)物鑒別 對(duì)連續(xù)10組試驗(yàn)終產(chǎn)物，按《美國(guó)藥典》USP38所載鑒別方法進(jìn)行鑒定[8]，產(chǎn)物各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果如表1所示，均符合美國(guó)藥典對(duì)延胡索酸泰妙菌素的質(zhì)量要求。

表1 產(chǎn)物鑒別數(shù)據(jù)

試驗(yàn)結(jié)果所有數(shù)據(jù)均符合美國(guó)藥典USP38所載延胡索酸泰妙菌素鑒別條目。

2.2.2 色譜結(jié)果 本課題對(duì)原料與各中間體進(jìn)行了HPLC色譜含量檢測(cè)，情況如下：

截短側(cè)耳素與11’14’-羥基雙保護(hù)截短側(cè)耳素采用212 nm波長(zhǎng)紫外光，進(jìn)行HPLC檢測(cè)，采用歸一法處理[9]，確認(rèn)原材料截短側(cè)耳素色譜純度為94.2%，保留時(shí)間為9.82 min(圖11)，經(jīng)乙?；Ｗo(hù)后，11’14’-羥基雙保護(hù)截短側(cè)耳素兩次結(jié)晶后，色譜純度為96.27%，保留時(shí)間延后至11.126 min(圖12)

圖11 截短側(cè)耳素HPLC色譜圖

圖12 11’14’-羥基雙保護(hù)截短側(cè)耳素HPLC色譜圖

截短側(cè)耳素經(jīng)雙保護(hù)、水解、巰基乙醇酯化后，C14位羥基羧酸酯被取代為11’-羥基保護(hù)巰基取代側(cè)耳素，經(jīng)重結(jié)晶后，在212 nm波長(zhǎng)紫外光下HPLC檢測(cè)，采用歸一法處理，峰面積為94.3%，保留時(shí)間為2.008 min(圖13)。

圖13 11’-羥基保護(hù)巰基取代側(cè)耳素HPLC色譜圖

終產(chǎn)物脫保護(hù)前，經(jīng)205 nm波長(zhǎng)紫外光HPLC檢測(cè)，采用歸一法處理，11’-羥基保護(hù)泰妙菌素峰面積為89.5%，保留時(shí)間為4.123 min(圖14)。

圖14 11’-羥基保護(hù)泰妙菌素HPLC色譜圖

最終得到的延胡索酸泰妙菌素經(jīng)重結(jié)晶后，經(jīng)212 nm波長(zhǎng)紫外光HPLC檢測(cè)，采用外標(biāo)法處理[10]，與含量為99.5%的延胡索酸泰妙菌素標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品比對(duì)后，產(chǎn)品含量為99.27%，保留時(shí)間為14.937 min(圖15)。

圖15 延胡索酸泰妙菌HPLC色譜圖

2.2.3 核磁共振結(jié)構(gòu)確認(rèn) 除二乙氨基乙基磺酸酯外，各中間體經(jīng)純化后，送至寧夏大學(xué)能源與化工學(xué)院進(jìn)行結(jié)構(gòu)確認(rèn)，各中間體1H-NMR、13C-NMR積分解譜后結(jié)果與目標(biāo)產(chǎn)物模擬結(jié)果相符。

2.2.4 實(shí)驗(yàn)收率 試驗(yàn)中對(duì)連續(xù)5個(gè)組別進(jìn)行了收率統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品單位含量為920～960 mg/g，平均摩爾收率87.7%。而平行試驗(yàn)中，同等實(shí)驗(yàn)條件下，使用傳統(tǒng)工藝即使用2-二乙胺基乙硫醇作為原料，平均摩爾收率96.2%。

3 討論與小結(jié)

根據(jù)文獻(xiàn)[5]報(bào)道，對(duì)側(cè)耳素采用酸水解，可以斷開(kāi)姆替林母核的側(cè)鏈酯鍵，但直接采用強(qiáng)酸催化，會(huì)造成母核內(nèi)酯鍵水解，因此本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用強(qiáng)酸樹(shù)脂加載H+離子[6]進(jìn)行催化水解。酸化水解與脫保護(hù)過(guò)程中，反應(yīng)體系由于原料本身含水(氫溴酸水溶液、溶解無(wú)水碳酸鉀加入的的水)，但反應(yīng)過(guò)程中水的存在又會(huì)阻礙反應(yīng)進(jìn)行，因此在過(guò)程中需逐步降低體系含水量，所以需要將含水的溶劑蒸出，并補(bǔ)加無(wú)水的甲基異丁基酮。

當(dāng)巰基乙酸加入反應(yīng)后，為保證脫水過(guò)程中巰基與羧基競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)向羧基偏移，因加入催化量的有機(jī)鋅鹽，使巰基與羧基碳形成配合物[7]，增大巰基位阻同時(shí)使羧羥基更容易進(jìn)攻羥基碳。為避免無(wú)機(jī)鋅鹽在使用過(guò)程中引入的水及其陰離子影響產(chǎn)物質(zhì)量，因采用絡(luò)合能力強(qiáng)且易分離的有機(jī)鋅如二乙基鋅作為絡(luò)合保護(hù)劑。

反應(yīng)中采用的乙?；Ｗo(hù)法脫保護(hù)時(shí)需要使用K2CO3，會(huì)引入較多碳酸鹽，易與延胡索酸產(chǎn)生結(jié)塊，在工業(yè)生產(chǎn)中，可以設(shè)計(jì)一套萃取過(guò)程，通過(guò)分相將除去易溶于水的無(wú)機(jī)鹽。

文獻(xiàn)[9]報(bào)道，截短側(cè)耳素、11’14’-羥基雙保護(hù)截短側(cè)耳素、11’-羥基保護(hù)姆替林、11’-羥基保護(hù)巰基取代側(cè)耳素等中間體為提高相對(duì)收率，不需要結(jié)晶干燥為晶體，可直接以溶液形式進(jìn)行反應(yīng)。

本路線不再使用2-二乙胺基乙硫醇作為反應(yīng)物，產(chǎn)品總摩爾收率較原工藝下降約8.5%，產(chǎn)品單位質(zhì)量920～960 mg/g，合成成本較傳統(tǒng)方法上升5%，但由于工藝避開(kāi)了被包括國(guó)際禁止化學(xué)武器組織所監(jiān)管的二類(lèi)危化品，綜合成本比較傳統(tǒng)工藝有較大下降，且產(chǎn)能不再受到制約。

而采購(gòu)價(jià)格方面，2-二乙胺基乙硫醇價(jià)格較2-二乙胺基乙醇高，結(jié)合兩套工藝其他所用原料市售價(jià)格計(jì)算，新工藝合成成本較傳統(tǒng)方法上升約5%。新的合成路線具備可行性，反應(yīng)所用反應(yīng)物、溶媒等原輔料均為常用工業(yè)化學(xué)原料，毒性、危險(xiǎn)性較采用2-二乙胺基乙硫醇為反應(yīng)物的傳統(tǒng)方法小，可用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

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(編 輯：侯向輝)

Improvement of Synthesis Technology of Tiamulin Fumarate

ZHAO Bo-Long，YE Jian-jun，ZHANG Ping*，LI Xiao-nan

(NingxiaTaituiPharmactlalCo.,Ltd,Yinchuan750101,China)

Use 2-(diethylamino)ethanol instead of 2-(diethylamino)ethanethiol, as side-chain radical to synthesize tiamulin fumarate,In order to reduce the risk and the additional costs of that use the toxic chemicals. The protection against 11’-hydroxyl of pleuromutilins is acetic anhydride,hydrolysis and removal 2-hydroxyacetic acid of pleuromutilins,esterify with 2-mercaptoacetic acid and aminate with 2-(diethylamino)ethanol to Synthesis tiamulin fumarate. In the conclusion,the content of tiamulin fumarate is 920～960 mg/g,and the the yield of amount of substance is 87.7%.

pleuromulin;tiamulin fumarate;2-(diethylamino)ethanethiol;2-(diethylamino)ethanol

趙伯龍，化學(xué)工程師，生物工程碩士，從事抗生素提取與合成研究。

張萍。E-mail:shiyanpeng@tairuiworld.com

2015-06-03

A

1002-1280 (2015) 08-0045-06

S859.796