呂正敏,隋玲玲,王玉軍,馮利艷,梁志敏
制備液相色譜法分離純化卡前列甲酯
呂正敏,隋玲玲,王玉軍,馮利艷,梁志敏
(東北制藥集團股份有限公司,遼寧 沈陽 110027)
基于制備液相色譜法,開發(fā)與優(yōu)化了卡前列甲酯的分離純化工藝,制備得到高純度卡前列甲酯樣品。通過考察流動相的組成、流速等對分離效果的影響,確定制備型高效液相色譜條件為: 流動相為甲醇-水75∶25( 體積比) ,流速為 200 mL·min-1。結(jié)果顯示,在該工藝條件下制備的卡前列甲酯純度達到98%以上。
制備高效液相色譜;卡前列甲酯;純化
前列腺素(PGs)是一類具有廣泛的生理活性的化合物,在人體內(nèi)含量很少。盡管其在人體內(nèi)含量少,但是其對人體具有很重要的生理調(diào)節(jié)功能。PGs可以對人體的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及胃腸道平滑肌起到調(diào)節(jié)作用。因而,由PGs的衍生物形成的一系列藥物在降血壓、抗早孕、抗炎、抗病毒、胃潰瘍、抗腫瘤等方面得到了廣泛的應(yīng)用。由于天然的PGs的來源少,半衰期短,體內(nèi)代謝迅速,現(xiàn)階段PGs主要依靠人工合成。人工合成PGs主要有3種方法,分別為:①利用Corey內(nèi)酯為關(guān)鍵中間體合成PGs;②利用雙環(huán)烯醛合成PGs;③利用環(huán)戊酮為關(guān)鍵中間體合成PGs。其中,利用Corey內(nèi)酯為關(guān)鍵中間體合成PGs為目前工業(yè)化生產(chǎn)中較為常用的方法。這3種合成方法都很復(fù)雜,合成路線較長,在合成過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)以及光學(xué)異構(gòu)體較多,采用傳統(tǒng)的分離方法往往得不到好的分離效果,因此,找到合適的分離純化方法顯得尤為重要[1-3]。
卡前列甲酯結(jié)構(gòu)式見圖1,它是前列腺素F2α的衍生物。它可以收縮子宮平滑肌,作用強而持久,適用于難治性產(chǎn)后出血和用作中期流產(chǎn)的藥物。自上市以來,產(chǎn)品療效和安全性在臨床實際應(yīng)用中得到了廣泛的認(rèn)可[4-7]。
圖1 卡前列甲酯結(jié)構(gòu)式
它的合成方法復(fù)雜,在生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生的雜質(zhì)有15-差向異構(gòu)體(結(jié)構(gòu)式見圖2)、5,6位反式異構(gòu)體(結(jié)構(gòu)式見圖3)、卡前列酸(結(jié)構(gòu)式見圖4)。
圖2 15-差向異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式
圖3 5,6位反式異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式
圖4 卡前列酸結(jié)構(gòu)式
為了得到高純度的卡前列甲酯,國內(nèi)外進行了一些研究。YANKEE[8]等使用普通硅膠柱層析分離卡前列甲酯,產(chǎn)物的收率(24%)和純度(90%)都不能令人滿意。李春亮[9]等和林炳昌[10]等使用模擬移動床技術(shù)分離卡前列甲酯,產(chǎn)品純度僅在90%以上,但該方法對設(shè)備的性能要求和設(shè)備投入較高,不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求。HIRIYANNA[11]等使用手性填料分離該化合物,分離量小,得到的產(chǎn)物純度不能令人滿意,而且手性填料的價格非常昂貴,難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)要求。因此,開發(fā)出更有效且易于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的純化制備方法是目前亟待解決的新課題。
制備高效液相色譜是一種利用高壓、大流量輸送系統(tǒng)在高載量、高分辨率、大內(nèi)徑分離柱上進行樣品分離的色譜制備方法。它的工作原理是利用混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異,使各組分以不同程度分布在兩個不相溶的相中,各組分在兩相的相對運動過程中,發(fā)生多次重新分布而達到分離的目的。該方法得到的產(chǎn)品在純度、分離效率、回收率等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的柱層析分離方法[12-15]。因此,該方法近些年在藥物的分離中得到了越來越廣泛的關(guān)注。
在綜合分析了大量文獻基礎(chǔ)上,本文采用反相高效液相制備色譜技術(shù)來分離、純化卡前列甲酯。該方法具有分離速度快、收率高、工藝過程穩(wěn)定、重現(xiàn)性好等優(yōu)點[16]。
儀器:LC-6000制備液相色譜儀,北京創(chuàng)新通恒科技有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,EYELA公司。
試劑:甲醇,色譜純;純化水;乙醚,分析純;飽和食鹽水,自制;無水硫酸鈉,分析純。
色譜柱300×100 mm,自裝ODS 填料(富士硅化學(xué)株式會社)。流動相為甲醇-水(體積比75∶25),流速為200 mL·min-1。紫外檢測器波長為202 nm。
將4 g卡前列甲酯粗品溶解于20 mL甲醇中,用0.45 μm有機濾芯過濾后,濾液上樣至裝有粒徑為10 μm的十八烷基硅烷鍵合硅膠柱中,進行反相高效液相制備色譜分離純化,分段收集流分,并用HPLC檢測流分的純度,合并HPLC純度>97%的流分,得到卡前列甲酯洗脫液。
將卡前列甲酯洗脫液減壓濃縮回收甲醇,殘留物用乙醚提取3次,每次用200 mL乙醚,合并有機層,用200 mL鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮蒸干得到油狀物3.3 g,收率82.5%。HPLC檢測純度為98.4%。
本文對制備液相色譜的流動相種類進行了考察,選取了乙腈-水、甲醇-水兩種流動相進行了考察,結(jié)果見表1。
表1 流動相種類對分離純化卡前列甲酯的影響
從表1中可以看出,乙腈-水、甲醇-水這兩種流動相系統(tǒng)收率相差不多,但考慮到制備液相所使用的溶劑量較大,甲醇比乙腈價格低廉,并且毒性較小、更容易回收利用,所以選用甲醇-水作為本研究的流動相體系。
本文對流動相中甲醇與水的比例進行了考察,結(jié)果見表2。
表2 甲醇與水的比例對分離純化卡前列甲酯的影響
由表2可以看出,當(dāng)流動相中甲醇的比例增加時,流動相的洗脫能力增強,各組分的出峰時間縮短,因而循環(huán)周期顯著縮短。故收率也隨著甲醇含量的增加而變大,流動相的消耗量則相應(yīng)的減少。這就意味著產(chǎn)品流分濃度增加,在回收流動相溶劑時所消耗的能源也會減少。但當(dāng)甲醇與水的比例超過75∶25時,由于流動相洗脫能力增強太多,各組分峰逐漸重疊,使得分離效果下降,達不到分離目的,收率也在降低。綜上所述,本實驗選用的甲醇與水的比例為75∶25。
增加流速能夠提高制備型色譜的收率,但是有一個恰當(dāng)?shù)闹担^該流速,固定相的內(nèi)擴散阻力將起到控制作用,降低了分離能力,達不到分離效果。因此,本文對流速分別為150、180、200、 220 mL·min-1時分離純化卡前列甲酯效果進行了考察,結(jié)果見表3。
表3 流動相流速對分離純化卡前列甲酯的影響
從表3中可見,流速增加,整體的分離時間縮短,可以提高收率,在流速為200 mL·min-1時,產(chǎn)品的收率最高,超過該流速,各組分峰之間重疊增加,分離效果下降,分離能力降低,色譜峰擴散加劇,純度會下降,收率也會下降。因此,選擇流速200 mL·min-1較為合適。
本實驗采用高效制備液相色譜法從卡前列甲酯粗品中分離純化了卡前列甲酯。通過考察流動相的組成、流速等對分離效果的影響,確定制備型高效液相色譜條件為: 流動相為甲醇-水75∶25(體積分?jǐn)?shù)),流速為 200 mL·min-1。本純化工藝具有分離速度快、收率高、工藝過程穩(wěn)定、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。所采用的流動相使用單一有機溶劑,有利于溶媒的回收使用,從而降低溶媒的耗量和生產(chǎn)成本,適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[1]趙育磊. Corey內(nèi)酯二醇合成工藝的改進及其在前列素類藥物合成中的應(yīng)用[D]. 曲阜:曲阜師范大學(xué),2012.
[2]李培霞. 前列腺素類藥物在婦產(chǎn)科臨床中的應(yīng)用[J]. 北方藥學(xué),2017,14(7):170-171.
[3]黃冰晴,王兵麗. 前列腺素E2及其受體對炎性痛調(diào)制的研究進展[J]. 閩南師范大學(xué)學(xué)報(自然版),2017,30(2):65-70.
[4] 馮芳芳.卡前列甲酯栓聯(lián)合卡前列素氨丁三醇在宮縮乏力性產(chǎn)后出血防治中的應(yīng)用效果[J]. 中國藥物與臨床,2019,19(16):2778-2779.
[5]何慧芳,劉萍,鄭麗君.催產(chǎn)素聯(lián)合卡前列甲酯栓減少剖宮產(chǎn)后出血的臨床觀察[J].西北藥學(xué)雜志,2016,31(4):417-419.
[6]張敏.卡前列甲酯栓預(yù)防瘢痕子宮中期妊娠引產(chǎn)產(chǎn)后出血的療效觀察[J]. 當(dāng)代臨床醫(yī)刊,2017, 23(1):89.
[7]董開杰,曲曉燕.卡前列甲酯栓聯(lián)合Bakri球囊治療產(chǎn)后出血的療效觀察[J].現(xiàn)代藥物與臨床,2016,31(6):893-896.
[8]YANKEE E W, AXEN U, BUNDY G L. Total synthesis of 15-methyl prostaglandins[J]., 1974, 96(18):5865.
[9]林炳昌,顧玉山,張家元,等. 卡波前列素甲酯的模擬移動床色譜分離方法:CN1318423A[P]. 2001-10-24.
[10]李春亮,曹瀟,馮妍. 模擬移動床在卡前列甲酯分離中的應(yīng)用[J]. 遼寧化工,2018,47(5):53-54.
[11]HIRIYANNA S G, BASAVAIAH K, DHAYANITHI V, et al. Chiral separation of carboprost isomers by normal phase lc using amylose chiral stationary phase[J]., 2008, 68(s7-8): 501-505.
[12]艾秀珍,沈波,危鳳,等. 反相制備液相色譜分離純化辣椒堿單體[J]. 高?;瘜W(xué)工程學(xué)報,2008,22(5):774-778.
[13]邸士偉. 制備型高效液相色譜在手性分離中的應(yīng)用研究[J]. 海峽藥學(xué),2016,28(6):48-51.
[14]陳淦銘.超臨界流體萃取技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].遼寧化工,2021,50(1):55-57.
[15]吳曦,鄧勤,徐志勇,等. 制備型高效液相色譜在天然產(chǎn)物分離中的應(yīng)用[J]. 化學(xué)分析計量,2017,26(1):113-117.
[16]馮利艷,王玉軍,林海,等. 一種卡前列酯的純化制備方法:CN104860860B[P]. 2017-09-19.
Separation and Purification of Carboprost Methylate by Preparative High-performance Liquid Chromatography
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(Northeast Pharmaceutical Group Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110027, China)
The development and optimization of separation and purification methods for high purity carboprost methylate were performed based on preparative high-performance liquid chromatography. The separation condition was investigated from mobile phase composition and flow rate , finally the conditions were determined as follows: mobile phase of methol-water (75∶25),flow rate 200 mL·min-1.The results showed that the purity of carboprost methylate was higher than 98%.
Preparative high performance liquid chromatography; Carboprost methylate; Purification
2021-05-24
呂正敏(1989-),女,遼寧省沈陽市人,工程師,碩士, 2014年畢業(yè)于沈陽藥科大學(xué)藥學(xué)專業(yè),研究方向:藥物合成。
R914
A
1004-0935(2021)12-1810-03