CN112830980B - 一种制备那屈肝素钙和达肝素钠的方法 - Google Patents

一种制备那屈肝素钙和达肝素钠的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于低分子量肝素制备领域，涉及一种制备那屈肝素钙和达肝素钠的方法。具体地，本发明涉及一种制备低分子量肝素的方法，包括微通道反应器中裂解肝素钠、还原、中和、超滤步骤，所述低分子量肝素选自那屈肝素钙和达肝素钠。本发明的方法提高了肝素钠裂解反应的选择性，降低重复裂解的概率，从而避免小分子肝素增多，降低后期超滤分子量筛分的负荷，提高了产品的收率。

Description

一种制备那屈肝素钙和达肝素钠的方法
技术领域
本发明属于低分子量肝素制备领域，涉及一种制备那屈肝素钙和达肝素钠的方法。
背景技术
肝素是从哺乳动物组织中提取的一种硫酸化的糖胺聚糖类化合物，其分子结构极其复杂，分子量从3kd～30kd不等，目前只有来源于猪小肠粘膜的肝素能用于临床治疗。肝素类药物主要用于预防和治疗深静脉血栓、血液透析抗凝，以及用于外科手术抗凝、急性冠状动脉综合症、缺血性脑血栓等，此外还可用于妇产科、儿科、呼吸科、肿瘤、烧伤科等。
低分子肝素比普通肝素具有更高的抗FXa/抗FⅡa效价比，因而能大大减少抗血栓过程中造成的出血倾向，目前临床上得到更广泛的应用。常见的低分子肝素包括依诺肝素钠、那屈肝素钙、达肝素钠、帕肝素钠、汀肝素钠等。其中那屈肝素钙、达肝素钠具有相同的末端结构，均通过亚硝酸钠裂解法制备获得，主要工艺步骤包括：亚硝酸钠裂解、还原、超滤、浓缩、紫外照射、醇沉、干燥等。二者的分子量标准不同，那屈肝素钙的标准为：重均分子量为3600～5000，分子量＜2000的级分≤15.0％，分子量2000～8000的级分占75.0％～95.0％，分子量2000～4000的级分占35.0％～55.0％；达肝素钠的标准为：重均分子量为5600～6400，分子量＜3000的级分≤13.0％，分子量＞8000的级分占15.0％～25.0％。
目前国内外厂家的亚硝酸钠裂解步骤均在反应釜中进行，选择性差，肝素与亚硝酸钠反复接触，容易造成多次裂解，肝素小分子增多，后期超滤进行分子量筛分时更困难；且肝素分子量越小，效价越低，因此最终产品的收率降低。以肝素钠计，目前行业内采用反应釜裂解法制备那屈肝素钙的收率约为65％～70％(m/m)，达肝素钠的收率约为60％～65％(m/m)。
发明内容
根据那屈肝素钙和达肝素钠的质量标准，小分子必须控制在一定范围以内。传统反应釜裂解法不但造成超滤步骤负荷加大，而且最终收率降低。针对以上问题，本发明的目的在于提供一种制备那屈肝素钙和达肝素钠的新方法，以提高肝素钠裂解反应的选择性，降低重复裂解的概率，从而避免小分子肝素增多，降低后期超滤分子量筛分的负荷，提高产品的收率。
本发明使用微通道反应器取代传统的反应釜进行肝素钠裂解反应。微通道反应器技术是20世纪末发展起来的一个新兴技术，该类反应器含有很小的通道尺寸和通道多样性，流体在这些微通道中流动并发生化学反应。与传统反应釜相比，微通道反应器在换热效率、反应速度、选择性、产率、安全性、可操控性等方面具有更大的优势。本发明通过使用微通道反应器，优化了裂解反应的环境，使肝素钠和亚硝酸钠尽量只接触一次，提高了裂解反应的选择性。在微通道内，当肝素钠完成部分裂解、达到目标分子量时，亚硝酸钠刚好消耗完，或者即使亚硝酸钠未消耗完，通过微通道将反应液排出反应器，及时用碱中和，可以迅速终止反应，避免目标产物和亚硝酸钠在低pH条件下继续接触，造成多次裂解，因而避免了小分子肝素增多，降低了超滤的负荷，提高了收率。实施例结果表明，本申请的方案在保证产品质量合格的前提下，能提高产品收率约3％～10％，非常适合生产放大，具有较好的应用前景。
本发明提供了一种制备低分子量肝素的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1、微通道反应器中裂解肝素钠：将pH 1.0～3.0经酸性溶液酸化的肝素钠溶液A与亚硝酸钠溶液B分别从2个管路引入微通道反应器中，在微通道反应器内进行连续流裂解反应，所述微通道反应器中反应条件为：所述溶液A的流速为50～2000mL/min，所述溶液B的流速为5～300mL/min，反应温度为15～45℃，反应时间为3～60min；
步骤2、还原：硼氢化钠还原步骤1处理后的料液；
步骤3、中和：将步骤2处理后的料液加酸性溶液调节pH至2.0～4.0，再加碱性溶液调节pH至6.0～8.5；
步骤4、超滤：将步骤3处理后的料液转入超滤装置，加水或氯化钙溶液后，使用截留分子量2～4kd的超滤膜进行等体积超滤；
所述低分子量肝素选自那屈肝素钙和达肝素钠。
在一个优选的实施方案中，所述溶液A的流速为60～650mL/min，所述溶液B的流速为10～200mL/min，反应温度为15～45℃，反应时间为3～30min。
在一个优选的实施方案中，所述溶液B和所述溶液A的流速比为1:2～15。
在一个优选的实施方案中，所述亚硝酸钠质量为肝素钠质量的1.0％～4.0％。
在一个优选的实施方案中，所述还原步骤包括收集步骤1处理后的料液，加入碱性溶液调节pH为7.0～9.0；再加入硼氢化钠反应10～20h，所述硼氢化钠质量为肝素钠质量的1.0％～3.0％。
在一个优选的实施方案中，所述酸性溶液为稀酸溶液，包括2％～20％的稀盐酸、稀硝酸、稀醋酸，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
在一个优选的实施方案中，所述微通道反应器中反应条件为：所述溶液A的流速为60～500mL/min，所述溶液B的流速为10～200mL/min，反应温度为15～35℃，反应时间为3～30min。
在一个优选的实施方案中，所述超滤步骤包括使用截留分子量3～4kd的超滤膜，补加纯化水，等体积超滤7～10h，所述低分子量肝素为达肝素钠。
在一个优选的实施方案中，所述微通道反应器中反应条件为：所述溶液A的流速为60～650mL/min，所述溶液B的流速为10～50mL/min，反应温度为20～45℃，反应时间为3～30min。
在一个优选的实施方案中，所述超滤步骤包括使用截留分子量2～3kd的超滤膜，先补加3～10％的氯化钙溶液，等体积超滤3～6h；再补加纯化水，等体积超滤3～6h，所述低分子量肝素为那屈肝素钙。
在一个优选的实施方案中，所述微通道反应器的内径为0.1～5.0mm。
在一个优选的实施方案中，所述溶液A和/或溶液B在微通道反应器中产生湍流。
在一个优选的实施方案中，所述微通道反应器的流通量为10～5000mL/min。
在一个优选的实施方案中，所述微通道反应器包括串联的N个微通道反应
器模块，所述N为2～20。
在一个优选的实施方案中，所述微通道反应器单个模块的持液量为2～220mL。
在一个优选的实施方案中，所述步骤4后还包括浓缩、紫外照射、醇沉、
干燥步骤。
示例性的微通道反应器参见图1。
图1是微通道反应器示意图，反应器的主体部分由N个微通道反应器模块串联而成。引入的溶液在微通道反应器中易于形成湍流，可促进A和B溶液的快速混匀。
左边的A、B箭头代表溶液A、B从反应器入口端进入，在流经N个模块进行裂解反应后，从右边的出口端排出，随后进入接收罐，调节pH终止反应。微通道反应器内径为0.1～5.0mm，流通量为10～5000mL/min，单个模块持液量为2～220mL。
N的数量根据需要可以增加或减少，如N可以为2～20。
此外，微通道反应器的控温范围不少于0～100℃，耐压范围不低于15bar。微通道反应器直接接触料液部分的材质，包括但不限于玻璃、碳化硅、合金、聚合物、陶瓷、不锈钢等，微通道的内部构造包括但不限于管形、心形、伞形、波浪形、网格形、矩形、折线形等。
优选的，每个模块还有另外一个串联或并联的回路，用于运行循环水或其他介质，以便于进行控温，该回路不与反应液接触。
下面将对实施方案进行详细描述，本领域技术人员理解，下列附图和实施例仅用于说明本发明，而不是对本发明的范围的限定。
附图说明
图1：微通道反应器示意图。
具体实施方式
以下实验例是对本发明进行的进一步说明。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法或按照制造厂商所建议的条件操作。下列实施例中未注明具体来源的实验材料，按照常规方法制备或从商业渠道可获得。
实施例一那屈肝素钙的制备
称取1kg肝素钠，加3.5kg水溶解，用2％稀盐酸调节pH至3.0，得到溶液A；
称取24g亚硝酸钠，加0.6kg水溶解，得到溶液B；
将溶液A、B分别从2个管路加入微通道反应器，在反应器入口端混匀，控制溶液A的流速为60mL/min，溶液B的流速为10mL/min，控制反应器温度为20℃，料液流经反应器、进行裂解反应的时间为30min；
于微通道反应器的出口端用接收罐收集反应液，补加氢氧化钠溶液，维持接收罐pH为7.0～7.5。接收完毕后，加入15g硼氢化钠，搅拌反应15h；
上述料液用2％稀盐酸调节pH至3.8，再用氢氧化钠溶液调节pH至8.1；
将上述料液转入超滤罐，选用截留分子量为2～3kd的超滤膜进行等体积超滤。先补加10％氯化钙溶液超滤3小时，再补加纯化水超滤6小时。
将上述超滤后的料液进行浓缩、紫外照射、醇沉、干燥后，即得到752g产品，经检测本品符合那屈肝素钙质量标准。
该方法收率为75.2％，比传统反应釜法65％～70％的收率提高了5％～10％。
实施例二那屈肝素钙的制备
称取1kg肝素钠，加6kg水溶解，用15％稀盐酸调节pH至1.5，得到溶液A；
称取35g亚硝酸钠，加0.46kg水溶解，得到溶液B；
将溶液A、B分别从2个管路加入微通道反应器，在反应器入口端混匀，控制溶液A的流速为650mL/min，溶液B的流速为50mL/min，控制反应器温度为45℃，料液流经反应器、进行裂解反应的时间为3min；
于微通道反应器的出口端用接收罐收集反应液，补加氢氧化钠溶液，维持接收罐pH为8.0～8.5。接收完毕后，加入25g硼氢化钠，搅拌反应20h；
上述料液用15％稀盐酸调节pH至2.0，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.2；
将上述料液转入超滤罐，选用截留分子量为2～3kd的超滤膜进行等体积超滤。先补加3％氯化钙溶液超滤5小时，再补加纯化水超滤5小时。
将上述超滤后的料液进行浓缩、紫外照射、醇沉、干燥后，即得到730g产品，经检测本品符合那屈肝素钙质量标准。
该方法收率为73.0％，比传统反应釜法65％～70％的收率提高了3％～8％。
实施例三达肝素钠的制备
称取1kg肝素钠，加5.4kg水溶解，用8％稀硝酸调节pH至2.8，得到溶液A；
称取15g亚硝酸钠，加0.9kg水溶解，得到溶液B；
将溶液A、B分别从2个管路加入微通道反应器，在反应器入口端混匀，控制溶液A的流速为60mL/min，溶液B的流速为10mL/min，控制反应器温度为15℃，料液流经反应器、进行裂解反应的时间为30min；
于微通道反应器的出口端用接收罐收集反应液，补加氢氧化钠溶液，维持接收罐pH约为7.5～8.0。接收完毕后，加入10g硼氢化钠，搅拌反应10h；
于上述料液中加入8％稀硝酸，调节pH至3.0，再用氢氧化钠溶液调节pH至8.5；
将上述料液转入超滤罐，选用截留分子量为3～4kd的超滤膜进行等体积超滤，补加纯化水超滤7小时。
将上述超滤后的料液进行浓缩、紫外照射、醇沉、干燥后，即得到693g产品，经检测本品符合达肝素钠质量标准。
该方法收率为69.3％，比传统反应釜法60％～65％的收率提高了4％～9％。
实施例四达肝素钠的制备
称取1kg肝素钠，加5kg水溶解，用20％稀醋酸调节pH至1.4，得到溶液A；
称取20g亚硝酸钠，加2kg水溶解，得到溶液B；
将溶液A、B分别从2个管路加入微通道反应器，在反应器入口端混匀，控制溶液A的流速约为500mL/min，溶液B的流速约为200mL/min，控制反应器温度为35℃，料液流经反应器、进行裂解反应的时间为3min；
于微通道反应器的出口端用接收罐收集反应液，补加氢氧化钠溶液，维持接收罐pH为8.5～9.0。接收完毕后，加入15g硼氢化钠，搅拌反应15h；
于上述料液中加入20％稀醋酸，调节pH至2.5，再用氢氧化钠溶液调节pH至6.0；
将上述料液转入超滤罐，选用截留分子量为3～4kd的超滤膜进行等体积超滤，补加纯化水超滤10小时；
将上述超滤后的料液进行浓缩、紫外照射、醇沉、干燥后，即得到679g产品，经检测本品符合达肝素钠质量标准。
该方法收率为67.9％，比传统反应釜法60％～65％的收率提高了3％～8％。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (8)

1.一种制备低分子量肝素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、微通道反应器中裂解肝素钠：将pH 1.0～3.0经酸性溶液酸化的肝素钠溶液A与亚硝酸钠溶液B分别从2个管路引入微通道反应器中，在微通道反应器内进行连续流裂解反应，所述微通道反应器中反应条件为：所述溶液A的流速为50～2000mL/min，所述溶液B的流速为5～300mL/min，反应温度为15～45℃，反应时间为3～60min；
步骤2、还原：硼氢化钠还原步骤1处理后的料液；
步骤3、中和：将步骤2处理后的料液加酸性溶液调节pH至2.0～4.0，再加碱性溶液调节pH至6.0～8.5；
步骤4、超滤：将步骤3处理后的料液转入超滤装置，加水或氯化钙溶液后，使用截留分子量2～4kd的超滤膜进行等体积超滤；
其中：
所述低分子量肝素选自那屈肝素钙和达肝素钠，
所述亚硝酸钠质量为肝素钠质量的1.0％～4.0％，
所述溶液B和所述溶液A的流速比为1:2～15，
所述微通道反应器包括串联的N个微通道反应器模块，所述N为2～20，
所述微通道反应器内径为0.1～5.0mm，所述微通道反应器的流通量为10～5000mL/min，所述微通道反应器单个模块持液量为2～220mL。
2.如权利要求1所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述还原步骤包括收集步骤1处理后的料液，加入碱性溶液调节pH为7.0～9.0；再加入硼氢化钠反应10～20h，所述硼氢化钠质量为肝素钠质量的1.0％～3.0％。
3.如权利要求1所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述酸性溶液为稀酸溶液，包括2％～20％的稀盐酸、稀硝酸、稀醋酸，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
4.如权利要求1所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述微通道反应器中反应条件为：所述溶液A的流速为60～500mL/min，所述溶液B的流速为10～200mL/min，反应温度为15～35℃，反应时间为3～30min。
5.如权利要求4所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述超滤步骤包括使用截留分子量3～4kd的超滤膜，补加纯化水，等体积超滤7～10h，所述低分子量肝素为达肝素钠。
6.如权利要求1所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述微通道反应器中反应条件为：所述溶液A的流速为60～650mL/min，所述溶液B的流速为10～50mL/min，反应温度为20～45℃，反应时间为3～30min。
7.如权利要求6所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述超滤步骤包括使用截留分子量2～3kd的超滤膜，先补加3～10％的氯化钙溶液，等体积超滤3～6h；再补加纯化水，等体积超滤3～6h，所述低分子量肝素为那屈肝素钙。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备低分子量肝素的方法，其特征在于，所述步骤4后还包括浓缩、紫外照射、醇沉、干燥步骤。
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