一种阿维巴坦钠起始原料的精制方法与流程

1.本发明属于药物合成技术领域，具体涉及阿维巴坦钠起始原料(2s,5r)-5-苄氧基氨基哌啶-2-羧酸苄酯草酸盐的精制方法，尤其涉及一种降低特异性未知杂质a(rrt＝0.19)和/对映异构体杂质b的含量的方法。


背景技术：

2.阿维巴坦钠(avibactam)是novexel(诺韦克赛尔公司)开发的一种新型的非β-内酰胺结构的β-内酰胺酶抑制剂。阿维巴坦钠化学名为：硫酸单[(1r,2s,5r)-2-氨基羰基-7-氧代-1,6-氮杂二环[3.2.1]辛-6-基酯钠盐，具体结构如下：
[0003][0004]
阿维巴坦钠avibactam sodium
[0005]
分子式:c7h
10
n3o6sna
[0006]
分子量:287.23
[0007]
阿维巴坦钠属于二氮杂双环辛酮化合物，其本身并没有明显的抗菌活性，而是通过抑制β-内酰胺酶起作用。阿维巴坦钠能抑制a型(包括esbl和kpc)、部分c型和部分d型β-内酰胺酶。因此，与青霉类、头孢类和碳青霉烯类抗生素联合使用时，具有广谱抗菌活性，尤其是对含有超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌和克雷伯肺炎杆菌、含有超量ampc酶的大肠杆菌以及同时含有ampc、超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌的活性显著。阿维巴坦钠是一种可逆型酶抑制剂，自身结构可经逆反应恢复，因而具有长效的抑酶作用。另外，阿维巴坦钠本身不具有β-内酰胺结构，不会诱导产生β-内酰胺酶。因此，阿维巴坦钠是非常被看好的新型β-内酰胺酶抑制剂，能够有效缓解抗生素的耐药问题。2015年2月27日，艾尔建的avycaz(阿维巴坦钠+头孢他啶)被fda批准上市，剂型为注射剂，适应症是成人复杂性腹腔内感染、复杂性尿路感染(cuti)、肾脏感染(肾盂肾炎)和革兰氏阴性菌感染。2016年6月29日，阿斯利康公司的zavicefta(阿维巴坦钠+头孢他啶)获得ema批准。2019年5月21日，辉瑞公司的思福妥zavicefta(阿维巴坦钠+头孢他啶)中国获批上市。阿维巴坦钠与头孢洛林、氨曲南的联用复方也在临床研究当中。
[0008]
(2s,5r)-5-苄氧基氨基哌啶-2-羧酸苄酯草酸盐，其结构如式i所示，因其制备简便、反应条件温和，被用作合成阿维巴坦钠的起始原料。
[0009][0010]
参考文献org.process res.dev.2016,20,1799-1805，阿维巴坦钠起始原料的合成路线如下所示：
[0011][0012]
一方面，式i所示的阿维巴坦钠起始原料在制备过程中涉及选择性还原步骤及碱性条件，存在异构化，还会产生一种对映异构体杂质b和两种非对映异构体杂质d。另一方面，在阿维巴坦钠起始原料的精制过程中，其会与醇类溶剂，例如甲醇、乙醇或异丙醇等发生酯交换反应生产杂质c。杂质c和起始原料仅酯基不同，在后续生成阿维巴坦钠的过程中同起始原料同时发生酯水解反应生成相应的羧酸中间体。因此，需要在起始原料中将杂质c限度控制在1.5％以内。
[0013]
杂质b化学名称为：(2r,5s)-5-苄氧基氨基哌啶-2-羧酸苄酯草酸盐。非对映异构体杂质d包括两个化学结构，其互为对映异构体，化学名称分别为：(2s,5s)-5-苄氧基氨基哌啶-2-羧酸苄酯草酸盐和(2r,5r)-5-苄氧基氨基哌啶-2-羧酸苄酯草酸盐。杂质b、杂质c、杂质d的具体结构如下所示：
[0014][0015]
上述杂质的结构均与起始原料结构相近，纯化难度大，后续容易继续杂质传递至原料药，影响用药安全。并且申请人在前期研究发现，阿维巴坦钠起始原料在制备过程中还存在未知杂质a(rrt＝0.19)。
[0016]
现有技术中，对于阿维巴坦钠起始原料的纯化研究极少。专利cn103649051a和cn103459372公开了使用甲醇、异丙醇及乙醇等单一溶剂或者混合溶剂纯化阿维巴坦钠起始原料，但未提及特异性未知杂质a(rrt＝0.19)和对映异构体b。申请人经前期研究发现，上述纯化方法对未知杂质a和对映异构体b的去除能力有限，不能保证得到高纯度的阿维巴坦钠起始原料。
[0017]
为了保证后续制剂和临床用药安全，需要对阿维巴坦钠起始原料中的杂质进行严格控制，以避免杂质残留或传递至原料药，优选均控制在0.10％以下，而现有的常规纯化工艺是无法实现的。因此有必要开发一种新的精制方法来降低阿维巴坦钠起始原料中的杂质含量，尤其针对结构类似的对映异构体杂质b、杂质c和难以除去的特异性未知杂质a(rrt＝0.19)，以获得高纯度的阿维巴坦钠起始原料，从而满足药品开发质量要求。


技术实现要素：

[0018]
本发明的目的在于，提供一种阿维巴坦钠起始原料的精制方法，采用该方法能获得高纯度的阿维巴坦钠起始原料，有效保证阿维巴坦钠的产品质量和临床用药安全。
[0019]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0020]
本发明提供了一种阿维巴坦钠起始原料的精制方法，所述阿维巴坦钠起始原料的结构如式i所示，所述精制方法包括以下步骤：
[0021]
步骤1.将阿维巴坦钠起始原料粗品溶解于甲醇和水的热混合溶剂中，得到阿维巴坦钠起始原料粗品溶液；
[0022]
步骤2.将阿维巴坦钠起始原料粗品溶液降温析晶，过滤，洗涤，干燥，得到阿维巴坦钠起始原料；
[0023][0024]
本发明的部分实施方案中，将阿维巴坦钠起始原料粗品溶液保温1～2小时后，再降温析晶。
[0025]
本发明的部分实施方案中，所述甲醇和水的混合溶剂中，甲醇与水的体积比为18:2～12:8；优选为12:8。
[0026]
所述阿维巴坦钠起始原料粗品与甲醇和水的混合溶剂的质量体积比以克/毫升计，为1:10～1:30。
[0027]
本发明的部分实施方案中，所述甲醇和水的混合溶剂中，甲醇与水的体积比为15:5～12:8；
[0028]
所述阿维巴坦钠起始原料粗品与甲醇和水的混合溶剂的质量体积比以克/毫升计，为1:20。
[0029]
本发明的部分实施方案中，步骤1中热混合溶剂的温度为60～75℃，优选为60～70℃。
[0030]
本发明的部分实施方案中，步骤2中，降温析晶的温度为0～30℃，优选为20～30℃。
[0031]
本发明的部分实施方案中，降温后搅拌1～2小时，过滤。
[0032]
本发明的部分实施方案中，采用甲醇洗涤。
[0033]
本发明的部分实施方案中，所述方法精制得到的阿维巴坦钠起始原料中特异性未知杂质a的含量不大于0.1％；或/和对映异构体杂质b的含量不大于0.1％。
[0034]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0035]
本发明方法简单，操作简便，将阿维巴坦钠起始原料粗品溶解于甲醇和水的热混合溶剂中，再经析晶得到阿维巴坦钠起始原料。经本发明方法精制后的阿维巴坦钠起始原料纯度大于等于99.0％，特异性未知杂质a(rrt＝0.19)的含量小于0.10％，对映异构体杂质b的含量小于0.10％。本发明方法有效保证阿维巴坦钠的产品质量和临床用药安全。
具体实施方式
[0036]
以下通过具体实施例对本技术的发明内容做进一步的阐释，但不应理解为本技术的范围仅限于以下的实例，根据本技术的发明思路和全文内容，可以将以下实施例中的原料、溶剂、试剂、操作步骤、反应条件等做适当的组合/替换/调整/修改，这对于本领域技术人员而言是显而易见的，仍属于本技术保护的范畴。
[0037]
在下面的实施例、以及本技术说明书和权利要求书的内容中，以下缩写具有下列含义，对未定义的缩写，它们具有一般公认的含义。
[0038]
hplc＝高效液相色谱
[0039]
实验条件：
[0040]
有关物质方法1：检测特异性未知杂质a(rrt＝0.19)、杂质c、非对映异构体杂质d等杂质。
[0041]
测定方法：hplc法：中国药典2020年版四部通则0512。
[0042]
色谱条件：
[0043]
色谱柱：inertsil ods-3(4.6
×
150mm,5μm)；
[0044]
流动相：
[0045]
a：0.05mol/l磷酸二氢钾缓冲液(称取6.8g磷酸二氢钾，加入1000ml水使溶解，用磷酸调节ph至4.0)-乙腈(80∶20)
[0046]
b：0.05mol/l磷酸二氢钾缓冲液(称取6.8g磷酸二氢钾，加入1000ml水使溶解，用磷酸调节ph至4.0)-乙腈(50∶50)
[0047]
检测波长为195nm，流速为1.0ml/min，柱温20℃，进样量20μl。
[0048]
梯度洗脱程序：
[0049]
表1梯度洗脱程序
[0050]
t/min030404150a％10000100100b％010010000
[0051]
溶液配制：取本品25mg，精密称定，置25ml量瓶中，加流动相a溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。
[0052]
稀释剂：流动相a。
[0053]
有关物质方法2：检测对映异构体杂质b。
[0054]
测定方法：hplc法，中国药典2020年版四部通则0512。
[0055]
色谱条件：
[0056]
色谱柱：chiralpak ic(4.6
×
250mm，5μm)
[0057]
流速：1.0ml/min；进样量：10μl；柱温：25℃；检测波长：210nm；等度洗脱35min。
[0058]
流动相：正己烷-乙醇-二乙胺(95∶5∶0.02)；
[0059]
溶液配制：取本品40mg，精密称定，置10ml量瓶中，加甲醇溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。
[0060]
稀释剂：甲醇。
[0061]
制备例1阿维巴坦钠起始原料粗品的制备
[0062]
参照专利文献cn103649051a实施例0151(说明书第21页)公开的方法制备式i所示的阿维巴坦钠起始原料粗品。
[0063]
对所制得阿维巴坦钠起始原料粗品进行hplc纯度检测，其中杂质a、c、d采用有关物质方法1进行检测；杂质b采用有关物质方法2进行检测。其总纯度为81.30％，特异性未知杂质a(rrt＝0.19)含量为0.45％，杂质c含量为0.99％，非对映异构体杂质d为5.17％，对映异构体杂质b为5.87％，其它杂质含量均符合规定。本制备例制得的阿维巴坦钠起始原料粗品用于以下实施例或试验例。
[0064]
实施例1阿维巴坦钠起始原料粗品的精制
[0065]
步骤1：向反应瓶内加入240ml甲醇和160ml纯化水，搅拌升温至65℃，加入阿维巴
坦钠起始物料粗品(以阿维巴坦钠起始物料纯品计)20g，得到阿维巴坦钠起始物料粗品溶液；
[0066]
步骤2：保温1h后，降温至25℃，搅拌1h，抽滤，40ml甲醇洗涤，干燥得到18.0g阿维巴坦钠起始原料精制品(收率90％)。
[0067]
对本实施例得到的阿维巴坦钠起始原料精制品进行hplc检测，结果如下：
[0068]
有关物质方法1检测结果显示：阿维巴坦钠起始原料精制品的总纯度为99.52％，特异性未知杂质a(rrt＝0.19)含量为0.046％，杂质c含量为0.19％，非对映异构体杂质d为未检出，其它单个杂质含量均小于等于0.1％，符合小于等于0.1％的质量要求。
[0069]
有关物质方法2的检测结果显示：阿维巴坦钠起始原料精制品的总纯度为100.00％，杂质b未检出。
[0070]
实施例2阿维巴坦钠起始原料的精制
[0071]
步骤1.向反应瓶内加入300ml甲醇和100ml纯化水，搅拌升温至65℃，加入阿维巴坦钠起始物料粗品(以阿维巴坦钠起始物料纯品计)20g，得到阿维巴坦钠起始物料粗品溶液；
[0072]
步骤2.将阿维巴坦钠起始物料粗品溶液保温2h后，降温至25℃，搅拌2h，抽滤，40ml甲醇洗涤，干燥得到17.0g阿维巴坦钠起始物料精制品(收率85％)。
[0073]
对本实施例得到的阿维巴坦钠起始原料精制品进行hplc检测，结果如下：
[0074]
关物质方法1的检测结果显示：阿维巴坦钠起始原料精制品的总纯度为99.65％，特异性未知杂质a(rrt＝0.19)含量为0.063％，杂质c含量为0.15％，非对映异构体杂质d为未检出，其它单个杂质含量均小于等于0.1％，符合小于等于0.1％的质量要求。
[0075]
有关物质方法2的检测结果显示：阿维巴坦钠起始原料精制品的总纯度为100.00％，对映异构体杂质b未检出。
[0076]
对比例1阿维巴坦钠起始原料的精制
[0077]
本对比例与实施例1相比，将甲醇和水的混合溶剂替换为等体积的甲醇，其余条件均相同，得到15.0g阿维巴坦钠起始原料精制品。
[0078]
对本对比例的阿维巴坦钠起始原料精制品进行hplc检测，结果如下：
[0079]
有关物质方法1的检测结果显示：阿维巴坦钠起始原料精制品的总纯度为99.34％，特异性未知杂质a(rrt＝0.19)含量为0.25％，杂质c含量为0.27％，非对映异构体杂质d为未检出，特异性未知杂质a(rrt＝0.19)不符合小于等于0.1％的质量要求。
[0080]
有关物质方法2的检测结果显示：阿维巴坦钠起始原料精制品的总纯度为98.43％，杂质b含量为1.57％，不符合小于等于0.1％的质量要求。
[0081]
阿维巴坦钠起始物料粗品、实施例样品与对比例1样品hplc检测结果汇总，见表2。
[0082]
表2 hplc测定实施例及对比例样品含量结果
[0083][0084]
由上表可知，本技术提供的技术方案能够有效降低阿维巴坦钠起始物料中非特异杂质a(rrt＝0.19)、对映异构体杂质b、非对映异构体杂质d和杂质c的含量。杂质a、杂质b和杂质d均可控制在0.10％以下，进一步提高了产品纯度，总纯度不低于99.5％，为制备合格的阿维巴坦提供了保障。并且精制体系简单，克服非常规纯化试剂的使用，条件温和，成本低，非常适用于社会化大生产。
[0085]
实施例3甲醇/纯化水的溶剂比例筛选
[0086]
为了有效除去非特异杂质a(rrt＝0.19)和对映异构体杂质b，对甲醇/纯化水的溶剂比例进行了筛选。甲醇和水的体积比如下表所示，所得混合溶剂的总量同实施例1，具体的实验条件同实施例1，筛选结果如下：
[0087]
表3甲醇/纯化水溶剂比例筛选结果
[0088][0089]
数据分析可知：在总体积不变的情况下，随着纯化水比例的增加，非特异杂质a(rrt＝0.19)和对映异构体杂质b的水平逐渐降低，当甲醇/纯化水的比例在18：2至12:8范围内时，各杂质含量均显著降低。尤其当甲醇/纯化水的比例为12:8时，非特异杂质a(rrt＝0.19)和对映异构体杂质b均≤0.1％，主成分含量达到99.5％以上，能够制备出高质量的阿维巴坦钠起始原料。
[0090]
本发明公开和提出的阿维巴坦钠起始原料的精制方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变工艺参数等环节实现。本发明的方法与产品已通过较佳实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和产品进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。