《武汉工程大学学报》 2013年02期
48-50,56
出版日期：2013-02-28
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
双磷酸盐类药物精制工艺
0引言骨质疏松症是常见的老年病之一，是严重危害老年人健康、致残的重要原因.双磷酸盐是防治骨质疏松症的有效药物，迄今己开发出十几种，包括依替磷酸钠(Etidronate)、帕米磷酸钠(Pamidronate)、阿仑磷酸钠(Alendronate)、伊班膦酸钠（Ibandronate）等\[13\].双磷酸盐类药物对杂质亚磷酸盐有严格的限度要求，一般不得过0.5%~1.0%\[45\].双麟酸盐是以P—C—P键为结构特征，文献报道其精制亚磷酸盐大多采用醇类溶剂进行精制\[68\]，但是精制过程中有可能产生基因毒性杂质.在欧盟委员会联合研究中心(JRC) )Benigni R, Bossa C, TcheremenskaiaO&WorthA发布《Development of structural alerts for the in vivo micronucleus assay in rodents》中明确指出，有下列结构的双磷酸酯类具有基因毒性\[9\]：注： R代表烷基要求碳链小于5（有可能被卤素取代），或者是苄基R1代表是除了OH，SH，O，S以外的任何原子或基团.此外，用醇类溶剂精制双磷酸盐容易形成溶剂化合物\[10\]，用乙醇形成半乙醇化合物或者1/3的乙醇化合物、半丁醇化合物\[10\]，同时笔者发现用甲醇和异丙醇都存在同样问题.寻找新的双磷酸盐类药物精制工艺成为该类药物工业化的关键.采用非醇类溶剂（丙酮和甲基异丁酮）精制的精制工艺可以很好的达到药典要求\[45\]，该研究具有较大的市场前景.1实验部分1.1试剂与仪器乙醇、丙酮 、甲基异丁基酮分析纯，国药集团化学药剂有限公司生产.试验用水为去离子的纯化水.1.2溶剂检测条件仪器:Agilent 7890N及FID检测条件见表1.1.3精制工艺研究1.3.1精制工艺原理亚磷酸盐杂质溶于水，但产物也溶于水，适当析晶溶剂是工艺的重点.双磷酸盐类药物精制工艺大多采用甲醇、乙醇等醇类溶剂\[68\]，采用醇类溶剂精制效果好，但是无法避免生成基因毒性杂质和溶剂化合物.本试验选取丙酮和甲基异丁基酮作为精制的反向溶剂对伊班膦酸钠和帕米磷酸钠进行精制，通过测定精制前后亚磷酸盐含量及产物的残留溶剂，检测该精制工艺的效果.表1色谱条件Table 1Chromatographic conditions色谱系统顶空进样器条件色谱柱DB624(30 m×0.53 mm×3 μm)顶空平衡温度95 ℃柱温在40 ℃保持4 min后，以8 ℃/min的速度升至120 ℃，以20 ℃/min的速度升至240 ℃并保持8 min定量环平衡温度105 ℃载气及流速氮气:3 mL/min；氢气:30 mL/min传输管线温度115 ℃进样口温度250 ℃GC循环时间40 min检测器温度260 ℃进样时间1.00 min分流比5∶1顶空环填充时间0.5 min隔膜吹扫5 mL/min顶空瓶加压时间0.2 min第2期陶令峰：双磷酸盐类药物精制工艺研究武汉工程大学学报第35卷1.3.2采用醇类溶剂基因毒性问题如用醇类精制可能会存在以下副反应，生成双磷酸酯. 双膦酸盐类药物具有上面通用的结构式，在用醇类溶剂精制过程中，双膦酸可以和醇上面羟基反应生成酯，该类警示结构已经明确具有基因毒性.1.3.3乙醇精制法取伊班膦酸钠5.0 g，加入20 mL去离子水，搅拌使溶解，缓慢加入4 mL乙醇（分析纯），有大量白色固体析出，搅拌2～3 h后，抽滤，温度40～50 ℃，真空度≤-0.08 MPa，真空干燥20 h，得样品3.5 g.取帕米磷酸钠5.0 g，加入15 mL去离子水，搅拌使溶解，缓慢加入5 mL乙醇（分析纯），有大量白色固体析出，搅拌2～3 h后，抽滤，温度40～50 ℃，真空度≤-0.08 MPa，真空干燥20 h，得样品3.8 g.参照《中国药典》（2010年版）伊班膦酸钠和帕米磷酸钠质量标准\[45\]，采用硫代硫酸钠滴定法测亚磷盐含量，气相色谱法测残留溶剂，精制结果见表2，残留溶剂图谱，如图1、2所示.表2精制数据结果Table 2Rssults of refined data样品精制前亚磷酸盐含量精制后亚磷酸盐含量残留溶剂/（mg/kg）伊班膦酸钠1.5%0.7%7 000帕米磷酸钠1.3%0.6%8 0001.3.4丙酮精制法取伊班膦酸钠5.0 g，加入15 mL去离子水，搅拌使溶解，缓慢加入5 mL丙酮（分析纯），有大量白色固体析出，搅拌2～3 h后，抽滤，温度40～50 ℃，真空度≤-0.08 MPa，真空干燥20 h，得样品4.5 g.取帕米磷酸钠5.0 g，加入15 mL去离子水，搅拌使溶解，缓慢加入5 mL丙酮（分析纯），有大量白色固体析出，搅拌2～3 h后，抽滤，温度40～50 ℃，真空度≤-0.08 MPa，真空干燥20 h，得样品4.0 g.参照《中国药典》（2010年版）伊班膦酸钠和帕米磷酸钠质量标准\[4、5\]，采用硫代硫酸钠滴定法测亚磷酸盐含量，气相色谱法测残留溶剂，结果见表3，残留溶剂图谱，如图1、2所示.表3精制数据结果Table 3Rssults of refined data样品精制前亚磷酸盐含量精制后亚磷酸盐含量残留溶剂/（mg/kg）伊班膦酸钠1.5%0.4%20帕米磷酸钠1.3%0.3%381.3.5甲基异丁基酮精制法取伊班膦酸钠5.0 g，加入50 mL甲基异丁基酮（分析纯），加热至40～50 ℃，搅拌2～3 h后，冷却，抽滤，温度40～50 ℃，真空度≤-0.08 MPa，真空干燥20 h，得样品4.5 g.取帕米磷酸钠约5 g，加入50 mL甲基异丁基酮（分析纯），加热至40～50 ℃，搅拌2～3 h后，冷却，抽滤，温度40～50 ℃，真空度≤-0.08 MPa，真空干燥20 h，得样品4.6 g.参照《中国药典》（2010年版）伊班膦酸钠和帕米磷酸钠质量标准\[45\]，采用硫代硫酸钠滴定法测亚磷酸盐含量，气相色谱法测残留溶剂，结果见表4，残留溶剂图谱，如图1、2所示.表4精制数据结果Table 4Rssults of refined data样品精制前亚磷酸盐质量分数精制后亚磷酸盐质量分数残留溶剂/（mg/kg）伊班膦酸钠1.5%0.9%49帕米磷酸钠1.3%0.8%100图1残留溶剂图谱 （伊班膦酸钠）Fig.1Rssults of residual solvents (Ibandronate)图2残留溶剂图谱(帕米磷酸钠)Fig.2Rssults of residual solvents (Pamidronate)2结果与讨论通过表2～4中的试验数据结果表明,采用传统的醇类溶剂（乙醇）精制双膦酸药物，残留溶剂均超过限度5 000 mg/kg的药典要求，形成的为乙醇化合物.采用非醇类溶剂（丙酮和甲基异丁基酮）精制残留溶剂在20～100 mg/kg，远小于限度5 000 mg/kg的药典要求，避免了溶剂化的问题.采用丙酮和甲基异丁基酮作为精制溶剂的双磷酸盐类精制工艺均能取得较好的精制效果，亚磷酸盐的精制一次可以下降70%～80%.而非醇类溶剂（丙酮和甲基异丁基酮）的双磷酸盐精制工艺，因使用非醇类溶剂，避免醇和双磷酸结构反应生成双磷酸酯，生成基因毒性杂质，规避了基因毒性风险.3结语双磷酸盐类工业化过程多采用醇类作为精制溶剂，存在一定的基因毒性风险.用丙酮和甲基异丁基酮作为精制溶剂的双磷酸盐精制工艺，可以避免精制工艺的基因毒性和溶剂化问题，是一个比较好的工业化路线，值得进一步研究和推广.致谢首先要感谢课题组的老师，在文章的写作过程中，他们帮助我克服了很多的难题；另外，要感谢对本文进行分析工作的同事，他们为我提供了很多精确的数据.