本发明涉及一种(rs)-甲氧基头孢西丁的制备方法，属于药物合成中杂质分析领域。
背景技术：
头孢西丁(cefoxitin)，化学名为(6r，7s)-3-氨基甲酰基氧甲基-7-甲氧基-8-氧代-7-[2-(2-噻吩基)乙酰氨基]-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸，是由美国merck公司研制的半合成头霉素类抗生素。
新药研究和开发过程中，药物的质量是衡量药物品质的一个重要标准，药物的质量首先决定于药物自身的疗效和毒副作用，即药物的有效性和安全性。药物的有效成分的含量是反映药物纯度的重要标志，而药物中存在的杂质直接影响到药物的疗效并可能导致毒副作用的产生。药物的杂质是生产、储运过程中的引进或产生的药物以外的其它化学物质，杂质的存在不仅影响药物的纯度，还会带来非治疗活性的毒副作用，必须加以控制。为安全有效的使用药物，药物的质量标准对药物有效成分的纯度和杂质的限度都有较为严格的规定。
对于药物研发人员来说，主要工作不仅仅在于如何获得高质量的原料药(api)、开发高效的合成工艺，更重要的是研究原料药中杂质种类、来源以及如何控制工艺杂质的产生。通常研究人员首先会定向合成工艺中所产生的杂质，其次则是开发高效的杂质合成路线，以便获得大量的杂质对照品，保证每批原料药质量检测工作的开展(如，杂质hplc定位、杂质含量测定等)。
(r,s)-甲氧基头孢西丁
(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-甲氧基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸
(6r,7s)-3-((carbamoyloxy)methyl)-7-methoxy-7-((2rs)-2-methoxy-2-(thiophen-2-yl)-acetyl)amino)-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo[4.2.0]oct-2-ene-2-carboxylicacid
被欧洲药典明确规定为e、f杂质，是头孢西丁药物质量控制中需要研究的重要杂质，确定该杂质化合物的制备方法，提供合格的对照品，能够对头孢西丁等药物的质量控制起到积极的作用。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种(rs)-甲氧基头孢西丁的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种(rs)-甲氧基头孢西丁的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备：
(1)以噻吩为起始原料，正庚烷作为反应溶剂，与三氯乙醛反应，反应完后减压蒸馏得到(rs)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇；
(2)将步骤(1)得到的(rs)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇在碱性物质存在下与甲醇反应制得(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸；
(3)将(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸溶解在有机溶剂中，氮气保护，降温至-10℃以下，加入第一有机碱，搅拌澄清后降温至-50℃～-60℃，滴加甲基磺酰氯或特戊酰氯，于-35℃以下反应，反应完后得到溶液a备用；
在另一个反应容器中加入羟甲基-7-氨基头孢烷酸和有机溶剂，氮气保护下，搅拌，降温至0℃以下，加入第二有机碱，搅拌至澄清，得到溶液b备用；
在-30℃以下将溶液b缓慢滴加到溶液a中；控温-30℃以下反应，然后降温到-40℃以下，加入酸液，继续反应，然后滴加氯磺酰异氰酸酯，于-30℃左右继续反应；最后加入水，调节ph值2-3，反应完后静置分层，有机相干燥脱色，过滤，滤液加入丙酮和甲醇，滴加第一有机碱，析出晶体，过滤干燥得到类白色结晶性粉末；
(4)将得到的类白色结晶性粉末溶解在有机溶剂和甲醇中，氮气保护下，降温至-60℃～-80℃，加入甲醇钠的甲醇溶液，加完后滴加次氯酸叔丁酯，搅拌反应，反应完后，加入焦亚硫酸钠，搅拌，用醋酸调节ph6-7，然后升温至0℃～5℃，调节ph1～2，静置分层，有机层洗涤后，加饱和碳酸氢钠调节ph7-8，分层，水层调节ph1-2，用乙酸乙酯提取，乙酸乙酯层干燥，过滤，减压浓缩得到油状物粗品。
每个步骤对应的反应式为：
步骤(1)中，所述噻吩与三氯乙醛的摩尔比为1:1～1.2。有利于反应进行，提高收率。
步骤(1)的具体操作步骤为：于反应容器中加入噻吩、正庚烷和三氯乙醛搅拌，升温至回流反应，反应完后降温，减压浓缩回收溶剂，残留物减压蒸馏，收集98～100℃、1.0mmhg馏分得到rs)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇。
步骤(2)中，所述碱性物质为氢氧化钾或氢氧化钠，所述(r,s)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇与碱性物质的摩尔比为1:3～5。
步骤(2)的具体操作步骤为：在反应容器中加入甲醇和碱性物质，搅拌溶解，冷却到-5℃～0℃，加入(r,s)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇的甲醇溶液，搅拌，升温回流反应，反应完后冷却至室温，减压浓缩出去有机溶剂，然后加入然后加入甲基叔丁基醚或石油醚或异丙醚，搅拌，用盐酸溶液调节ph2.5-3.5，分出有机层，水层用甲基叔丁基醚或石油醚或异丙醚提取，合并有机层，用盐水洗涤，干燥，过滤，浓缩得到(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸。
所述有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。步骤(3)中，所述第一有机碱为二异丙基胺、三乙胺、三丁胺、二异丙基乙胺中的一种，所述(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸与第一有机碱的摩尔比为1:1-1.2，所述(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸与甲基磺酰氯或特戊酰氯的摩尔比为1:1-1.1。
步骤(3)中，所述第二有机碱为四甲基胍、三乙胺、二异丙基乙胺，三丁胺、二异丙基胺中的一种，所述羟甲基-7-氨基头孢烷酸与第二有机碱的摩尔比为1:1.1-1.3；
所述酸液为甲磺酸、盐酸、磷酸、甲酸、乙酸中的一种；
所述(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸与酸液的摩尔比为1：1-1.1；
所述(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸与氯磺酰异氰酸酯的摩尔比为1:1.5-1.6。
步骤(4)中，类白色结晶性粉末与甲醇钠的摩尔比为1:3-4；所述类白色结晶性粉末与次氯酸叔丁酯的摩尔比为1：2-3；所述类白色结晶性粉末与焦亚硫酸钠的摩尔比为1：1.2-2。
所述油状物粗品采用硅胶柱层析进行纯化。通过硅胶柱层析纯化后，纯度能达到98％以上。
有益效果：本发明提供的制备方法步骤简单，成本低，适合进行规模化制备。本发明通过对每个步骤的反应计量、反应溶剂、反应温度以及反应物料的加入顺序的精心控制和调整，最终制备的氨基磺酸甲酯纯度可以达到98.0％以上。为药品安全使用提供了理论依据，对头孢西丁药品的质量标准提供了有效的数据支持，为药物的临床安全使用提供有效保障。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
(rs)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇的制备化学反应式
于1000ml三口瓶中加入84g(1.0mol)噻吩、500ml正庚烷和147g(1.0mol)三氯乙醛搅拌，升温至回流，反应完后降温至室温，减压浓缩回收溶剂，残留物减压蒸馏，收集98～100℃、1.0mmhg馏分，产量约46g。
实施例2
(rs)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇的制备
于1000ml三口瓶中加入84g(1.0mol)噻吩、500ml正庚烷和147g(1.2mol)三氯乙醛搅拌，升温至回流，反应完后降温至室温，减压浓缩回收溶剂，残留物减压蒸馏，收集98～100℃、1.0mmhg馏分，产量约52g。
实施例3
(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸的制备化学反应式
在氮气保护下于500ml三口瓶中加入100ml甲醇和11.2g(0.2mol)氢氧化钾，搅拌溶解，冷却到-5～0℃，加入11.6g(0.05mol)(r,s)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇于30ml甲醇的溶液，搅拌，缓慢升温至回流，反应完后冷却到室温，减压浓缩除去溶剂，在残留物中加入50ml甲基叔丁基醚，搅拌下用0.1n稀盐酸调节ph至3.0，分出有机层，水层再次用甲基叔丁基醚提取，合并有机层，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩得到约6.2g产品。
实施例4
(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸
在氮气保护下于500ml三口瓶中加入100ml甲醇和0.25mol氢氧化钠，搅拌溶解，冷却到-5～0℃，加入11.6g(0.05mol)(r,s)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇于30ml甲醇的溶液，搅拌，缓慢升温至回流，反应完后冷却到室温，减压浓缩除去溶剂，加入50ml异丙醚，搅拌下用0.1n稀盐酸调节ph至2.5，分出有机层，水层用异丙醚提取，合并有机层，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩得到约5.9g产品。
实施例5
(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸
在氮气保护下于500ml三口瓶中加入100ml甲醇和8.4g(0.15mol)氢氧化钾，搅拌溶解，冷却到-5～0℃，加入11.6g(0.05mol)(r,s)-α-三氯甲基-2-噻吩甲醇于30ml甲醇的溶液，搅拌，缓慢升温至回流，反应完后冷却到室温，减压浓缩除去溶剂，加入50ml石油醚(沸点60-90℃)，搅拌下用1n稀盐酸调节ph至3.5，分出有机层，水层用石油醚提取，合并有机层，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩得到约6.15g产品。
实施例6
(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸二异丙基胺盐的制备
1、化学反应式
于500ml四口反应瓶中加入17.2g(0.1mol)(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸和200ml二氯甲烷，氮气保护，搅拌降温至-10℃以下。加入11.1g(0.11mol)二异丙基胺，搅拌溶解澄清。降温至-50℃，滴加12g(0.105mol)甲基磺酰氯，于-35℃以下反应，反应完毕，降温到-45℃以下得到a液备用。
于250ml三口瓶中加入23.2g(0.1mol)haca(羟甲基-7-氨基头孢烷酸)和100ml二氯甲烷，氮气保护下搅拌降温至0℃以下；加入13.8g(0.12mol)四甲基胍，搅拌至溶解澄清；降温至-45℃以下得到b液，备用。
于-30℃以下将b液缓慢滴加到a液中；控温-30℃以下反应3～4小时，降温到-40℃，加入9.6g(0.1mol)甲磺酸，反应20分钟，滴加21.2g(0.15mol)氯磺酰异氰酸酯，于-30℃左右反应2小时；加入150ml水，用碳酸氢钠调节ph值2，反应60分钟。静置分层，分出有机相用水洗涤两次，每次150ml，加入30g无水硫酸钠和2g活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液加入250ml丙酮50ml甲醇，滴加11.1g(0.11mol)二异丙基胺，析出结晶，搅拌30分钟，过滤、丙酮洗涤。湿品真空干燥，得40g类白色结晶性粉末，收率75％。
实施例7
(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸三乙胺盐的制备
于500ml四口反应瓶中加入17.2g(0.1mol)(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸和200ml二氯甲烷，氮气保护，搅拌降温至-10℃以下。加入0.12mol三乙胺，搅拌溶解澄清。降温至-50℃，滴加0.11mol特戊酰氯，于-35℃以下反应，反应完毕，降温到-45℃以下得到a液备用。
于250ml三口瓶中加入23.2g(0.1mol)haca(羟甲基-7-氨基头孢烷酸)和100ml二氯甲烷，氮气保护下搅拌降温至0℃以下；加入0.13mol三乙胺，搅拌至溶解澄清；降温至-45℃以下得到b液，备用。
于-30℃以下将b液缓慢滴加到a液中；控温-30℃以下反应3～4小时，降温到-40℃，加入0.11mol盐酸，反应20分钟，滴加22.6g(0.16mol)氯磺酰异氰酸酯，于-30℃左右反应2小时；加入150ml水，用碳酸氢钠调节ph值2.5反应60分钟。静置分层，分出有机相用水洗涤两次，每次150ml，加入30g无水硫酸钠和2g活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液加入250ml丙酮50ml甲醇，滴加0.12mol三乙胺，析出结晶，搅拌30分钟，过滤、丙酮洗涤。湿品真空干燥，得38.9g类白色结晶性粉末。
实施例8
(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸三丁胺盐的制备
于500ml四口反应瓶中加入17.2g(0.1mol)(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸和200ml二氯甲烷，氮气保护，搅拌降温至-10℃以下。加入0.12mol三丁胺，搅拌溶解澄清。降温至-50℃，滴加0.108mol特戊酰氯，于-35℃以下反应，反应完毕，降温到-45℃以下得到a液备用。
于250ml三口瓶中加入23.2g(0.1mol)haca(羟甲基-7-氨基头孢烷酸)和100ml二氯甲烷，氮气保护下搅拌降温至0℃以下；加入0.11mol三丁胺，搅拌至溶解澄清；降温至-45℃以下得到b液，备用。
于-30℃以下将b液缓慢滴加到a液中；控温-30℃以下反应3～4小时，降温到-40℃，加入0.105mol甲酸，反应20分钟，滴加0.16mol氯磺酰异氰酸酯，于-30℃左右反应2小时；加入150ml水，用碳酸氢钠调节ph值2.5反应60分钟。静置分层，分出有机相用水洗涤两次，每次150ml，加入30g无水硫酸钠和2g活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液加入250ml丙酮50ml甲醇，滴加0.115mol三丁胺，析出结晶，搅拌30分钟，过滤、丙酮洗涤。湿品真空干燥，得39.2g类白色结晶性粉末。
实施例9
(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸环己胺盐的制备
于500ml四口反应瓶中加入17.2g(0.1mol)(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸、200ml氯仿，氮气保护，搅拌降温至-10℃以下。加入0.1mol二异丙基乙胺，搅拌溶解澄清。降温至-50℃，滴加0.1mol甲磺酰氯，于-35℃以下反应，反应完毕，降温到-45℃以下得到a液备用。
于250ml三口瓶中加入23.2g(0.1mol)haca(羟甲基-7-氨基头孢烷酸)和100ml三氯甲烷，氮气保护下搅拌降温至0℃以下；加入0.11mol二异丙基乙胺，搅拌至溶解澄清；降温至-45℃以下得到b液，备用。
于-30℃以下将b液缓慢滴加到a液中；控温-30℃以下反应3～4小时，降温到-40℃，加入0.1mol乙酸，反应20分钟，滴加22.6g(0.15mol)氯磺酰异氰酸酯，于-30℃左右反应2小时；加入150ml水，用碳酸氢钠调节ph值2.5反应60分钟。静置分层，分出有机相用水洗涤两次，每次150ml，加入30g无水硫酸钠和2g活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液加入250ml丙酮50ml甲醇，滴加0.115mol环己胺，析出结晶，搅拌30分钟，过滤、丙酮洗涤。湿品真空干燥，得40.2g类白色结晶性粉末。
实施例10
(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸二异丙基胺盐的制备
于500ml四口反应瓶中加入17.2g(0.1mol)(rs)-α-甲氧基-2-噻吩苯乙酸、200ml氯仿，氮气保护，搅拌降温至-10℃以下。加入0.115mol二异丙基乙胺，搅拌溶解澄清。降温至-50℃，滴加0.105mol甲磺酰氯，于-35℃以下反应，反应完毕，降温到-45℃以下得到a液备用。
于250ml三口瓶中加入23.2g(0.1mol)haca(羟甲基-7-氨基头孢烷酸)和100ml二氯甲烷，氮气保护下搅拌降温至0℃以下；加入0.12mol二异丙基胺，搅拌至溶解澄清；降温至-45℃以下得到b液，备用。
于-30℃以下将b液缓慢滴加a液中；控温-30℃以下反应3～4小时，降温到-40℃，加入0.1mol磷酸，反应20分钟，滴加22.6g(0.15mol)氯磺酰异氰酸酯，于-30℃左右反应2小时；加入150ml水，用碳酸氢钠调节ph值3反应60分钟。静置分层，分出有机相用水洗涤两次，每次150ml，加入30g无水硫酸钠和2g活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液加入250ml丙酮50ml甲醇，滴加0.115mol二异丙基胺，析出结晶，搅拌30分钟，过滤、丙酮洗涤。湿品真空干燥，得40.2g类白色结晶性粉末。
实施例11
(r,s)-甲氧基头孢西丁的制备化学反应式
操作过程
于50ml三口瓶中加入上述得到的类白色结晶性粉末5.3g(0.01mol)(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸二异丙基胺盐、50ml二氯甲烷和5ml甲醇，搅拌，在氮气保护下降温至-70℃，加入1g(0.03mol)甲醇钠和20ml甲醇的溶液，加完后于-70℃左右滴加2.73g(0.025mol)次氯酸叔丁酯溶液，搅拌约1小时，加入2.8g(0.015mol)焦亚硫酸钠，搅拌10分钟，用醋酸调节ph值6～7之间，然后升温，于0～5℃滴加质量浓度为5％盐酸调节ph值1～2，静置分出有机层，水层用二氯甲烷提取一次，合并有机层，用水洗涤一次。有机层用饱和碳酸氢钠溶液调节ph值7～8，分出有机层，水层用10％用盐酸调节ph值1～2，用乙酸乙酯提取，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得到淡黄色油状物约4.4g，粗品经硅胶柱层析纯化得到产品3.5g。(洗脱液乙酸乙酯-石油醚＝6:1)。纯度98.0％。经ms、1h-nmr和13c-nmr结构确认与对照品图谱一致。
实施例12
(r,s)-甲氧基头孢西丁的制备
于50ml三口瓶中加入上述得到的类白色结晶性粉末5.3g(0.01mol)(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸二异丙基胺盐、50ml氯仿和5ml甲醇，搅拌，在氮气保护下降温至-60℃，加入0.04mol甲醇钠和20ml甲醇的溶液，加完后于-60℃左右滴加0.02mol次氯酸叔丁酯溶液，搅拌约1小时，加入0.012mol焦亚硫酸钠，搅拌10分钟，用醋酸调节ph值6～7之间，然后升温，于0～5℃滴加5％盐酸调节ph值1～2，静置分出有机层，水层用三氯甲烷提取一次，合并有机层，用水洗涤一次。有机层用饱和碳酸氢钠溶液调节ph值7～8，分出有机层，水层用10％用盐酸调节ph值1～2，用乙酸乙酯提取，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得到淡黄色油状物约3.8g，粗品经硅胶柱层析纯化得到产品2.56g。(洗脱液乙酸乙酯-石油醚＝6:1)。纯度98.2％。经ms、1h-nmr和13c-nmr结构确认与对照品图谱一致。
实施例13
(r,s)-甲氧基头孢西丁的制备
于50ml三口瓶中加入上述得到的类白色结晶性粉末5.3g(0.01mol)(6r,7s)-3-氨甲酰氧甲基-7-((2rs)-2-甲氧基-2-(噻吩-2-基)-乙酰氨基)-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸二异丙基胺盐、50ml氯仿和5ml甲醇，搅拌，在氮气保护下降温至-80℃，加入0.035mol甲醇钠和20ml甲醇的溶液，加完后于-80℃左右滴加0.03mol次氯酸叔丁酯溶液，搅拌约1小时，加入0.02mol焦亚硫酸钠，搅拌10分钟，用醋酸调节ph值6～7之间，然后升温，于0～5℃滴加5％盐酸调节ph值1～2，静置分出有机层，水层用三氯甲烷提取一次，合并有机层，用水洗涤一次。有机层用饱和碳酸氢钠溶液调节ph值7～8，分出有机层，水层用10％用盐酸调节ph值1～2，用乙酸乙酯提取，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得到淡黄色油状物约3.9g，粗品经硅胶柱层析纯化得到产品2.95g。(洗脱液乙酸乙酯-石油醚＝6:1)。纯度98.0％。，经ms、1h-nmr和13c-nmr结构确认与对照品图谱一致。
本发明不局限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。