β-內(nèi)酰胺類抗生素分子自身聚合而成的產(chǎn)物，也稱為高分子聚合物（簡稱高聚物），其可在生產(chǎn)或儲存過程中產(chǎn)生，甚至也可在藥物的不當(dāng)使用過程中產(chǎn)生。隨著現(xiàn)代制藥工程在生產(chǎn)工藝方面的不斷改進(jìn)和提高，目前抗生素的產(chǎn)品中外源性雜質(zhì)日趨減少，對內(nèi)源性雜質(zhì)的控制成為當(dāng)前抗生素高分子雜質(zhì)質(zhì)量控制的ZD。 

本應(yīng)用參考國標(biāo)GB/T 38093-2019，采用凝膠色譜柱TSKgel G2000SWXL，對頭孢噻吩、頭孢曲松、頭孢呋辛、頭孢拉定、頭孢哌酮及頭孢唑林這6種β-內(nèi)酰胺類抗生素進(jìn)行分離，經(jīng)紫外檢測器在254 nm測定，以色譜峰保留時間定性，以峰面積進(jìn)行定量。

溶液的配制

① 流動相配制：(5 mmol/L 磷酸緩沖鹽，pH=7.0) : ACN=9:1 (v:v)

② 對照品溶液配制：取頭孢曲松、頭孢噻吩、頭孢拉定、頭孢呋辛少量用 (5 mmol/L 磷酸緩沖鹽pH=7.0) 溶解并稀釋至1 mg/mL，取頭孢哌酮、頭孢唑啉少量用 (5 mmol/L 磷酸緩沖鹽，pH=7.0) : ACN=1:1 (v:v) 溶解并稀釋至1 mg/mL

分析條件

儀器：Thermo Ultimate 3000  

色譜柱：TSKgel G2000SWXL（7.8 mmI.D.×30 cm, 5 μm）

流速：0.8 mL/min

柱溫：25 ℃

樣品盤溫度：10 ℃

進(jìn)樣量：10 μL

檢測器：紫外檢測器@254nm

分析結(jié)果

圖1. 頭孢噻吩分離色譜圖

圖2. 頭孢曲松分離色譜圖

圖3. 頭孢呋辛分離色譜圖

圖4. 頭孢拉定分離色譜圖

圖5. 頭孢哌酮分離色譜圖

圖6. 頭孢唑啉分離色譜圖

標(biāo)準(zhǔn)曲線建立（以頭孢噻吩為例）

結(jié)果與討論:

采用TSKgel G2000SWXL色譜柱參考GB/T 38093-2019，對頭孢噻吩、頭孢曲松、頭孢呋辛、頭孢拉定、頭孢哌酮及頭孢唑林6種β-內(nèi)酰胺類抗生素進(jìn)行了分離測試。

結(jié)果表明：6種β-內(nèi)酰胺類抗生素主峰與相關(guān)物質(zhì)峰的分離良好，主峰柱效均大于10000，以頭孢噻吩為例做標(biāo)準(zhǔn)曲線，濃度范圍為0.009~5.14 mg/mL，其線性R2=0.9977 (高于標(biāo)準(zhǔn)中的要求R2＞0.95) , 滿足國標(biāo)要求。

研究背景

連續(xù)多步合成的成功案例多有報道，但是光化學(xué)連續(xù)合成的報道還是比較少。將光化學(xué)反應(yīng)過程嵌入到多步連續(xù)合成，困難在于要么需要額外的純化步驟，要么是實(shí)際反應(yīng)過程中光源的選擇和實(shí)驗(yàn)方法不匹配。

紫外（UV）輻射驅(qū)動的烯丙基烯胺的三重感光[2+2]交叉偶聯(lián)反應(yīng)，是制備2-氮雜雙環(huán)[2.1.1]己烷衍生物的有效方法。在馬來酸酐存在下，2-氮雜雙環(huán)[2.1.1]己烷衍生物，繼續(xù)在高溫條件下經(jīng)過一系列的熱電循環(huán)偶聯(lián)過程，得到多功能的雙環(huán)內(nèi)酰胺。

該過程在釜式反應(yīng)中存在一些問題：

• 第 一步光催化反應(yīng)受到光透過率的影響難以放大；

• 第二步加熱反應(yīng)，溫度超過了溶劑的沸點(diǎn)，需要加壓，有一定的安全隱患；

• 另外，產(chǎn)品用甲醇重結(jié)晶，在過濾的時候容易堵塞；

• 同其他高溫反應(yīng)一樣，短時間準(zhǔn)確跟蹤反應(yīng)也不容易。

圖1. 光熱聯(lián)合制備多功能雙環(huán)內(nèi)酰胺

英國布里斯托大學(xué)的Dr. Alastair Lennox等，對該反應(yīng)的兩步連續(xù)化進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了將光熱聯(lián)合兩步連續(xù)制備多功能雙環(huán)內(nèi)酰胺。

圖2. 兩步連續(xù)反應(yīng)

圖3. 實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)研究

圖4. 工藝流程示意圖

研究者對光敏劑及用量，反應(yīng)溶劑，流速和光源功率等做了一系列的研究。

• 通過實(shí)驗(yàn)條件篩選，最 終確定第 一步光化學(xué)反應(yīng)以FEP 管線 (3.12 mm 2.7 mm) 作為反應(yīng)器，反應(yīng)器持液體積160 mL；

• 乙腈為溶劑，2,7-Dimethoxy-thioxanthen-9-one 作為光敏劑，流速3 mL/min ，在700w 455 nm光源照射下反應(yīng)，中間體2收率可以達(dá)到98%；
  

• 在接收到約40 mL反應(yīng)液后，開始第二步反應(yīng)。第 一步反應(yīng)液和馬來酸酐的乙腈溶液混合后，經(jīng)過一個持液體積30 mL，反應(yīng)溫度200 ℃的反應(yīng)器，反應(yīng)時間5 min，背壓34 bar；
  

• 經(jīng)過1小時的穩(wěn)定運(yùn)行，接收到360 mL反應(yīng)液，反應(yīng)液濃縮到約100 mL后，冷卻析晶。固體過濾并用乙 醚洗滌得到20.4 g產(chǎn)品，總收率63%。
  

總結(jié)

• 該研究展示了光熱反應(yīng)進(jìn)行組合形成兩步連續(xù)的工藝；

• 該工藝可以減少兩步反應(yīng)中間的分離純化過程；

• 連續(xù)流工藝可以在背壓下提高反應(yīng)溫度；

• 連續(xù)流反應(yīng)器在線反應(yīng)體積小，減少反應(yīng)風(fēng)險；
  

• 該研究提供了快速獲得新型分子結(jié)構(gòu)的一條途徑。

  
  

參考文獻(xiàn)：Org. Process Res. Dev. 2021, 25, 8, 1943–1949