去克拉定糖阿奇霉素的合成研究

李亚林， 苏永青， 张志霞

(1.石药集团欧意药业有限公司 十车间，河北 石家庄 052165；2.河北师范大学 附属民族学院，河北 石家庄 050024)



去克拉定糖阿奇霉素的合成研究

李亚林1， 苏永青1， 张志霞2

(1.石药集团欧意药业有限公司 十车间，河北 石家庄 052165；2.河北师范大学 附属民族学院，河北 石家庄 050024)

研究了去克拉定糖阿奇霉素的制备工艺，探讨了重结晶溶剂种类、催化剂种类、温度、pH值等对去克拉定糖阿奇霉素反应效果的影响.结果表明，以水为反应体系，在室温下用盐酸调节pH值至1.0，反应结束后用氨水调节pH值至10.0，粗品用丙酮和水混合体系精制，HPLC检测产品纯度可达99.9%.

阿奇霉素；去克拉定糖阿奇霉素；HPLC；pH值；精制

阿奇霉素作为第二代红霉素类产品，是第一个半合成氮杂十五元环大环内酯抗生素，被誉为“21世纪抗感染药重磅炸弹”.其化学名为9-去氧-9a-氮杂-9a-甲基-同型红霉素A，是由红霉素A衍生的广谱抗菌素化合物.它由南斯拉夫Pliva制药公司首先创制，美国Pfizer制药公司开发上市.阿奇霉素与红霉素相比，具有半衰期长、给药次数少、疗程较短、不良反应发生率低等优势[1].

红霉素作为第一代大环内酯类抗生素，比青霉素抗菌效果更加广泛，同时药物副作用较小，产品上市后，成为对青霉素过敏者的首选替代药物.红霉素虽然没有过敏反应，但其在胃酸作用下迅速降解而失去药效，因此吸收不稳定，生物利用率低，降解产物还会引起胃肠道的不良反应，极大地限制了它的使用.鉴于此，科学家们对红霉素的结构进行了修饰，衍生了第二代大环内酯类抗生素，克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素等克服了红霉素酸性降解的问题，提高了抗菌活性，它们的出现是20世纪末医药界最重大的成就之一.然而，近年来，滥用抗生素导致了各种耐药性病原菌的大量出现，极大地威胁了人类健康，也向医药领域提出了严峻挑战.越来越多的细菌出现耐药性，其耐药水平也越来越高，细菌对大环内酯类抗生素的耐药性也随之出现并日益加剧.在现有的条件下，通过限制抗生素的滥用、制备新型抗生素或制备疫苗来治疗耐药细菌感染性疾病还存在一定困难.相比较而言，通过对现有抗生素的结构改造来寻找高效、低毒、抗耐药菌的药物成为目前解决抗生素耐药性的一条重要途径[2].

基于大环内酯类抗生素的作用机制，在药物分子中引入易于与碱基形成氢键的结构基团将有助于化合物与靶酶的相互作用，在阿奇霉素结构中的克拉定糖羟基、去克拉定糖羟基或去氧氨基糖氮原子上通过不同的连接基团引入不同的糖基，获得高效、低毒、抗菌谱广、能克服耐药性的大环内酯糖基衍生物具有十分重要的意义.去克拉定糖阿奇霉素是衍生物的中间体，该物质的合成和纯化对生产阿奇霉素衍生物具有重要的意义.

目前，国产阿奇霉素的主要杂质为去克拉定糖阿奇霉素，该杂质化合物的制备和物化性质健全了阿奇霉素杂质的数据库，为提高阿奇霉素的质量标准和控制要求提供了保障.

1 去克拉定糖阿奇霉素合成现状

文献报道的合成条件是用盐酸在溶剂或者水体系中进行.文献[3]研究了去克拉定糖阿奇霉素来自甲基化过程中的阿奇霉素的酸性降解.在甲基化反应过程中控制不好反应液的酸用量，会造成15元环3-O上脱去克拉定糖而生成杂质.

1.1 溶剂体系中生产去克拉定糖

文献[2]在室温下将阿奇霉素溶解在无水甲醇中，用1 mol/L盐酸调节pH至1.0～1.5，搅拌24 h，用1 mol/L的氢氧化钠溶液中和至pH=10.5～11.0，在室温下继续搅拌24 h.加入5%NaHCO3至反应停止，用二氯甲烷萃取，有机层用无水硫酸钠干燥，减压浓缩得白色固体，收率为92.1%.见图1.

图1 文献[2]的反应方程式

文献[4]和文献[5]先将阿奇霉素溶解在甲醇和水的混合溶剂中，用2 mol/L的盐酸调节pH至1.79，搅拌24 h后升温至50 ℃，搅拌4.5 h，降至室温后继续搅拌24 h.蒸发甲醇溶剂，使用二氯甲烷萃取3次并调节pH至1.79，分层弃去有机相，水层加入二氯甲烷萃取3次并调节pH至9.02，分层，收集有机相并用饱和食盐水清洗6次.有机相用无水Na2SO4干燥，减压浓缩，得白色固体，收率为74.0%.

文献[6]研究了阿奇霉素或阿奇霉素的中间体脱去克拉定糖化合物的制备工艺，提出将阿奇霉素或阿奇霉素中间体溶解于低级醇、低级醚、卤代烃、低级酮或低级酯中，加入适量的水后，在-5～40 ℃，滴加无机酸或有机酸或者无机酸和有机酸的混合酸进行水解反应，反应液pH值控制在0

1.2 水体系中生产去克拉定糖

文献[7-8]将阿奇霉素溶在6 mol/L的盐酸溶液中，0 ℃反应4 h，反应结束后加入冰和50%氢氧化钠溶液，使用乙酸乙酯萃取，分层后在水层加入50%的氢氧化钠溶液，再用二氯甲烷萃取，有机层用Na2SO4干燥，减压蒸馏，得无色固体，收率100%.

文献[9]将氮杂红霉素溶在水和35%的甲醛溶液中，加入甲酸，回流反应30 h，反应结束后降至室温，用乙酸乙酯萃取，分层，水层用氢氧化钠溶液调pH至11，继续用乙酸乙酯萃取，合并有机层并用水洗，有机相干燥、浓缩得白色固体.用甲基叔丁基醚洗涤固体，抽滤，干燥得目标物，收率61%.见图2.

图2 文献[9]的反应方程式

文献[10]在研究阿奇霉素相关物时，提出将阿奇霉素加入1 mol/L盐酸，待完全溶解后，保持室温反应1 h，然后加入乙酸乙酯萃取，有机层分别用水和饱和NaCl溶液洗涤，然后有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸干得白色固体，收率30.0%.

文献[11]在制备阿奇霉素相关物时，提出将阿奇霉素悬浮于水中，在磁力搅拌下滴加浓盐酸溶解，用稀盐酸调节pH至2.0左右，TLC(薄层色谱)监控反应，反应结束后，反应液用甲基叔丁基醚萃取2～3次去除克拉定糖，分层，去除有机相，水相用氨水中和至中性，析出去克拉定糖阿奇霉素，抽滤，粗品用丙酮-水精制3次以上至HPLC(高效液相色谱)纯度大于95%，得白色纯品，收率40.6%.见图3.

图3 文献[11]的反应方程式

文献[12]在研究大环内酯类抗菌化合物及其药学上可接受的盐中，以去克拉定糖阿奇霉素制备3-O-取代阿奇霉素糖基衍生物时提出，将阿奇霉素悬浮于水中，滴加浓盐酸调pH至1～2，搅拌3 h，反应结束后，冰浴条件下滴加氨水至pH=8～9，析出白色固体，抽滤，滤液加入氯化钠固体至饱和，继续析出白色固体，抽滤，固体经水洗，干燥，丙酮结晶，得白色固体，收率91%.见图4.

图4 文献[12]的反应方程式

从工业化角度综合考虑原料成本、产率高低、操作难易、步骤长短、污染是否严重以及是否易于实现工业化生产等因素，本文采用以水为反应溶剂来进行研究.这是因为它收率高，而且成本低，不污染环境，后处理简便，易于操作，适合工业化生产.

2 试验部分

2.1 仪器与试剂

2.1.1 仪器

本试验所用仪器见表1.

2.1.2 试剂

阿奇霉素(自制)、盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、氨水、丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷，均为分析纯.

2.2 实验方法和步骤

将10 g阿奇霉素置于250 mL单口瓶中，加入60 mL水，室温条件下滴加浓盐酸至pH=1～2，磁力搅拌3 h，反应结束后，冰浴条件下滴加浓氨水至pH=8～11，析出白色固体，抽滤，固体经水洗，得粗品.粗品用丙酮和水(2∶1)重结晶，真空干燥至恒重，得产品7.17 g，收率91%.

表1 试验用仪器及制造厂家

2.3 色谱条件

色谱柱：Waters XbridgeTm shield RP 18(5μm)(L=0.25 m，φ=4.6 mm).

流动相：流动相A用稀磷酸或稀氢氧化钠溶液调节1.8 g/L无水磷酸氢二钠溶液的pH值至8.9；流动相B为甲醇∶乙腈=250∶750.

流速：1.0 mL/min.

柱温：60 ℃.

检测器：210 nm.

进样体积：50 μL.

3 结果与讨论

3.1 催化剂种类的选择

为了选择合适的催化剂，分别考察了盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸作为催化剂对结果的影响，见表2.

表2 催化剂种类对收率和质量的影响

由表2可见，不同酸对产品收率和质量的影响不大.由于盐酸物美价廉，工业运输、储存和使用均比较成熟，为此本研究选盐酸作为催化剂.

3.2 反应pH和温度的选择

分别以不同浓度的盐酸和水作为反应溶剂，盐酸作为催化剂，调节反应溶液的pH值，均在室温下进行反应，结果见表3-4.

表3 盐酸浓度对收率和质量的影响

表4 pH值对收率和质量的影响

由表3和表4可以看出，当反应溶液的H+浓度很低时，不利于反应进行，pH值为2.5时，24 h原料的转化率只有51.3%；pH值大于2.5时，48 h基本不反应.但当H+浓度过高，pH<1.5时，收率基本保持一致，只是缩短了反应时间；同时，盐酸浓度越高，中和所需的氨水消耗量越大.综合经济效果和反应时间，本研究认为pH值为1.0时最佳.

在试验过程中,升高温度即可加快反应速度，但也会使副产物增加.因此，选择室温下进行反应.

3.3 后处理的选择

以水为反应溶剂，后处理可选择提取法和析出法.提取法:反应结束后溶液可采用有机溶剂，如乙酸乙酯、二氯甲烷等萃取去除克拉定糖，分层，水相用碱析出.析出法:反应溶液用碱直接调pH析出.提取法收率一般在95%左右，操作复杂，配套设备较多，投资大；而析出法操作简便，但收率稍低，一般为90%～95%.从工业化角度，采用析出法更加合适.

3.4 析出法pH的选择

后处理可选用氢氧化钠固体或溶液、氨水等调节pH值.由于氨水价格便宜，因此本研究的后处理选用氨水调节pH值，同时考察了不同pH值下的反应结果，见表5.

表5 pH值对收率和质量的影响

由表5可见，后处理采用氨水调节pH值至10.0时，收率最高，继续滴加氨水，收率没有明显变化.为此，后处理pH值调至10.0时最佳.

3.5 精制溶剂的选择

为了保证产品的质量，分别考察了不同溶剂对产品精制的影响，结果见表6和图5.

由表6可见，使用丙酮与水作为精制溶剂，收率和质量最高.为此，本研究选用丙酮和水来精制产品.由图5和表7可见，选用丙酮和水精制产品，HPLC含量达99.9%.

表6 精制溶剂对收率和质量的影响

图5 去克拉定糖阿奇霉素HPLC含量

峰号保留时间/min峰高/mV响应值峰面积/%面积/%含量/%峰型120．513．7213807172159512982899．948130．0518799．948130．051878888

4 结语

去克拉定糖阿奇霉素作为大环内酯类抗菌化合物3-O-取代阿奇霉素糖基衍生物的关键中间体，优化其合成工艺具有重要意义.以水为反应溶剂时，收率高，而且溶剂成本低，不污染环境，后处理方便，操作简单，适合工业化生产.

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责任编辑：金 欣

Synthesis research of 3-decladinosylazithromycin

LI Ya-lin1, SU Yong-qing1, ZHANG Zhi-xia2

(1.Ouyi Pharmaceutical Co.,Ltd, China Shijiazhuang Pharmaceutical Company, Shijiazhuang, Hebei 052165, China; 2.The Minzu College, Hebei Normal University, Shijiazhuang, Hebei 050024, China)

The production technology is discussed about 3-decladinosylazithromycin in relation to effect of solvents, catalysts, pH and reactions.Results show that water that acts as the solvent may be first adjusted with pH to 1.0 with HCl at room temperature, and adjusted with pH to 10.0 after the immunoreaction.The purity of product, through recrystallization with acetone and water, is as high as 99.9% according to the determination by HPLC.

azithromycin; 3-decladinosylazithromycin; HPLC; pH; purification

2015-06-02

李亚林 (1982-)，男，河北石家庄人，石药集团欧意药业有限公司工程师，主要从事有机合成和药物合成研究.

1009-4873(2015)04-0009-06

R914

A