CN106279208A - 一种利用流体力学原理制备的头孢噻肟钠化合物及其制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用流体力学原理制备的头孢噻肟钠化合物及其制剂即注射用头孢噻肟钠，“高端医药产品精制结晶技术的研发与产业化项目”获得2015年国家科学技术进步二等奖，流体力学原理属于高端医药产品精制结晶技术中的一项。所述头孢噻肟钠化合物采用X‑射线粉末衍射测定，其图谱中以衍射角2θ表示的主要特征峰为9.24°，18.65°，20.65°，25.10°，28.42°。该化合物具有纯度高、杂质含量低、流动性好、稳定性好的特点。

Description

一种利用流体力学原理制备的头孢噻肟钠化合物及其制剂
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种利用流体力学原理制备的头孢噻肟钠化合物及其制剂。
背景技术
本发明人之一天津大学和西安利君制药有限责任公司等单位的高端医药产品精制结晶技术的研发与产业化项目，获得2015年国家科学技术进步二等奖。
流体力学原理属于高端医药产品精制结晶技术中的一项，其旨在突破国内外对相关医药产品晶型及其结晶技术专利封锁，实现了高端医药产品研发与结晶技术水平跃升，达到了国际领先水平，推动了我国制药产业科技进步。
头孢噻肟钠(Ceftizoxime Sodium)是第三代头孢菌素，化学名称为(6R,7R)-7-[2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-甲氧基亚氨基乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]辛-2-烯-2-羧酸钠。其结构式如下：
头孢噻肟钠是由德国赫司特-鲁塞尔公司、日本中外制药开发的一个头孢类产品，1980年由赫司特以“Claforan”商品名在德国首先上市，而鲁塞尔的产品在意大利上市，1981年头孢噻肟钠通过美国FDA审批。头孢噻肟钠对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、需氧菌和某些厌氧菌均有很强的抗菌活性，特别是对革兰氏阴性菌的杀灭作用更强。主要用于敏感菌所致的下呼吸道感染、尿路感染、腹腔感染、盆腔感染、败血症、皮肤软组织感染、骨和关节感染、肺炎链球菌或流感嗜血杆菌所致脑膜炎和单纯性淋病的治疗。头孢噻肟钠作为第三代头孢菌素，因其疗效高、副作用小、抗菌谱广、抗菌活性强等特点，具有很好的市场前景。
目前，头孢噻肟钠存在杂质偏高、含量偏低、结晶状态差、不易分装、稳定性较差等问题。这些问题的存在，一方面导致产品质量较差且不稳定，销售出去 的产品极易被要求退货，另一方面这种情况将造成人力、物力、财力的严重浪费。
为解决上述问题，制备一种具有纯度高、杂质含量低、性质稳定的头孢噻肟钠化合物及其制剂显得尤为重要。
本发明人主要将流体力学原理装置创造性地引入到头孢噻肟钠的制备过程中，用于解决头孢噻肟钠杂质偏高、含量偏低、稳定性较差等问题，通过充分考察制备过程中温度、溶剂、外力、添加剂等因素，得到了一种纯度高、杂质含量低、流动性好，更安全稳定的头孢噻肟钠化合物，该生产过程简单，原料、试剂价格便宜，适于工业化规模生产。利用本发明中所述的化合物制备成的制剂，制备过程简单，不需任何赋形剂，具有更好的稳定性且副作用小。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种头孢噻肟钠化合物，该晶型利用流体力学原理制备，具有纯度高、杂质含量低、流动性好、性质稳定的特点。
本发明所述的头孢噻肟钠用X射线粉末衍射测定，以2θ衍射角表示的X射线粉末衍射图谱在9.24°，18.65°，20.65°，25.10°，28.42°处显示特征衍射峰，其中2θ值误差范围为±0.2°。如附图1所示。
流体力学原理装置最早见于工业废气的处理，将此装置应用于结晶过程，可使结晶颗粒的生长和分离在不同的温度和混合强度条件下进行，有利于不同晶型的制备，并能很好的控制晶型的粒径和粒形。因为它的驻波反应器与溶剂循环槽是基本隔离的，前者可提供需要的反应温度、反应物料的高度湍动与混合，以及足够多的气液接触机会，以满足结晶反应的需要。而在循环槽内则完全可以较低的环境温度和相对稳定与平静的晶体生长环境，其生成的晶粒可在溶剂循环前加以分离，母液浓度则可以通过溶剂的不断循环来补充，以维持相对恒定。从这一角度讲，它是一种新型的理想结晶反应器。因此本发明人将此装置应用于头孢噻肟钠晶体的制备过程。
本发明所述的头孢噻肟钠制备包括下列步骤：
将乙酸乙酯和水加至流体力学原理装置的驻波反应器中，水浴控制温度，再向反应器中加入头孢噻肟酸，搅拌状态下，缓慢加入成盐剂，调节pH值；待pH值稳定后，加活性炭脱色，过滤；用丙酮、水洗涤炭饼；将溶剂循环槽和驻波反应器控制在适当温度范围，向滤液中滴加丙酮乙酯混合液、静置析晶；降低溶剂 循环槽内温度，继续滴加乙酸乙酯，静置析晶，抽滤，滤饼用丙酮洗涤；40℃减压干燥，得白色结晶性粉末。
优选地，上述制备方法中，所述乙酸乙酯和水的体积比为(3～8)：1；更优选地，体积比为(5～6)：1。
优选地，上述制备方法中，所述水浴温度为60～120℃；更优选地，温度为80～100℃。
优选地，上述制备方法中，所述成盐剂为碳酸钠、氢氧化钠、乙酸钠或碳酸氢钠中的一种或者它们的混合物。更优选地，成盐剂为碳酸钠或碳酸氢钠中的一种。
优选地，上述制备方法中，所述成盐剂加入后调节pH值为3～8；更优选地，pH值为5～6。
优选地，上述制备方法中，所述首次析晶溶剂循环槽内控制温度为10～30℃；更优选地，温度为15～20℃。
优选地，上述制备方法中，所述丙酮乙酯混合液中丙酮和乙酯的混合比例为1:(3～6)；更优选地，混合为1:5。
优选地，上述制备方法中，所述二次析晶溶剂循环槽内控制温度为0～15℃；更优选地，温度为5～10℃。
本发明的第二目的在于提供一种包含本发明所述头孢噻肟钠的制剂，该制剂制备过程操作简单，较以往产品具有更好的稳定性。
该制剂的制备主要是对上述所制备的头孢噻肟钠进行无菌分装，制备步骤如下：
(1)备料：根据原料药含量及水分折算后，按处方量称取头孢噻肟钠；
(2)分装：在充氮的保护下将其分装于洗净并干燥灭菌的西林瓶中，压塞；
(3)轧盖；
(4)检验、包装。
附图说明
图1：头孢噻肟钠的X-射线粉末衍射图
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不因此将本发明限制 在所述的实施例范围中，本领域的技术人员应理解，对本发明内容所做的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
实施例1：头孢噻肟钠的制备
量取乙酸乙酯500ml和水100ml加至流体力学原理装置的驻波反应器中，水浴温度为100℃，搅拌混匀，再向驻波反应器中加入头孢噻肟酸100.41g，搅拌状态下，缓慢加入碳酸钠50.34g，调节pH值至4.2，待pH值稳定后，加入活性炭0.85g脱色30min，过滤。用丙酮50ml×2、水50ml×2依次洗涤炭饼。溶剂循环槽温度控制在18～20℃，驻波反应器温度控制在30～35℃，开启循环泵，向驻波反应器内滴加丙酮乙酯(比例为1:5)混合液300ml、完毕后继续循环5min，关闭循环泵，静置析晶30min。将溶剂循环槽温度缓慢降温至5～8℃，开启循环泵，继续滴加乙酸乙酯50ml，关闭循环泵后，静置析晶2h。抽滤，滤饼用丙酮50ml×2洗涤。40℃减压干燥，得白色结晶性粉末103.14g。
采用X-射线粉末衍射法(XRPD)来研究和表征头孢噻肟钠新结晶形式。
仪器设备：EMPYREAN(锐影)X射线衍射仪(荷兰Panalytical公司)。
测定结果：实施例1头孢噻肟钠的X射线粉末衍射图谱以2θ衍射角表示在9.24°，18.65°，20.65°，25.10°，28.42°处显示特征衍射峰。具体参见说明书附图1。
所述XRPD衍射的具体数据见下表：
表1头孢噻肟钠衍射数据
编号 d值 2θ(°) I/I0％
1 9.58 9.24 100.00
2 4.76 18.65 33.00
3 4.30 20.65 12.20
4 3.55 25.10 32.30
5 3.14 28.42 50.29
实施例2：头孢噻肟钠的制备
量取乙酸乙酯600ml和水100ml加至流体力学原理装置的驻波反应器中，水浴温度为80℃，搅拌混匀，再向驻波反应器中加入头孢噻肟酸100.01g，搅拌状态下，缓慢加入碳酸钠50.50g，调节pH值至5.0，待pH值稳定后，加入活性炭0.90g脱色30min，过滤。用丙酮50ml×2、水50ml×2依次洗涤炭饼。溶剂循 环槽温度控制在15～18℃，驻波反应器温度控制在30～35℃，开启循环泵，向驻波反应器内滴加丙酮乙酯(比例为1:4)混合液400ml、完毕后继续循环5min，关闭循环泵，静置析晶30min。将溶剂循环槽温度缓慢降温至6～10℃，开启循环泵，继续滴加乙酸乙酯60ml，关闭循环泵后，静置析晶2h。抽滤，滤饼用丙酮50ml×2洗涤。40℃减压干燥，得白色结晶性粉末103.20g。
实施例3：头孢噻肟钠的制备
量取乙酸乙酯400ml和水100ml加至流体力学原理装置的驻波反应器中，水浴温度为105℃，搅拌混匀，再向驻波反应器中加入头孢噻肟酸100.11g，搅拌状态下，缓慢加入碳酸钠50.42g，调节pH值至5.5，待pH值稳定后，加入活性炭0.84g脱色30min，过滤。用丙酮50ml×2、水50ml×2依次洗涤炭饼。溶剂循环槽温度控制在10～16℃，驻波反应器温度控制在30～35℃，开启循环泵，向驻波反应器内滴加丙酮乙酯(比例为1:4)混合液400ml、完毕后继续循环5min，关闭循环泵，静置析晶30min。将溶剂循环槽温度缓慢降温至5～8℃，开启循环泵，继续滴加乙酸乙酯50ml，关闭循环泵后，静置析晶2h。抽滤，滤饼用丙酮50ml×2洗涤。40℃减压干燥，得白色结晶性粉末102.94g。
实施例4：注射用头孢噻肟钠的制备
按照实施例1的步骤制备头孢噻肟钠，采用此原料制备注射用头孢噻肟钠，规格0.5g(以C16H17N5O7S2计)。
处方：
制备过程：
(1)备料：根据原料药含量及水分折算后，按处方量称取头孢噻肟钠；
(2)分装：在充氮的保护下将其分装于洗净并干燥灭菌的西林瓶中，压塞；
(3)轧盖；
(4)检验。
对比例1：头孢噻肟钠的制备
按照中国专利CN 102807573 A中描述制备方法，制备头孢噻肟钠。
将2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-甲氧亚胺乙酸2.05g溶于20ml乙醇中，加入4-二甲氨基吡啶1.85g和二环己基碳二亚胺3.05g，室温搅拌30min后，加入N- 羟基琥珀酰亚胺1.20g，室温搅拌30min后，加入饱和氯化铵溶液40ml，搅拌后，采用40ml乙酸乙酯萃取，分出乙酸乙酯层，有机相经饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂，柱层析(乙酸乙酯/甲醇＝10：1)洗脱，得活性酯2.75g。
将活性酯2.75g溶于20ml二氯甲烷中，加入7-氨基-无-3-头孢环-4-羧酸1.92g和三乙胺10ml，室温搅拌反应8h后，用1mol/L的盐酸溶液调pH值至4.5，并在-5℃下反应2h。二氯甲烷萃取，活性炭脱色，干燥后浓缩得头孢唑肟酸3.04g。
将头孢唑肟酸3.04g溶于10ml乙酸乙酯中，滴入溶有5g碳酸氢钠的乙酸乙酯20ml，25℃搅拌析晶，30℃减压烘干得白色粉末2.59g。
对比例2：注射用头孢噻肟钠的制备
取对比例1制备的头孢噻肟钠化合物，采用此原料制备注射用头孢噻肟钠，规格0.5g(以C16H17N5O7S2计)。
处方：
制备过程：
(1)备料：根据原料药含量及水分折算后，按处方量称取头孢噻肟钠；
(2)分装：在充氮的保护下将其分装于洗净并干燥灭菌的西林瓶中，压塞；
(3)轧盖；
(4)检验。
试验例1：
本发明人对本发明实施例1和对比例1所制备头孢噻肟钠进行了纯度和有关物质检测。
纯度检测结果：
结果：本发明制备的头孢噻肟钠纯度高于对比例1制备的头孢噻肟钠，有关物质低于对比例1制备的头孢噻肟钠，本发明产品质量较好。
试验例2：
本发明人对本发明实施例1和对比例1所制备头孢噻肟钠的流动性进行了研 究。休止角检测方法为将颗粒置于固定的漏斗中，使其自由落至水平面上，形成一底部半径为r的圆盘形堆积体，测定堆积体的高度为H，根据公式tanθ＝H/r计算。
休止角检测结果:
实施例 休止角θ
实施例1 27.2°
对比例1 33.8°
结果：本发明制备的头孢噻肟钠的流动性明显好于现有技术的头孢噻肟钠，在制剂的制备过程中，可以满足多种制备方式的需要。
试验例3：
本发明人对本发明实施例4和对比例2所制备注射用头孢噻肟钠进行了加速稳定性考察。考察条件为温度40℃±2℃、相对湿度75％±5％。放置6个月，分别于0、1、2、3、6月末取样。考察指标为性状、溶液的澄清度与颜色、不溶性微粒、含量及有关物质。
加速试验考察结果：
结果：实施例与对比例产品在上述试验条件下放置，含量和有关物质及其他各项指标均符合规定，质量较稳定，加速试验数据显示实施例含量和有关物质均较对比例变化小，质量较好。
本发明的头孢噻肟钠及其制剂经各项指标检验和加速稳定性试验考察表明稳定性好，远远优于现有技术的产品，本发明具有预料不到的技术效果质量可靠。

Claims (10)

1.一种具有如下结构式的头孢噻肟钠化合物，其特征在于，
以2θ衍射角表示的X射线粉末衍射图谱在9.24°，18.65°，20.65°，25.10°，28.42°处显示特征衍射峰，其中2θ值误差范围为±0.2°。
2.根据权利要求1所述的头孢噻肟钠化合物，其特征在于，制备步骤包括：
将乙酸乙酯和水加至流体力学原理装置的驻波反应器中，水浴控制温度，再向反应器中加入头孢噻肟酸，搅拌状态下，缓慢加入成盐剂，调节pH值；待pH值稳定后，加活性炭脱色，过滤；用丙酮、水洗涤炭饼；将溶剂循环槽和驻波反应器控制在适当温度范围，向滤液中滴加丙酮乙酯混合液、静置析晶；降低溶剂循环槽内温度，继续滴加乙酸乙酯，静置析晶，抽滤，滤饼用丙酮洗涤；40℃减压干燥，得白色结晶性粉末。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中乙酸乙酯和水的体积比为(3～8):1。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中水浴温度为60～120℃。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中成盐剂为碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的一种或者它们的混合物。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中成盐剂加入后调节pH值为3～8。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中首次析晶溶剂循环槽内控制温度为10～30℃。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中丙酮乙酯混合液中丙酮和乙酯的混合比例为1:(3～6)。
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤中二次析晶溶剂循环槽内控制温度为0～15℃。
10.一种注射用头孢噻肟钠，其特征在于，其含有权利要求1所述的头孢噻肟钠化合物或由权利要求2～9任意一项所述的制法制得的头孢噻肟钠化合物。
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