赵伯龙，冶建军，张萍，李晓楠

(宁夏泰瑞制药股份有限公司，银川 750101)



延胡索酸泰妙菌素合成工艺改进

赵伯龙，冶建军，张萍*，李晓楠

(宁夏泰瑞制药股份有限公司，银川 750101)

使用乙酸酐对截短侧耳素11’-羟基进行保护，水解掉2-羟基乙酸，与2-巯基乙酸酯化，再与2-二乙氨基乙醇氨化，得到泰妙菌素。工艺中以2-二乙氨基乙醇代替2-二乙胺基乙硫醇作为侧链底物合成延胡索酸泰妙菌素，降低了有毒有害反应物对工业合成路线带来的额外成本。最终质量分数可达到920～960 mg/g。

截短侧耳素；延胡索酸泰妙菌素；2-二乙胺基乙醇；2-巯基乙酸

延胡索酸泰妙菌素(图1)是一种应用较为成熟的半合成兽用抗生素；对多种革兰氏阳性球菌包括大多数葡萄球菌和链球菌及多种支原体和某些螺旋体有良好抗菌活性[1]。也是当前使用最为广泛的截短侧耳素类抗生素药物[2]。但是在目前所报道的各种合成方法中，均以2-二乙胺基乙硫醇(图2)作为主要反应物[3]。该化合物本身具有较大毒性，同时也是合成化学武器氮芥气(图3)的主要原料，使用与采购受到很多部门和组织的严密监控，因此，提高了延胡索酸泰妙菌素的额外管控成本，也制约了产品的市场规模。本研究旨在于研究一种新的延胡索酸泰妙菌素合成工艺，避开受监管的危险中间体，以较温和的路线合成延胡索酸泰妙菌素，降低产品管控成本，解决当前存在的主要制约产能的因素。

图1 延胡索酸泰妙菌素分子结构式图

图2 2-二乙胺基乙硫醇分子结构式图

图3 氮芥气分子结构式图

1 材料与设备

主要试剂：截短侧耳素，批号201406021，宁夏泰瑞制药股份有限公司，原料药；三乙胺，20140712，天津凯通，分析纯；醋酸酐，20150416，天津凯通，分析纯；硫酸，20140918，上海国药，分析纯；巯基乙醇20140220天津渤海化工，分析纯；氢溴酸，20141102，上海国药，分析纯；对甲苯磺酰氯，20150101，上海沪试，分析纯；2-二乙胺基乙醇，A11520，南非石化(SASOL)，分析纯；甲基异丁基酮，20120520，南非石化(SASOL)，分析纯；四丁基溴化铵，20131230，华东试剂厂，分析纯；氢氧化钠，20141028，天津凯通，分析纯；无水碳酸钾，20120408，天津凯通，分析纯；甲醇，20140412，天津凯通，分析纯；乙酸乙酯，20140222，天津凯通，分析纯；CA200强酸树脂，20130125，西安天选，粒径0.5 μm。

主要设备：集热式恒温磁力搅拌器，DF101-S，天津华鑫仪器有限公司；多功能浆式搅拌器HJ-5，江苏新坛金城国盛试验仪器厂；电子称TE-621-L，赛多利斯科学仪器；旋转蒸发仪Hei-VAP /G6，德国海道夫；暗箱式自动紫外分析仪ZF-2C，上海安亭仪器厂；旋片式真空泵T215，美国圣特斯；精密增力电动搅拌器JJ1.100W，浦东光学物理仪器有限公司；紫外可见分光光度仪I8，济南海能仪器；LC高效液相色谱仪LC-20A，日本岛津株式会社；玻璃仪器，天津天玻。

2 方法与结果

2.1 实验方法 本方法采用截短侧耳素作为合成底物，通过羟基保护、水解、酯化、磺酸酯化、氨化、脱保护成盐6步反应得到延胡索酸泰妙菌素，反应方法如下：

2.1.1 羟基保护 50 g(0.127 mol)截短侧耳素(图4)溶于200 mL甲基异丁基酮中，避光升温至46 ℃，搅拌条件下加入14.4 g(0.141 mol)对醋酸酐[4]，全部溶解后，缓慢滴加12.1 g(0.120 mol)三乙胺作为缚酸剂，全部滴加完毕后，回流反应3～5 h。反应完毕后向体系中加入50 mL纯化水，继续保温搅拌20 min后降温。分液，保留有机相，降温至4 ℃结晶。将晶体过滤后得到11’14’-OH双保护截短侧耳素，平均摩尔收率98.2%(图5)。

图4 截短侧耳素

图5 11’14’-羟基双保护截短侧耳素合成过程

2.1.2 酸性水解 11’14’-OH双保护截短侧耳素用40%硫酸浸泡CAT200强酸阳离子催化树脂2 h，得到活化树脂，并灌装30 mm直径的树脂柱；将45 g 11’14’-羟基双保护截短侧耳素溶于200 mL水中，以3 mL/min的流速进行过柱反应，得到111’-羟基保护姆替林水溶液(图6)。向姆替林水溶液中加入150 mL甲基异丁基酮，并用20% NaOH溶液将pH调节至9.0～10.0，萃取分液，保留有机相，平均摩尔收率98.6%。

图6 11’-羟基保护姆替林合成过程

2.1.3 酯化 将11’-OH保护姆替林的甲基异丁基酮溶液升温至55 ℃，加入11 g巯基乙醇(0.120 mol)、7.38 g二乙基锌(0.60 mol)，再向体系中滴加23 g(0.130 mol)46%的氢溴酸，滴加完毕后减压升温，待反应体积沸腾后开始蒸馏，每蒸出50 mL酮水混合物，补加65 mL甲基异丁基酮，直至蒸出200 mL酮水混合物。反应完成后，加入50 mL水，使用20% NaOH将体系pH调节至9.0～10.0，萃取分液，保留有机相。得到11’-羟基保护巯基取代侧耳素(图7)的甲基异丁基酮溶液，平均摩尔收率96.5%。

2.1.4 制备磺酸酯 向100 mL甲基异丁基酮中加入22 mL 2-二乙胺基乙醇，升温至45 ℃，加入17.5 g对甲苯磺酰氯，避光反应，缓慢滴加11 g三乙胺，滴加完毕后反应1 h，加入20 mL纯化水，继续反应半小时。分液，保留有机相，得到2-二乙胺基乙基磺酸酯(图8)的甲基异丁基酮溶液，平均摩尔收率88.1%。

图7 11’-羟基保护巯基取代侧耳素合成过程

图8 2-二乙胺基乙基磺酸酯合成过程

2.1.5 氨化 11’-OH保护巯基取代侧耳素的甲基异丁基酮溶液与二乙胺基乙基磺酸酯的甲基异丁基酮溶液混合，升温至63 ℃，加入0.25(0.008 mol)g四丁基溴化铵，在一小时内缓慢滴加12.1 g(0.120 mol)三乙胺进入体系，滴加完毕后继续反应30 min，加入20 mL纯化水，继续反应半小时。分液，保留有机相，得到11’-OH保护泰妙菌素碱(图9)的甲基异丁基酮溶液，平均摩尔收率96.7%。

图9 11’-羟基保护泰妙菌素碱合成过程

2.1.6 脱保护成盐 向11’-OH保护泰妙菌素碱的甲基异丁基酮溶液升温至63 ℃，加入13.8 g无水碳酸钾(0.10 mol)，反应1 h，加入30 mL纯化水，继续反应10 min，分液。保留有机相。每蒸出30 mL有机相，向反应体系中补加30 mL无水甲基异丁基酮，待蒸出90 mL有机相后，向有机相中加入30 mL无数甲醇，再投入19 g(0.16 mol)延胡索酸，继续反应1 h，反应结束后，缓慢降温，直至-5 ℃，保温2 h结晶。将晶体过滤干燥，得到延胡索酸泰妙菌素(图10)，平均摩尔收率97.1%。

图10 延胡索酸泰妙菌素合成过程

2.2 结果

2.2.1 终产物鉴别 对连续10组试验终产物，按《美国药典》USP38所载鉴别方法进行鉴定[8]，产物各项检测结果如表1所示，均符合美国药典对延胡索酸泰妙菌素的质量要求。

表1 产物鉴别数据

试验结果所有数据均符合美国药典USP38所载延胡索酸泰妙菌素鉴别条目。

2.2.2 色谱结果 本课题对原料与各中间体进行了HPLC色谱含量检测，情况如下：

截短侧耳素与11’14’-羟基双保护截短侧耳素采用212 nm波长紫外光，进行HPLC检测，采用归一法处理[9]，确认原材料截短侧耳素色谱纯度为94.2%，保留时间为9.82 min(图11)，经乙酰基保护后，11’14’-羟基双保护截短侧耳素两次结晶后，色谱纯度为96.27%，保留时间延后至11.126 min(图12)

图11 截短侧耳素HPLC色谱图

图12 11’14’-羟基双保护截短侧耳素HPLC色谱图

截短侧耳素经双保护、水解、巯基乙醇酯化后，C14位羟基羧酸酯被取代为11’-羟基保护巯基取代侧耳素，经重结晶后，在212 nm波长紫外光下HPLC检测，采用归一法处理，峰面积为94.3%，保留时间为2.008 min(图13)。

图13 11’-羟基保护巯基取代侧耳素HPLC色谱图

终产物脱保护前，经205 nm波长紫外光HPLC检测，采用归一法处理，11’-羟基保护泰妙菌素峰面积为89.5%，保留时间为4.123 min(图14)。

图14 11’-羟基保护泰妙菌素HPLC色谱图

最终得到的延胡索酸泰妙菌素经重结晶后，经212 nm波长紫外光HPLC检测，采用外标法处理[10]，与含量为99.5%的延胡索酸泰妙菌素标准对照品比对后，产品含量为99.27%，保留时间为14.937 min(图15)。

图15 延胡索酸泰妙菌HPLC色谱图

2.2.3 核磁共振结构确认 除二乙氨基乙基磺酸酯外，各中间体经纯化后，送至宁夏大学能源与化工学院进行结构确认，各中间体1H-NMR、13C-NMR积分解谱后结果与目标产物模拟结果相符。

2.2.4 实验收率 试验中对连续5个组别进行了收率统计，产品单位含量为920～960 mg/g，平均摩尔收率87.7%。而平行试验中，同等实验条件下，使用传统工艺即使用2-二乙胺基乙硫醇作为原料，平均摩尔收率96.2%。

3 讨论与小结

根据文献[5]报道，对侧耳素采用酸水解，可以断开姆替林母核的侧链酯键，但直接采用强酸催化，会造成母核内酯键水解，因此本实验设计使用强酸树脂加载H+离子[6]进行催化水解。酸化水解与脱保护过程中，反应体系由于原料本身含水(氢溴酸水溶液、溶解无水碳酸钾加入的的水)，但反应过程中水的存在又会阻碍反应进行，因此在过程中需逐步降低体系含水量，所以需要将含水的溶剂蒸出，并补加无水的甲基异丁基酮。

当巯基乙酸加入反应后，为保证脱水过程中巯基与羧基竞争反应向羧基偏移，因加入催化量的有机锌盐，使巯基与羧基碳形成配合物[7]，增大巯基位阻同时使羧羟基更容易进攻羟基碳。为避免无机锌盐在使用过程中引入的水及其阴离子影响产物质量，因采用络合能力强且易分离的有机锌如二乙基锌作为络合保护剂。

反应中采用的乙酰基保护法脱保护时需要使用K2CO3，会引入较多碳酸盐，易与延胡索酸产生结块，在工业生产中，可以设计一套萃取过程，通过分相将除去易溶于水的无机盐。

文献[9]报道，截短侧耳素、11’14’-羟基双保护截短侧耳素、11’-羟基保护姆替林、11’-羟基保护巯基取代侧耳素等中间体为提高相对收率，不需要结晶干燥为晶体，可直接以溶液形式进行反应。

本路线不再使用2-二乙胺基乙硫醇作为反应物，产品总摩尔收率较原工艺下降约8.5%，产品单位质量920～960 mg/g，合成成本较传统方法上升5%，但由于工艺避开了被包括国际禁止化学武器组织所监管的二类危化品，综合成本比较传统工艺有较大下降，且产能不再受到制约。

而采购价格方面，2-二乙胺基乙硫醇价格较2-二乙胺基乙醇高，结合两套工艺其他所用原料市售价格计算，新工艺合成成本较传统方法上升约5%。新的合成路线具备可行性，反应所用反应物、溶媒等原辅料均为常用工业化学原料，毒性、危险性较采用2-二乙胺基乙硫醇为反应物的传统方法小，可用于大规模工业生产。

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(编 辑：侯向辉)

Improvement of Synthesis Technology of Tiamulin Fumarate

ZHAO Bo-Long，YE Jian-jun，ZHANG Ping*，LI Xiao-nan

(NingxiaTaituiPharmactlalCo.,Ltd,Yinchuan750101,China)

Use 2-(diethylamino)ethanol instead of 2-(diethylamino)ethanethiol, as side-chain radical to synthesize tiamulin fumarate,In order to reduce the risk and the additional costs of that use the toxic chemicals. The protection against 11’-hydroxyl of pleuromutilins is acetic anhydride,hydrolysis and removal 2-hydroxyacetic acid of pleuromutilins,esterify with 2-mercaptoacetic acid and aminate with 2-(diethylamino)ethanol to Synthesis tiamulin fumarate. In the conclusion,the content of tiamulin fumarate is 920～960 mg/g,and the the yield of amount of substance is 87.7%.

pleuromulin;tiamulin fumarate;2-(diethylamino)ethanethiol;2-(diethylamino)ethanol

赵伯龙，化学工程师，生物工程硕士，从事抗生素提取与合成研究。

张萍。E-mail:shiyanpeng@tairuiworld.com

2015-06-03

A

1002-1280 (2015) 08-0045-06

S859.796