馬寧寧,劉曉蓮,楊藏軍,韓 嘯,魏蒙蒙,康 倩
(河北冀衡藥業(yè)股份有限公司,河北 衡水 053400)
依達(dá)拉奉(edaravone) 化學(xué)名為3- 甲基-1-苯基-2- 吡唑啉-5- 酮,是一種腦保護(hù)劑(自由基清除劑),可清除自由基,抑制脂質(zhì)過(guò)氧化,抑制腦細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞的氧化損傷。腦梗死急性期給予依達(dá)拉奉,可抑制梗死周圍局部腦血流量減少,阻止腦水腫和腦梗死的進(jìn)展,緩解神經(jīng)癥狀,抑制遲發(fā)性神經(jīng)元死亡。適用于改善急性腦梗死所致的神經(jīng)癥狀、日常生活活動(dòng)能力和功能障礙。
依達(dá)拉奉的主要制劑為依達(dá)拉奉注射液,主要用于漸凍癥、腦卒中的藥物,隨著被納入醫(yī)保和實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,依達(dá)拉奉注射液市場(chǎng)需求持續(xù)攀升,行業(yè)得到快速發(fā)展。此外,依達(dá)拉奉也是合成安替比林、氨基比林和安乃近的主要中間體。
工業(yè)級(jí)依達(dá)拉奉的制備一般采用苯肼與乙酰乙酸乙酯合成法,可用乙醇、水或醋酸為溶劑,在酸性環(huán)境(酒石酸、鹽酸、硫酸、亞硫酸氫鈉等)或堿性環(huán)境(不加任何催化劑或輔助劑) 下加熱回流反應(yīng)2~3 h,冷卻析晶,即得依達(dá)拉奉。此方法所用原料廉價(jià)、易得,反應(yīng)操作簡(jiǎn)單,是目前合成粗品依達(dá)拉奉較通用的方法。
依達(dá)拉奉粗品的純度相對(duì)較低,需經(jīng)過(guò)處理才能符合藥用標(biāo)準(zhǔn),本研究采用無(wú)水乙醇為溶劑,降溫結(jié)晶得醫(yī)藥級(jí)產(chǎn)品。該工藝簡(jiǎn)單,反應(yīng)條件溫和可控,能耗低,后處理容易,適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
(1) 高效液相色譜:UltiMate 3000 型,賽默飛世爾科技(中國(guó)) 有限公司。
(2) 超純水儀:IQ7000 型,密理博中國(guó)有限公司。
(3) 電子分析天平:BSA224S 型,賽多利斯科學(xué)儀器(北京) 有限公司。
(4) 數(shù)控超聲波清洗器:KQ-250DB 型,昆山市超聲儀器有限公司。
(5) 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器:DF-101T型,上海耀裕儀器設(shè)備有限公司。
(6) 電子天平:上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司。
(7) 加熱套:北京中興偉業(yè)儀器有限公司。
(8) 循環(huán)水式多用真空泵:鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。
(1) 依達(dá)拉奉:工業(yè)級(jí),河北冀衡藥業(yè)股份有限公司。
(2) 無(wú)水乙醇:分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠。
(3) 甲醇:色譜純,美國(guó)迪馬科技有限公司。
(4) 磷酸二氫銨:優(yōu)級(jí)純,天津市大茂化學(xué)試劑廠。
(5) 活性炭:河北冀衡藥業(yè)股份有限公司。
本實(shí)驗(yàn)對(duì)依達(dá)拉奉在乙醇的溶解度、反應(yīng)溫度、依達(dá)拉奉反應(yīng)濃度、乙醇溶液濃度、活性炭用量及攪拌轉(zhuǎn)速等方面進(jìn)行了分析和討論。
由文獻(xiàn)可知,依達(dá)拉奉在甲醇中易溶,在乙醇中溶解,在水中極微溶解或幾乎不溶,根據(jù)實(shí)際情況以及工業(yè)生產(chǎn)條件,最終選擇無(wú)水乙醇作為依達(dá)拉奉精制的溶劑。
2.1.1 依達(dá)拉奉在乙醇中的溶解度
將依達(dá)拉奉依次加入裝有100 g 無(wú)水乙醇的四口燒瓶中,放入磁力攪拌子進(jìn)行攪拌,并觀察在不同溫度下依達(dá)拉奉的溶解度。
依達(dá)拉奉溶解度的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 依達(dá)拉奉溶解度的測(cè)試結(jié)果Table 1 Test results of edaravone solubility
由表1 可以看出:
(1) 當(dāng)溫度為20 ℃時(shí),依達(dá)拉奉的溶解度相對(duì)較差,10 g 用量的依達(dá)拉奉,即出現(xiàn)液體渾濁情況。
(2) 當(dāng)溫度為25 ℃時(shí),100 g 無(wú)水乙醇可溶15 g 依達(dá)拉奉。
(3) 當(dāng)溫度為70 ℃時(shí),100 g 無(wú)水乙醇可溶75 g 依達(dá)拉奉。
(4) 當(dāng)溫度為80 ℃時(shí),100 g 無(wú)水乙醇可溶95 g 依達(dá)拉奉。
(5) 當(dāng)溫度為80℃,依達(dá)拉奉用量為105 g時(shí),出現(xiàn)了渾濁情況,依達(dá)拉奉并未溶解完全。因此,100 g 的無(wú)水乙醇在80 ℃時(shí)最多可溶解95 g的依達(dá)拉奉。
2.1.2 溫度對(duì)依達(dá)拉奉純度的影響
(1) 將80 g 依達(dá)拉奉、100 g 無(wú)水乙醇加入500 mL 的反應(yīng)容器中。
(2) 升溫至80 ℃,回流攪拌0.5 h,此階段不加活性炭。
(3) 繼續(xù)攪拌約0.5 h 后,降溫結(jié)晶。
(4) 抽濾,濾餅用無(wú)水乙醇洗滌。
(5) 在60 ℃下烘干3 h,即得依達(dá)拉奉成品。
(6) 取上述樣品,進(jìn)行HPLC 分析,檢測(cè)依達(dá)拉奉的純度。
溫度對(duì)依達(dá)拉奉純度的影響見(jiàn)表2。
本實(shí)驗(yàn)所用依達(dá)拉奉的純度為99.74%,升溫至80 ℃時(shí),重結(jié)晶的依達(dá)拉奉純度分別為99.89%、99.91%、99.89%。由此可知,高溫對(duì)依達(dá)拉奉不會(huì)造成破壞,對(duì)純度影響不大。
(1) 分別將不同量的依達(dá)拉奉、100 g 無(wú)水乙醇加入500 mL 的反應(yīng)容器中。
(2) 升溫至80 ℃,回流攪拌0.5 h,加入5 g活性炭。
(3) 繼續(xù)攪拌約0.5 h 后,抽濾,抽濾濾餅用無(wú)水乙醇洗滌。
(4) 將濾液降溫至20 ℃后結(jié)晶。
(5) 將結(jié)晶在60 ℃下烘干3 h。
(6) 取上述樣品,進(jìn)行HPLC 分析,檢測(cè)依達(dá)拉奉的純度以及收率。
依達(dá)拉奉濃度對(duì)重結(jié)晶工藝的影響見(jiàn)表3。
表3 依達(dá)拉奉濃度對(duì)重結(jié)晶工藝的影響Table 3 Effects of edaravone concentration on the recrystallization process
由表3 可以看出,無(wú)水乙醇與依達(dá)拉奉的不同配比用量對(duì)產(chǎn)物的純度影響較小,但對(duì)產(chǎn)物的收率影響較大,隨著依達(dá)拉奉用量的增加,其產(chǎn)物的收率也將逐漸增加。
(1) 當(dāng)100 g 無(wú)水乙醇所用依達(dá)拉奉的量為95 g 時(shí),依達(dá)拉奉的收率最高。
(2) 當(dāng)依達(dá)拉奉量為95 g 時(shí),濃度較高,結(jié)晶速度過(guò)快,導(dǎo)致結(jié)晶效果差。
(3) 當(dāng)100 g 無(wú)水乙醇所用依達(dá)拉奉的量為80 g 時(shí),在68 ℃時(shí)開始析出晶體,結(jié)晶效果較好。因此,綜合產(chǎn)物收率、產(chǎn)物純度以及結(jié)晶晶粒的影響,最終選用無(wú)水乙醇與依達(dá)拉奉的用量分別100 g 和80 g。
將無(wú)水乙醇換為90%乙醇- 水溶液、80%乙醇- 水溶液,其余條件不變,考察水的加入對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶的影響。
乙醇水溶液對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶工藝的影響見(jiàn)表4。
表4 乙醇水溶液對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶工藝的影響Table 4 Effect of ethanol aqueous solution on recrystallization process of edaravone
由表4 可以看出,隨著溶劑中水的用量的增加,對(duì)產(chǎn)物的純度影響較小,但對(duì)產(chǎn)物的收率影響較大。
(1) 當(dāng)溶劑為無(wú)水乙醇時(shí),收率為83.1%,最終所得產(chǎn)品為類白色。
(2) 當(dāng)溶劑為90%乙醇- 水時(shí),收率為78.3%,最終所得產(chǎn)品為類白色。
(3) 當(dāng)溶劑為80%乙醇- 水時(shí),收率為67.4%,最終所得產(chǎn)品發(fā)黃。
因此,最終選擇依達(dá)拉奉重結(jié)晶所用溶劑為無(wú)水乙醇。
(1) 將80 g 依達(dá)拉奉、100 g 無(wú)水乙醇加入500 mL 的反應(yīng)容器中。
(2) 升溫至80 ℃,回流攪拌0.5 h,加入活性炭。
(3) 繼續(xù)攪拌約0.5 h 后,抽濾,抽濾濾餅用無(wú)水乙醇洗滌。
(4) 將濾液降溫至20 ℃后結(jié)晶。(5) 將結(jié)晶在60 ℃下烘干3 h。(6) 取上述樣品,進(jìn)行HPLC 分析,檢測(cè)依達(dá)拉奉的純度以及收率。
本研究改變活性碳的加入量,考察不同活性碳的加入量(2.5、5、7.5 g) 對(duì)依達(dá)拉奉精制的影響。
活性碳的用量對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶工藝的影響見(jiàn)表5。
表5 活性碳的用量對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶工藝的影響Table 5 Effect of the amount of activated carbon on recrystallization process of edaravone
由表5 可以看出,當(dāng)活性炭的用量為每80 g依達(dá)拉奉使用5 g 的活性炭時(shí),純度較高,總雜與單雜都相對(duì)較少,且活性炭也無(wú)過(guò)多的浪費(fèi)。
(1) 將80 g 依達(dá)拉奉、100 g 無(wú)水乙醇加入500 mL 的反應(yīng)容器中。
(2) 升溫至80 ℃,回流攪拌0.5 h,投入5 g活性炭。
(3) 繼續(xù)攪拌0.5 h 后,抽濾。
(4) 將濾液降溫至20 ℃結(jié)晶,抽濾濾餅用無(wú)水乙醇洗滌。
(5) 將結(jié)晶在60 ℃下烘干3 h。
(6) 取上述樣品,進(jìn)行HPLC 分析,檢測(cè)依達(dá)拉奉的純度和收率。
本研究改變攪拌速度,考察不同攪拌速度對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 攪拌速率對(duì)依達(dá)拉奉重結(jié)晶工藝的影響Table 6 Effect of stirring rate on recrystallization process of edaravone
由表6 可以看出:
(1) 當(dāng)攪拌速度為100 r/min 時(shí),純度較低,所得晶型較大。
(2) 當(dāng)攪拌速度為300 r/min 時(shí),純度較高,但晶型較小,不易抽濾。
因此,綜合考慮,選擇最佳的攪拌速度約為200 r/min。
以無(wú)水乙醇為溶劑,對(duì)工業(yè)級(jí)依達(dá)拉奉進(jìn)行了精制。研究了影響重結(jié)晶反應(yīng)的因素,優(yōu)化的工藝條件為100 g 無(wú)水乙醇中加入80 g 依達(dá)拉奉、5 g活性炭,反應(yīng)溫度為80 ℃,反應(yīng)時(shí)間為0.5 h,攪拌轉(zhuǎn)速為200 r/min。經(jīng)HPLC 檢測(cè),產(chǎn)品質(zhì)量符合中國(guó)藥典2020 年版要求,為醫(yī)藥級(jí)依達(dá)拉奉的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。