头孢唑兰及其中间体的合成

摘要

头孢唑兰作为高效低毒的第四代注射用头孢菌素,在治疗由细菌引起的各类疾病等临床医疗领域具有重要意义。论文对头孢唑兰及其C-3位、C-7位侧链中间体进行了合成路线和工艺条件的研究,分别合成了咪唑并[1,2-b]哒嗪和2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(Z)-甲氧亚胺基乙酸苯并噻唑硫酯,并与母核7-氨基头孢烷酸(7-ACA)结合,进行了头孢唑兰的全合成工作。
　　探索了在形成噻二唑环后引入甲氧亚胺基,合成C-7位侧链(Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-甲氧亚胺基乙酸的方法。以丙二腈为起始原料,与HCl、甲醇进行pinner醇解反应,生成3-甲氧基-3-亚胺基丙腈。与甲醇继续反应,得到3,3,3-三甲氧基丙腈,通过对该步反应机理的研究,选择适合的工艺条件,使收率提高到85％。发现3,3,3-三甲氧基丙腈脱甲醇生成3,3-二甲氧基丙烯腈是可逆化学反应,未反应原料可循环使用。碱性条件下,3,3-二甲氧基丙烯腈与羟胺基团闭环反应得5-甲氧基-3-氨基异恶唑,经取代,成环,氧化,水解从而制得2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(Z)-甲氧亚胺基乙酸。与先引入甲氧亚胺基的工艺路线相比,显著提高了合成转化效率和收率。总收率提高到40%以上。
　　二硫化二苯并噻唑(DM)是合成多种头孢菌素C-7位侧链的保护基。论文选择无毒混合溶剂对2-巯基苯并噻唑(M)进行精制,以氧气做氧化剂,氧化氮气体为载氧剂,在流化床反应器中实现“爆晶”工艺条件,通过一步化学反应,制得初熔点达到183℃,纯度达到98.8%以上的药用DM,生产过程可实现无三废排放。
　　以马来酸酐为起始原料,强酸为反应介质,可显著提高马来酰肼的收率。采取一锅法合成中间体3,6-二氯哒嗪,产品收率由二步法的74.4%提高至88%。采用微波辅助合成3-氨基-6-氯哒嗪,反应时间从17小时缩短到0.5小时之内。在咪唑环形成过程中,以乙醇为溶剂,采用价格低廉的氯乙醛,简化了反应后处理过程。在6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪脱氯过程中,使用钯炭作催化剂,在常压下通入氢气即可得到咪唑并[1,2-b]哒嗪,各单步收率均高于80%,总收率69%,具有的工业应用价值。
　　以国内生产的7-ACA、自制的氨噻二唑肟乙酸苯并噻唑硫酯和咪唑并[1,2-b]哒嗪,合成出盐酸头孢唑兰,其特征参数与文献值相符合。

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第一章 文献综述

1.1抗生素

1.2β-内酰胺类抗菌药物

1.3头孢唑兰

1.4头孢唑兰的单体

1.5 (Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-甲氧亚氨基乙酸(简称氨噻二唑肟乙酸)

1.6二硫化二苯并噻唑(DM)生产方法

1.7 C-7位侧链硫酯

1.8咪唑并[1, 2-b]哒嗪

1.9头孢唑兰合成

1.10本文课题来源

1.11论文创新点

第二章 氨噻二唑肟乙酸的合成

2.1前言

2.2实验部分

2.3结果及讨论

2.4本章小结

第三章 咪唑并[1, 2-b]哒嗪的合成

3.1前言

3.2实验部分

3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

第四章 氨噻二唑肟乙酸硫酯(a)及头孢唑兰的合成

4.1前言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢