理化性质
氧哌嗪酸是一种氨基酸衍生物,化学名称为(2R)-2-[(4-乙基-2,3-二氧代哌嗪基)羰基氨基]-2-(4-羟基苯基)乙酸,分子式C15H17N3O6。该化合物呈白色结晶粉末状,熔点205℃(分解),具有旋光活性特征。作为医药中间体,主要用于合成第三代头孢菌素类抗生素(如头孢哌酮钠),不直接用于临床治疗、食品或饲料。

图1 氧哌嗪酸的外观
制备方法
在烧瓶中加入水160 mL氨苄西林35 g滴加氢氧化钠至pH=9.5,加入碳酸氢钠9 g,醋酸乙酯360 mL;提温到30℃后,加入酰氯,反应30 min;滴加盐酸至pH=1.4,加水300 mL,搅拌2 h过滤干燥,得到氧哌嗪酸,收率93.3%[1]。
应用-参与合成头孢哌酮钠[2]
(1)在2000 mL干燥的三颈瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺400 mL、氧哌嗪酸(羟基EPCP)120 g,搅拌20 min,将反应液冷却至-35℃,1 h内加入三氯氧磷60 g,-25℃反应45 min,冷却到-45℃,制得羟基EPCP氯化物,备用。
(2)在500 mL干燥的三颈瓶中,加入N,N-二甲基乙酰胺300 mL,7-ACT盐酸盐125 g,搅拌均匀,加入三甲基氯硅烷6~8 g,彻底除去其中所含的水分,搅拌均匀,降至-35℃。将此溶液在50 min内分批加入到已制得的羟基EPCP氯化物的溶液中,滴加过程中保持反应温度在-35℃,继续反应5 h,用高效液相色谱法测反应终点(7-ACT·HCl含量小于1%)。15 min内加入水500 mL,升温至15℃,滴加800 mL水,在6 h内加毕(约在3 h时开始出晶),继续搅拌1 h,抽滤,水洗,干燥,得类白色固体,湿重大约230 g。
(3)将上述所得的头孢哌酮酸粗品230 g,加入N,N二甲基乙酰胺300 mL中,搅拌均匀,再加入水150 mL,搅拌,分3次加入固体碳酸氢钠约13 g,调pH至4.5,溶解,加入活性炭10 g,搅拌20 min,过滤,滤液升温至30℃,用8 mol/L盐酸调pH至2.0,滴入水400 mL(3 h内),搅拌1 h,冷至0℃,抽滤,用水洗、水和N,N-二甲基乙酰胺的混合液洗,干燥,得白色固体约150 g,收率67.8%。
(4)100 mL丙酮中,加入头孢哌酮酸50 g‚室温下搅拌滴加质量分数为15%碳酸氢钠溶液调pH至6.6~6.7,完全溶解后,继续搅拌10 min,如pH下降,继续滴加碳酸氢钠溶液,保持pH在6.6~6.7,过滤,用40 mL丙酮、5.8 mL水洗涤,降温至20℃。向该溶液中滴加330 mL丙酮,约需0.5 h,滴毕,搅拌1 h,加入1 g左右晶种,继续滴加丙酮1250 mL(2~3 h内加完),慢速搅拌1 h,过滤,用250 mL丙酮洗涤,抽干,40℃真空干燥10 h,得头孢哌酮钠精制品45 g,含水量小于2.0%(w),收率为85.84%。
参考文献
[1] 王永亮, 庞先勇. 一种新的氧哌嗪合成路线[J]. 太原理工大学学报, 2007, (1): 26-27.
[2] 金石, 黄金花, 徐泽龙, 等. 第三代头孢菌素头孢哌酮钠的合成工艺研究[J].中国药物化学杂志, 2004, (3): 36-38.