高纯度药用级蔗糖八硫酸酯钠的制备工艺研究_潘继成.pdf

2023年第54卷第2期蔗糖八硫酸酯盐是结构为 C12H14O35S8-R8的一组化合物，其中 R 可代表 Na、K、Al 等元素，该化合物早期一直应用于治疗溃疡为主的药物中。2015 年，脂质体行业又增添了一个新品种，随着台湾智擎生技制药股份有限公司伊立替康脂质体在美国的上市，蔗糖八硫酸酯盐作为一个新型辅料进入药界同仁的视野1，其主要用途是作为脂质体载药的辅料。用蔗糖八硫酸酯三乙胺梯度差制备的重酒石酸长春瑞滨脂质体包封率较高，与重酒石酸长春瑞滨注射液相比，其具有毒性低、疗效显著的优势;蔗糖八硫酸酯盐通过置换变成蔗糖八硫酸，在工艺中用于形成 pH 梯度差，是盐酸伊立替康脂质体制剂的原研辅料。除蔗糖八硫酸酯铝有法定的药典标准外，蔗糖八硫酸酯钠盐、钾盐目前还没有国家或国际标准，蔗糖八硫酸酯钠盐、蔗糖八硫酸酯钾盐在药物制剂中的作用基本相同，目前国内没有这两种产品作为药用辅料级别的制造与销售，国内有多家公司生产该产品，但生产企业大多是一些化工企业，产品纯度不高，杂质含量较高，不能满足药物制剂作为辅料的要求。有专利文献2报道蔗糖八硫酸酯铝的合成方法，燕立波等3报道了蔗糖八硫酸酯钠的合成方法。本研究参考文献并结合工作中对蔗糖八硫酸酯钠的工艺研究，开发一种高纯度药用蔗糖八硫酸酯钠工艺，填补这一产品在药用方面的合成及应用空白。蔗糖八硫酸酯钠的合成，一方面可通过选择优良的催化剂，从根本上减少杂质的含量，提高粗产物的纯度以及蔗糖八硫酸酯钠的产率；另一方面，选择合适的分离提纯方法，对粗品进行纯化，降低高纯度蔗糖八硫酸酯钠制备的压力。本研究以无水吡啶为催化剂合成蔗糖八硫酸酯钠，无水乙醇滴加入蔗糖八硫酸酯钠水溶液中进行析晶。无水吡啶为有机碱，很早就被用作酯化羟基化合物的催化剂。与其他酸性催化剂相比，无水吡啶催化效率高，不利于蔗糖水解，减少了蔗糖分子中苷键的断裂，因而引入的杂质较少4，减少了分离提纯的次数，提高了蔗糖八硫酸酯钠的产高纯度药用级蔗糖八硫酸酯钠的制备工艺研究潘继成，金晓民，杨建荣（湖州展望药业有限公司，浙江 湖州313000）摘要：采用无水吡啶为催化剂可以有效地提高蔗糖八硫酸酯钠的产率及成品的纯度，探讨反应条件对结果的影响，得出最佳反应条件为：n（蔗糖）：n(三氧化硫-吡啶复化物)：n(催化剂)=l:6:11，保温时间为4 h，反应温度为80 90。采用醇-水重结晶的方法对粗产物进行提纯，重结晶两次后蔗糖八硫酸酯钠纯度可达99.8，继续重结晶对纯度提高影响不大。同时开发了蔗糖八硫酸酯钠含量的检测方法。高纯度蔗糖八硫酸酯钠作为药用辅料满足高端药物制剂的需求。关键词：高纯度；药用级；蔗糖八硫酸酯钠；合成；重结晶文章编号：1006-4184（2023）02-0013-05DOI:10.3969/j.issn.1006-4184.2023.02.003精细化工收稿日期：2022-10-19作者简介：潘继成（1964），男，浙江湖州人，本科，高级工程师，主要从事原料药及药用辅料的技术研发工作。E-mail:。13-Vol.54 No.2（2023）ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYC12H22O11+SO3 C5H5N+NaOHC12H14Na8O35S8率，达到了预期的目的。重结晶纯化产品具有工艺简单、易于控制的特点。制备的产品纯度可达99.8%左右，高纯低杂的产品不仅可用于药用辅料，还可作标准品使用。1实验部分1.1试剂与仪器1.1.1试剂蔗糖，AR 级，西陇科学股份有限公司；三氧化硫-吡啶复合物，AR 级，广东翁江化学试剂有限公司；吡啶，AR 级，上海麦克林生化科技有限公司；无水乙醇，AR 级，广州市科玛化学技术有限公司；氢氧化钠，AR 级，西陇科学股份有限公司。1.1.2仪器电子天平，JJ5000，常熟市双杰测试仪器厂；电动搅拌器，JJ-1，金坛市荣华仪器有限公司；真空干燥箱，DZF-6050 型，上海中友仪器设备有限公司；循环水式真空泵，SHZ-D，巩义市予华仪器有限公司；小型万能粉碎机，LD-Y500A，上海顶帅电器有限公司。1.2反应原理蔗糖和三氧化硫-吡啶复合物在碱性环境如无水吡啶下发生酯化反应，蔗糖的 8 个羟基全部与三氧化硫发生酯化，反应方程式如下：1.3蔗糖八硫酸酯钠的合成在带有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，加入一定配比的三氧化硫-吡啶复合物和吡啶，加热搅拌，分批少量加入已称好的蔗糖。待蔗糖加完后，缓慢升温至一定温度并保温一定时间。分离出三口烧瓶内的吡啶，向三口烧瓶内加入纯化水使瓶内固体溶解，用活性炭脱色，并趁热过滤。向滤液中加入氢氧化钠溶液，然后加入无水乙醇，冷却结晶得白色针状粗产品。重结晶析出的蔗糖八硫酸酯钠经固液分离，所得滤饼置于 70 80 真空干燥箱中干燥，得蔗糖八硫酸酯钠成品。2结果与讨论2.1反应温度的影响当反应温度为 75 时，蔗糖于吡啶中全部溶解，三氧化硫-吡啶复合物与蔗糖充分接触，反应体系成棕色；当温度高于 75 时蔗糖焦化严重，发生副反应，颜色加深，不利于后期产物的分离提纯。因此，反应温度维持在 75 80，有利于反应进行，且容易提纯。2.2反应时间的影响在反应温度为 75 80 下，分别对反应 3 h、4 h、5 h、6 h 的产物进行红外光谱（FTIR）分析。红外光谱分析仪为日本岛津 FTIR-8400S，分析用KBr 压片。反应时间为 3 h、4 h 时，蔗糖分子结构中的 8 个羟基没有完全被磺酸基磺化，产物在3457 cm-1左右还有一部分-OH 的伸缩振动峰；反应时间为 5 h 时蔗糖八硫酸酯钠的-OH 伸缩振动峰已经不明显，在 1420 cm-11000 cm-1区间出现 O=S=O 伸缩振动峰，表明在反应中两个蔗糖分子结构中的 8 个羟基完全被磺化。2.3重结晶工艺参数的研究2.3.1重结晶时间、溶剂量的影响将蔗糖八硫酸酯钠粗品溶解，滴加乙醇结晶，然后对合成产物进行分离提纯。重结晶法工艺简单、易于控制，对产品进行两次重结晶即可有效提高产品的纯度。蔗糖八硫酸酯钠常温下易溶于水，微溶于乙醇，因此乙醇可作为粗产品重结晶的添加助剂。滴加完乙醇后于低温下结晶 67 h 即结晶完全。实验证明，当体系内乙醇含量为 5565时，能够缩短蔗糖八硫酸酯钠重结晶的时间，提高产品回收率。2.3.2乙醇滴加速度对产品结晶的影响乙醇滴加速度对蔗糖八硫酸酯钠的结晶形状影响较大，滴加速度过快，产品析晶过快，杂质易于包裹其中，造成产品纯度降低。乙醇滴加速度为 20 mL/min 能获得比较满意的结晶形态。2.3.3温度对产品结晶的影响温度是影响蔗糖八硫酸酯钠质量及收率的重要因素，蔗糖八硫酸酯钠在水中溶解度很大，温度高时产品不能析出，温度过低时析出的固体中夹杂着较多的杂质不易分离出去，故选择适宜的温度是制备合格产品的关键，一般控制结晶温度为 0 5 时能得到质量比较满意的产品。2.3.4搅拌速率对产品结晶的影响析晶釜搅拌速率对蔗糖八硫酸酯钠的颗粒C5H5N14-2023年第54卷第2期度影响较大，搅拌速率越大颗粒越细，搅拌速率越小颗粒越大，应选择可无级调速的变频器控制电动机转速，使搅拌速率控制在合适的范围内。3蔗糖八硫酸酯钠的检测3.1性状本品为白色或类白色粉末，本品在水中溶解。取本品 1.00 g，加水 29.9 mL，样品完全溶解。3.2pH的检测取本品 1.0 g，加水 100 mL 溶解后，参考 中国药典 2020 年版四部通则5pH 测定法进行测定，样品 pH 为 4.57.0。3.3氯化物的检测参考 中国药典 2020 年版四部通则5氯化物检查法进行检测。供试品溶液的浊度不得深于对照液的浊度（0.05%）。3.4砷盐的检测参考 中国药典 2020 年版四部通则5砷盐检查法进行检测。含砷盐应符合规定（0.0004%）。3.5重金属的检测参考 中国药典 2020 年版四部通则5重金属检查法进行检测。含重金属不得过 210-5。3.6水分的检测水分的检测采用常规的容量滴定法5，根据碘与二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中与水定量反应的原理测定水分。采用卡尔费休水分仪（型号ZKF-1A，上海超精科技有限公司）进行测定，所用仪器应干燥，避免空气中水分的侵入，测定在干燥处进行。3.6.1费休氏试液的制备与标定（1）制备称取碘（置硫酸干燥器内 48 h 以上）110 g，置于干燥的具塞锥形瓶（或烧瓶）内，加无水吡啶160 mL，冷却，振摇至碘全部溶解，加无水甲醇300 mL，称定重量，将锥形瓶（或烧瓶）置于冰浴中冷却，在避免空气中水分侵入的条件下，通入干燥的二氧化硫至重量增加 72 g，再加无水甲醇至 1000 mL，密塞，摇匀，在暗处放置 24 h 即得。（2）标定精密称取纯化水 1030 mg，用水分测定仪直接标定，或精密称取纯化水 1030 mg，置干燥的具塞锥形瓶中，除另有规定外加无水甲醇适量，在避免空气中水分侵入的条件下，用费休氏试液滴定至溶液由浅黄色变为红棕色，或用电化学法（如永停滴定法）指示终点，另做空白试验，按式（1）计算。F=W/(A-B)（1）式(1)中：F 为每 1 mL 费休氏试液相当于水的重量，mg；W 为称取纯化水的重量，mg；A 为滴定所消耗费休氏试液的体积，mL；B 为空白所消耗费休氏试液的体积，mL。3.6.2测定方法精密称取供试品适量，溶剂为无水甲醇，用水分测定仪直接测定，另做空白试验，按式（2）计算：式(2)中：M 为供试品的水分；A 为供试品所消耗费休氏试液的体积，mL；B 为空白所消耗费休氏试液的体积，mL；F 为每 1 mL 费休氏试液相当于水的重量，mg；W 为供试品的重量，mg。3.7熔点测定采用传温液加热法 A5测定重结晶后的蔗糖八硫酸酯钠粉末的熔点。测定熔点为 160 162，与文献3相符，说明得到的产物为蔗糖八硫酸酯钠。3.8含量的检测3.8.1试液的配制（1）氯化铝水溶液的配制于烧杯内称取 85 g 纯化水，将 15 g 六水氯化铝慢慢倒入烧杯内，搅拌至固体全部溶解后待用。（2）氢氧化钠水溶液的配制于烧杯内称取 250 g 纯化水，将 8 g 氢氧化钠慢慢倒入烧杯内，搅拌至固体全部溶解后待用。（3）操作并取蔗糖八硫酸酯钠 5.0 g，精密称定，置于容器内并加纯化水 25 mL 溶解，于 30 40 下缓缓滴加氯化铝水溶液，加完后用氢氧化钠溶液调节料液 pH 为 4.000.02，搅拌 1.52.0 h（注：此时间段内 pH 需始终保持在 4.000.02）。减压过滤，用纯化水洗涤滤饼，直至滤液对硝酸银溶液无白色氯化银沉淀为止，抽干。滤饼用200 g 无水乙醇洗涤，抽干，将滤饼尽量碾小，置于烘箱内于真空度不低于 0.08 MPa、温度（80 2）干燥 6 h（注：滤纸上剩余滤饼连同滤纸一起置于（2）M=15-Vol.54 No.2（2023）ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY真空烘箱内干燥）。取出样品，置于干燥器内，冷却至室温后精密称重，所得重量（扣除滤纸重量）与 0.5553 相乘即为蔗糖八硫酸酯钠的含量（注：0.5553 为蔗糖八硫酸酯钠分子量与沉淀物硫糖铝分子量的比值）。3.8.2供试品含量计算按式（3