CN103694376A - 一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法。该方法克服了现有技术存在的不足,以β-环糊精和1,4-磺丁内酯为原料,通过向碱性水溶液中引入适量有机溶剂,增加了1,4-磺丁内酯的溶解度,提高了磺丁基醚-β-环糊精的合成收率;所得产品溶液经过超声透析,活性炭脱色,冷冻干燥等操作得到磺丁基醚-β-环糊精粉末产品。该方法工艺稳定,反应条件温和,选择性好,且后处理操作简单,所得产品纯度及收率都很高,为规模化生产磺丁基醚-β-环糊精提供了一种新的思路和方法。
Description
(一)技术领域:
本发明涉及有机合成药物辅料领域,特别是一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法。
(二)背景技术:
SBE-β-CD,化学名为:磺丁基醚-β-环糊精,是一种新型药物制剂辅料,属于阴离子型高水溶性环糊精的一种磺酸基衍生物。它能很好地与药物分子包合形成非共价复合物,提高了药物的稳定性、水溶性、安全性并且有效的提高了药物分子的生物活性;它的肾毒性小,能缓和药物溶血性,控制药物释放速率。目前它已经商业化,应用于注射药、口服药、鼻部用药、眼部用药等,对于含氮类药物具有特殊的亲和力和包合性。
由于合成方法单一,如何提高其收率并且找到一条适合规模化生产的方法是合成磺丁基醚-β-环糊精的关键。
现有的磺丁基醚-β-环糊精的合成方法主要利用β-环糊精葡萄糖单元的2,3,6位碳上的羟基与磺丁内酯在碱性水溶液中发生取代反应或者β-环糊精在有机溶剂中用钠夺取羟基质子后和磺丁内酯发生取代反应得到的:
美国专利US5134127首次使用β-环糊精和1,4-磺丁内酯在氢氧化钠水溶液中反应,经过去离子化,超滤,以及冷冻干燥,得到取代度为7.0~7.1的磺丁基醚-β-环糊精纯品。后来,美国专利US6153746参考这一方法,改进后,合成分离得到一系列不同取代度的磺丁基醚-β-环糊精;在对磺丁基醚-β-环糊精放大合成后,经过透析,超滤,以及活性炭脱色,精密过滤后,产品水溶液冷冻干燥得到取代度为6.5的磺丁基醚-β-环糊精。美国专利US7635773使用相同试剂,对磺丁基醚-β-环糊精进行了工业化生产,经过透析,活性炭脱色,精密过滤后,产品水溶液通过喷雾干燥得到了取代度为6.6的磺丁基醚-β-环糊精。但是这一系列报道合成,磺丁基醚-β-环糊精的分离收率在60~70%之间。
中国专利CN1858071A使用β-环糊精在1,4-二氧六环中用钠夺取羟基质子后和1,4-磺丁内酯发生取代反应,反应结束后,过滤得到产品,经过进一步使用甲醇洗涤后,再将粗品溶于水,使用葡萄糖凝胶柱(G-25)除盐纯化,浓缩溶液,冷冻干燥得到磺丁基醚-β-环糊精产品。该方法的缺点是使用危险性较高的金属钠为试剂,纯化使用昂贵的葡萄糖凝胶柱,所得磺丁基醚-β-环糊精产品的收率中等49~51%。
因此,为解决现有技术中存在的难题,急待找到一条工艺简单,成本低廉,收率较高,易于操作且适合规模化生产的切实可行的合成路线。
(三)发明内容:
本发明的目的在于提供一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法(见图1)。该方法克服了现有技术存在的不足,以β-环糊精(化合物1)和1,4-磺丁内酯(化合物2)为原料,通过向碱性水溶液中引入适量有机溶剂,增加了1,4‐磺丁内酯的溶解度,提高了磺丁基醚-β-环糊精的合成收率;所得产品溶液经过超声透析,活性炭脱色,冷冻干燥等操作得到磺丁基醚-β-环糊精粉末产品。该方法工艺稳定,反应条件温和,选择性好,且后处理操作简单,所得产品纯度及收率都很高,为规模化生产磺丁基醚-β-环糊精提供了一种新的思路和方法。
本发明的技术方案:一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)合成反应:控温20-30℃,向反应瓶中加入有机溶剂和浓度为3.7N的氢氧化钠水溶液,升温至60~70℃,将β-环糊精(化合物1)加入到反应瓶中;于70~75℃向体系中滴加1,4-磺丁内酯(化合物2),滴加完毕后体系于70~75℃下搅拌,使用浓度为3.7N的氢氧化钠水溶液控制体系pH>9;HPLC跟踪至β-环糊精剩余量占β-环糊精投入总量的百分比小于0.5%wt,降至20~25℃,然后使用浓盐酸调节体系pH=7.0~7.5,所得反应混合液直接用于下一步纯化操作;
(2)纯化过程:控温20-30℃,将步骤(1)所得反应混合液加入到透析袋中,超声透析至氯离子含量检测<10ppm;将所得透析液用活性炭处理,检测产品至紫外吸收<0.5AU,使用相对于原料β-环糊精的体积比1~2Vol/g的去离子水洗涤活性炭两次,洗液合并滤液后进行下一步操作;合并滤液过0.65-0.22um精密过滤器后,浓缩至检测磺丁基醚-β-环糊精含量占溶液总重的百分比为30~35%wt,冷冻干燥得到磺丁基醚-β-环糊精,通过毛细管电泳检测磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度为6.7。
上述所述步骤(1)中,β-环糊精为商业品β-环糊精在90~100度的热水中结晶2~3次后制得的产物。
上述所述步骤(1)中,有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环或2-甲基四氢呋喃中的至少一种。
上述所述步骤(1)中,有机溶剂与β-环糊精的用量比为0.02~0.20mL/g,氢氧化钠水溶液中的氢氧化钠与β-环糊精的用量比为7.0摩尔当量,1,4-磺丁内酯与β-环糊精的用量比为8.0摩尔当量,调节体系pH值使用的氢氧化钠水溶液中的氢氧化钠与β-环糊精的用量比为3.5摩尔当量。
上述所述步骤(2)中,透析袋的截留分子量为1000;活性炭与β-环糊精的用量比为0.05~0.2g/g;洗活性炭的去离子水与β-环糊精的用量比例为1~2mL/g。
上述所述步骤(2)中,若活性炭处理后的产品的紫外吸收值仍大于等于0.5AU,则将产品再一次进行活性炭处理。
本发明的优越性:1、β-环糊精和1,4-磺丁内酯为原料,通过向碱性水溶液中引入适量有机溶剂,增加了1,4‐磺丁内酯的溶解度,大大提高了磺丁基醚-β-环糊精的合成收率。2、本方法工艺稳定,反应条件温和,后处理简单,易于操作,所得产品收率较高,收率为75%-80%,适合工业化生产的需要。
(四)附图说明:
图1为本发明所涉一种制备磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)的方法的化学反应过程图。
结合图1可以更加直观的理解上述发明的技术方案。
(五)具体实施方式:
为了充分说明本发明专利的实质、制备思路及构思,在下述实施例中验证本发明所述的制备方法,这些实施例仅供举例说明和特例代表,不应被解释或理解为对本发明保护的限制。
实施例1:一种制备磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)的方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)合成反应:控温20-30℃,向反应瓶中加入1,4-二氧六环(0.4mL)以及氢氧化钠水溶液(3.7N,123.3mmol),升温至60~70℃,将β-环糊精(20g,17.6mmol)加入到反应瓶中;70~75℃向上述体系滴加1,4-磺丁内酯(19.2g,141.0mmol),滴加完毕后体系于70~75℃下搅拌,1小时内体系pH下降较为明显,使用氢氧化钠水溶液(3.7N,共计61.7mmol)控制体系pH>9;HPLC跟踪至β-环糊精剩余<0.5%wt,降至20~25℃,然后使用浓盐酸调节体系pH7.0~7.5,所得反应混合液直接用于下一步纯化操作。
(2)纯化过程:控温20-30℃,将所得反应处理液加入到透析袋中,超声透析,至氯离子含量检测<10ppm;将所得透析液用活性炭(1g)处理,检测产品至紫外吸收<0.5AU(如果紫外吸收不在此范围,则重复操作一次),用去离子水20mL洗活性炭两次,洗液合并滤液后进行下一步操作;合并滤液过0.65-0.22um精密过滤器后,浓缩至检测磺丁基醚-β-环糊精含量30~35%wt,冷冻干燥得到磺丁基醚-β-环糊精30.5g,收率80%。通过毛细管电泳检测磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度为6.7。
实施例2:一种制备磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)的方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)合成反应:控温20-30℃,向反应瓶中加入四氢呋喃(1.0mL)以及氢氧化钠水溶液(3.7N,61.7mmol),升温至60~70℃,将β-环糊精(10g,8.8mmol)加入到反应瓶中;70~75℃向上述体系滴加1,4-磺丁内酯(9.6g,70.5mmol),滴加完毕后体系于70~75℃下搅拌,1小时内体系pH下降较为明显,使用氢氧化钠水溶液(3.7N,共计30.9mmol)控制体系pH>9;HPLC跟踪至β-环糊精剩余<0.5%wt,降至20~25℃,然后使用浓盐酸调节体系pH7.0~7.5,所得反应混合液直接用于下一步纯化操作。
(2)纯化过程:控温20-30℃,将所得反应处理液加入到透析袋中,超声透析,至氯离子含量检测<10ppm;将所得透析液用活性炭(1g)处理,检测产品至紫外吸收<0.5AU(如果紫外吸收不在此范围,则重复操作一次),用去离子水15mL.洗活性炭两次,洗液合并滤液后进行下一步操作;合并滤液过0.65-0.22um精密过滤器后,浓缩至检测磺丁基醚-β-环糊精含量30~35%wt,冷冻干燥得到磺丁基醚-β-环糊精14.9g,收率78%。通过毛细管电泳检测磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度为6.7。
实施例3:一种制备磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)的方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)合成反应:控温20-30℃,向反应瓶中加入2-甲基四氢呋喃(2mL)以及氢氧化钠水溶液(3.7N,61.7mmol),升温至60~70℃,将β-环糊精(10g,8.8mmol)加入到反应瓶中;70~75℃向上述体系滴加1,4-磺丁内酯(19.2g,71mmol),滴加完毕后体系于70~75℃下搅拌,1小时内体系pH下降较为明显,使用氢氧化钠水溶液(3.7N,共计30.9mmol)控制体系pH>9;HPLC跟踪至β-环糊精剩余<0.5%wt,降至20~25℃,然后使用浓盐酸调节体系pH7.0~7.5,所得反应混合液直接用于下一步纯化操作。
(2)纯化过程:控温20-30℃,将所得反应处理液加入到透析袋中,超声透析,至氯离子含量检测<10ppm;将所得透析液用活性炭(2g)处理,检测产品至紫外吸收<0.5AU(如果紫外吸收不在此范围,则重复操作一次),用去离子水20m L洗活性炭两次,洗液合并滤液后进行下一步操作;合并滤液过0.65-0.22um精密过滤器后,浓缩至检测磺丁基醚-β-环糊精含量30~35%wt,冷冻干燥得到磺丁基醚-β-环糊精14.3g,收率75%。通过毛细管电泳检测磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度为6.7。
由此可见,本发明中公开的一种合成磺丁基醚-β-环糊精的方法,以β-环糊精和1,4-磺丁内酯为原料,通过向碱性水溶液中引入适量有机溶剂,增加了1,4‐磺丁内酯的溶解度,提高了磺丁基醚-β-环糊精的合成收率;所得产品溶液经过超声透析,活性炭脱色,冷冻干燥等操作得到磺丁基醚-β-环糊精粉末产品。本发明工艺稳定,反应条件温和,易于操作,所得产品收率较高,为规模化生产磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)提供了一种新的思路和方法。
Claims (6)
1.一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)合成反应:控温20-30℃,向反应瓶中加入有机溶剂和浓度为3.7N的氢氧化钠水溶液,升温至60~70℃,将β-环糊精(化合物1)加入到反应瓶中;于70~75℃向体系中滴加1,4-磺丁内酯(化合物2),滴加完毕后体系于70~75℃下搅拌,使用浓度为3.7N的氢氧化钠水溶液控制体系pH>9;HPLC跟踪至β-环糊精剩余量占β-环糊精投入总量的百分比小于0.5%wt,降至20~25℃,然后使用浓盐酸调节体系pH=7.0~7.5,所得反应混合液直接用于下一步纯化操作;
(2)纯化:控温20-30℃,将步骤(1)所得反应混合液加入到透析袋中,超声透析至氯离子含量检测<10ppm;将所得透析液用活性炭处理,检测产品至紫外吸收<0.5AU,使用相对于原料β-环糊精的体积比1~2Vol/g的去离子水洗涤活性炭两次,洗液合并滤液后进行下一步操作;合并滤液过0.65-0.22um精密过滤器后,浓缩至检测磺丁基醚-β-环糊精含量占溶液总重的百分比为30~35%wt,冷冻干燥得到磺丁基醚-β-环糊精,通过毛细管电泳检测磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度为6.7。
2.根据权利要求1所述一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于所述步骤(1)中,β-环糊精为商业品β-环糊精在90~100℃的热水中结晶2~3次后制得的产物。
3.根据权利要求1所述一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于所述步骤(1)中,有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环或2-甲基四氢呋喃中的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于所述步骤(1)中,有机溶剂与β-环糊精的用量比为0.02~0.20mL/g,氢氧化钠水溶液中的氢氧化钠与β-环糊精的用量比为7.0摩尔当量,1,4-磺丁内酯与β-环糊精的用量比为8.0摩尔当量,调节体系pH值使用的氢氧化钠水溶液中的氢氧化钠与β-环糊精的用量比为3.5摩尔当量。
5.根据权利要求1所述一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于所述步骤(2)中,透析袋的截留分子量为1000;活性炭与β-环糊精的用量比为0.05~0.2g/g;洗活性炭的去离子水与β-环糊精的用量比例为1~2mL/g。
6.根据权利要求1所述一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于所述步骤(2)中,若活性炭处理后的产品的紫外吸收值仍大于等于0.5AU,则将产品再一次进行活性炭处理。
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