头孢妥仑钠在甲醇中的稳定性研究

潘　玲， 刘思川， 王利春， 赵　栋， 郭晓强， 齐庆蓉

(1.四川大学 华西药学院， 四川 成都　610041； 2.四川科伦药业股份有限公司， 四川 成都　610071；

3.成都大学 药学与生物工程学院， 四川 成都　610106)



头孢妥仑钠在甲醇中的稳定性研究

潘玲1， 刘思川2， 王利春2， 赵栋2， 郭晓强3， 齐庆蓉1

(1.四川大学 华西药学院， 四川 成都610041； 2.四川科伦药业股份有限公司， 四川 成都610071；

3.成都大学 药学与生物工程学院， 四川 成都610106)

摘要：对头孢妥仑酯的重要中间体头孢妥仑钠在甲醇溶液中不同条件下的稳定性进行考察.利用高效液相色谱监控头孢妥仑钠在甲醇溶液中不同条件下降解杂质含量的变化、合成及分离纯化获得杂质单体，并用HRMS、1H-NMR对所分离的杂质进行结构解析，为制备头孢妥仑酯选择合适的溶剂提供参考.

关键词：头孢妥仑钠;高效液相色谱;甲醇;稳定性;杂质

0引言

头孢妥仑酯为第三代口服头孢菌素类抗生素，主要用于治疗革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌引起的感染，尤其对葡萄球菌属显示出很强的抗菌力,因而广泛应用于临床[1].据报道，头孢妥仑酯的合成路线都是通过头孢妥仑钠在DMF溶液中与特戊酸碘甲酯反应生成头孢妥仑酯[2-6].此合成路线由于DMF沸点高，后处理较复杂，因此，根据原料的性质来选择合适的溶剂尤为重要.头孢妥仑钠(Cefditoren Sodium)的化学名为(6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-甲氧基亚氨乙酰氨基]-3-[(Z)-2-(4-甲基-5-噻唑基)乙烯基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸钠盐，其结构如图1所示.溶解度实验表明，头孢妥仑钠在DMSO、DMF、冰醋酸中易溶，在甲醇中溶解，但DMSO、冰醋酸同DMF类似，沸点较高，所以该步反应可考虑用甲醇作为溶剂.为此，本研究考察了头孢妥仑钠在甲醇溶液中的稳定性.

1实验

1.1头孢妥仑钠在甲醇溶液中的稳定性考察

1.1.1仪器及试剂.

实验所用仪器包括：SPD-10A型高效液相色谱仪(Diamonsil-C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm))，日本岛津公司；Varian Unity INOVA-400 MHz型核磁共振仪，美国安捷伦公司.

实验所用试剂包括：甲醇，乙腈为色谱纯，水为超纯水，其他试剂均为分析纯.

1.1.2样品配制.

分别精密称取头孢妥仑钠0.0150 g，置于100 mL的棕色容量瓶中，加甲醇溶解并定容，摇匀；分别于室温避光、室温白炽灯、室温波长为254 nm的紫外灯、40 ℃油浴、冰箱3 ℃及-20 ℃放置.

1.1.3色谱条件.

实验色谱条件为：Diamonsil-C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相，0.025 mol/L甲酸铵(0.005 mol/L HCOOH调至pH值6.0)-甲醇-乙腈(70∶15∶15)；检测波长232 nm；流速1.0 mL/min；柱温30 ℃；进样量10 μL.

从不同条件下的头孢妥仑钠甲醇溶液的HPLC谱图(见图2)中可以看出，在头孢妥仑钠主峰后存在2个较大杂质峰M和N，相对保留时间分别为2.51和3.00，且随着时间的延长，杂质的含量逐渐增加(见表1～6).

图2　头孢妥仑钠甲醇溶液的典型HPLC谱图

表2　室温白炽灯光照条件下的峰面积变化

表3　室温波长254 nm紫外灯照射条件下的峰面积变化

表4　冰箱冷藏(3 ℃)条件下的峰面积变化

表5　冰箱冷冻(-20 ℃)条件下的峰面积变化

表6　40 ℃油浴条件下的峰面积变化

2结果与分析

2.1不同条件下降解杂质(M和N)的初步推断

2.1.1杂质M的推断和鉴定.

有报道显示，头孢噻肟钠结构中的甲氧肟基通常是顺式构型(见图3).一般情况下，顺式异构体的抗菌活性是反式异构体的40～100倍.在光照的情况下，顺式异构体会向反式异构体转化，其钠盐水溶液在紫外光照射下45 min，有50%转化为反式异构体，4 h后，可达到95%的损失.

图3头孢噻肟钠结构

头孢妥仑钠的结构与头孢噻肟钠相似，也含有甲氧肟基，故推测其中一个杂质M可能为甲氧肟基的反式异构体7-E-DAMAI(见图4).

图4　甲氧肟基的反式异构体

为了验证这一推测，在查阅相关文献[9-11]的基础上，本研究以7-ATCA为起始原料，与E-AE活性酯在四氢呋喃、三乙胺条件下室温反应制备7-E-异构体，HPLC纯度96%.由于头孢妥仑钠的HPLC检测体系所用流动相为pH值6.0的缓冲体系，钠盐和对应的酸出峰时间相同，故该异构体未成钠盐，直接用酸(7-E-DAMAA)作为定位研究的对照物(见图5).

图5对照物结构

1H-NMR(400 MHz，d-DMSO)：δ9.50(d，J=8.0 Hz，1 H)，8.94(s，1 H)，7.47(s，1 H)，7.12(s，2 H)，6.70(d，J=11.6 Hz，1 H)，6.36(d，J=11.6 Hz，1 H)，5.82(dd，J=8.0,4.8 Hz，1 H)，5.22(d，J=4.8 Hz，1 H)，3.96(s，3 H)，3.48(m，2 H)，2.37(s，3 H)MS m/z:理论值，506.0501，实测值，507.0471[M+H]+.氢谱和质谱数据证明该化合物结构正确.为了进一步确证，本研究比较了头孢妥仑钠的氢谱数据：1H-NMR(400 MHz，d-DMSO)：δ9.65(d，J=8.0 Hz，1 H)，8.89(s，1 H)，7.35(s，2 H)，6.75(d，J=11.6 Hz，1 H)，6.70(s，1 H)，6.38(d，J=11.6 Hz，1 H)，5.65(dd，J=8.0,4.8 Hz，1 H)，5.12(d，J=4.8 Hz，1 H)，3.82(s，3 H)，3.18(dd，J=114.8，17.2 Hz，2 H)，2.30(s，3 H).发现甲氧肟基构型变化导致与碳氮双键共轭的噻唑环上的次甲基上的氢的位移有明显的变化.

2.1.2杂质N的推断和鉴定.

据文献报道，β-内酰胺环是头孢菌素分子中不稳定的结构，在一般酸碱催化、中性环境的水分子直接攻击、分子内氨基催化或亲核进攻下，其酰基—氧键容易断裂开环.并且，C-3位连有强吸电子基团或C-7位侧链酰胺键连有供电子基团可增强β-内酰胺环受亲核攻击的敏感性[12].由此推测，头孢妥仑钠的β-内酰胺环在甲醇溶液中受甲氧基进攻开环，生产杂质N(见图6).

为了验证该推测，本研究将头孢妥仑钠在白炽灯下产生的杂质以饱和正丁醇为展开体系经柱层析纯化得杂质N：1H-NMR(400 MHz，d-DMSO)：δ9.24(d，J=6.8 Hz，1 H)，8.63(s，1 H)，8.24(s，1 H)，7.28(s，2 H)，6.79(s，1 H)，6.61(s，1 H)，6.42(d，J=11.2Hz，1 H)，4.64(m，1 H)，4.55(t，J=8 Hz，1 H)，3.81(s，3 H)，3.73(s，3 H)，3.51(m，2 H)，2.35(s，3 H)MS m/z:理论值，560.0582，实测值，561.0672[M+H]+.氢谱和质谱数据证明，该化合物结构正确.

图6杂质N结构

2.2不同条件下降解杂质(M和N)的验证

2.2.1溶液的配制.

1)室温避光6 h的头孢妥仑钠的甲醇溶液(A).精密称取头孢妥仑钠0.0150 g，置于100 mL的棕色容量瓶中，加甲醇溶解并定容，摇匀，制得0.15 mg/mL的溶液，室温避光放置.

2)杂质M溶液(B)与杂质N溶液(C).分别精密称取杂质M和N各0.0150 g,分别置于100 mL棕色容量瓶中，加流动相溶解并定容，摇匀，制得0.15 mg/mL的溶液.

3)D为A、B、C等体积混合溶液.

2.2.2色谱条件.

实验色谱条件为：Diamonsil-C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相，0.025 mol/L甲酸铵(0.005mol/L HCOOH调至pH值6.0)-甲醇-乙腈(70∶15∶15)；检测波长232 nm；流速1.0 mL/min；柱温30；进样量10 μL.

1)溶液A的HPLC图谱显示，室温避光6 h的头孢妥仑钠的甲醇溶液中杂质M的相对保留时间为2.51，杂质N的相对保留时间为3.00.

2)溶液B的HPLC图谱显示，杂质M的相对保留时间为2.51.

3)溶液C的HPLC图谱显示，杂质N的相对保留时间为3.00.

4)溶液D的HPLC图谱显示，溶液A中室温避光6小时的头孢妥仑钠的甲醇溶液中杂质M和杂质N的出峰时间分别与溶液B中杂质M和溶液C中杂质N的出峰时间重合.

2.3结论

实验结果表明，本研究的设计合成及分离纯化得到的杂质M和杂质N与理论推测的杂质结构一致，确证了头孢妥仑钠在甲醇中的主要降解产物.

3讨论

在研究过程中发现，头孢妥仑钠在甲醇溶液中易受光照、温度的影响产生相关杂质，且杂质随着时间的延长而增加.所以，利用头孢妥仑钠制备头孢妥仑酯的反应不适合选择甲醇作为溶剂.

参考文献：

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Stability of Cefditoren Sodium in Methanol

PANLing1,LIUSichuan2,WANGLichun2,ZHAODong2,GUOXiaoqiang3,QIQingrong1

(1.West China School of Pharmacy, Sichuan University, Chengdu 610041, China;2.Kelun Pharmaceuticals, Co., Ltd., Chengdu 610071, China;3.School of Pharmacy and Bioengineering， Chengdu University, Chengdu 610106, China)

Abstract:The paper studies the stability of cefditoren sodium which is an important intermediate of cefditoren pivoxil in methanol solution under different conditions.HPLC is used to monitor the change of impurity content of cefditoren sodium in methanol under different conditions.Synthesis,separation and purification are used to obtain the impurity.Then,the impurity is structurally analyzed by HRMS and1H-NMR.All provide references for selecting a suitable solvent for the preparation of cefditoren pivoxil.

Key words:cefditoren sodium;HPLC;methanol;stability;impurity

中图分类号：R914；R978.1+1

文献标志码：A

作者简介：潘玲(1991 — )， 女， 硕士研究生， 从事药物化学研究.

基金项目：国家科技重大专项——重大新药创制(2012ZX09202101-013)资助项目.

收稿日期：2016-01-14.

文章编号：1004-5422(2016)01-0001-04