CN112500407B

CN112500407B - 一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法

Info

Publication number: CN112500407B
Application number: CN202011563897.0A
Authority: CN
Inventors: 吴丹; 张赪; 贾晓妮; 刘琼; 寇晓康
Original assignee: Sunresin New Materials Co ltd Gaoling; Sunresin New Materials Co ltd Xi'an
Current assignee: Sunresin New Materials Co ltd Gaoling; Sunresin New Materials Co ltd Xi'an
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2020-12-25
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2040-12-25
Also published as: CN112500407A

Abstract

本发明公开了一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法，首先将吡咯并喹啉醌二钠盐溶解在含有表面活性剂的缓冲盐溶液中，使用以反相聚合物微球为填料的色谱柱进行色谱分离；得到纯化后的吡咯并喹啉醌盐溶液，再经过浓缩、结晶、干燥的过程得到吡咯并喹啉醌二钠盐。本纯化方法纯化得到的吡咯并喹啉醌二钠盐纯度高，单杂≤0.1％，收率高；纯化用的树脂吸附量大，寿命长，可以重复利用，适用于规模化生产。

Description

一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法

技术领域

本发明属于药物纯化领域，具体地，本发明涉及涉及一种高纯度吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法。

背景技术

吡咯并喹啉醌(PQQ)二钠盐(以下简单称为：“PQQ”)，化学名：4,5-二氧代-4,5-二氢-1H-吡咯并[2，3-F]喹啉-2,3,9-三羧酸二钠盐。是一种新型水溶性维生素，是一种氧化还原酶辅基，对微生物和动植物均具有重要的生理作用：可以提高人体的免疫力，减少自由基对人体的伤害，调理各种神经系统疾病，促进氨基酸的吸收，促进合成生长因子，防止老年痴呆症，促进合成谷胱甘肽等。其结构如下图所示：

目前主要通过发酵方法和化学合成方法来取得吡咯并喹啉醌(PQQ)二钠盐，本纯化方法主要针对：化学合成法或者发酵法生产的，经过离心、萃取、沉淀、结晶等过程后含量为90-97％的吡咯并喹啉醌盐。

由于PQQ结构的复杂性，普通的有机溶剂体系很难将其与杂质分离，专利和文献中报道PQQ纯化很少。专利CN201510843823.5报道了一种吡咯并喹啉醌PQQ二钠盐杂质的纯化方法，用5微米的GP C18填料，柱压约12MPa，样品纯度＞95％，载量小于0.2％。这个专利的纯化过程存在柱层析载量低、柱压高造成生产成本高的问题。并且FDA要求单杂不超过0.1％。因此，提供一种载量高、自动化水平高、生产成本低的高纯度吡咯并喹啉醌PQQ二钠盐纯化方法，是非常有必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高纯度吡咯并喹啉醌PQQ二钠盐的纯化方法，用反相层析纯化即可得到符合FDA要求的吡咯并喹啉醌PQQ二钠盐。

本发明所提供的高纯度吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法，主要是反相层析进行分离纯化，然后经过浓缩、结晶、干燥得到高纯度吡咯并喹啉醌二钠盐。

具体地，反相层析以聚合物反相填料作为色谱柱的固定相，包含以下步骤：

(A)配制流动相A、B、C：

流动相A：含有0.1-2.0％(W/V)表面活性剂的缓冲盐溶液，缓冲溶液pH3-6；

流动相B：含有10-50％(V/V)有机溶剂-流动相A溶液，

流动相C：含有50-100％(V/V)有机溶剂-水溶液；

(B)溶解PQQ二钠盐：用流动相A溶解吡咯并喹啉醌(PQQ)二钠盐，加酸调节至pH3-6，溶解后PQQ的浓度为0.5-5mg/ml；

(C)装填色谱柱：聚合物反相填料用0-60％(V/V)的醇-水溶液湿法装柱，装柱压力0.5-20MPa，装柱高度大于25cm。

(D)柱平衡：用流动相A对色谱柱进行平衡4-6CV对色谱柱进行平衡，平衡过程线流速不高于10cm/min。

(E)上样：将吡咯并喹啉醌粗品溶解于平衡液中，用酸调节至pH 3.0-6.0，溶解后浓度为0.5-5mg/mL，上样至色谱柱，载量20-80g/L，过程线流速不高于10cm/min；上样过程出现目标物流穿后开始收集；

(F)洗脱：使用4-10CV的流动相B对吸附在色谱柱上吡咯并喹啉醌进行洗脱，洗脱过程线流速不高于10cm/min，合并收集洗脱液，为纯化后吡咯并喹啉醌盐溶液；

(G)再生：使用4-6CV流动相C对色谱柱进行再生，再生过程线流速不高于10cm/min；再生结束后，储存待用，准备进行下一周期纯化。

更进一步地，吡咯并喹啉醌粗品是指化学合成法或发酵法生产的，经过离心、萃取、沉淀、结晶等过程后含量90-99％的吡咯并喹啉醌盐。

所述聚合物反相填料是聚苯乙烯-二乙烯苯共聚而成的聚合物微球，微球粒径范围为30-150微米，孔径范围为

比表面积范围为800-1500m²/g。更优选地，聚合物反相填料微球粒径范围为35-75微米，孔径范围为

比表面积范围为1000-1200m²/g。

所述的表面活性剂包括但不限于，十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠，十二烷基三甲基氯化铵，十二烷基二甲基苄基氯化铵，十二烷基二甲基苄基溴化铵，四丁基氢氧化铵，四丁基氯化铵，四丁基溴化铵中的一种或者几种的混合物。

所述缓冲盐水溶液浓度为0.2-2.0％(W/W)，pH3.0-6.0，包括但不限于由醋酸钠，磷酸钠，磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硼酸钠、柠檬酸钠，柠檬酸氢二钠、柠檬酸二氢钠中的一种或者几种混合制备。

所述有机溶剂是指与水能任意比例互溶的有机溶剂，包括但不限于甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、异丙醇中的一种或者几种的混合物。

所述的酸包括但不限于醋酸、磷酸、碳酸、硼酸、柠檬酸中的一种或者几种的混合物。

所述的聚合物微球是西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产的，型号为LX-316、LX-20SS、LX-261、LX-161。

反相层析结束后，收集纯化后溶液，将收集液在60℃下旋转浓缩10-12倍，同时回收溶剂，浓缩液加入10-30％(V/V)的酸溶液调节至pH1-4，在常温下静置24小时后，用5μm的滤膜过滤沉淀物，然后用去离子水洗涤沉淀物，检测滤液pH≥6。将沉淀物在40℃真空干燥24小时，得到吡咯并喹啉醌二钠盐晶体。

在本发明专利中，选用超高交联聚物微球作为层析介质，在后期可以对色谱填料进行彻底再生，有利于延长填料寿命，降低生产成本。

使用本发明方法纯化PQQ，操作条件温和、上样量大，得到的PQQ不仅纯度高、收率高且稳定，而且设备的生产效率高，有利于大规模生产，降低企业生产成本。

附图说明

附图1，粗品溶液高效液相检测图谱；

附图2，实施例1中成品的液相色谱检测图谱；

附图3，实施例2中成品的液相色谱检测图谱；

附图4，实施例3中成品的液相色谱检测图谱；

附图5，实施例4中成品的液相色谱检测图谱；

附图6，实施例5中成品的液相色谱检测图谱；

附图7，实施例6中成品的液相色谱检测图谱；

附图8，实施例7中成品的液相色谱检测图谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的阐述，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

按照以下配方配制流动相：

流动相A：10g四丁基氯化铵，0.7g磷酸，溶于900ml水中，加氢氧化钠调pH＝6.0，然后用水定容到1000ml；

流动相B：流动相A：甲醇＝60：40(V/V)；

流动相C：流动相A：甲醇＝30：70(V/V)；

称取0.9g PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于450ml A溶液中，搅拌溶解粗品，加磷酸调节溶液pH＝6.0，HPLC外标法检测溶液的浓度为1.85mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-316树脂)作为色谱填料，用湿法装填10×600mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度600mm，装柱体积为47ml。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速4.7ml/min，平衡40min。上样溶液452ml，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共96min，完成全部的452ml上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱120min共收集洗脱液564ml。用流动相C对层析柱进行再生60min，流速4.7ml/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用磷酸调节pH＝3.5，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩11倍。浓缩后悬浊液体积为52ml，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品0.770g，收率92.0％。样品经高效液相分析：纯度99.9％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图2。

实施例2

按照以下配方配制流动相：

流动相A：10g十二烷基硫酸钠，0.7g碳酸，溶于900ml水中，加氢氧化钠调pH＝3.0，然后用水定容到1000ml；

流动相B：流动相A：乙醇＝70：30(V/V)；

流动相C：流动相A：乙醇＝20：80(V/V)；

称取1.8g PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于450ml A溶液中，搅拌溶解粗品，加碳酸调节溶液pH＝4.0，HPLC外标法检测溶液的浓度为3.66mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-316树脂)作为色谱填料，用湿法装填10×600mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度600mm，装柱体积为47ml。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速4.7ml/min，平衡40min。上样溶液457ml，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共98min，完成全部的457ml上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱120min共收集洗脱液564ml。用流动相C对层析柱进行再生60min，流速4.7ml/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用碳酸调节pH＝3.5，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩10倍。浓缩后悬浊液体积为55ml，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品1.552g，收率92.7％。样品经高效液相分析:纯度99.7％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图3。

实施例3

按照以下配方配制流动相：

流动相A：10g十二烷基苯磺酸钠，0.7g醋酸，溶于900ml水中，加氢氧化钠调pH＝3.2，然后用水定容到1000ml；

流动相B：流动相A：丙酮＝90：10(V/V)；

流动相C：流动相A：丙酮＝40：60(V/V)；

称取2.6g PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于450ml A溶液中，搅拌溶解粗品，加醋酸调节溶液pH＝3.2，HPLC外标法检测溶液的浓度为5.37mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-261树脂)作为色谱填料，用湿法装填10×600mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度600mm，装柱体积为47ml。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速4.7ml/min，平衡40min。上样溶液460ml，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共98min，完成全部的460ml上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱120min共收集洗脱液564ml。用流动相C对层析柱进行再生60min，流速4.7ml/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用碳酸调节pH＝3.5，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩10倍。浓缩后悬浊液体积为51ml，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品2.220g，收率91.8％。样品经高效液相分析:纯度99.8％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图4。

实施例4

按照以下配方配制流动相：

流动相A：10g十二烷基二甲基苄基溴化铵，0.7g硼酸，溶于900ml水中，加氢氧化钠调pH＝5.1，然后用水定容到1000ml；

流动相B：流动相A：乙腈＝75：25(V/V)；

流动相C：流动相A：乙腈＝30：70(V/V)；

称取4.0g PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于900ml A溶液中，搅拌溶解粗品，加硼酸调节溶液pH＝5.3，HPLC外标法检测溶液的浓度为4.08mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-20SS树脂)作为色谱填料，用湿法装填10×600mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度600mm，装柱体积为47ml。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速4.7ml/min，平衡40min。上样溶液912ml，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共194min，完成全部的912ml上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱100min共收集洗脱液470ml。用流动相C对层析柱进行再生60min，流速4.7ml/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用硼酸调节pH＝3.5，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩10倍。浓缩后悬浊液体积为45ml，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品3.352g，收率90.1％。样品经高效液相分析:纯度99.9％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图5。

实施例5

按照以下配方配制流动相：

流动相A：10kg十二烷基三甲基氯化铵700g柠檬酸，溶于900L水中，加氢氧化钠调pH＝3.8，然后用水定容到1000L；

流动相B：流动相A：甲醇＝70：50(V/V)；

流动相C：甲醇；

称取1200g PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于480L A溶液中，搅拌溶解粗品，加柠檬酸调节溶液pH＝3.8，HPLC外标法检测溶液的浓度为2.50mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-161树脂)作为色谱填料，用湿法装填315×500mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度440mm，装柱体积为31L。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速3L/min，平衡50min。上样溶液480L，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共160min，完成全部的480L上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱107min共收集洗脱液320L。用流动相C对层析柱进行再生60min，流速3L/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用柠檬酸调节pH＝3.8，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩10倍。浓缩后悬浊液体积为32L，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品1023g，收率91.7％。样品经高效液相分析：纯度99.9％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图6。

实施例6

按照以下配方配制流动相：

流动相A：10kg四丁基溴化铵，650g磷酸，溶于900L水中，加氢氧化钠调pH＝4.2，然后用水定容到1000L；

流动相B：流动相A：乙醇＝75：25(V/V)；

流动相C：流动相A：乙醇＝20：80(V/V)；

称取1000g PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于420L A溶液中，搅拌溶解粗品，加磷酸调节溶液pH＝4.2，HPLC外标法检测溶液的浓度为2.38mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-316树脂)作为色谱填料，用湿法装填315×500mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度440mm，装柱体积为31L。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速4L/min，平衡40min。上样溶液420L，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共105min，完成全部的420L上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱80min共收集洗脱液320L。用流动相C对层析柱进行再生60min，流速4L/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用磷酸调节pH＝3.5，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩10倍。浓缩后悬浊液体积为30L，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品865.8g，收率93.1％。样品经高效液相分析：纯度100％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图7。

实施例7

按照以下配方配制流动相：

流动相A：90kg四丁基氢氧化铵，6.3Kg磷酸，溶于8500L水中，加氢氧化钠调pH＝4.5，然后用水定容到9000L；

流动相B：流动相A：乙醇＝75：25(V/V)；

流动相C：流动相A：乙醇＝20：80(V/V)；

称取14Kg PQQ粗品(纯度93％附：粗品溶液高效液相检测图谱见图1)溶于4000L A溶液中，搅拌溶解粗品，加磷酸调节溶液pH＝4.5，HPLC外标法检测溶液的浓度为3.5mg/ml待用。用超高交联的二乙烯苯聚合物微球(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产LX-316树脂)作为色谱填料，用湿法装填1000×600mm色谱柱，装柱压力20MPa，装柱高度450mm，装柱体积为353.3L。上样前，使用流动相A对层析柱平衡，流速45L/min，平衡40min。上样溶液4000L，上样过程出现目标物流穿后开始收集。上样过程共89min，完成全部的4000L上样后用流动相B进行洗脱。共洗脱78min共收集洗脱液3500L。用流动相C对层析柱进行再生50min，流速45L/min。再生结束后色谱柱进入下一个平衡工序。将收集液用磷酸调节pH＝3.5，用旋转蒸发在压力100mbar，温度50-60℃条件下，浓缩10倍。浓缩后悬浊液体积为340L，降温至常温静止24h，用5微米的滤膜过滤，用去离子水洗沉淀物，检测滤液电导不大于5ms/m，抽滤，固体40℃，压力100mbar真空干燥4-6小时。得到成品12.12Kg，收率93.6％。样品经高效液相分析:纯度100％。所有单杂都≤0.1％。附：检测高效液相检测图谱谱图8。

实施例8---实施例19

根据实施例1至例7的相关验证效果，调整不同的载量、洗脱浓度，结果如下表(表中溶液浓度均为体积百分比浓度)：

以上所述的仅仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前体下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)采用反相层析的方法，对吡咯并喹啉醌粗品进行纯化，得到吡咯并喹啉醌盐纯化后溶液；

(2)经过浓缩、结晶、干燥得到吡咯并喹啉醌二钠盐；

所述反相层析方法包括以下步骤：

(A)用聚合物反相填料作为色谱柱的固定相；

(B)使用平衡液平衡色谱柱，过程线流速不高于10cm/min，平衡液为含有0.1-2.0％W/V表面活性剂的缓冲盐水溶液；

(C)将吡咯并喹啉醌粗品溶解于平衡液中，用酸调节至pH3.0-6.0，溶解后浓度为0.5-5mg/mL，上样至色谱柱，载量20-80g/L，过程线流速不高于10cm/min；

(D)上样过程出现目标物流穿后开始收集；

(E)使用洗脱液对吸附在色谱柱上吡咯并喹啉醌进行洗脱，洗脱液为含有10-50％V/V有机溶剂的平衡液，洗脱过程线流速不高于10cm/min，合并收集洗脱液，为纯化后吡咯并喹啉醌盐溶液；

(F)使用含量为50-100％V/V有机溶剂-水溶液对色谱柱进行再生，再生过程线流速不高于10cm/min；

(G)再生结束后，储存待用，准备进行下一周期纯化；

所述的聚合物反相填料为聚苯乙烯-二乙烯苯共聚而成的聚合物微球，微球粒径范围为35-75微米，孔径范围为

其比表面积范围为1000-1200m²/g；

所述的表面活性剂选自，十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠，十二烷基三甲基氯化铵，十二烷基二甲基苄基氯化铵，十二烷基二甲基苄基溴化铵，四丁基氢氧化铵，四丁基氯化铵，四丁基溴化铵中的一种或者几种的混合物；

所述的缓冲盐水溶液是浓度为0.2-2.0g/ml，pH3.0-6.0，由选自醋酸钠，磷酸钠，磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硼酸钠、柠檬酸钠，柠檬酸氢二钠、柠檬酸二氢钠中的一种或者几种混合制备；

所述的有机溶剂是指与水能任意比例互溶的有机溶剂，选自甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、异丙醇中的一种或者几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法，其特征在于，步骤(2)中的浓缩结晶是指：收集纯化后溶液，回收溶剂后再加入10-30％V/V的酸溶液调节pH1-4，得到吡咯并喹啉醌二钠盐晶体的过程。

3.根据权利要求1所述的一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法，其特征在于，吡咯并喹啉醌粗品是指化学合成法或发酵法生产的，经过离心、萃取、沉淀、结晶过程后含量90-99％W/W的吡咯并喹啉醌盐。

4.如根据权利要求1所述的一种吡咯并喹啉醌二钠盐的纯化方法，其特征在于：所述的酸选自醋酸、磷酸、碳酸、硼酸、柠檬酸、盐酸、硫酸中的一种或者几种的混合物。