氟氧头孢钠 (Flomoxef Sodium, 图1) 是由日本盐野义制药株式会社研发成功, 并于1988年以商品名Flumarin在日本首先上市的注射用氧头孢烯类抗生素[1]。结构式见图1:
日本盐野义制药株式会社制剂说明书中提到氟氧头孢钠氧化产物 (FMOX~oxide, 图2) 是重要的代谢产物, 有必要对该杂质进行研究。氟氧头孢钠氧化产物FMOX~oxide在文献中均未报道其合成及确证资料。为有效控制氟氧头孢钠中氧化产物FMOX~oxide, 设计了FMOX~oxide定向合成的方法, 并对得到的产物进行确证。
1 仪器和材料
Agilent 1260液相色谱仪;Bruker Ultraflex TOF/TOF质谱仪;BRUKER公司500兆核磁共振仪;氟氧头孢 (浙江新和成股份有限公司) ;间氯过氧苯甲酸 (梯希爱化成工业发展有限公司) ;甲醇 (色谱纯, Honeywell) 乙醇 (分析纯, 国药试剂) ;乙酸乙酯 (分析纯, 国药试剂) 正己烷 (色谱纯, Merck) ;异丙醚 (分析纯, 国药试剂) ;丙酮 (分析纯, 国药试剂) ;二氯甲烷 (分析纯, 国药试剂) ;磷酸二氢钾 (分析纯, 西陇化工) ;磷酸氢二钠 (分析纯, 西陇化工) ;四丁基溴化铵 (分析纯, 国药试剂)
2 实验方法
2.1 FMOX~oxide粗品制备
依次取约10.00g (0.02mol) 氟氧头孢酸和约4.8g (0.028mol) 间氯过氧苯甲酸用80m L乙醇溶解, 反应1.5h, 将反应液加入到8倍体积的水中, 静置分层, 用700m L乙酸乙酯分二次 (400m L, 300m L) 萃取水层, 合并二次有机相, 旋转蒸发仪抽干溶剂, 用80m L乙酸乙酯溶解, 滴加到400m L异丙醚中析晶, 过滤得到FMOX~oxide粗品。
2.2 FMOX~oxide粗品纯化
取FMOX~oxide粗品4g, 用乙酸乙酯溶解, 作为待层析溶液。取300~400目硅胶适量, 用流动相 (乙酸乙酯:正己烷=1:1) 分散匀浆湿法装柱, 硅胶柱高度约为25cm。用流动相淋洗使填料充分沉降, 敲击层析柱, 使填料紧密、均匀。取待层析溶液, 湿法上样, 样品高度控制在1~1.5cm。流动相洗脱约4h有FMOX~oxide流出, 收集含量90%以上的洗脱液。洗脱液旋转蒸发仪抽干溶剂, 固体用丙酮:二氯甲烷=1:8析晶, 减压干燥得到FMOX~oxide精制品约为1g, 纯度约为96%。
2.3 FMOX~oxide纯度分析方法
色谱柱:C18 150mm×4mm×5μm;流动相: (称取6.94g磷酸二氢钾, 3.22g磷酸氢二钠和1.60g四丁基溴化铵, 加水使成1000ml) 磷酸盐缓冲液:甲醇 (75:25) ;柱温:30℃;进样量:10μl;波长:246nm。调整色谱系统, 使氟氧头孢峰的保留时间约为10min, FMOX~oxide相对氟氧头孢保留时间约为0.4。取FMOX~oxide约50mg, 精密称定, 置50ml量瓶中, 加水稀释至刻度, 溶解摇匀, 作为供试品溶液, 精密量取10μl注入液相色谱仪, 记录色谱图;以面积归一法法计算样品纯度[2]。
2.4 FMOX~oxide质谱鉴定
测定条件:Positive模式, 测试结果 (图3) MS检测分子离子峰为513, 表明分子量为512, 同时检出535 ([M+Na]+) , 551 ([M+K]+) 的离子峰, 与FMOX~oxide分子C15H18F2N6O8S2吻合。
2.5 FMOX~oxide核磁鉴定
DMSO做溶剂, 在1H~NMR谱中显示有多组质子信号, 共18个质子。δ2.50为溶剂DMSO质子信号, δ (3.27~3.41) 为DMSO中谁的信号与样品信号峰的叠加。13C~NMR显示出样品有14组C信号, 部分等性碳在同一位置出峰, 分子中含有15个C, δ39.10~δ39.93七重峰为溶剂DMSO的C信号, 具体归属见表1。
注:1) s=单峰, d=二重峰, t=三重峰, brs=宽单峰2) *表示加重水后重新测试, 该处峰消失或明显减弱
1H~NMR, 13C~NMR等谱图数据确证样品分子结构与FMOX~oxide分子结构一致。
3 讨论
根据文献报道[4~6], 硫醚氧化成亚砜可以采用多种氧化剂进行, 如双氧水、卤素化合物、过氧酸等。因氟氧头孢产品性质不稳定, 由氟氧头孢为起始原料制备FMOX~oxide, 需要控制氧化剂的活性, 通过筛选, 确定有机过氧酸, 如过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸等氧化剂是比较合适的, 本文研究中采用了间氯过氧苯甲酸。
氧化剂的用量选择是比较关键的参数, 氧化剂过多, 亚砜会继续转化生成砜, 过少则收率较低, 通过实验优化, 氟氧头孢与间氯过氧苯甲酸的适宜摩尔比约为1:1.4。
通过定向合成, 纯化, 研究中得到了FMOX~oxide纯品, 并通过MS、NMR等确证得到的化合物结构符合预期。
摘要：氟氧头孢钠是一种广谱的氧头孢烯 (氧杂头孢菌素) 抗菌药物, 对β内酰胺酶十分稳定。抗菌性能与第四代头孢菌素相近。临床应用主要以注射剂为主。根据盐野义公布的氟氧头孢钠说明书, 氟氧头孢钠氧化产物 (FMOXoxide) 是重要的代谢产物。在药物研发中有必要对其进行深入的研究。主要研究工作包括了杂质的定向合成、结构确证。为氟氧头孢钠降解产物研究提供重要依据。
关键词：氟氧头孢钠,氟氧头孢钠氧化产物,FMOXoxide,氧化降解
参考文献
[1] 王菊仙, 刘明亮, 郭慧元.第三代注射用头孢菌素氟氧头孢[J].国外医药抗生素分册, 2006, 27 (5) :198~205.
[2] 日本药典XVI版, 氟氧头孢钠专论〔S〕.
[3] 王亚娟.氟氧头孢钠的合成.河北化工, 2006, 29 (5) :27~28.
[4] Yamazaki S.Selective synthesis of sulfones and sulfoxides by methytrioxorhenium catalyzed oxidation of sulfides with hydrogen peroxide[J].Bull Chem Soc Jpn, 1996, 69:2955.
[5] Sato K, Aoki M, Noyori R.A“green”route to adipic acid:direct oxidation of cyclohexenes with 30 percent hydrogen peroxide[J].Science, 1998, 281:1646.
[6] Kazuhiko S, Mamoru H, Masao A.Oxidation of sulfides to sulfoxides and sulfones with 30%hydrogen peroxide under organic solvent and halogen2free conditions[J].Tet rahedron, 2001, 57 (13) :2469.