溶析结晶法提纯卡前列甲酯的研究-辽宁化工2022年01期

摘      要： 采用溶析结晶法对卡前列甲酯粗品进行提纯，考察了结晶溶剂、结晶温度、溶剂比例对提纯效果的影响，并确定了最佳条件。研究结果表明： 溶析结晶法提纯后，卡前列甲酯纯度明显提高，且收率高。

关  键  词：溶析结晶;提纯;溶剂;收率

中图分类号：R914     文献标识码： A     文章编号： 1004-0935（2022）01-0019-03

前列腺素（PGs）是一类具有多种生理活性的重要的内源性产物。1930年，美国科学家Von Eluer发现前列腺素类化合物并对其进行命名。1962年，Bergstorm提纯制备了两种前列腺素类的纯品，分别为PGF₁和PGF₂，并确定了它们的化学结构。1969年，Willis提出PGs是体内的一种炎症介质。随后，PGs的生理活性、药理活性均受到深入的研究。PGs在各种生物组织中含量极低，为了满足人类对前列腺素的需要，科学家们进行了大量的研究。有报道显示，20世纪60年代人们从一种生长于加勒比海的柳珊瑚中发现了前列腺素15（R）-PGA₂及其衍生物，紧接着又从另一变种柳珊瑚中发现了与哺乳动物同源的且生理活性相同的15（S）-PGA₂及其甲酯，尽管该物质的生理活性较差，但因为其可以很容易的转化为活性较高的PGF_2α和PGE₂，这一发现仍然大大鼓舞了研究者们。但是，从天然产物中提取前列腺素还只是一种可能性，现阶段，人们获取前列腺素的主要途径依旧为人工合成^[1-2]。

PGs的结构特征为：具有1个五元脂环和2个侧链，分别为上侧链（α链）7个碳和下侧链     （ω链）8个碳。可以根据分子中不同的五元脂环将PGs分为A、B、C、D、E、F等类型，分别用PGA、PGB……PGF表示。分子中侧链的双键数目则标在字母的右下角，例如PGE₂（1），再根据脂环上9-位羟基立体结构，在命名时在数字后加上α、β，如PGF_2α（2） ^[3]。PGs的结构式如图1所示。

卡前列甲酯结构式见图2，商品名卡孕栓，是前列腺素PGF_2α的衍生物，1993年在国内上市，属于国家一类新药。它能引起子宫平滑肌收缩，从而达到预防和治疗产妇产后出血，终止早、中期妊娠的作用。自上市以来就在我国的妇产科领域得到了广泛的应用。经过多年的临床应用，产品的有效性和安全性也得到了临床医生的广泛认可。2020年，新版的《卡前列甲酯临床应用专家共识》发布。该共识可以为临床医生提供临床用药指导和参考。可见该药物在临床上的应用和价值正在临床实践中不断提升^[4-5]。

由于卡前列甲酯的合成工艺复杂，常规的分离手段很难得到高纯度的光学纯物质，因此，采用了制备液相分离技术对其进行分离、提纯，并且得到了令人满意的分离效果。在对纯化馏分的后处理方面，YANKEE^[6]等采用乙醚-正己烷进行重结晶，收率为57%，收率较低，导致生产成本过高，不利于工业化生产。李春亮^[7]和林炳昌^[8]等使用乙醚-正己烷为重结晶溶剂，在-18～-22 ℃下析晶24 h制得卡前列甲酯。可以看出，目前的结晶工艺溶剂用量大，收率低，并且析晶时间长，均不利于工业化生产。为此，需要开发出一种新的析晶方法来适合工业化生产。

结晶是指固体物质以晶体形式从熔融物、溶液、蒸汽中析出的过程，在材料、精细化工、染料、医药等领域中都包括这一基本操作。结晶通常被分为4类，分别为熔融结晶、溶液结晶、升华、沉淀。溶析结晶属于溶液结晶的范畴，是一种较为常用的结晶方式。溶析结晶是指将溶质溶解于水中或者其他有机溶剂中，然后再向该体系中加入能与体系中原有溶剂互溶的另一种溶剂，使得溶质的溶解度降低，从而析出固体的结晶方式。原有溶剂被称为主溶剂，后加入的溶剂被称为沉淀剂或溶析剂。溶析结晶的原理是通过溶析剂和含有待结晶物质的溶液混合后产生过饱和度，使得待结晶物质析出。随着对溶析结晶技术的深入研究，人们发现溶析结晶尤其适合热敏性物质，这是因为溶析结晶可以在常温常压下进行。当研究者将溶析结晶工艺与降温结晶工艺相结合，又可以进一步提高产品的纯度和收率。因此，采用溶析结晶工艺可以降低能源消耗，节约成本，节约时间，适合工业化生产。溶析结晶制备得到的晶体粒子体积小、比表面积大，能够有效地提高微溶于水及不溶于水的药物的溶解性能，因而在医药领域受到越来越广泛的关注^[9-15]。

在此基础上开发出一种新的提纯方法，不但提高了收率，而且析晶时间大大缩短，析晶温度也十分温和，降低了工艺成本，适合工业化生产^[16]。

1  实验部分

1.1  仪器与试剂

仪器：DFY-10/40低温恒温反应浴，巩义市予华仪器有限责任公司;SGW-3自动旋光仪，上海仪电物理化学仪器有限责任公司;SGWX-4显微熔点仪，上海安亭科学仪器厂;Bruker ARX-600核磁共振仪，德国Bruker公司;Waters e2695高效液相色谱仪，美国Waters公司。

试剂：自制卡前列甲酯粗品，纯度为98%;异丙醚，分析纯;正己烷，分析纯。

1.2  实验步骤

向250 mL单口瓶中加入24.7 g卡前列甲酯粗品、35 mL异丙醚，室温搅拌溶解后，加入35 mL正己烷，降温，5 ℃下搅拌析晶5 h后过滤，用少量正己烷洗涤滤饼后，干燥。得到卡前列甲酯   22.7 g，收率91.9%，HPLC检测纯度为99.8%，熔点为55.2～55.8 ℃，[α]_D²⁰+25.6（c 1.0，乙醇）。¹H-NMR（600 MHz，CDCl₃）δ：0.8（t，3H， J=6.8Hz），1.45-1.51（m，9H）， 1.65-1.69（m，3H），1.70-1.73（m，3H），2.07-2.11（m，3H）， 2.22-2.25（m，2H）， 2.30-2.32（m，3H）， 3.08（bs，2H）， 3.66 （s.3H）， 3.89（s.1H），4.13 （s.1H）， 5.32-5.64（m，4H），7.30（s，1H）。

2  结果与讨论

2.1  溶剂种类对反应的影响

溶析结晶过程的实质是通过添加另一种能与主溶剂完全互溶而与溶质不互溶的溶剂（溶析剂），以显著降低溶质的溶解度，实现溶质的结晶析出。对所选用的主溶剂与溶析剂种类进行了考察，结果如表1所示。

由表1可知，当采用异丙醚-正己烷溶剂系统时，反应的收率最高。因此，采用异丙醚-正己烷作为该工艺的溶剂系统。

2.2  溶剂比例对反应的影响

对异丙醚和正己烷的比例进行了考察，结果如表2所示。

由表2可知，随着正己烷的用量增加，收率明显提高。当异丙醚和正己烷的比例在1∶1时，反应的收率最高。当异丙醚和正己烷的比例超过1∶1时，因为溶析剂相对过多，不仅影响了晶体的生长，而且溶解了部分卡前列甲酯，导致了收率下降。因此，采用的异丙醚和正己烷的比例为1∶1。

2.3  析晶温度对反应的影响

溶析结晶过程较为复杂，其中温度是影响晶体成核和晶体生长的一个重要因素。结晶温度太高或者太低都容易使提纯物质中杂质的含量增加。对反应的析晶温度进行了考察，结果如表3所示。

由表3可知，析晶温度为5 ℃和-5 ℃时，收率均较高，由于-5 ℃比5 ℃时的产品质量分数降低，因此，选用的结晶温度为5 ℃。

3  结 论

本研究采用异丙醚-正己烷溶剂系统代替了文献^[5]中使用的乙醚-正己烷溶剂系统，研究结果表明，经过溶析结晶法提纯后，卡前列甲酯纯度明显提高，且收率高，节约了工艺成本。另外，本方法描述的反应析晶温度可以在0 ℃以上析晶，避免了文献^[6]中的低温析晶，且溶剂消耗量小，析晶速度快，更加适合工业化生产。

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Study on Purification of Carboprost Methylate

by Solvent-out Crystallization Method

LYU Zheng-min， WANG Yu-jun， FENG Li-yan， LIANG Zhi-min

（Northeast Pharmaceutical Group Co.， Ltd.， Shenyang Liaoning 110027， China）

Abstract：  Carboprost methylate was purified by solvent-out crystallization method. The influence of solvent types， temperature and solvents ratio on the purification effect was investigated，the optimum conditions were obtained. The results show that the purity of carboprost methylate was obviously improved and the yield was high by using solvent-out crystallization method.

Key words： Solvent-out crystallization; Purification; Solvent; Yield