替米考星琥铂酸钠的制备和评价

张宝华，郭瑞霞，史兰香

（石家庄学院 化工学院，河北 石家庄 050035）

0 引言

替米考星是一种半合成大环内酯类畜禽专用抗菌素，具有很强的抗菌活性，抗菌谱广，与其他抗生素无交叉耐药性，主要通过抑制细菌的蛋白质合成而起到杀菌作用，无论口服还是注射，在畜禽体内吸收都很快，半衰期较长，药物组织穿透力强，表观分布容积大，肺组织中药物浓度高，广泛应用于牛、山羊、猪、鸡等动物的感染性疾病.

由于替米考星水溶解性差、分散性低，群体直接混饲或饮水给药存在困难. 针对替米考星在水中溶解度差的问题，国内外学者进行了大量研究，如制备成替米考星预混剂[1]、微乳[2]、注射液[3]、β-环糊精包合物[4]等，但这些制剂在水中溶解度不高，存在稳定性较差、乳化剂和助乳化剂的用量过高、用到有毒有刺激性的有机溶剂等缺点. 原研商Elanco 公司推出了水溶性好的磷酸替米考星，临床应用广泛，但磷酸替米考星的动物适口性差[5]. 李逐波等制备了丁二酸替米考星复合物[6]、富马酸替米考星复合物[7]和苹果酸替米考星复合物[8].这些复合物在水溶性方面有所改善，但仍不太理想. 梁桂霞等[9]制备了替米考星糖精复合物，相较替米考星，溶解度提高了9 倍. 秦光成[10]将难溶于水的抗菌药氟苯尼考制备成了氟苯尼考琥铂酸酯钠前药，极易溶于水，抗菌活性与氟苯尼考相当，扩大了临床应用范围，值得借鉴. 笔者以4-二甲氨基吡啶（DMAP）为催化剂，通过替米考星与琥铂酸酐反应制备了替米考星琥铂酸酯，再经与碳酸氢钠成盐，制备了替米考星琥铂酸酯钠. 替米考星琥铂酸酯钠稳定性好，易溶于水，抗菌活性与替米考星相当.

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

13C-NMR 用Brucker Avance DMX400（400 MHz，125 MHz，Bruker 公司，德国）测定；MS 用Waters ZQ2000液质联用质谱仪（Waters 公司，美国）测定；试剂均为分析纯.

1.2 合成方法

1.2.1 替米考星琥铂酸酯的合成

将86.9 g 替米考星溶于500 mL 无水丙酮中，加入2.6 g DMAP，加热回流，慢慢加入24 g 琥铂酸酐，反应4 h. 薄层色谱（TLC）监测反应完毕，减压蒸出丙酮，残留物中加入300 mL 二氯甲烷溶解，依次用饱和食盐水（10 mL×3）、水洗涤，无水Na2SO4干燥，过滤，浓缩至一定体积，放置过夜，再过滤，滤饼用75%的乙醇溶液重结晶2 次，制得替米考星琥铂酸酯96.5 g，收率90.3%，含量≥95% [HPLC 测定条件：Waters sysmmtry C18色谱柱（4.6 mm×250 mm），流速1.0 mL/min，检测波长280 nm，柱温30 ℃，流动相为乙腈∶四氢呋喃∶磷酸二丁胺缓冲液∶水=110∶55∶25∶800（体积比），tR=12.1 min]. MS（m/z）：Calcd. for C54H88N2O19：1 068.60[M]+；Found：1 068.63；13C NMR（125 MHz，CDCl3），δ：9.2（CH3），9.5（CH3），12.9（CH3），17.7（2CH3），17.9（CH3），19.5（CH3），19.7（CH3），24.1（CH2），25.4（CH2），29.8（CH），30.0（CH），30.7（2CH2），31.5（CH），34.0（CH2），34.4（2CH2），39.4（CH2），41.7（2CH3），42.3（CH），42.4（CH2），45.1（2CH），54.3（CH2），65.6（CH2），58.8（CH2），59.7（CH），61.7（CH3），63.5（CH2），66.3（CH），69.3（CH2），69.3（CH），70.1（CH），70.6（CH），70.9（CH），72.7（CH），73.2（CH），73.8（CH），79.2（CH），79.9（CH2），82.1（CH），101.1（CH），104.3（CH），118.5（CH），134.9（C），143.5（CH），147.8（CH），172.8（C），172.1（C），173.7（2C），178.0（2C），201.8（C）. 合成路线见图1.

1.2.2 替米考星琥铂酸酯钠的合成

将53.4 g 替米考星琥铂酸酯加入到250 mL 无水乙醇中，加热至45～47 ℃溶解.再将8.4 g NaHCO3加入到50 mL 乙醇-水溶液（体积比1∶1）中加热溶解，然后将NaHCO3的乙醇-水溶液慢慢加入到替米考星琥铂酸酯的无水乙醇溶液中，45～47 ℃条件下反应1 h，过滤，除去不溶物，减压蒸除乙醇，喷雾干燥，制得替米考星琥铂酸酯钠，收率100%.

1.3 HPLC 检测

依据《药典》提供的HPLC 法进行测定.

图1 替米考星琥铂酸酯钠的合成

2 结果与讨论

2.1 最佳工艺条件的确定

2.1.1 催化剂的筛选

以替米考星与琥铂酸酐的投料摩尔比为1∶2.4，丙酮为溶剂，加热回流条件下，分别加入替米考星用量的3%的DMAP、吡啶和三乙胺，对催化剂进行筛选（表1）. 从表1 可以看出，吡啶和三乙胺催化活性中等，DMAP 催化活性最好，替米考星琥铂酸酯的收率达到90.3%.

表1 催化剂的筛选

2.1.2 催化剂用量的考察

分别选替米考星用量的1%，2%，3%，4%的催化剂DMAP，按上述优化的反应条件，考察催化剂用量对产物收率的影响（表2）. 从表2 可以看出，随着催化剂用量的增加，产物收率提高，但催化剂用量达到3%时，产物收率最高，再增加催化剂用量时，产物收率提高不明显，故催化剂用量优选为3%.

2.1.3 反应时间和溶剂的影响

分别选无水丙酮、无水乙腈和无水乙醇为溶剂，按上述优化的反应条件，考察溶剂和反应时间对产物收率的影响（表3）. 从表3 可以看出，在相同实验条件下，与无水乙醇和无水乙腈为溶剂相比，无水丙酮为溶剂产物收率高. 随着反应温度的提高，反应时间缩短，产物收率降低，说明较高反应温度下有副反应发生. 故优选无水丙酮为溶剂，反应温度为56～57 ℃.无水丙酮为溶剂，反应温度为56～57 ℃的条件下，将反应时间延长至5 h，产物收率没有提高，将反应时间缩短至3 h，反应不完全，产物收率降低，故优选反应时间为4 h.

2.1.4 原料配比的影响

按上述优化的反应条件，考察原料摩尔配比对产物收率的影响（表4）. 从表4 可以看出，随着琥铂酸酐量的增大，产物收率增高，但当n（替米考星）∶n（琥铂酸酐）=1∶2.4 时，产物收率达到最高，再继续增加琥铂酸酐的用量，产物收率变化不明显，所以替米考星与琥铂酸酐的摩尔比优选为1∶2.4.

表2 催化剂用量的筛选

表3 反应时间和溶剂的筛选

2.2 验证实验

在以丙酮为溶剂，反应温度为56～57 ℃，反应时间为4 h，DMAP 用量为替米考星用量的3%，n（替米考星）∶n（琥铂酸酐）=1∶2.4，n（替米考星琥铂酸酯）∶n（碳酸氢钠）=1∶2 的最佳工艺条件下，重复实验3 次，产物平均收率为90.3%.

表4 原料配比的影响

2.3 稳定性研究

2.3.1 温度的影响

取适量替米考星琥铂酸酯钠均匀平摊于表面皿内，厚度小于5 mm，置恒温干燥箱内，40 ℃恒温下放置10 天，分别在0，5，10 天取样，对替米考星琥铂酸酯钠的性状、含量进行观察测定（表5）. 从表5 可以看出，随着放置时间的延长，替米考星琥铂酸酯钠外观没有发生改变，但含量有所下降，说明它与替米考星一样，对温度敏感，高温会使其含量下降，需要低温阴凉处保存.

2.3.2 强光照射的影响

取适量替米考星琥铂酸酯钠均匀平摊于表面皿内，厚度小于5 mm，置综合药物稳定性试验箱内，在照度4 500±500 Lx，温度25 ℃条件下放置10 天，分别在0，5，10 天取样，对替米考星琥铂酸酯钠的性状、含量进行观察测定（表6）. 从表6 可以看出，随着放置时间的延长，替米考星琥铂酸酯钠外观由白色粉末变成浅黄色粉末，含量也有所下降，说明产物对强光照射敏感，光照会使其含量下降，需要避光保存.

2.3.3 高湿度的影响

取适量替米考星琥铂酸酯钠均匀平摊于表面皿内，厚度小于5 mm，置综合药物稳定性试验箱内，在相对湿度90%，温度25 ℃条件下避光放置10 天，分别在0，5，10 天取样，对替米考星琥铂酸酯钠的性状、含量进行观察测定（表7）. 从表7 可以看出，随着放置时间的延长，替米考星琥铂酸酯钠出现少量结块，含量基本没有变化，说明产物的水溶性导致吸潮结块，高湿对其含量无影响.

表5 高温对产物稳定性的影响（n=3）

表6 光照对产物稳定性的影响（n=3）

2.4 体外抑菌实验

依文献[11]的方法，对替米考星琥铂酸酯钠体外抑菌活性进行了检测（表8）. 从表8 可以看出，替米考星琥铂酸酯钠对金黄色葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和猪肺炎支原体的最小抑菌浓度（MIC）分别为160，2.5，2.5，320，0.312 5 μg/mL，其抗菌活性与替米考星相当. 但替米考星琥铂酸酯钠克服了替米考星不溶于水的缺点，应用方便，适合群体直接混饲或饮水给药，扩大了临床应用范围.

表7 高湿度对产物稳定性的影响（n=3）

表8 替米考星琥铂酸酯钠体外抗菌活性

3 结论

替米考星与琥铂酸酐在催化剂DMAP 的作用下，经酯化、成盐反应，制备了替米考星琥铂酸酯钠. 在最佳工艺条件下，产物收率达90.3%. 替米考星琥铂酸酯钠盐的稳定性和溶解性好，抗菌活性与替米考星相当.