一种硫辛酸聚合物杂质的制备及其检测方法
技术领域
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种硫辛酸聚合物杂质的制备及其检测方法。
背景技术
右旋硫辛酸,(英文名R(+)AlphaLipoicAcid)其分子式:C8H14O2S2,分子量206.33,结构式如下:
硫辛酸含有双硫五元环结构,电子密度高,具备很高的自由基反应能力,其被誉为“万能抗氧化剂”,能去除机体自由基,能促进机体利用葡萄糖合成维生素C,有效去除黑色素,还具有抗炎抗衰老的功效。目前被广泛应用于预防和治疗心脏病、糖尿病、肝病和老年痴呆症。
临床上,目前的硫辛酸品种主要用于治疗糖尿病周围神经病变(diabeticperipheral neuropathy,DPN)引起的感觉异常。我国在2000年批准了原研的德国史达得公司的硫辛酸注射液(奥力宝)进口上市,国内一些有关硫辛酸液体或者固体的仿制制剂也都获得了国内SFDA的批准而相继上市。
硫辛酸具有旋光性,与混旋硫辛酸,左旋硫辛酸相比,在治疗II型糖尿病促进骨骼肌摄取葡萄糖;减少血浆胰岛素和游离脂肪酸水平;改善胰岛素作用下的糖原合成以及葡萄糖氧化作用;增加动物血流含氧量等方面,右旋硫辛酸更具有活性优势。因此,右旋硫辛酸在预防和治疗心脏病、糖尿病、肝病及老年痴呆等疾病方面具有更广阔的前景。
但是,右旋硫辛酸具有在理化性质上的重大缺陷,即很不稳定;并且,右旋硫辛酸的熔点比消旋体更低,只有47℃左右,在较低温度下即可发生聚合,在酸性催化和光照条件下聚合加剧,影响了其临床治疗的药效和安全性。
硫辛酸极易聚合的特性早已被研究者们发现、探索并利用。早在1956年,Thomas等人在Journal of the American Chemical Society中的论文“Disulfide Polymers ofDL-Lipoic Acid”中首次报道了DL-硫辛酸热聚合的反应。其是将硫辛酸在65℃加热熔融,保温反应15min,降至室温后,用苯溶剂连续萃取反应产物,直至萃取溶剂的颜色变成无色,浓缩苯溶剂,最终得到粘稠的淡黄色聚合物。但是,在该报道中没有描述产物的聚合程度及分子量,并且使用剧毒的苯溶剂来萃取,使得该制备方法难以推广。
2010年,日本学者KISANUKI等人在Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry上发表的论文“Ring-Opening Polymerization of Lipoic Acid andCharacterization ofthe Polymer”中,将硫辛酸纳入经典的聚合物反应条件下进行聚合。其中之一是在不加入任何引发剂的情况下,进行本体熔融的封管聚合,所得聚合物的分子量经GPC分析确定在105-106的范围内,聚合程度非常高。
德国欧博康公司在申请的中国专利CN200780029055.3中公开了一种低聚态的硫辛酸衍生物,聚合度n为4-6,尤其优选的是以碱土金属盐,有机胺盐或者氨基酸盐的形式存在,并请求保护包含该低聚态的硫辛酸的组合物在制备稳定类胡萝卜素或类胡萝卜素衍生物的药物中的用途。其是将碱与硫辛酸在水溶液中反应,且高温反应1-5h,然后通过添加不良溶剂析出低聚态硫辛酸和碱平衡离子的合成物。
虽然硫辛酸聚合物及合成反应屡见不鲜,但是将药品储存过程中易产生的硫辛酸低聚物作为杂质对照品,加上高效液相色谱法,用以测定硫辛酸原料药和制剂中的聚合物杂质含量,还未见报道。目前,在有关硫辛酸的原料药和制剂品种的质量控制中,有关物质的检查方面,除了特定控制已知杂质A,即6,8-表三硫辛酸之外,其他杂质基本都是按照未知杂质控制的。鉴于硫辛酸极易聚合的不稳定的特性,其聚合物杂质很可能混在这些未知杂质当中而未被单独控制,或者在现有色谱条件下根本没有检出,因此有可能会造成聚合物杂质引发不良反应例如过敏症状的安全风险。更有可能的是,普遍使用在有关物质检查项的C18色谱柱系统,也许根本无法检出或有效分离出硫辛酸相关的聚合物杂质,给用药的疗效和安全性带来了隐患。
发明内容
本发明为了克服上述背景技术的不足,提供了一种硫辛酸低聚物的杂质对照品及其制备方法,还包括运用该硫辛酸低聚物杂质对照品,运用高效的分子排阻色谱法,来测定硫辛酸原料药和制剂中的聚合物杂质含量的检测方法。
为了针对性地研究右旋硫辛酸原料药和制剂在日常存储过程中产生的聚合物杂质的特点,我们将三批中试样品的原料药和制剂,经过6个月加速试验,以及光照影响因素试验一段时间后的样品,进行聚合物杂质的分离分析。经过适当的后处理过程后,我们把富含聚合物杂质的母液进行浓缩,将浓缩物通过制备液相的方法进行分离并收集聚合物组分峰,将富集的聚合物杂质浓缩,送检进行ESI-MS的质谱分析。结果显示,上述杂质浓缩中主要显示的是二聚体和三聚体的质子峰,由质子峰强度初步判断占绝大部分的比重,质谱中无四聚体的分子量出现。这表明在常规的生产和储藏条件下,硫辛酸产生的聚合物杂质主要是二聚 体和三聚体,即属于硫辛酸的低聚物,而在此条件下生成硫辛酸高聚物的几率较小。
因此,能制备获得纯度符合要求的右旋硫辛酸低聚物作为杂质对照品,将对硫辛酸的原料药和制剂中的聚合物杂质的定性、定量分析控制具有重要意义。
本发明的目的之一提供了一种高纯度的硫辛酸低聚物的组合物及其制备方法。
本发明提供的一种组合物,其包含有如下所示的右旋硫辛酸低聚物,该低聚物由2至3个右旋硫辛酸单体分子缩聚而成,其中,n=2-3;
进一步地,该组合物中右旋硫辛酸的二聚体、三聚体的HPLC纯度之和大于98.5%。
本发明还提供一种制备如权利要求1或2所述的组合物的方法,其特征在于,包含如下步骤:
A)将右旋硫辛酸单体溶于无水的四氢呋喃或二氧六环的溶剂中,加入催化量的偶氮二异丁腈AIBN,在35-40℃下搅拌10-20min;其中,右旋硫辛酸在溶剂中的质量/体积百分数为3-15%,单位g/mL;
B)快速降温至10-15℃之间,保温搅拌0.5-1.5h,加入适量稀酸溶液终止反应;
C)将反应液投入乙酸乙酯和水的混合液中,搅拌分层,取乙酸乙酯层,水层再用乙酸乙酯萃取两遍,合并有机层,浓缩至少量体积后加入异丙基醚,析出淡黄色的半固体,即得到上述右旋硫辛酸低聚物的组合物。
优选地,步骤A中的溶剂选择为四氢呋喃,右旋硫辛酸在四氢呋喃中的质量/体积百分数为3-5%,单位g/mL;偶氮二异丁腈的质量是右旋硫辛酸质量的0.05-0.1倍。
优选地,步骤B中,在10-15℃之间保温搅拌的时间为1h,稀酸溶液选自稀盐酸、稀磷酸中的一种,浓度为5-10%。
优选地,步骤C所得的右旋硫辛酸低聚物的组合物粗品可通过如下步骤进行重结晶精制:将粗品悬浮于甲基异戊酮中,搅拌分散,升高温度至45-50℃之间,缓慢加入体积比为1:1的乙醇/水的混合溶剂,直至完全溶解,趁热过滤,缓慢降至温度0-5℃,收集析出的淡黄色半固体,30±2℃真空干燥12h,即得精制品。
优选地,甲基异戊酮的体积是粗品重量的6-9倍,乙醇/水混合溶剂的体积为粗品重量的3-4倍,体积重量比的单位是mL/g。
本发明的另一个目的是提供右旋硫辛酸原料或制剂样品中所述右旋硫辛酸低聚物杂质的检测方法。
本发明人对该分析方法的摸索进行过深入研究。我们发现运用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂的C18柱,虽然可有效控制已知杂质A及其他未知杂质,但对于聚合物杂质这一部分研究很不透彻透彻。我们运用按本发明制备方法获得的右旋硫辛酸低聚物对照品,指针性地定位样品中的聚合物杂质,发现C18柱体系并不能有效指示出聚合物杂质峰。我们参考有关β-内酰胺抗生素控制聚合物杂质的方法,采用高效的分子排阻色谱法进行本品中聚合物杂质的分离和分析,具体色谱条件如下:
岛津LC-20AT(DAD检测器),TSK-GEL-G2000SWXL(7.8*300mm,5μm)色谱柱,以0.005mol/L磷酸盐缓冲液(pH7.0)[0.005mol/L的磷酸氢二钠溶液-0.005mol/L的磷酸二氢钠溶液(60:40)]-乙腈(97:3)为流动相,流速为0.8mL/min,检测波长为254nm,进样量20μL,柱温为25℃。
我们发现和参考,中国药典中在抗生素品种聚合物杂质控制时大多数是采用不加校正因子的自身对照法,因此,我们采用首先尝试不加校正因子的自身对照法来计算,同时使用低聚物对照品的溶液进行色谱峰的定位。我们制备的低聚物对照品在上述色谱条件下,显示的是位于主峰硫辛酸之前的一个单峰,分离度良好。具体检测步骤是:
(1)取右旋硫辛酸原料药适量,精密称定,用适量乙腈溶解后,加流动相稀释成每1mL含1.0mg的溶液,作为供试品溶液;
(2)精密量取供试品溶液适量,用流动相稀释成每1mL含10μg的溶液作为对照溶液A;
(3)另精密称取右旋硫辛酸低聚物对照品适量,加乙腈溶解并定量稀释成每1mL含10μg的溶液作为低聚物对照品溶液B;
(4)取对照溶液A的20μL注入液相色谱仪,调节检测灵敏度,使主成分峰的峰高为满量程的20-25%;
(5)再精密量取上述三种溶液各20μL,分别注入液相色谱仪,记录供试品溶液色谱图;供 试品溶液的色谱图中如显示低聚物峰,按照不加校正因子的自身对照法计算含量,不得大于对照溶液A主峰面积的0.5倍(0.5%)。
在获得制备的右旋硫辛酸低聚物对照品的基础上,我们尝试开发杂质对照品的外标法进行计算。我们制备的低聚物对照品在所采用的色谱条件下显示的是位于主峰硫辛酸之前的单峰,分离度良好。具体检测步骤是:
(1)取右旋硫辛酸原料药适量,精密称定,用适量乙腈溶解后,用流动相稀释制成每1ml中约含1.0mg的溶液,作为供试品溶液;
(2)另取右旋硫辛酸低聚物对照品适量,精密称定,用稀释液制成每1ml中约含10μg的溶液,作为对照品溶液;
(3)照高效液相色谱法(中国药典2010年版二部附录V D)测定,精密量取对照品溶液20μL注入液相色谱仪,记录色谱图,调节检测灵敏度,使杂质对照品的峰高约为满量程的20-25%;
(4)再精密量取供试品溶液与对照品溶液各20μL,分别注入液相色谱仪;
(5)供试品溶液如有与对照品溶液中杂质A保留时间一致的色谱峰,按外标法以峰面积计算,其含量不得过0.5%。
右旋硫辛酸制剂的检测方法可按照原料药的方法进行调整即得。
本发明还有一个目的是提供所述右旋硫辛酸低聚物对照品在右旋硫辛酸的原料药或制剂检测中的用途。
综上所述,本发明取得了如下有益的技术效果和进步:
(1)采用本制备方法可简便地实现右旋硫辛酸原料药或制剂中可能存在的杂质,即低聚物的制备,可作为硫辛酸检测方法中杂质对照品使用。本制备方案操作简便,其实原料易得,制备量完全可满足作为右旋硫辛酸检测方法中的杂质对照品使用的需要。我们也曾尝试仅使用本体熔融的热聚合方式进行缩聚,但聚合程度难以把握,无法获得低聚物比如二聚体三聚体,相反获得的是分子量在一万以上的高聚物。我们发现右旋硫辛酸的低浓度溶液3-5%,在自由基引发剂偶氮二异丁腈的催化下,控制好引发温度和聚合反应的持续时间,即可获得较为理想的右旋硫辛酸的低聚物,质谱分析主要为二聚体和三聚体,再经重结晶精制后,即可纯度达标98.5%的杂质对照品。
(2)采用高效的分子排阻色谱法来控制右旋硫辛酸中的低聚物含量,能达到硫辛酸与低聚物的完全分离,两者峰形较好,理论板数按照右旋硫辛酸即能达到3000以上,且对于低聚物的检测灵敏度较其他常规方法高,最低检测限能达到0.1ug/mL,在右旋硫辛酸原料药和制剂的制备和储藏过程中能有效的监控其低聚物的产生与变化情况,为右旋硫辛酸制剂的 临床应用提供进一步的安全保障。
(3)本发明提供了一种能对右旋硫辛酸的聚合物杂质进行快速且准确检测的分析方法,能将缩合物杂质和右旋硫辛酸先后分开,并能准确测定其聚合物杂质的含量,且聚合物杂质的出峰位置比较固定,利于解决其定位的问题。整个测试分析全过程在20min以内,大大缩短了检测时间。所用方法简便,灵敏,准确,重复性好,十分利于聚合物的检查和含量测定。
附图说明
图1为供试品溶液典型的色谱图,其中,1表示主峰,2表示低聚物峰,3表示该色谱条件下的其他降解产物。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1右旋硫辛酸低聚物的制备
将右旋硫辛酸单体10g,溶于无水二氧六环200mL中,加入催化量的偶氮二异丁腈0.5g,在35-40℃下搅拌15min,之后快速降温至10-15℃之间,保温搅拌1h,加入5%稀盐酸约10mL终止反应;将反应液投入乙酸乙酯400mL和水400mL的混合液中,搅拌分层,取乙酸乙酯层,水层再用乙酸乙酯200mL萃取两遍,合并有机层,浓缩至少量体积约50mL后加入异丙基醚300mL,析出淡黄色的半固体,过滤,30±2℃真空干燥10h,即得到上述右旋硫辛酸低聚物的组合物约7.5g,收率75%,HPLC纯度为98.5%。
实施例2右旋硫辛酸低聚物的精制
将实施例1所得右旋硫辛酸低聚物粗品5g悬浮于甲基异戊酮40mL中,搅拌分散,升高温度至45-50℃之间,缓慢加入体积比为1:1的乙醇/水的混合溶剂约15mL,保温搅拌直至完全溶解,趁热过滤,缓慢降至温度0-5℃,收集析出的淡黄色半固体,30±2℃真空干燥12h,即得精制品3.5g,纯度为99.5%。
实施例3右旋硫辛酸低聚物精制品的制备
将右旋硫辛酸单体8g,溶于无水四氢呋喃180mL中,加入催化量的偶氮二异丁腈0.4g,在35-40℃下搅拌20min,之后快速降温至10-15℃之间保温搅拌1h,加入5%稀磷酸20mL终止反应;将反应液投入乙酸乙酯400mL和水400mL的混合液中,搅拌分层,取乙酸乙酯层,水层再用乙酸乙酯200mL萃取两遍,合并有机层,浓缩至少量体积约40mL后加入异丙 基醚250mL,析出淡黄色的半固体,过滤,30±2℃真空干燥12h,即得到上述右旋硫辛酸低聚物的组合物约5.9g,收率78%,HPLC纯度为98.6%;将所得产物进一步精制,即将上述5g样品悬浮于甲基异戊酮45mL中,搅拌分散,升高温度至45-50℃之间,缓慢加入体积比为1:1的乙醇/水的混合溶剂约20mL,保温搅拌直至完全溶解,趁热过滤,缓慢降至温度0-5℃,收集析出的淡黄色半固体,30±2℃真空干燥12h,即得精制品,约3.2g,HPLC纯度为99.6%。
核磁氢谱1H-NMR:δppm 3.05(3H,m,6-H,8-H2);2.62(2H,t,J=7Hz,2-H2);2.25(2H,m,7-H2);1.37-1.95(6H,m,3,4,5-H2)。
质谱ESI-MS(质谱条件:ESI电离源,负离子模式,极化电压-4200V,进样速度5μL/min,采用频率1s,质量范围200-2000Da)
m/z=415.7,[二聚体+H]+;437.4,[二聚体+Na]+;m/z=621.8,[三聚体+H]+;644.1,[三聚体+Na]+。
实施例4对比实施例,右旋硫辛酸的本体熔融热聚合反应
称取硫辛酸8g置于50mL反应瓶中,在65℃加热片刻后,得到熔融粘稠油状物,投入磁力搅拌子,在油状物中快速搅拌,60-65℃间保温反应0.5h。降至室温,加入适量DMF溶出产物后,缓慢滴加到甲基叔丁基醚之中,得到浅黄色的絮状产物,搅拌片刻后随即所称淡黄色的一团半固体物。将该半固体物物依次用乙醇和乙酸乙酯洗涤,30±2℃真空干燥12h,即得右旋硫辛酸的热聚产物。
采用快速轰击质谱分析法测试,FAB-MS(M-H)-:205(68),413(8.9),619(2.9),825(1.5),1031(0.88),1237(0.62),1443(0.47),1649(0.3),1855(0.17),2061(0.17),2269(0.13),2475(0.11)。
由上述结果可知,该聚合物的分散度较大,分子量变化从二聚体n=2至多聚体n=10不等。
实施例5不加校正因子的自身对照法测定原料药中的聚合物杂质
具体色谱条件如下:岛津LC-20AT(DAD检测器),TSK-GEL-G2000SWXL(7.8*300mm,5μm)色谱柱,以0.005mol/L磷酸盐缓冲液(pH7.0)[0.005mol/L的磷酸氢二钠溶液-0.005mol/L的磷酸二氢钠溶液(60:40)]-乙腈(97:3)为流动相,流速为0.8mL/min,检测波长为254nm,进样量20μL,柱温为25℃。
我们制备的低聚物对照品在所采用的色谱条件下显示的是位于主峰硫辛酸之前的单峰,分离度良好。具体检测步骤是:(1)取右旋硫辛酸原料药适量,精密称定,用适量乙腈 溶解后,加流动相稀释成每1mL含1.0mg的溶液,作为供试品溶液;
(2)精密量取供试品溶液适量,用流动相稀释成每1mL含10μg的溶液作为对照溶液A;
(3)另精密称取本发明制备的右旋硫辛酸低聚物对照品适量,加乙腈溶解并定量稀释成每1mL含10μg的溶液作为低聚物对照品溶液B;
(4)取对照溶液A的20μL注入液相色谱仪,调节检测灵敏度,使主成分峰的峰高为满量程的20-25%;
(5)再精密量取上述三种溶液各20μL,分别注入液相色谱仪,记录供试品溶液色谱图;供试品溶液的色谱图中如显示低聚物峰,按照不加校正因子的自身对照法计算含量,不得大于对照溶液A主峰面积的0.5倍(0.5%)。
实施例6杂质对照品的外标法测定原料药中的聚合物杂质
我们按照杂质对照品的外标法进行计算。我们制备的低聚物对照品在所采用的色谱条件下显示的是位于主峰硫辛酸之前的单峰,分离度良好。具体检测步骤是:
(1)取右旋硫辛酸原料药适量,精密称定,用适量乙腈溶解后,用流动相稀释制成每1ml中约含1.0mg的溶液,作为供试品溶液;
(2)另取本发明制备的右旋硫辛酸低聚物对照品适量,精密称定,用稀释液制成每1ml中约含10μg的溶液,作为对照品溶液;
(3)照高效液相色谱法(中国药典2010年版二部附录V D)测定,精密量取对照品溶液20μL注入液相色谱仪,记录色谱图,调节检测灵敏度,使杂质对照品的峰高约为满量程的20-25%;
(4)再精密量取供试品溶液与对照品溶液各20μL,分别注入液相色谱仪;
(5)供试品溶液如有与对照品溶液中杂质A保留时间一致的色谱峰,按外标法以峰面积计算,其含量不得过0.5%。
实施例7外标法中杂质对照品标准曲线的绘制
精密称取右旋硫辛酸低聚物的对照品适量,加适量乙腈溶解,用流动相稀释制成每1ml含右硫辛酸低聚物60μg的混合溶液,作为储备液。精密量取储备液1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、6.0ml、8ml,分别置10ml量瓶中,加稀释液稀释至刻度,摇匀,分别作为线性溶液②、③、④、⑤、⑥、⑦。精密量取线性溶液③1.0ml,置20ml量瓶中,加稀释液稀释至刻度,摇匀,作为线性溶液①。再精密量取线性溶液①-⑦各20μl,注入液相色谱仪,记录色谱图。由线性浓度C对峰面积A进行线性回归,结果见下表:
以上结果表明,右旋硫辛酸低聚物在相应浓度范围内与峰面积呈线性,且线性关系良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的实质技术内容,本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围汇总,任何他人完成的技术实体或方法,若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同,也或是一种等效的变更,均将被视为涵盖于本权利要求范围之中。