高純度藥用級(jí)蔗糖八硫酸酯鈉的制備工藝研究

潘繼成，金曉民，楊建榮

（湖州展望藥業(yè)有限公司，浙江 湖州 313000）

蔗糖八硫酸酯鹽是結(jié)構(gòu)為C12H14O35S8-R8的一組化合物，其中R 可代表Na、K、Al 等元素，該化合物早期一直應(yīng)用于治療潰瘍?yōu)橹鞯乃幬镏小?015 年，脂質(zhì)體行業(yè)又增添了一個(gè)新品種，隨著臺(tái)灣智擎生技制藥股份有限公司伊立替康脂質(zhì)體在美國(guó)的上市，蔗糖八硫酸酯鹽作為一個(gè)新型輔料進(jìn)入藥界同仁的視野[1]，其主要用途是作為脂質(zhì)體載藥的輔料。用蔗糖八硫酸酯三乙胺梯度差制備的重酒石酸長(zhǎng)春瑞濱脂質(zhì)體包封率較高，與重酒石酸長(zhǎng)春瑞濱注射液相比，其具有毒性低、療效顯著的優(yōu)勢(shì);蔗糖八硫酸酯鹽通過置換變成蔗糖八硫酸，在工藝中用于形成pH 梯度差，是鹽酸伊立替康脂質(zhì)體制劑的原研輔料。

除蔗糖八硫酸酯鋁有法定的藥典標(biāo)準(zhǔn)外，蔗糖八硫酸酯鈉鹽、鉀鹽目前還沒有國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，蔗糖八硫酸酯鈉鹽、蔗糖八硫酸酯鉀鹽在藥物制劑中的作用基本相同，目前國(guó)內(nèi)沒有這兩種產(chǎn)品作為藥用輔料級(jí)別的制造與銷售，國(guó)內(nèi)有多家公司生產(chǎn)該產(chǎn)品，但生產(chǎn)企業(yè)大多是一些化工企業(yè)，產(chǎn)品純度不高，雜質(zhì)含量較高，不能滿足藥物制劑作為輔料的要求。有專利文獻(xiàn)[2]報(bào)道蔗糖八硫酸酯鋁的合成方法，燕立波等[3]報(bào)道了蔗糖八硫酸酯鈉的合成方法。本研究參考文獻(xiàn)并結(jié)合工作中對(duì)蔗糖八硫酸酯鈉的工藝研究，開發(fā)一種高純度藥用蔗糖八硫酸酯鈉工藝，填補(bǔ)這一產(chǎn)品在藥用方面的合成及應(yīng)用空白。

蔗糖八硫酸酯鈉的合成，一方面可通過選擇優(yōu)良的催化劑，從根本上減少雜質(zhì)的含量，提高粗產(chǎn)物的純度以及蔗糖八硫酸酯鈉的產(chǎn)率；另一方面，選擇合適的分離提純方法，對(duì)粗品進(jìn)行純化，降低高純度蔗糖八硫酸酯鈉制備的壓力。

本研究以無水吡啶為催化劑合成蔗糖八硫酸酯鈉，無水乙醇滴加入蔗糖八硫酸酯鈉水溶液中進(jìn)行析晶。無水吡啶為有機(jī)堿，很早就被用作酯化羥基化合物的催化劑。與其他酸性催化劑相比，無水吡啶催化效率高，不利于蔗糖水解，減少了蔗糖分子中苷鍵的斷裂，因而引入的雜質(zhì)較少[4]，減少了分離提純的次數(shù)，提高了蔗糖八硫酸酯鈉的產(chǎn)率，達(dá)到了預(yù)期的目的。重結(jié)晶純化產(chǎn)品具有工藝簡(jiǎn)單、易于控制的特點(diǎn)。制備的產(chǎn)品純度可達(dá)99.8%左右，高純低雜的產(chǎn)品不僅可用于藥用輔料，還可作標(biāo)準(zhǔn)品使用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 試劑

蔗糖，AR 級(jí)，西隴科學(xué)股份有限公司；三氧化硫-吡啶復(fù)合物，AR 級(jí)，廣東翁江化學(xué)試劑有限公司；吡啶，AR 級(jí)，上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醇，AR 級(jí)，廣州市科瑪化學(xué)技術(shù)有限公司；氫氧化鈉，AR 級(jí)，西隴科學(xué)股份有限公司。

1.1.2 儀器

電子天平，JJ5000，常熟市雙杰測(cè)試儀器廠；電動(dòng)攪拌器，JJ-1，金壇市榮華儀器有限公司；真空干燥箱，DZF-6050 型，上海中友儀器設(shè)備有限公司；循環(huán)水式真空泵，SHZ-D，鞏義市予華儀器有限公司；小型萬能粉碎機(jī)，LD-Y500A，上海頂帥電器有限公司。

1.2 反應(yīng)原理

蔗糖和三氧化硫-吡啶復(fù)合物在堿性環(huán)境如無水吡啶下發(fā)生酯化反應(yīng)，蔗糖的8 個(gè)羥基全部與三氧化硫發(fā)生酯化，反應(yīng)方程式如下：

1.3 蔗糖八硫酸酯鈉的合成

在帶有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管和溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入一定配比的三氧化硫-吡啶復(fù)合物和吡啶，加熱攪拌，分批少量加入已稱好的蔗糖。待蔗糖加完后，緩慢升溫至一定溫度并保溫一定時(shí)間。分離出三口燒瓶?jī)?nèi)的吡啶，向三口燒瓶?jī)?nèi)加入純化水使瓶?jī)?nèi)固體溶解，用活性炭脫色，并趁熱過濾。向?yàn)V液中加入氫氧化鈉溶液，然后加入無水乙醇，冷卻結(jié)晶得白色針狀粗產(chǎn)品。重結(jié)晶析出的蔗糖八硫酸酯鈉經(jīng)固液分離，所得濾餅置于70 ℃～80 ℃真空干燥箱中干燥，得蔗糖八硫酸酯鈉成品。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度的影響

當(dāng)反應(yīng)溫度為75 ℃時(shí)，蔗糖于吡啶中全部溶解，三氧化硫-吡啶復(fù)合物與蔗糖充分接觸，反應(yīng)體系成棕色；當(dāng)溫度高于75 ℃時(shí)蔗糖焦化嚴(yán)重，發(fā)生副反應(yīng)，顏色加深，不利于后期產(chǎn)物的分離提純。因此，反應(yīng)溫度維持在75 ℃～80 ℃，有利于反應(yīng)進(jìn)行，且容易提純。

2.2 反應(yīng)時(shí)間的影響

在反應(yīng)溫度為75 ℃～80 ℃下，分別對(duì)反應(yīng)3 h、4 h、5 h、6 h 的產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜（FTIR）分析。紅外光譜分析儀為日本島津FTIR-8400S，分析用KBr 壓片。反應(yīng)時(shí)間為3 h、4 h 時(shí)，蔗糖分子結(jié)構(gòu)中的8 個(gè)羥基沒有完全被磺酸基磺化，產(chǎn)物在3457 cm-1左右還有一部分-OH 的伸縮振動(dòng)峰；反應(yīng)時(shí)間為5 h 時(shí)蔗糖八硫酸酯鈉的-OH 伸縮振動(dòng)峰已經(jīng)不明顯，在1420 cm-1～1000 cm-1區(qū)間出現(xiàn)O=S=O 伸縮振動(dòng)峰，表明在反應(yīng)中兩個(gè)蔗糖分子結(jié)構(gòu)中的8 個(gè)羥基完全被磺化。

2.3 重結(jié)晶工藝參數(shù)的研究

2.3.1 重結(jié)晶時(shí)間、溶劑量的影響

將蔗糖八硫酸酯鈉粗品溶解，滴加乙醇結(jié)晶，然后對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行分離提純。重結(jié)晶法工藝簡(jiǎn)單、易于控制，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行兩次重結(jié)晶即可有效提高產(chǎn)品的純度。蔗糖八硫酸酯鈉常溫下易溶于水，微溶于乙醇，因此乙醇可作為粗產(chǎn)品重結(jié)晶的添加助劑。滴加完乙醇后于低溫下結(jié)晶6～7 h 即結(jié)晶完全。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)體系內(nèi)乙醇含量為55%～65%時(shí)，能夠縮短蔗糖八硫酸酯鈉重結(jié)晶的時(shí)間，提高產(chǎn)品回收率。

2.3.2 乙醇滴加速度對(duì)產(chǎn)品結(jié)晶的影響

乙醇滴加速度對(duì)蔗糖八硫酸酯鈉的結(jié)晶形狀影響較大，滴加速度過快，產(chǎn)品析晶過快，雜質(zhì)易于包裹其中，造成產(chǎn)品純度降低。乙醇滴加速度為20 mL/min 能獲得比較滿意的結(jié)晶形態(tài)。

2.3.3 溫度對(duì)產(chǎn)品結(jié)晶的影響

溫度是影響蔗糖八硫酸酯鈉質(zhì)量及收率的重要因素，蔗糖八硫酸酯鈉在水中溶解度很大，溫度高時(shí)產(chǎn)品不能析出，溫度過低時(shí)析出的固體中夾雜著較多的雜質(zhì)不易分離出去，故選擇適宜的溫度是制備合格產(chǎn)品的關(guān)鍵，一般控制結(jié)晶溫度為0 ℃～5 ℃時(shí)能得到質(zhì)量比較滿意的產(chǎn)品。

2.3.4 攪拌速率對(duì)產(chǎn)品結(jié)晶的影響

析晶釜攪拌速率對(duì)蔗糖八硫酸酯鈉的顆粒度影響較大，攪拌速率越大顆粒越細(xì)，攪拌速率越小顆粒越大，應(yīng)選擇可無級(jí)調(diào)速的變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使攪拌速率控制在合適的范圍內(nèi)。

3 蔗糖八硫酸酯鈉的檢測(cè)

3.1 性狀

本品為白色或類白色粉末，本品在水中溶解。取本品1.00 g，加水29.9 mL，樣品完全溶解。

3.2 pH 的檢測(cè)

取本品1.0 g，加水100 mL 溶解后，參考《中國(guó)藥典》2020 年版四部通則[5]pH 測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定，樣品pH 為4.5～7.0。

3.3 氯化物的檢測(cè)

參考《中國(guó)藥典》2020 年版四部通則[5]氯化物檢查法進(jìn)行檢測(cè)。供試品溶液的濁度不得深于對(duì)照液的濁度（0.05%）。

3.4 砷鹽的檢測(cè)

參考《中國(guó)藥典》2020 年版四部通則[5]砷鹽檢查法進(jìn)行檢測(cè)。含砷鹽應(yīng)符合規(guī)定（0.0004%）。

3.5 重金屬的檢測(cè)

參考《中國(guó)藥典》2020 年版四部通則[5]重金屬檢查法進(jìn)行檢測(cè)。含重金屬不得過2×10-5。

3.6 水分的檢測(cè)

水分的檢測(cè)采用常規(guī)的容量滴定法[5]，根據(jù)碘與二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中與水定量反應(yīng)的原理測(cè)定水分。采用卡爾費(fèi)休水分儀（型號(hào)ZKF-1A，上海超精科技有限公司）進(jìn)行測(cè)定，所用儀器應(yīng)干燥，避免空氣中水分的侵入，測(cè)定在干燥處進(jìn)行。

3.6.1 費(fèi)休氏試液的制備與標(biāo)定

（1）制備

稱取碘（置硫酸干燥器內(nèi)48 h 以上）110 g，置于干燥的具塞錐形瓶（或燒瓶）內(nèi)，加無水吡啶160 mL，冷卻，振搖至碘全部溶解，加無水甲醇300 mL，稱定重量，將錐形瓶（或燒瓶）置于冰浴中冷卻，在避免空氣中水分侵入的條件下，通入干燥的二氧化硫至重量增加72 g，再加無水甲醇至1000 mL，密塞，搖勻，在暗處放置24 h 即得。

（2）標(biāo)定

精密稱取純化水10～30 mg，用水分測(cè)定儀直接標(biāo)定，或精密稱取純化水10～30 mg，置干燥的具塞錐形瓶中，除另有規(guī)定外加無水甲醇適量，在避免空氣中水分侵入的條件下，用費(fèi)休氏試液滴定至溶液由淺黃色變?yōu)榧t棕色，或用電化學(xué)法（如永停滴定法）指示終點(diǎn)，另做空白試驗(yàn)，按式（1）計(jì)算。

式(1)中：F 為每1 mL 費(fèi)休氏試液相當(dāng)于水的重量，mg；W 為稱取純化水的重量，mg；A 為滴定所消耗費(fèi)休氏試液的體積，mL；B 為空白所消耗費(fèi)休氏試液的體積，mL。

3.6.2 測(cè)定方法

精密稱取供試品適量，溶劑為無水甲醇，用水分測(cè)定儀直接測(cè)定，另做空白試驗(yàn)，按式（2）計(jì)算：

式(2)中：M 為供試品的水分；A 為供試品所消耗費(fèi)休氏試液的體積，mL；B 為空白所消耗費(fèi)休氏試液的體積，mL；F 為每1 mL 費(fèi)休氏試液相當(dāng)于水的重量，mg；W 為供試品的重量，mg。

3.7 熔點(diǎn)測(cè)定

采用傳溫液加熱法A[5]測(cè)定重結(jié)晶后的蔗糖八硫酸酯鈉粉末的熔點(diǎn)。測(cè)定熔點(diǎn)為160 ℃～162 ℃，與文獻(xiàn)[3]相符，說明得到的產(chǎn)物為蔗糖八硫酸酯鈉。

3.8 含量的檢測(cè)

3.8.1 試液的配制

（1）氯化鋁水溶液的配制

于燒杯內(nèi)稱取85 g 純化水，將15 g 六水氯化鋁慢慢倒入燒杯內(nèi)，攪拌至固體全部溶解后待用。

（2）氫氧化鈉水溶液的配制

于燒杯內(nèi)稱取250 g 純化水，將8 g 氫氧化鈉慢慢倒入燒杯內(nèi)，攪拌至固體全部溶解后待用。

（3）操作

并取蔗糖八硫酸酯鈉5.0 g，精密稱定，置于容器內(nèi)并加純化水25 mL 溶解，于30 ℃～40 ℃下緩緩滴加氯化鋁水溶液，加完后用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)料液pH 為4.00±0.02，攪拌1.5～2.0 h（注：此時(shí)間段內(nèi)pH 需始終保持在4.00±0.02）。

減壓過濾，用純化水洗滌濾餅，直至濾液對(duì)硝酸銀溶液無白色氯化銀沉淀為止，抽干。濾餅用200 g 無水乙醇洗滌，抽干，將濾餅盡量碾小，置于烘箱內(nèi)于真空度不低于0.08 MPa、溫度（80 ± 2）℃干燥6 h（注：濾紙上剩余濾餅連同濾紙一起置于真空烘箱內(nèi)干燥）。

取出樣品，置于干燥器內(nèi)，冷卻至室溫后精密稱重，所得重量（扣除濾紙重量）與0.5553 相乘即為蔗糖八硫酸酯鈉的含量（注：0.5553 為蔗糖八硫酸酯鈉分子量與沉淀物硫糖鋁分子量的比值）。

3.8.2 供試品含量計(jì)算

按式（3）計(jì)算。

式(3)中：P 為供試品含量，%；C 為沉淀物硫糖鋁重量，g；D 為供試品重量，g；E 為供試品水分含量，%。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按上述“3 蔗糖八硫酸酯鈉的檢測(cè)”方法對(duì)實(shí)驗(yàn)批次進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表1。

表1 蔗糖八硫酸酯鈉的檢測(cè)結(jié)果

從表1 可知，合成的蔗糖八硫酸鈉符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)B02Q1072 的要求，各項(xiàng)雜質(zhì)、有害物質(zhì)均符合藥用標(biāo)準(zhǔn)，且產(chǎn)品含量達(dá)到了高純的標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足藥物制劑的使用要求。

5 結(jié)論

（1）蔗糖與三氧化硫-吡啶復(fù)合物在堿性親核催化劑無水吡啶存在下，發(fā)生硫酸化反應(yīng)生成蔗糖八硫酸酯，再與氫氧化鈉成鹽生成活性產(chǎn)物蔗糖八硫酸酯鈉。由實(shí)驗(yàn)可得最佳反應(yīng)條件為：原料摩爾比即n(蔗糖)：n(三氧化硫-吡啶復(fù)合物)：n(無水吡啶)=1:6:11，保溫時(shí)間為180 min，溫度為90 ℃～100 ℃。此時(shí)蔗糖八硫酸酯鈉的產(chǎn)率較高，達(dá)92%以上。與其他催化劑相比，無水吡啶能夠有效提高蔗糖八硫酸酯鈉的產(chǎn)率及產(chǎn)物純度。

（2）采用無水乙醇為單一溶劑，對(duì)蔗糖八硫酸酯鈉粗品的水溶液進(jìn)行析晶，當(dāng)體系內(nèi)乙醇體積分?jǐn)?shù)為55%～65%時(shí)，易結(jié)晶析出，且回收率較高。經(jīng)兩次重結(jié)晶，蔗糖八硫酸酯鈉的純度達(dá)99.8%。

（3）采用沉淀法對(duì)蔗糖八硫酸酯鈉的含量進(jìn)行檢驗(yàn)，含量達(dá)99.8%以上，符合藥物脂質(zhì)體對(duì)輔料高純低雜的標(biāo)準(zhǔn)要求。