CN106810583A - 一种果糖二磷酸钠化合物及其制备方法 - Google Patents

一种果糖二磷酸钠化合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医药领域，具体地说，涉及一种果糖二磷酸钠化合物及其制备方法。所述果糖二磷酸钠化合物的X‑射线衍射图谱如图1所示，本发明还提供了该种果糖二磷酸钠化合物的制备方法，采用啤酒酵母、葡萄糖、磷酸、碳酸镁等原料进行发酵，经过滤和离子交换之后，脱色过滤并结晶干燥，得到1,6‑二磷酸果糖三钠八水合物。使用上述方法生产的果糖二磷酸钠化合物吸湿性有所降低，稳定性增加，有利于注射剂的生产应用，并且由于其特有的晶型提高了口服生物利用度，适合于片剂的生产应用。

Description

一种果糖二磷酸钠化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及医药领域，具体地说，涉及一种果糖二磷酸钠化合物及其制备方法。
背景技术
果糖二磷酸钠，分子式为：C6H11O12P2Na3·8H2O，结构式如下所示：
果糖二磷酸钠为白色或类白色的结晶性粉末，极易吸湿。易溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂。微香，味微咸，干燥品在室温下稳定。
果糖二磷酸钠为存在于人机体内葡萄糖代谢过程中的重要中间产物，是分子水平上的代谢调节剂。它的三钠盐即本品能通过调节葡萄糖代谢中若干酶的活性，提高细胞内三磷酸腺苷和磷酸肌酸的浓度，促进钾离子内流，增加红细胞内二磷酸甘油酸的含量，抑制氧自由基和组织胺的释放，能够减轻组织因缺血、缺氧造成的组织损害，尤其是对缺血心肌显示出良好的保护作用。静脉注射，血浆中半衰期为10～15min。它自血液分布到血循环以外的组织，经磷酸酶水解成磷酸与果糖，极少部分自尿排出。
但是由于果糖类药物属酸性溶液，是一种高渗糖，因此在注射过程中，红细胞向组织释放氧，使组织细胞脱水，细胞间液增多，组织水肿，压迫神经末梢，产生疼痛。而此种药物浓度高、半衰期短，要求快速给药增加了对血管壁的刺激使疼痛加剧。临床静脉滴注时要求快速给药，一般100ml:5g果糖注射液宜5～10min滴完，其对血管刺激性较大，易引起血管平滑肌痉挛，故更加导致穿刺部位的疼痛。
申请号为201210288375.3的中国专利提供了一种口服级果糖二磷酸钠的生产方法，在反应罐内加入纯化水，开启搅拌，加入氢氧化钠，待完全溶解后，加入磷酸反应，待温度降至50℃以下，依次加入碳酸钠、葡萄糖、氯化镁、氯化铵、氯化钾，搅拌使溶解，再加入新鲜酵母、甲苯，最后用碳酸钠调节混合液的pH值在6.00～6.15之间，升温，温度控制在35℃～36℃，反应3～4小时，测无机磷含量小于0.6wt％后，加入过量盐酸，反应15～25分钟后，加入氢氧化钠调节pH至5.6～5.8，酶反应终止后，加入硅藻土助滤剂，板框压滤，原液过滤后，用纯化水过滤，洗涤沉淀物质。该方法原料较多，代入后续产品中杂质较多，仅仅经过板框压滤不足以将杂质去除。
申请号为201010614729.X的中国专利提供了一种果糖二磷酸钠的生产工艺流程，它涉及生物技术领域，它的生产工艺步骤为：将葡萄糖700kg、磷酸二氢钠375kg、纯碱75kg、氯化镁27kg、氯化铵16kg、氯化钾14kg、新鲜啤酒酵母2.5吨、甲苯80kg、工艺用水2吨，在pH为6.0左右，反应温度为36℃～38℃的反应釜中进行反应，然后进行阴阳离子交换，浓缩液除杂，结晶，得到产品。该方法原料较多，增加了除杂的工艺成本，但并未涉及产品结晶的方法对其性质的影响。
申请号为200410065445.4的中国专利提供了果糖-1,6-二磷酸三钠结晶新工艺，该工艺是在pH值为4.0～6.0和质量百分数为35％～50％浓度的FDP溶液中，缓缓加入质量百分数为1％～20％的醋酸钠和乙醇，乙醇的加入量为起始水溶液体积的0.5～3倍，然后在20℃～40℃的温度下搅拌结晶，搅拌转速控制在20～200rpm/min；待结晶完全后抽滤，用乙醇洗涤，真空干燥。该方法在结晶的乙醇体系中引入了醋酸钠，提高了结晶的收率，但在试验例中将结晶后的果糖-1,6-二磷酸三钠固体溶解来做溶血和刺激性试验，无法体现该种结晶新工艺对其安全性的贡献。
为解决上述问题，特提出本发明。
发明内容
本发明旨在提供一种吸湿性较小、稳定性提高，注射使用安全性好，口服生物利用度较高的果糖二磷酸钠化合物，同时提供该化合物的制备方法，以达到使果糖二磷酸钠更好地适应加工环境并且提高其注射剂、片剂适用性的目的。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种果糖二磷酸钠化合物，当其X-射线粉末衍射的衍射角为2θ时，特征峰包括：12.86±0.1°，13.72±0.1°，15.28±0.1°，20.66±0.1°，22.08±0.1°，31.72±0.1°，32.14±0.1°。
本发明的进一步技术方案为：所述果糖二磷酸钠化合物的X-射线衍射图的衍射峰包括：
本发明的进一步技术方案为：所述果糖二磷酸钠化合物的X-射线衍射图谱如图1所示。
本发明的进一步技术方案为：以重量份计，所述制备方法的原料包括：
一种上述果糖二磷酸钠化合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将啤酒酵母、葡萄糖、磷酸、碳酸镁、氢氧化钠、甲苯、氨水和纯化水加入反应釜，在pH为6.0，温度为37℃的条件下反应8～10h；
(2)将步骤(1)中所述反应的产物通过陶瓷膜过滤，收集滤液；
现有技术中常采用板框压滤的方式将果糖二磷酸溶液与发酵的固体残渣进行分离，有时还会添加硅藻土助滤剂，但板框压滤机在使用时需要经常清洁，否则会导致板块长时间受力不均导致损坏，或固体脏污堵塞供料阀或出阀导致压力无处宣泄导致的破坏，因此不适宜连续生产。
本发明采用了陶瓷无机膜进行过滤，属于错流过滤，原理为：在压力作用的驱动下，原料液在膜管内高速流动，含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。相较于传统的板框压滤，陶瓷膜过滤耐化学介质腐蚀性能优越，较好的机械强度和孔稳定性能，适合于高压介质过滤，并且自洁净状态好，无毒、无味、具有良好的抗微生物侵蚀能力。
(3)将步骤(2)中所述滤液通过732阳离子交换树脂，用去离子水稀释流出液后通过717阴离子交换树脂进行吸附，使用碱液去除杂离子后，用氯化钠溶液洗脱，得到洗脱液；
(4)将步骤(3)所述洗脱液进行纳滤浓缩，当溶液浓度达到35～40％，在溶液中加入针用活性炭脱色后过滤并调节pH为4.0～6.0，得到浓缩液；
现有技术中常采用刮板式真空蒸发器进行浓缩步骤，该类设备由于只在蒸发器内壁形成薄膜，因此生产能力较小；而需要机械装置带动刮板转动，耗能较高；同时由于接触物料，刮板上常形成固体结块，需要经常清洗和维护，增加了成本。
本发明采用了纳滤浓缩的方式，纳滤膜的分离机理为筛分和溶解扩散并存，同时又具有电荷排斥效应，可以有效地去除二价和多价离子等各类物质，可部分去除单价离子和分子量低于200的物质。相比于采用机械方式的刮板蒸发器，采用纳滤方式在完成液体浓缩的同时也去除了溶液中可能含有的杂质。
(5)在步骤(4)所述浓缩液中加入乙醇，使得溶液体系中乙醇的体积百分比为65～70％，在温度20～30℃条件下对体系施加磁场并进行搅拌析晶；
(6)待结晶完全后进行真空干燥，得到成品。
根据上述制备方法：步骤(6)所述成品为1,6-二磷酸果糖三钠八水合物。
采用美国Perkin-Elmer公司PE Pyris Diamond TG热分析仪，热重分析实验表明：本发明制备的果糖二磷酸钠化合物中含26.231％的水份，这与含8个结晶水(理论值为26.173％)的结果在误差范围之内。
根据上述制备方法：步骤(5)中所述磁场的磁场强度为0.2～0.5T。
根据上述制备方法：步骤(5)中所述磁场的磁场强度为0.4T。
本发明的工作人员在探索果糖二磷酸钠的结晶方法时，惊奇地发现在加入不良溶剂乙醇之后，对溶液体系施以一定强度的磁场并进行搅拌，可以极大地降低乙醇和果糖二磷酸钠体系的粘度，使得该体系的凝胶化趋势减缓，使得结晶过程避免克服较高的能量势垒。
果糖二磷酸钠为含有羟基的六碳糖，可与水分子形成氢键，因此其在水中具有较大的溶解度，在此溶液体系中施加磁场产生的洛伦兹力使氢键电荷产生偶极矩，改变了溶液体系内的分子排列顺序，削弱了分子间的氢键作用力，削弱了氢键作用力，从而形成结晶。
通过上述结晶方法可以获得一种新的晶型化合物，该化合物产生的成品吸湿性下降明显，适宜各类工艺环境，且该种晶型在提高此种药物的口服生物利用度上有一定的贡献。
果糖二磷酸钠本身具有一定吸湿性，使得其易于分解并产生杂质，对于注射剂型的药物，降低了安全性。通过本发明提供的制备方法制得的果糖二磷酸钠吸湿性低，不易分解产生杂质，从而保证了注射剂的稳定性，增加了临床使用的安全性。
根据上述制备方法：步骤(4)中所述pH值为5.3。
溶液体系的pH值会影响晶体的尺寸，可以根据实际需要调整。
根据上述制备方法：步骤(5)中的搅拌速度为60～80rpm。
本发明还提供了一种含有所述果糖二磷酸钠化合物的药物组合物，所述药物组合物的剂型为药学上可接受的剂型，优选为注射用无菌粉针剂。
本发明所述的果糖二磷酸钠化合物经无菌分装制成注射用果糖二磷酸钠无菌粉针剂。即在无菌生产环境条件下，通过机械分装于玻璃输液瓶中，制备2.5g、5g、7.5g或10g等不同规格的注射用果糖二磷酸钠无菌粉针剂，临床使用时加注射用水溶解稀释即可。
现有技术中，在上述过程中常采用加入果糖二磷酸钠纯品晶种的方式助力结晶，本发明由于采用了磁场与搅拌协同的结晶方式，使得晶核更易生成，省却了加入晶种的步骤，降低了引入外源污染物的风险。
本发明的有益效果为：
1.采用了陶瓷膜过滤代替了常用的板框压滤，降低了工艺流程中的清洁成本，并且具有更好的过滤效果；
2.采用纳滤浓缩代替了常用的刮板式真空蒸发，使得工艺流程中处理的产品量上升，并且在浓缩的同时还起到了去除杂离子的作用；
3.在果糖二磷酸钠的结晶过程中施加磁场，提高了结晶收率和纯度，并且节省了加入晶种的成本；
4.使用本发明的制备方法制成的果糖二磷酸钠吸湿性下降，保证了注射剂的稳定性，同时具有良好的口服生物利用度。
附图说明
图1为本发明所述果糖二磷酸钠的X-射线衍射图。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施方式，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。
实施例1
以重量份计，本实施例选取的原料包括：
制备方法如下：
(1)将上述原料加入反应釜，在pH为6.0，温度为37℃的条件下反应10h；
(2)将步骤(1)中所述反应的产物通过陶瓷膜过滤，收集滤液；
(3)将步骤(2)中所述滤液通过732阳离子交换树脂，用去离子水稀释流出液后通过717阴离子交换树脂进行吸附，使用碱液去除杂离子后，用氯化钠溶液洗脱，得到洗脱液；
(4)将步骤(3)所述洗脱液进行纳滤浓缩，当溶液浓度达到35％，在溶液中加入针用活性炭脱色后过滤并调节pH为6.0，得到浓缩液；
(5)在步骤(4)所述浓缩液中加入乙醇，使得溶液体系中乙醇的体积百分比为70％，在温度30℃条件下对体系施加强度为0.5T的磁场并以80rpm的转速搅拌析晶；
(6)待结晶完全后进行真空干燥，得到成品。
经上述方法制得的果糖二磷酸化合物经过Cu-Kα射线测量得到的X-射线衍射图谱与图1基本相同。
实施例2
以重量份计，本实施例选取的原料包括：
制备方法如下：
(1)将上述原料加入反应釜，在pH为6.0，温度为37℃的条件下反应8.5h；
(2)将步骤(1)中所述反应的产物通过陶瓷膜过滤，收集滤液；
(3)将步骤(2)中所述滤液通过732阳离子交换树脂，用去离子水稀释流出液后通过717阴离子交换树脂进行吸附，使用碱液去除杂离子后，用氯化钠溶液洗脱，得到洗脱液；
(4)将步骤(3)所述洗脱液进行纳滤浓缩，当溶液浓度达到35％，在溶液中加入针用活性炭脱色后过滤并调节pH为5.3，得到浓缩液；
(5)在步骤(4)所述浓缩液中加入乙醇，使得溶液体系中乙醇的体积百分比为68％，在温度26℃条件下对体系施加强度为0.4T的磁场并以75rpm的转速进行搅拌析晶；
(6)待结晶完全后进行真空干燥，得到成品。
经上述方法制得的果糖二磷酸化合物经过Cu-Kα射线测量得到的X-射线衍射图谱如图1所示。
实施例3
以重量份计，本实施例选取的原料包括：
制备方法如下：
(1)将上述原料加入反应釜，在pH为6.0，温度为37℃的条件下反应8h；
(2)将步骤(1)中所述反应的产物通过陶瓷膜过滤，收集滤液；
(3)将步骤(2)中所述滤液通过732阳离子交换树脂，用去离子水稀释流出液后通过717阴离子交换树脂进行吸附，使用碱液去除杂离子后，用氯化钠溶液洗脱，得到洗脱液；
(4)将步骤(3)所述洗脱液进行纳滤浓缩，当溶液浓度达到37％，在溶液中加入针用活性炭脱色后过滤并调节pH为4.0，得到浓缩液；
(5)在步骤(4)所述浓缩液中加入乙醇，使得溶液体系中乙醇的体积百分比为65％，在温度20℃条件下对体系施加强度为0.2T的磁场并以60rpm的转速进行搅拌析晶；
(6)待结晶完全后进行真空干燥，得到成品。
经上述方法制得的果糖二磷酸化合物经过Cu-Kα射线测量得到的X-射线衍射图谱与图1所示基本相同。
实施例4
规格：2.5g(以无水物计)
制备方法：
取实施例1所制备的果糖二磷酸钠化合物2.5kg，在无菌条件下分装至1000瓶玻璃输液瓶中，每瓶装量为2.5g，加塞、轧盖、灯检、检验合格，贴签、包装即得注射用果糖二磷酸钠无菌粉针剂。
实施例5
规格：5.0g(以无水物计)
制备方法：
取实施例2所制备的果糖二磷酸钠化合物5.0kg，在无菌条件下分装至1000瓶玻璃输液瓶中，每瓶装量为5.0g，加塞、轧盖、灯检、检验合格，贴签、包装即得注射用果糖二磷酸钠无菌粉针剂。
实施例6
规格：7.5g(以无水物计)
制备方法：
取实施例3所制备的果糖二磷酸钠化合物7.5kg，在无菌条件下分装至1000瓶玻璃输液瓶中，每瓶装量为7.5g，加塞、轧盖、灯检、检验合格，贴签、包装即得注射用果糖二磷酸钠无菌粉针剂。
实施例7
规格：10g(以无水物计)
制备方法：
取实施例2所制备的果糖二磷酸钠化合物10kg，在无菌条件下分装至1000瓶玻璃输液瓶中，每瓶装量为10g，加塞、轧盖、灯检、检验合格，贴签、包装即得注射用果糖二磷酸钠无菌粉针剂。
对比例1
以重量份计，选择与实施例2相同的原料：
制备方法如下：
(1)将上述原料加入反应釜，在pH为6.0，温度为37℃的条件下反应8.5h；
(2)将步骤(1)中所述反应的产物通过陶瓷膜过滤，收集滤液；
(3)将步骤(2)中所述滤液通过732阳离子交换树脂，用去离子水稀释流出液后通过717阴离子交换树脂进行吸附，使用碱液去除杂离子后，用氯化钠溶液洗脱，得到洗脱液；
(4)将步骤(3)所述洗脱液进行纳滤浓缩，当溶液浓度达到35％，在溶液中加入针用活性炭脱色后过滤并调节pH为5.3，得到浓缩液；
(5)在步骤(4)所述浓缩液中加入乙醇，使得溶液体系中乙醇的体积百分比为68％，在温度26℃条件下以75rpm的转速进行搅拌析晶；
(6)待结晶完全后进行真空干燥，得到成品。
试验例1吸湿性试验
将实施例1～3制得的果糖二磷酸钠与对比例1制得的果糖二磷酸钠于封闭的恒温恒湿环境下放置48h，其中每4h称重记录一次并计算重量变化，其结果如表1所示。
表1实施例1～3与对比例1制得的果糖二磷酸钠吸湿性试验结果
由表1可知，0～12小时期间实施例1～3和对比例1制备的果糖二磷酸钠的重量变化上升速率较快，说明此时段吸湿速率较大，但是对比重量变化率数值可发现实施例1～3制备的果糖二磷酸钠的重量变化率明显低于对比例1制备的果糖二磷酸钠。
进一步分析表1，可知在12～48小时实施例1～3重量变化率上升趋于平缓而对比例1的重量变化率依然有较大的上升趋势。
综上所述，可知在结晶过程中施加磁场对实施例1～3制得的成品在抑制吸湿性上起到关键作用，而在结晶过程中没有施加磁场的对比例1依然具有较强的吸湿性。
果糖二磷酸钠本身具有一定吸湿性，使得其易于分解并产生杂质，对于注射剂型的药物，降低了安全性。通过本发明提供的制备方法制得的果糖二磷酸钠吸湿性低，不易分解产生杂质，从而保证了注射剂的稳定性，增加了临床使用的安全性。
试验例2生物利用度的测试
一、受试药品
由本发明实施例2制得的果糖二磷酸钠样品和对比例1制得的果糖二磷酸钠样品组成。
二、试验方法
取体重范围为10～15kg的健康雄性比格犬20只，分为实施例2组、对比例1组，每组10只按照《化学药物非临床药代动力学研究技术指导原则(【H】GPT5-1)》开展试验，试验前12小时空腹，用药后3h内禁食。口服给药后于0min，30min，45min，60min，75min，90min和120min时间点取后肢静脉血，采用Guilbault酶法测定血药浓度，所得结果经计算整理后见表2。
表2口服给药后果糖二磷酸钠的药代动力学参数
由表2可知，比格犬口服对比例1组按照传统工艺制成的复方石淋通片的生物利用度较低(AUC0-2h＝295.7±149.8mg·L-1·min-1)，本发明提供的实施例2组拥有更好的生物利用度(AUC0-2h＝384.9±181.2mg·L-1·min-1)；相比单纯通过搅拌结晶制成的对比例1组，实施例2组的果糖二磷酸钠可以在更短的时间内达到更高的血药浓度(Cmax＝8.3±4.2mg/L，Tmax＝44.3±21.7min)，还拥有更长的半衰期(T1/2＝95.0±35.6min)。由此可知，本发明中在果糖二磷酸结晶过程中施加磁场并搅拌的技术方案，相比较结晶工艺中单纯对溶液进行搅拌的方法，提高了果糖二磷酸钠的生物利用度。
对本发明其它实施例所制备果糖二磷酸钠也进行了上述试验，其获得的结果相似。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种果糖二磷酸钠化合物，其特征在于，所述果糖二磷酸钠化合物经过Cu-Kα射线测量得到的X-射线粉末衍射的衍射角为2θ时，特征峰包括：12.86±0.1°，13.72±0.1°，15.28±0.1°，20.66±0.1°，22.08±0.1°，31.72±0.1°，32.14±0.1°。
2.根据权利要求1所述的果糖二磷酸钠化合物，其特征在于，所述果糖二磷酸钠化合物的X-射线衍射图的衍射峰包括：
3.根据权利要求2所述的果糖二磷酸钠化合物，其特征在于，所述果糖二磷酸钠化合物的X-射线衍射图谱如图1所示。
4.一种权利要求1～3任意一项所述的果糖二磷酸钠化合物的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述制备方法的原料包括：
5.根据权利要求4所述的果糖二磷酸钠化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将啤酒酵母、葡萄糖、磷酸、碳酸镁、氢氧化钠、甲苯、氨水和纯化水混合进行发酵，得到发酵产物；
(2)将步骤(1)中所述的发酵产物过滤并收集滤液；
(3)将步骤(2)中所述滤液通过离子交换树脂进行净化，收集洗脱液；
(4)将步骤(3)所述洗脱液进行纳滤浓缩，得到浓缩液；
(5)在步骤(4)所述浓缩液中加入乙醇，所述乙醇占溶液体系的体积百分比为65～70％，对溶液体系施加磁场并进行搅拌析晶；
(6)待结晶完全后进行真空干燥，得到成品。
6.根据权利要求5所述的果糖二磷酸钠化合物的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述磁场的磁场强度为0.2～0.5T，优选的磁场强度为0.4T。
7.根据权利要求5所述的果糖二磷酸钠化合物的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述pH值为5.3。
8.根据权利要求5所述的果糖二磷酸钠化合物的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的搅拌速度为60～80rpm。
9.一种含有如权利要求1～3任意一项所述的果糖二磷酸钠化合物的药物组合物。
10.根据权利要求9所述的药物组合物，其特征在于，所述药物组合物的剂型为药学上可接受的剂型，优选为注射用无菌粉针剂。
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Denomination of invention: A fructose sodium diphosphate compound and its preparation method

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Pledgor: ZHUHAI TONGYUAN PHARMACEUTICAL CO.,LTD.

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