背景及概述

(R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸俗稱雙氫苯甘氨，是頭孢拉定重要中間體，是由D(-)-苯甘氨酸通過(guò)氫化還原而得到的，由于過(guò)氫化副反應(yīng)影響，通常在 (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸中都混有過(guò)度氫化產(chǎn)物 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸 （俗稱四氫苯甘氨酸）。 而 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸在后續(xù)的頭孢拉定生產(chǎn)中會(huì)進(jìn)一步形成 4,5- 二氫頭孢拉定，因此必須對(duì) 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸在 (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸中含量進(jìn)行限定才可以保障頭孢拉定的質(zhì)量達(dá)到要求。 在中國(guó)藥典 2010 中對(duì) 4,5- 二氫頭孢拉定的限度是 2.0% （其計(jì)算方法是 4,5- 二氫頭孢拉定與主峰頭孢拉定面積比），但是在歐洲藥典中雖然 4,5- 二氫頭孢拉定的限度也是 2.0% ，但是其計(jì)算公式卻是在 4,5- 二氫頭孢拉定與主峰頭孢拉定面積比基礎(chǔ)上乘以 1.6 的較正系數(shù) ，這就造成頭孢拉定在歐盟等國(guó)家執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)要比中國(guó)藥典嚴(yán)格得多的現(xiàn)狀。

雖然頭孢拉定在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有二十幾年的歷史， 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量和出口量都居于世界前列，但是出口的國(guó)家列表中鮮有歐盟國(guó)家和美國(guó)，有的只是亞洲和非洲這些技術(shù)水平較低的的區(qū)域。究其原因不外乎就是在 4,5- 二氫頭孢拉定這個(gè)指標(biāo)上始終無(wú)法達(dá)到歐洲藥典的要求，在質(zhì)量上相對(duì)歐洲、日本等生產(chǎn)國(guó)存在較明顯的差異。 而造成 4,5- 二氫頭孢拉定限度達(dá)不到要求的根本原因就是國(guó)內(nèi)生產(chǎn) (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸時(shí)沒(méi)有將 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸限度控制在較低限度內(nèi)。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn) (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸也有 20 多年了，但是 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸含量最近幾年一直維持在 1.5% 左右的水平上，這也導(dǎo)致了在最終產(chǎn)物頭孢拉定中二氫頭孢拉定的限度也在 1.5%左右（中國(guó)藥典方法），符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)但卻不符合歐洲藥典標(biāo)準(zhǔn)， 在歐洲藥典的計(jì)算方式中1.5% 乘以 1.6 系數(shù)后成為 2.4% （歐洲藥典限度2.0% ）遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。 因此對(duì)目前的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，將 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸限度控制在 1.2% 以內(nèi)才可以符合歐洲藥典要求，也可進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)頭孢拉定在世界范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力。

制備

目前 (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝為1500～1700 L 液氨與 300～400 L 水混合冷卻 （用氨壓縮機(jī)或真空泵拉真空降溫）到 -30 ℃ 以下，加入 40 kgD(-)-苯甘氨酸，再分批加入 22～32 kg金屬鈉，控制溫度在 -15 ℃ 以下反應(yīng) 1 h 以上，反應(yīng)結(jié)束后回收液氨，在 30 ℃～50 ℃ 脫色 30 min 以上，過(guò)濾，在 35 ℃ 以下用鹽酸調(diào)節(jié) pH 到 6.5～6.8 ，降溫到 15 ℃ 以下離心甩干， 用純化水洗滌甩干，濕品氣流干燥器干燥。

圖1  (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸的合成反應(yīng)式

實(shí)驗(yàn)步驟：

在預(yù)先預(yù)冷到 -50 ℃ 以下的 DLSB-5060 低溫冷卻液循環(huán)泵內(nèi)安裝 5 L 四口燒瓶。 在四口燒瓶上安裝好回流冷凝管（夾套管內(nèi)通入循環(huán)冷卻液）、量程 -50 ℃～50 ℃ 的溫度計(jì)。安裝完畢后加入3.6 L 液氨，冷卻到 -40 ℃ 以下，因液氨揮發(fā)體積減少，補(bǔ)足液氨到 3.2 L, 繼續(xù)冷卻到 -40 ℃ 以下，加入冷卻到 2 ℃ 左右的純化水 0.72 kg ， 降溫到 -35 ℃ 以下。 加入D(-)-苯甘氨酸 80 g （ 0.53 mol ），控制內(nèi)溫不高于 -25 ℃ 條件下分 3～5 次加入 40 g金屬鈉粒（ 1.74 mol ，預(yù)先剪切成 5 mm×5 mm 顆粒），加完后保溫反應(yīng) 1 h 以上，取樣檢測(cè)D(-)-苯甘氨酸殘留， 苯甘氨酸殘留小于 1% 時(shí)停止反應(yīng)，若苯甘氨酸大于 2% 時(shí)需適量補(bǔ)加金屬鈉，直到苯甘氨酸小于 1.5% 為止。反應(yīng)完畢后，慢慢升溫將液氨蒸掉。 最后在30 ℃ 左右抽真空將殘余的氨氣脫除干凈，冷卻下加入鹽酸調(diào)節(jié) pH 到 0.8 以下，攪拌溶清，加入 4 g活性炭和 0.2 g EDTA 二鈉攪拌脫色 30 min 以上，過(guò)濾， 100 mL 純化水洗滌濾餅，合并過(guò)濾液和洗液得到待結(jié)晶液。 在攪拌條件下，向待結(jié)晶液中慢慢滴加氨水調(diào)節(jié) pH 直到 pH 值在 1.2～1.3 ，停止滴加氨水，攪拌 15 min 以上，此時(shí)帶光澤的晶體不斷析出，養(yǎng)晶完成后控制內(nèi)溫不超過(guò) 35℃ 條件下繼續(xù)慢速滴加氨水直到 pH 值在 6.6～6.8 為止。 將體系降溫到 15 ℃ 以下攪拌 30 min ，過(guò)濾，抽干，用 100 mL 純化水洗滌濾餅兩遍，充分抽干。 將濕品在 80 ℃ 以下鼓風(fēng)干燥得到亮白色 74.8 g D(-)-雙氫苯甘氨酸 （ 0.489 mol ）， 收率92.26% ， (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸中 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸殘留量為 1.15% 。 產(chǎn)物 m.p. 261 ℃, [a] 20 D = -160°（ C=1,1 mol/L HCl ） , 與 CAS26774-88-9 中熔點(diǎn)、比旋光度要求一致。

結(jié)果與討論

控制液氨中銅離子等金屬離子成分有利于反應(yīng)中各物料配比的精確化，減少補(bǔ)加金屬鈉的幾率有利于控制副產(chǎn)物 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸生成。通過(guò)調(diào)整液氨與純化水的混合條件及兩者的比列，形成與原料D(-)-苯甘氨酸和還原劑金屬鈉構(gòu)成的投料組合為液氨：純化水：D(-)-苯甘氨酸：金屬鈉 =80:18:2:1 ，這一比例不僅可以保證實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定進(jìn)行， 減少補(bǔ)加金屬鈉幾率， 而且在 -25 ℃ 反應(yīng)條件下更可以良好控制4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸生成量， 再結(jié)合酸性條件下結(jié)晶這超越傳統(tǒng)結(jié)晶方法的結(jié)晶方式，致使生產(chǎn)出的 (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸中 4,5- 二氫環(huán)己烯甘氨酸殘留量在 1.2% 以下，收率 92% 以上。

改進(jìn)后的工藝可以非常穩(wěn)定地生產(chǎn)出 4,5-二氫環(huán)己烯甘氨酸限度低的 (R)-(-)-2-(2,5-二氫苯基)甘氨酸，從而可以有保障地生產(chǎn)出符合歐洲藥典標(biāo)準(zhǔn)的頭孢拉定藥品，增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)頭孢拉定國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 應(yīng)忠芳 . 左旋雙氫苯甘氨酸甲基鄧鈉鹽的制備方法： CN ，200910139254.0[P].2009-10-07.