专利名称：7－氨基头孢烷酸的结晶方法
技术领域：
本发明涉及通过使用添加剂和酸而由7-氨基头孢烷酸(7-aminocephalosporanic acid)溶液制备7-氨基头孢烷酸(7-ACA)结晶的方法。
背景技术：
7-ACA用作合成各种头孢菌素的中间体。头孢菌素抗生素指由头孢菌素C(CPC)制备的抗生素，而CPC一般从Acremoniumchrysogenium的发酵产物中分离。由CPC原料制备7-ACA的方法分为化学方法和酶方法。基于化学方法的7-ACA合成要求在超低温下的多步反应，且包括问题，在最终产物中残留有毒溶剂或环境污染，因此，最近已开发和使用酶方法。酶方法的代表性方法是，首先如反应式1所示，通过与D-氨基酸氧化酶(DAOD)反应而将CPC转化成戊二酸单酰基-7-氨基头孢烷酸(G1-7-ACA)，然后如反应式2所示，使G1-7-ACA与G1-7-ACA酰基转移酶反应，得到7-ACA。
[反应式2]
用酸将通过化学方法或酶方法制备的7-ACA溶液的pH值调节至等电点，导致形成结晶，并且通过过滤可以分离7-ACA结晶和介质。7-ACA结晶的形状影响纯度，即结晶越大和越硬，则由于容易过滤和洗涤而纯度越高，而结晶越小和越软，则由于难以过滤和洗涤而纯度越低。一般而言，在酶反应的情况下，反应后7-ACA的沉淀导致形成粘在一起的小而软的颗粒，造成过滤和洗涤困难，导致低纯度。
为了增加纯度，可以在用离子交换树脂或吸附树脂纯化7-ACA溶液之后进行结晶，但在这种情况下，尽管纯度增加，但有问题出现，即由于小粒径而导致过滤困难和所得的低收率。而且，韩国专利申请1999-7011246公开了通过加入有机溶剂如甲醇或丙酮而提高收率的尝试。虽然这种方法在某种程度上改善粒度，但其作用是不充分的。另一方面，韩国专利申请1999-7011246公开了使用添加剂如Cycep2411R(Cytec)、聚丙烯如P3-聚丙烯7262R、有机羧酸酯如乙酸乙酯或乙酸丁酯、多胺如C 592R(Cytec)、聚醇如PEG 300R(Fluka)、胺如三亚乙基四胺或三-(2-氨基乙基)胺和氨基酸如赖氨酸的方法。此外，韩国专利申请1999-7011246包括使用有机溶剂如甲醇或丙酮，以及添加剂，或者通过将一部分溶液滴到其剩余部分而分离7-ACA的方法。
本发明考虑解决上述的先前问题，且本发明的目的在于提供通过使用添加剂和酸结晶7-氨基头孢烷酸而以高收率制备具有改善的粒度和纯度的7-ACA结晶的方法。
发明内容
本发明涉及通过使用添加剂和酸而由7-氨基头孢烷酸溶液制备7-氨基头孢烷酸(7-ACA)结晶的方法。
作为添加剂，可以单独或以两种或多种的组合使用下式1的硫酸烷基酯、式2的胺氧化物、式3的季铵和式4的甘油酯。
[式2] [式3] [式4] 其中，R1代表C1-22烷基、苯基、萘基或二烷基醚；R2、R3、R4和R5独立地代表氢、C1-22烷基、苯基或萘基；X代表Cl、Br或I；而R6、R7和R8独立地代表氢、C1-22烷基、苯基、萘基、OH或R2COO(所述烷基、苯基或萘基未被取代或被对7-ACA无化学反应性的基团取代)。
作为式1的硫酸烷基酯，可以列举十二烷基硫酸钠、月桂基乙醚硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸三乙醇胺等。作为式2的胺氧化物，可以列举月桂基二甲基胺氧化物、古柯酰胺丙基胺氧化物(cocamidopropylamineoxide)和月桂基聚乙烯二甲基胺氧化物(laurylpolyethylenedimethylamineoxide)等。作为式3的季铵，可以使用月桂基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、二硬脂酰基二甲基氯化铵、硬脂酰基二甲基苄基氯化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、硬脂酰基二三甲基氯化铵和二十二烷基三甲基氯化铵等。作为式4的甘油酯，可以列举单月桂酸甘油酯、单肉豆蔻酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、单异硬脂酸甘油酯、单油酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三油酸甘油酯和三异硬脂酸甘油酯等。其中，优选使用十二烷基硫酸钠作为硫酸烷基酯，古柯酰胺丙基胺氧化物作为胺氧化物，月桂基三甲基氯化铵作为季铵，单硬脂酸甘油酯和三辛酸甘油酯作为甘油酯。
作为酸，可以单独或以两种或多种组合使用盐酸、硫酸和乙酸。
本发明的结晶方法可以如下详细解释。首先，将添加剂加入7-ACA溶液中。该7-ACA溶液是由CPC经酶方法转化而来的溶液，优选的浓度范围为10-40g/L。添加剂的量优选为7-ACA溶液的0.001-5％(w/v)。酸的加入导致7-ACA沉淀，为了得到高收率，将pH值调节至等电点是有利的。结晶时的温度为0-30℃，优选为2-15℃。通过离心过滤根据本发明结晶的7-ACA，用水和丙酮洗涤，并在25-45℃下真空干燥。
另一方面，除添加剂以外，有机溶剂的加入改善7-ACA结晶的粒度和纯度，因此是优选的。作为有机溶剂，可以使用一种或多种选自以下的溶剂乙酸乙酯、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、二氯甲烷、氯仿和甲基异丁基酮。将有机溶剂与添加剂一起加入，有机溶剂的量为7-ACA溶液的0.5-60％(v/v)，优选为0.5-10％(v/v)。
图1显示根据本发明的比较例1得到的7-氨基头孢烷酸的晶形。
图2代表根据本发明的实施例1得到的7-氨基头孢烷酸的晶形。
图3显示根据本发明的实施例23得到的7-氨基头孢烷酸晶形。
具体实施例方式
在下文中，通过实施例详细公开本发明。以下实施例具体解释本发明，而本发明的范围不受实施例的限制。
实施例1-22使用添加剂和酸结晶7-ACA将添加剂加入1000mL 7-ACA溶液(约110mM)中，在8℃下搅拌30分钟，加入15％盐酸以调节pH至3.1，并搅拌1小时。将沉淀的7-ACA溶液过滤，用200mL水、100mL丙酮洗涤这样得到的7-ACA结晶，并在约40℃下真空干燥14小时。所用的添加剂的种类和量以及7-ACA的过滤时间如表1-4所示。
表1.使用硫酸烷基酯结晶7-ACA
表2.使用胺氧化物结晶7-ACA
表3.使用季铵结晶7-ACA
表4.使用甘油酯结晶7-ACA
实施例23-44使用添加剂、有机溶剂和酸结晶7-ACA将100mL乙酸乙酯和添加剂加入1000mL 7-ACA溶液(约110mM)中，在8℃下搅拌30分钟，并加入15％HCl以调节pH值至3.1，并搅拌1小时。将沉淀的7-ACA溶液过滤，用200mL水、100mL丙酮洗涤7-ACA结晶，并在40℃下真空干燥14小时。所用的添加剂的种类和量以及过滤时间如表5-8所示。
表5.使用硫酸烷基酯结晶7-ACA
表6.使用胺氧化物结晶7-ACA
表7.使用季铵结晶7-ACA
表8.使用甘油酯结晶7-ACA
比较例1使用酸结晶7-ACA除了加入添加剂以外，根据与实施例1相同的方法结晶7-ACA。过滤时间为11分钟。
实验例1测定7-ACA的含量和堆密度分析根据比较例1、实施例1和实施例23制备的7-ACA的含量和堆密度，其结果如表9所示。
用HPLC分析(在254nm处测定)，通过以下步骤测定7-ACA的含量将10mg根据所述比较例1、实施例1和实施例23制备的7-ACA溶于100mL pH7.3的磷酸盐缓冲液中。根据韩国药典的液相色谱一般试验方法进行HPLC，并基于相对峰面积计算含量。样品含量意指相对于以相同方法得到的标准物质的分析结果的值，并根据以下方程1计算。
样品含量(％)＝(样品的峰面积/标准物质的峰面积)×标准物质的含量(％)在不压紧的情况下将根据所述比较例1、实施例1和实施例23制备的7-ACA分别在100mL刻度的圆筒中装至50mL，并称重和计算堆密度。
表9.
从表9可以看出，在根据本发明使用添加剂和酸(实施例1)的情况下，7-ACA含量至少为96％，高于使用酸(比较例1)的情况下的7-ACA含量92.3％。特别地，在除添加剂以外还使用有机溶剂结晶(实施例1)的情况下，7-ACA的含量至少为98％，表现出非常好的纯度。
实验例27-ACA的晶形观察将根据所述比较例1、实施例1、实施例23制备的7-ACA颗粒的形状和大小照相，并显示在图1-3中。首先，将10mg 7-ACA涂在载玻片上，并用Axiolab Microscope(Karl zeiss)以100放大率将结晶形状照相。
结果表明，在使用添加剂和酸结晶(实施例1)的情况下，7-ACA的结晶度优于在使用酸结晶(比较例1)的情况下的结晶度。特别地，在除添加剂以外还使用有机溶剂结晶(实施例23)的情况下，7-ACA结晶大、硬且均一，表现出优良的结晶度。
工业实用性根据本发明结晶得到的7-ACA表现出改善的粒度、含量、透光率，因而纯度优于通过常规技术得到的。
权利要求
1.通过使用至少一种选自以下式1-4的化合物的添加剂和酸而由7-氨基头孢烷酸溶液制备7-氨基头孢烷酸结晶的方法 其中，R1代表C1-22烷基、苯基、萘基或二烷基醚；R2、R3、R4和R5独立地代表氢、C1-22烷基、苯基或萘基；X代表Cl、Br或I；而R6、R7和R8独立地代表氢、C1-22烷基、苯基、萘基、OH或R2COO(所述烷基、苯基或萘基未被取代或被对7-ACA无化学反应性的基团取代)。
2.如权利要求1的方法，其特征在于除该添加剂之外还使用至少一种选自乙酸乙酯、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、二氯甲烷、氯仿和甲基异丁基酮的有机溶剂。
3.如权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于该7-氨基头孢烷酸溶液的浓度为10-40g/L。
4.如权利要求1或权利要求2的方法，其中所述添加剂为十二烷基硫酸钠、月桂基乙醚硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸三乙醇胺、月桂基二甲基胺氧化物、古柯酰胺丙基胺氧化物、月桂基聚乙烯二甲基胺氧化物、月桂基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、二硬脂酰基二甲基氯化铵、硬脂酰基二甲基苄基氯化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、硬脂酰基二三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、单月桂酸甘油酯、单肉豆蔻酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、单异硬脂酸甘油酯、单油酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三油酸甘油酯或三异硬脂酸甘油酯。
5.如权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于所述添加剂的量为7-氨基头孢烷酸溶液的0.001-5％(w/v)。
6.如权利要求2的方法，其特征在于所述有机溶剂的量为7-氨基头孢烷酸溶液的0.5-60％(v/v)。
7.如权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于加入酸以调节pH至等电点。
8.如权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于结晶温度为0-30℃。
全文摘要
本发明涉及通过使用添加剂和酸而由7－氨基头孢烷酸溶液制备7－氨基头孢烷酸结晶的方法。根据本发明制备的7－氨基头孢烷酸结晶表现出优良的粒度、纯度，并可以高收率制备。
文档编号C07D501/26GK1697837SQ02819543
公开日2005年11月16日 申请日期2002年10月4日 优先权日2001年10月6日
发明者金正优, 申相圭, 崔相镕, 尹钟赞, 尹仁均 申请人:钟根堂生物制药株式会社