Разработка методов синтеза полусинтетических цефалоспориновых антибиотиков цефацетрила и цефотаксима тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО МЕДИЦИНСКОЙ ПГОШШКНОСТИ СССР-

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССадОВАТШШШ ИНСТИТУТ АНТИБИОТИКОВ

На правах рукописи Для служебного пользования экз. К 3 УДК 615.33:577.182.24.012.1

РЕМИЗОВ А. Наталья Юрьевна

. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА ПОЛГСЖШИЧЕСКИХ ЦЕФМОСПОРЙНОВЫХ АНТИБИОТИКОВ ШФАДЕТРИПЛ. И ШВДШЖА

02.00.10 - Биоорганическая хпшя, химия природных п физиологически активных веществ

Автореферат дассертатш на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1991

Работа выполнена в лаборатории технологии полусиптетлческих ан-•тнбиотиков Всесоюзного научно-ксслсдса'ательского института антибиотиков.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Мезенцев А.С,

Ойишалыше оппоненты:

доктор хш.шческвх наук, профессор Кузовков Л.Д.

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Марченко Н.Б.

Ведущая организация: Всесоюзный научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков АШ СССР (Москва)

¿О

Защита диссертации состоится "/'<!? " СипЬеу/а^ 1991 г. в /О часов на заседании Специализированного совета Д 098.03.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте антибиотиков по адресу: 113105, Москва, Нагатинская ул., За.

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института оштбиотпкоЕ.

Автореферат разослан " ^ " ¡М-С^рГ*?— 199/ г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат ыедаиинских наук

Кузнецова С.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полусинтетическне антибиотики пефалоспори-нового ряда, условно разделяемые по спектру-действия на три поколения, относятся к числу важнейших лекарственных препаратов, используемых для лечения большинства распространенных инфекционных заболеваний. В медицинской практике широко пригоняются цефалоспорины I поколения, эффективны е? г лаЕшга образом,в отношении грамполокительных микроорганизмов, в том числе и.устойчивых к большинству полусинтетических пенициллинов, а также цефалоспорины Ш поколения, основной особенностью которых является высокая активность в отношении грамотри-цательных микроорганизмов, в том числе псевдомонад.

В связи с необходимостью обеспечения отечественного здравоохранения высокоэффективными антибиотиками, в соответствии с заданиями ГКНТ (программа. 0.43.01. "Изыскать новые эффективные лекарственные средства, разработать технологию и освоить промышленное производство новых препаратов и их лекарственных форм"), Постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР О* 670 от 1977 г. и Л 807 от 1985 г.), во Всесоюзном НИИ антибиотиков проведен комплекс исследований, направленных на разработку технологий получения ряда, важнейших антибиотиков цефалоспориновой группы, в том числе дефацетрила и пефотак-сима. Осноеной предпосылкой, обусловившей выбор цефацетрила в качестве объекта исследования, является, помимо высокой эффективности этого антибиотика, наличие в стране промышленного производства важнейшего полупродукта для его получения - гшануксусной кислоты.

Актуальность разработки-метода синтеза дефотаксима - вакнейие-го цефалсспорина Ш поколения связана с необходимостью ускорения организации отечественного производства этого антибиотика, хорошо зарекомендовавшего себя в медишшской практике, и уже в течение ряда лет закупаемого в больших объемах Минздравом СССР за рубежом.

Цель работы. Разработка■оптимальных методов синтеза полусинтетических пефалоспориновых антибиотиков парапетрила л цефотаксима, основанных на применении доступных видов сырья и перспективных для последующей реализации в промышленных масштабах на предприятиях медицинской промышленности; синтез новых полусинтетнческих беталактам-иых антибиотиков, эффективных в отношении микроорганизмов, устойчивых к действию традиционных лекарственных средств.• Для этого предстояло решить следующие задачи:

- изучить способы получения пефапетрила и полупродуктов его синтеза, обеспечивающие высокое качество антибиотика;

- выявить факторы, влиящие на стереоселективность процесса получения пефотаксима и полупродуктов его синтеза;

• - исследовать возможность использования различных вариантов защиты- аминогруппы карболовой кислота, применяемой в синтезе пефотак-скма;

- синтезировать ряд новых беталакташих соединений с использованием ношх тиенялкарбоновшс кислот и изучить их физико-химические и антимикробные свойства.

® результате проведонних исследований получены следующие новые научные даннне:

~ разработан оригинальный ькзгод синтеза ц-9фацатрпда, основанный на ашшфовашш синильного производного 7--ЛЦК хлорангидридом ии-ануксусной кислотнепоследувдш одшдакировазшем защитных силилышх групп путем обработки реакционной кассы язопропаколом и одновремен--ш осавдениеы целевого соединения (а.с, 11 1007359);

- предложен новий кетод синтеза цефацетридэ, основанный па взаимодействии хлорацетшедоцефалосшрановой кислоты с неорганической солью цианистоводородной кислом с последующим выделением иелевого продукта методом экстракции;

- разработан метод получения хлорангадрвд» пианукоусиой кислоты высокого качества, без применения дополнительной специальной очистки ;.

- синтезирован ряд новых, ранее не описанных полусшгаотпческих беталактамннх антибиотиков, обладавшие высокой антибактериальной активностью (а.с. Ji 1009060);

- определены условия, обеспечивающие стереоселективность проще-са получения "сш" изомера иефотаксика и всех промежуточных продуктов его синтеза;

- разработан новый сгереоселективный метод получения хлорапета-мндоцефотаксима, основанный на ацплировании водного раствора натри- ■ евой соли 7-АЦК хлорангидрвдоы 2-(2-хлорацеташ!Дотиазол-4-ил).-2(2 )~ ыетоксиит.сшоуксусной кислоты и выделении полевого продукта в изо-элентрнческой точке, подкисленном реакционной массы минеральной кислотой (а.с. if; 1460956).

Практическая значимость» Результаты исследований, проведенных в ходе выполнения диссертационной работа, положены в основу Лабораторной прописи на получение натриевой соли пефацетрила, Лабораторного технологического регламента на производство натриевой соли цефо-таксиш, апробированного на Экспериментальном заводе ВНША и использованного при изготовлении натриевой corn; пефотаксима в количествах^ необходимых для проведения комплекса экспериментальных медико-биологических испытаний "препарата.

Аттробания работы. Основные результаты работы докладывались на конференции молодых ученых и специалистов ВНИЙА в 1979, 1981 годах,

на лабораторных и межлабораторных конференциях во ВНША в 1981, 1985, 1990 гг.

Публикации. По материалам диссертационной работы получено 3 авторских свидетельства на изобретите, опубликовано 4 статьи.

Сттууктгсз работа. Диссертационная работа изложена на 13?- страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы из 216 наименований. В тексте содержится /*У рисунков и Л/ таблиц & .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Синтез нейанэттала ■

Цефацетрнл - 7-нианацетамидоиефалоспорановая кислота, применяемая в медицине парентерально в виде натриевой соли Ш', является представителем первого поколения полусинтетических пефалоспориновых антибиотиков:

Цефацетрил применяется для лечения инфекций различной локализации: дыхательных, келчннх, мочевыводявдх путей, особенно эффективен при лечении бактериальных менингитов.

Различные варианты синтеза (I), описанные в литературе, основаны на ащшгровании 7-акинопефалоспорановои кислоты (7-АЦК, 21 активированным» производными циануксусной кислоты (ЦУК, 3)

снгососн3 ыс-снг-ш

соок

2. з

Мы установили, что наиболее целесообразный путь актнЕанш ЦУК заключается в превращении ее в хлораншдрид. Основным преимуществом применения хлорангидрида ЦУК в качестве анялирующего агента при получении иефанетрнла является однозначное протекание процесса аиили-рования, а также относительная простота получения активированного производного ЦУК.

Изучение процесса получения хлорангидрида ЦУК (5) показало, что известные методы его синтеза, основанные на взаимодействии

ЦУК (4) с гионилхлоридом или нснтахлоркдом фосфора в среде диэтило-вого эфира, приводят к получению хлорангидрнда, качество которого но позволяет использовать его далее в синтезе без специальной очистки, например, перегонки в вакууме, что приводит к значительным потерям целевого соединения и не позволяет получать его с выходом более СО %.

Мы изучили различные варианты синтеза хлорангидрнда ЦУК и на основании полученных результатов разработали котод, дающий возможность получать (5) высокого качества без дополнительной очистки с выходом около 96 % и но требуютщп, в отличие от описанных в литературе 'Методов, использования взрывоопасного горючего диэтилового эфира.

Предложенный нами метод заключается во взаимодействии эквино -лярных количеств ЦУК и пентахлорида фосфора в среде хлористого метилена при температуре 0-5 °С в течение 1,5 часа и последующей отгонке образующейся в результате реакции хлорокисп фосфора (схема I).

мс-енг-соон + РС1Б —- ыс-ен-2-сос1 + т\ъ+на.

4 5

Схегта I

Разработанные условия позволяют получать хлорангидрид ЦУК с содержанием основного вещества 92-95 %.

Следующим вопросом, от решения которого в значительной степени зависит качество получаемого антибиотика и ого выход, является выбор условий ашшгрования. Было установлено, что известные способы анили-рования 7-А1рт хлоранзгидрпдом ЦУК, основанные на использовании в основном солеи 7-АЦК с органическими агатами, не обеспечивают получение пефапетрила необходимого качества с высоким выходов. Паши исследования показали, что в этих условиях наряду с реакцией агшлирова-ния протекает ироиесс разрушения (5), (по-видимому, образование ке-тена под'действием сильного основания с последующей поллмеризашой). сникающий выход нефаяетрила.'

МС-СН2-С0С1 -- МС-СН = С = 0 -~ полимер

5

Схема 2

Значительная часть продукта теряется также на стадии его выделения из реакционной глассы, которое проводится методом экстракции. Низкие коэффициенты распределения.иефацетрила в системе органический растворитель - вода не позволяют получать его с выходом более 65 %.

В связи с этим представляло интерес изучение возможности использования силяловых эфиров 7-АЦК (С) в синтезе пефапетрила, при-

менекие которых в данном.процессе в литературе описано не было. Получение (б) может осуществляться различным! путяги.

Мы установили, что наилучшие результаты получаются при использовании в качествееилнлирущего агента гоксамотплдлсилазана (схема 3), поскольку при использовании для сидилирования галогенсиланов требуется применение сильных аминов в качества акцепторов выделяющегося хлористого водорода, а их присутствие б реакционной массе приводит к быстрому разрушению хлорангидрида. ЦУК на последующем этапе апиллрования.

Бри выборе условий зшлпрования (6) мы исходили из детального апзлизэ свойств актирующего агента (5), а также накопленного наш экспериментального материала, что позволяло предположить возможность осуществления апилирования в отсутствии акцептора хлористого водорода, изменив, например, соотношение реагентов, для того, чтобы сместить равновесие реакции в сторону образования нелепого продукта. Это предположение было подтверждено экспериментально.

В результате проведенных исследовании нами был предложен новый, ранее не описанный, метод получения пефаиетрила, основанный на взаимодействии триметнлеилпльного производного 7-АЦК (6) с хлорангидри-дом ЦУК (5) в среде безводного хлористого метилена и последующем элиминировании защитных силплышх групп путем обработки реакционной массы изопропанолом. При этом, образующийся иефанетрил, практически нерастворимый в хлористом метилене, выпадает в осадок. Разработанный^ метод позволяет получать нефанетрил с выходом около 95 % и содержанием основного вещества 96 % (схема 4). Такое качество продукта дает возможность использовать его без дополнительной очистки для последующего получения натриевой соли.

Натриевая соль нефанетрила (I) существует в двух кристаллических формах А и Б, которые идентифицируют, используя мотод рентгено-структурного анализа. Обе кристаллические модификации имеют одинаковые медико-биологические свойства, однако, практическое применение нашла только форма Б, обладающая высокой стабильностью при хранении и необходимыми технологическими характеристиками (сыпучесть, насыпной вес), которые обеспечивают возможность приготовления лекарственных форм препарата с использованием автоматизированного обору-

6

С00Б;(СНз)3

Схема 3

дования.

6 С0051(СН3}:

ИС-СН^ССМ

•г.

^ СНгОСОСН,

?

о

соон

'3

»а-2эгк ^íc-cн¡,-c0-н^

I

£

Схема 4

СООМа

Ьш изучили условия получения натриевой соли пефацетрнла модификации Б методом ссажденая ее. из растворов в органических растворителях обменной реакцией с солями слабых кислот, таких, как ацетат натри, 2-этилгексаноат натрия (Уа-2ЭПО и установили, что применение обоих осадитедей приводит к получению (I) с одинаковыми качественными показателями. Однако", процесс получения натриевой соли с использованием Уа-2ЭГК проходит с большим выходом.

Проведенные нами исследовашш позволили разработать метод получения натриевой соля цефацетрила модификации Б, заключающийся во взаимодействии раствора пе£апетрила (71 в 95 % этаноле с натриевой солью 2-ЭГК при температуре 0-5 °С в'течение получаса. Получаемый в результате антибиотик, полностью удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации.

На основании проведенных исследований разработана Лабораторная пропись получения натриевой соли цефанетрила, которая использовалась для наработка препарата в количествах, необходимых для проведения его предварительного медико-бяологического изучения.

Наряду с разработкой "градационного метода" синтеза пефацетри-

имвт ^

ла нами изучалась возможность применения принципиально способа получения антибиотика. В результате был предложен метод, заключающийся во взаимодействия хлорацеташдопефалоспорановой кислоты (8) с неорганической солью цианистоводородной кислоты в соотношениях близких к эквииолярным. Поскольку реакция протекает в водной среде, это предопределило и способ выделения антибиотика, который в данном случае, как нами было установлено, возможен только методом экстракция. Однако, низкие коэффициенты распределения пефацетрила в системе органический растворитель - вода не позволяют провести процесс экстрак-

пии (7) с выходом более GO %, Разработанный наш новый метод синтеза пефацетрила отличается простотой проведения процесса, обеспечивает высокое качество антибиотика, но его практическое примонегаю в настоящее время затруднено из-за низкого выхода, связанного с необходимостью выделения (7) методом экстракции.

Следующим этапом нашей работы били исследования по синтезу, выделению и изучению новых беталактагаых соединений, направленные на поиск высокоэффективных полусинтегаческих антибиотиков широкого спектра действия, которые ш проводили в соответствии с заданием ГКНТ ССОР.

Для работы были использованы новые, впервые синтезированные в ИОХ АН СССР, производные замещенной тиенилуксусной кислоты (9), Было установлено, что предложенный наш г.:етод синтеза иефанетрила, основанный на агшлировании тртлетнлоилплыгого производного 7-АЦК хлор-ангидридом ЦУК в отсутствии аглгептора хлористого водорода, с успехом может быть применен для синтеза, других беталактаминх антибиотиков.

Новые беталактагяные соединения мы получали зондированием тримс-гилсилнльннх производных 6-аминопешишллановой кислоты (6-АПК, 10а). 7-АЦК (2а), 7-атнодезапетоксниефалоспорановой кислоты 7-АДЦК (Да) хлорангидрндаш замещенных тиенилуксусшх кислот (12) в среде хлор-зодержащих углеводородов в отсутствии акцептора хлористого водорода. Зинтез хлорангидридов замещенных тиенилуксусных кислот 12 осущест-5ляли путем взаимодействия (9) с тионилхлоридсм в среде хлористого яетилена при температуре 5-10 °С в присутствии каталитических коли-1еств л{//-ДИметилформамида. Новые беталактамкне соединения (13) 5ыли также получены нами анилированием триэтилашониевых солей ;-АЖ (ТОб). ?-АЦК (26), 7-АДЦК (Дб) хлорангидридаш (12) в среде лорсодержащих углеводородов. Новые беталакташые антибиотики выде-1ены в виде кислот (табл. I). Однородность полученных соединений усыновлена с помощью тонкослойной хроматографии (ТСХ), а строение под-вервдено данныш элементного анализа, Ж и УФ-спектроскошш.

Изучение антибактериальной активности новых беталантамных соединений показало, что все они обладают широким антимикробным спект-•оы, оказывая подавляющее действие па ряд шкрооргешзмов, устойчи-

соон

8

7

Схема 5

вых к действию пефалотина - классического цефалоспорина Г поколения, являюцегося производным тиенилуксусной кислоты и наиболее близким структурным аналогом вновь синтезированных соединений (13).

(снЕО-

50CL

CHjCOOH

(chqjl

choCOCI

12

h2N

0"

H,N

rö

c00r

2 C00R

>-

J

-iL. (CHE)g!-cH2coH^S\

С'Ь а COOH

при н= X

или

^"CHjC

и

-CHj ...... ^CHjOCOCHJ

R = 3) Si(CH3)3 6) (c,h5)3n

n= 4.5

CH,

n c00r

Схеыа 6

Наиболее ярко выраженные преимущества по сравнению с иефалотином в отношении культур Str. faecalls, Вас. nycoidea ' выявлены

у соединений (13g), (13г), где МИК' новых соединений превышает МИК цефалотина в 10-100 раз. Полученные данные позволяют предположить целесообразность поиска новых высокоэффективных антибиотиков среди соединений этого ряда.

Таблигга ,1

Новые беталакташые соединения

И

Структура

Название

13а 136

CONH v-fS'

"Pup-c

СФ-CHj.

COOH

conh ws

XXp-CHj

COOH

I3b tocH2CONHwSs

COOK

I3r

Co- CH,C0NH T-r'^i

ь Л^СН,

COOH

>7-/4,5-пентаыетилентиенил-2--апетащ'1до/-вефалоспорановая кислота

7-/4,5-пе нтаме ти ле пти е нил-2--ацетамидо/-дезаиетокси-пефа-лоспорановая кислота

7-/4,5-тетраметилентпенил-2~ -аиетамидо/-пефалоспорановая кислота

7-/4,5-т етрамет плентие1шл-2--апеташдо/-дезаиетокси-иефа~ лоспорановая кислота

Продолкеняе таблицы I

Структура ' Название

13д Оги 6-/4,5-пентаметнлеитиеш1л-2-

iwLs>CH1C0HNy_^5-Y -апетамидо/-пешцплланОЕая

<Г соон кпслота

й

2. Синтез иейотакспма

Полусинтетпческкй нефалоспорнноЕЫй антибиотик третьего поколе-1шя - цефотаксим представляет собой 7-/2-(2-ашшотиазол~4-ил)-2( г )_ метоксиш>п!ноацетанидо/-цефалоспорановую кислоту, лекарственной Нормой которой является натриевая соль, предназначенная для парентерального применения (14), при лечении инфекционных заболеваний, вызванных как грашоложительныки, так и граштркпательшмн шкроорганизмага!, в ТОМ числе Pseudomonas aeruginosa

N—jt—С— СОНМ Y-j/S-^ N-jj- С— COHN-

HjN^s^ N-OCH, 0»L-NviJ-CHlOCOCH1 ' CHj&N

COQNa

14

"син"(Н )' изомер "анти" (E) изомер

Принципиальная схема получения ггефогаксша вкличает в себя несколько последовательно проводимых стадий: получение активпрованного производного N -защищенной 2-/2~аминогпазол-4~ил/-2( i )-глетоксииш-ноуксусной кислоты (АТШК 15), ахлзлнрование производного 7-АЦК активированным производнш N -защищенной ATI,'УК и получение N -защищенного ггефотаксима (16); Элиминирование защитной группировки и получение цефотаксима (IV)> Заключительной стадией npoiiscca является получение натриевой соли нафотакезша (14). (Схема 7).

Одной из особенностей получения цефотаксима является возможность образования на различных этапах синтеза "анти" изокера антибиотика. Присутствие этого биологически неактивного вещества, обладающего физико-химическими свойствами, сходными с ггелевым соединением, значи-гелыю осложняет процесс синтеза и последующей очистки нефотоксииа. Избежать образования "анти" изомера можно -путем подбора специальных условий синтеза, обеспечивающих его стереоселектнвность. Для контро-зя за возможным образованием "аптк" изомера на различных этапах синтеза антибиотика нами были получены "анти" нзоыерц всех промежуточ-шх продуктов, которые затем использовались з качестве свидетелей при

контроле процесса методом ВЗЕХ.

нгм

ш

5

гнм'ч'' й-оси, СН2ососн,

» 0 соон

♦1-Мч^СНгОСОСН3

) соон 2

■Мч^-СКгОСОСН. СООЙ,

"1

16

" 1

. д 9 » гцц б «-оси:

15'

М-л-С-СО*

М-л-С-СОНН^-ч

Нг1Ч V Й-ОСНз^^СН^СОВН,

соон

уЧнгососн3

СООИа

Схема 7

Одшпл из ключсеых соединений в синтезе нефотаксима является активированное производное АТМУК. Мы установили, что наиболее целесообразный путь активатш ЛТГ:1УК заключается в превращении ее в хлоран-гидрид. Основным преимуществом этого метода является однозначность последующего пронесса аннлировашш.

Хлорангидрнда являются наиболее активны!,зд ашшрущиш агентами, поэтому в синтезе хлорангидридов аминокислот в том числе и АТМУК, необходимо учитывать возможность самоагшлировашш, избежать которого можно путем предварительной защиты аминогруппы. -Простейшей формой защиты является протонировапие, например, путем образования гидрохлоридов. Однако, как показали наш эксперименты, такая форма защиты позволяет избегать процесса самоашлирования, но не дает возможности выбора условий для проведения стересселектявного синтеза хлорангидрнда АТМУК.

Мы установили, что только значительные изменения электронной плотности молекулы АТМУК, которыми сопровождается введение хлораце-тильной защитной группы или тритильной, использование которой помимо электронного дополняется еще м стерическим эффектом, позволяют избежать одновременно двух нежелательных процессов - самоаиилирова-ния и изомеризации.

Предварительные эксперименты, проведенные наш, показали, что использование тритильной защитной группы в итоге приводит к получе-Ш1Ю цофотаксима с меньшим выходом, чем при использовании хлорацетидь-ной защитной группы. Это объясняется большими потерями пефотаксиыа при выделении его из реакционной массы после элиминирования тритильной защиты. Это обстоятельство, а также дефицитность и высокая стоимость л'рифенилбрсшетана, используемого для введения трктплыюй за-

щигкой группы, позволили нам отдать предпочтение схеме синтеза антибиотика, основанной на использовании более доступной хлорапетиль-ной защитной группы.

М-т- С - соон С1СН1С0 НК^Б К-осн,

18 I РС15

Ч-т- С— С0С1] А' ') « ' НС1

I РСПС^СОНН У N-0% ]

19 [ ПЧК (2)

на ~ «-¡рс-сгш^ч

С1СНгС0НИ'ч6/ И-ОСНз 0>м-^СНг(1ИСН5

2° | МНгС5ЫНг соон

и-р- с -соон

ЪНН^Ь М - 0СН3

м-тг-с-соа Л У «

{ 7АЦК (г)

М-трС-СОНМ II I) II

|Хм1р-СНг0С0СН3 соон

N-0СН3 [^садсосн,

3 0 соон

| 50 X НСООН

и-ц-с-сани

-V М-ОСН, ¿-м~/сНг0С0СН3 0 СООН

21

"3 о I СгН50Н

-с-сонм

нсоон

нсоон

лТ«'

15 N-00«, 22

I

Н-г с-соны

II ¡1 II

НгГ5 К-ОСИ,

Р^р-ОУ

.ососи,

соон

•С^ОН

^чр-СНхОСОСН,

0 соона.

Схема 8 И

Введение хлораиетильной. защиты в молекулу А1ЖК осуществляется путем взаимодействия грнметилсилильного производного АШУК с хлор-апетилхлоридом. Этот способ получения 2-/2-хлораветакидотиазол-4-ил/-2( г )-метоксииглиноуксусной кислоты (18 ХАТИУК) был разработан ВШИА и Пензенским филиалом ВНЙИА. и на его основе составлен Лабораторный регламент на получение ХАТМУК.

Экспериментальная проверка известных вариантов синтеза гидрохлорида хлорангидрида ХАТМУК (19), основанных, в основном, на взаимодействии триэтиламмониевых солей ХАШУК с гнонилхлорвдом или пента-хлоридом фосфора, приводит к получению хлорангидрида, содержащего значительные количества "анти" изомера. Нам удалось установить, что факторам, существенно влияющими на пропесс получения "анти" изомера хлорангидрцца являются температура и присутствие в реакционной >,!ассе органического амина. Использование низких темпвратур(пррвдка -20 °С> позволяет практически полностью предотвратить образование этого нежелательного продукта. Так, при взаимодействии ХАТМУК (:Г8) с двумя молями пентахлорида фосфора в среде хлористого метилена при температуре (~20)°С и последующей обработке реакционной массы гек-саном или гептаном монно получить хлорангидрид ХАТМУК с выходом около 90 % X! содержанием основного вещества 90-94 %. Содержание "анти"

изомера не превышало 0,1 %. Качество хлоро«гидрида обеспечивало возможность использования его на последующих стадиях синтеза без дополнительно",: очистки.

Следующим этапом работы являлось получение хлоранетамидонефотак-сима (ПС). Основные способы синтеза хлорапетамидоцефотаксима - аил-лпрованпс триэтндажонповых солеи и триметилсллилышх производных 7-АЦК в безводных средах, а такке различные варианты реакции Шотте-иа-Еаумана е водно-органических средах.

Изучение способов ашлпрования 7-АЦК в безводных средах, показало, что наилучшие результат!; получается при использовании тркметил-сплильньх производных 7-АЦК в отсутствии акцепторов хлористого водорода. При этот; получал:; хлорацеваппдовгефотакснм с выходом 75-80 % и содержанием основного вещества 88-90

Натз: было также изучено агалпровакпе 7-АЦК гидрохлорпдом хлор-ангидрпдэ ХАТ1ЛУХ в условиях реакции Коттена-Баумана. При этом оказалось, что известные методы получения хлоранстамидопефотаксима, осно-валнкс па использовании гомогенных водно-органических сред, таких, как вода - апетоц, вода - тстрагидрофурап приводят к получению целевого продукта содержащего значительные количества "антп" изомера. На установили, что образование это;; геометрической формы (20) связано с присутствием в реакционной массе ацетона и тетрагидрофурана и пропорционально их количеству. Это наблюдение заставило нас отказаться от использования водно-органичоекпх сред в реакции Шоттена-Баума-на и реализовать последний возмониил вариант реакнш; - аиалнровашс в водно:.: растворе.

Результаты проведенных экспериментов позволили нам предложить новы:: стерооселективны:!, признанны!: изобретением способ получения хлорапотампдоиемстакскма, основанный на ахшлировании водного раствора натрпено:: соли 7-АЦК хлораыгидридом Х&ЪШ, добавляемы!» в виде сухого порошками выделении целевого продукта осавдением путем шдкнеле-ши реакционной массы до изсэлектрическоп точки. Выход полевого продукта составлял 91-93 содержание основного вещества 94-98 %. К достоинствам предложенного метода следует вревде всего отнести его стереоселсктпвпость, высокий выход и качество получаемого продукта, простоту проведения процесса, возможность полностью отказаться от использования органических растворителей на этой стадии синтеза.

Сравнение двух исследованиях нагл путей синтеза хлоропетокидо-цефотакспма - апилированке триметилсилилыюго производного 7-АЦК и применение для ацалировання условий реакции Поттена-Баумаиа в водной среде позволяет отдать предпочтение последнему из них, как имеющему более высокие технико-экономические показатели.

Следующей стадиен синтеза цефотаксима является элиминирование

хлораиетплыюй защитной пуши

fjh,csnh.

N-ttC-CONHY-^SN

•V " „„ J-NJ^I

i ь n-och, о y 1 J u rnn

21

codh

•CHjOCOCHJ

J

•HCOOH

Схема 9

Наш был внбран способ олшлгнировакш, оснокнгав» на обработке хлор-аветагдадопефотакеша (20)- яижютевпяоЯ в водной среде, который позволял провести процесс в мягких условиях, а его избирательность лапала возможность элпстннровать только хлорацетпльную защитную группу, не затрагивая при этом ампдних связей. При пзучеши: условии проведения процесса оказалось, что дая'.е терт: дгукратисв: мольном кзбатке тиомочевшш реакция по проходит до копия. Полученный цсфотаксим-мор-шат (21) содоркал от 10 до 35 % зсяолпого :слорацетаглидопсфотакс;:нз.

Мы установили, что такая нестабильность процесса связано с тс-!, что хлораштядадоивфотакста соосаядастся с вефотаксгслог.: (pli в коше процесса 3,5) п тел: самым выводится из зоны реакции. Чтобы избежать соосахденая ин поддератоали рН реакшюниоЗ касси в интервале 6,57,2 в течение 5 часов, что позволяло провести процесс элиминирования практически навело (содержание остаточного хлорзпстамлдоисфо-таксина з реакционной массе не превышало 2 Ç).

Не менее сложной оказалась задача по выбору способа выделения цефотакешла. После окончашш процесса элиминирования защитной группы реакционная масса содермпт иефотакекм, небольшие количества хлор-ацетакидопефотакспма, псевдатогкданта:;«, соединение, образующееся в результате снятия хлораиетпльной запиты, и пигментированные примеси, имеющие фпзико-хшшчеекпе характеристики близкие пефотакспму.

Наьш было установлено, что единственный возможным путем разделения цефотакспма и примесей является дробное осаждение антибиотика при подкислешш, которое проводилось е два этапа: подклеление реакционной пасса до рН 3,4 соляной кг.слотой, а затегл до рН 2,5 муравьиной кислотой с последующей медленной кристаллизацией целевого соединения из пересыщенного раствора. Разработанные условия проведения процесса позволяли получать иеоютзкепм-^юрмлат высокого качества (содержание основного вещества пе менее 90 %) с выходом 4045 %. Относительно низкий выход пефотш:спм-<>ог1л:ата объясняется тем, что в процессе отделения примесей с шип соосаадэегся около 35 % образовавшегося пефотакснма. Но существует реальная возможность повышения выхода пефотакснма за счот повторного переосавденпя осадков, полученных при рИ 3,4 и 2,5. Таким образом, можно получить еще око-

ло 10 % пефотаксима с качественными показателями, идентичным! таковым у основного продукта.

Серьезной проблемой является получение натриевой соли иефотак-сша, пригодной для парентерального применения. Получение натриевой соли пефотаксша воз.мокно в двух вариантах: лиофилизаиией ее водных растворов или осааденисм из растворов е органических растворителях обменной реакшей с соляш слабых кислот. Проведанные исследования показали, что традиционные для медицинской промышленности технологии получения инъекционных лекарственных форм антибиотиков с помощью лиофилизании, в случае ггефогаксш.га, но позволяют получать препарат, удовлетворяющий требованиям нормативно-технической документации по стабильности при длительном хранении.

зо 92 2« 365 Сутки

Рис. I

Этот вывод был наш сделан на основании сравнительного изучения стс бильности образцов натриевой соли цефотакскыа, полученных 'методами лиофилизапииНОи осаждения(I) (рис. I),

Для получения натриевой соли пефотаксим используется либо в виде сольватоЕ: муравышоккслого, эганольного, либо в несольватиро-ванной форме. Нами показано, что при использовании пефотаксимчЕюр-миата конечный продукт содержит значительные количества нежелательных примесей и более целесообразно применение этанольного сольвата позволяющее получить натриевую соль требуемого качества с высоким выходом.

Зтанольный сольват цефотаксиыа нолучагот обработкой пефотаксим формиата этанолом. Детальное изучение процесса перехода муравьино-кислого сольвата в этанольннй с^ помощью методов ВЭ'£Х, апиди- и алкалиметрии показало, что при суспендировании пефотаксим-форшата в безводном этаноле при температуре 30 °С в течение двух часов не только удается получать этанодьный сольват пефотаксима требуемого качества с высоким выходом (содеркаиие основного вещества 94-9в %). но и эффективно очиститься от примесей. (Схема 10).

Мы изучили различные варианты получения кристаллической патрн евой соли и на основании полученных результатов разработали метод

ее получения, заключающийся во взаимодействии этанолъного сольвата пефотаксиыа с избытком 2-отилгексаноата натрия в водно-этанольной среде с промежуточным отделением осадка, содерющего ряд примесей. Разработанные условия позволяет получать натриевую соль пефотакснма, качество которой полностью соответствует современным международным требованиям, а также требованиям проекта ВбС.

Разработанный метод положен в основу Лабораторного технологического регламента на производство натриевой соли нефотэксима, прошедшего апробацию на ЭЗ ВНША. Кроме того, разработанный метод использовался для наработки антибиотика в количествах, необходимых для проведения комплекса предкднпичсских медико-биологических испытаний препарата.

1. Разработан новый метод получения пефанетрила анилдрованием сидпльного производного 7-амдноцефалоспорановой кислоты хдорангидри-дом циаиуксусной кислоты в безводных условиях, позволяющий получать пефацетрил с выходом около 95 %.

2. Изучен процесс получения хлорангидрнда циаиуксусной кислоты и разработаны оптимальные условия, позволяющие получать хлорангпд-рид с выходом около 96 %.

3. Разработаны условия получения натриевой соли нрфапетрила, полностью отвечающей нормативным требованиям,

4. Синтезировано пять бегалактамкых соединений с использованием новых тпенилкарбоновых кислот, обладающих выраженной антибактериальной активностью. Показана перспективность поиска новых антибиотиков среди соединений этого ряда.

5. Разработан новый стерсоселективный метод получения хлоране-тамидоцефотаксима, основанный на апплпрованлп водного раствора натриевой соли 7-АЦК хлорангпдрндом 2-(2-хяора1гетапндотиозол--4~ил)-2(2)-мотоксиимпноуксуснок кислоты, позволяющий получать хлорапетамндоно-фотаксии с выходом около 93 Иотод положен в основу Лабораторного технологического регламента на производство натриевой соли нсфотак-сима.

21

> 1 _

Схема ГО

вывод:;

6. Изучен процесс получения "спи" изомера хлорангпдрлда 2-/2-хлорапетаг.шдотиазол-4-ил/-2(2 )-метокслигдшоуксуспой кислоты (ХА1МУК). Разработаны оптимальные условия, позволяющее получать хлорангидрпд ХЛШУК высокого качества с выходом-90

7. Исследован способ элиминирования хлоравегильной защитной rovnnu хлоряиетянятгопефотаксима и разработаны оптячальные условия тсвепетя поопесоя.

8. Изучены методы выделения и очистки форглиата иефотакспыа и превращения его в этанолы-шн сольват, позволяющие получать целевой продукт с содержанием основного вещества не менее 90

9. Разработаны условия получения натриевой соли цефотаксима, полностью отвечающей требоваппя1,: порнатпвио-тсх1шчоской документатш.

Основное содержание диссертации изложено б следующих работах:

1. A.C. 1007359'(СССР); 1982 г. Способ получения натриевой соли 7-ш;онацегашщонефалоспораноЕоп кислоты/ Второв И.Б., Куракина С.П., Ремизова НЛО., Осппеико Н.Г., Мезенцев. A.C. - Не подл.публ.

2. Второв И.Б., Куракина С.П., Ремизова ¡1.10., Мезенпев A.C. Способ получения нефацетрпла. - Сб. "Проблем.-! антибиотиков", 1979, вып. 45, с. 145-146 (Труды ВН1ША).

3. Бторов U.E., Куракина С,П., Рег.-пзова II.10., Осипенко П.Г., Мезенвез A.C. Способ получения натриевой солп вефаветрпла. - Сб. "Успехи в области изучения и производства антибиотиков", 1985, вып. 14, с. 124-125 (Труда ВКШ1Л).

4. A.C. 1003060 (СССР). 1981 г. Ееталактаише соединения, обла-дащио антимикробной активностью/ Речизовя Н. Р., .'"елпк 1\*>., Тихонова A.C., Фабричный Б.А., Мезегшев A.C. - Ile подл. публ.

5. Мезенпев A.C., Реыизова 11.10., Леляк Г.Ф., Чайковская С.Ы.,-Тихонова A.C. Синтез hoblix беталактаиных соединений, с использованием кислот тиофенового ряда. - Сб. "Успехи в области изучения и производства антибиотиков". IS8I, вып. 10, с. 101-104 (Труды BffiïïIA).

6. A.C. 1460956 (СССР). 1938 г. Новы:: способ получения 7-/2-

- ( 2-хлораиета1ждот!1азол-4-цл) -2 ( £ ) -иет окепкмкноаиеташдо/-иофа ло-спорановой кислоты/ Второв И.Б., Ремизова НЛО., Лахпнэ В.В., Гелаев A.A., Зпнчопко Е.Я., Мезенпев A.C. - Не подл. публ.

7. Btopje И,Б., Гелаев A.A., Ремизова ?1Л0., Панина H.A., Корот-ков M.Ii., Чернышев А.11., Незоциев A.C. Контроль состава полупродуктов в синтезе иедаотакепш 1,:огодом высокоэффективной стдкостпок хроматографии. - Антибиотики и иедппнпская биотехнология. к R

с. 439-443