王道社,孫佃振,張濤(山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司,山東 濟(jì)寧 271200)
頭孢西丁鈉,化學(xué)式為C16H16N3NaO7S2,分子量為449.43 ,是頭霉素類抗生素,系由鏈霉菌(Streptomyces lactamdurans)產(chǎn)生的甲氧頭孢菌素C(Cephamycin C),經(jīng)半合成制得的一類新型抗生素,其母核與頭孢菌素相似,抗菌性能類似,習(xí)慣上被列入第二代頭孢菌素類中。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 頭孢西丁鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖
頭孢西丁鈉在臨床上應(yīng)用廣泛,因此,開展系統(tǒng)質(zhì)量研究,提升其產(chǎn)品的純度是研究重點(diǎn)。目前頭孢西丁鈉的生產(chǎn)工藝,以頭孢西丁酸為起始原料,通過不同成鹽劑進(jìn)行成鹽,再通過無菌過濾進(jìn)入到無菌室結(jié)晶罐,利用頭孢西丁鈉在不同溶劑中的溶解度不同,析出頭孢西丁鈉晶體,固液混合物進(jìn)入三合一進(jìn)行結(jié)晶、分離干燥,無菌分裝后得到成品原料藥。因此,開發(fā)溶媒結(jié)晶法生產(chǎn)工藝,對頭孢西丁鈉產(chǎn)品的質(zhì)量提升意義重大[1]。
文章重點(diǎn)針對西丁鈉的結(jié)晶工藝進(jìn)行研究,通過對成鹽劑、結(jié)晶溶劑用量、結(jié)晶方式的研究以尋求產(chǎn)品質(zhì)量的提升。
A液:10 g頭孢西丁酸+10 mL甲醇+150 mL丙酮,攪拌溶解澄清后,加0.5 g C,20 min,過濾,25 mL丙酮做洗液,過程控溫T=10~15 ℃。
B液:成鹽劑+25 mL甲醇+25 mL丙酮
將B液在40 min左右滴加到A液中,過程控溫T=10 ℃,滴加完畢,攪拌5~10 min過濾,用丙酮洗滌,真空干燥。
頭孢西丁鈉不同成鹽劑收率情況對比如表1所示,頭孢西丁鈉不同成鹽劑質(zhì)量情況對比如表2所示。
表1 頭孢西丁鈉不同成鹽劑收率情況對比
表2 頭孢西丁鈉不同成鹽劑質(zhì)量情況對比
(1)收率方面:使用乙酸鈉、異辛酸鈉產(chǎn)品收率相當(dāng),使用異辛酸鈉收率略高,使用乳酸鈉收率較低。
(2)質(zhì)量方面:使用三種不同的成鹽劑,在產(chǎn)品純度上沒有明顯差別,使用乳酸鈉略高。
(3)成鹽劑采用異辛酸鈉,養(yǎng)晶時(shí),析晶較快,容易成較大顆粒;而用三水醋酸鈉,養(yǎng)晶時(shí),析晶較慢,顆粒較小。
A液:10 g頭孢西丁酸+10~20 mL甲醇+150 mL丙酮,攪拌溶解澄清后,加0.5 g C,20 min,過濾,25 mL丙酮做洗液,過程控溫T=10~15 ℃。
B液:3.2 g乙酸鈉+25 mL甲醇+25 mL丙酮
將B液在40 min左右滴加到A液中,過程控溫T=10 ℃,滴加完畢,攪拌5~10 min過濾,用丙酮洗滌,真空干燥。
甲醇加量對收率影響對比如表3所示。
表3 甲醇加量對收率影響對比
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),甲醇量增加,比較容易養(yǎng)晶得到大顆粒結(jié)晶。但甲醇用量增加到20 mL,會造成產(chǎn)品收率的降低。
乙酸鈉用25 mL丙酮和25 mL甲醇溶解,0~10 ℃養(yǎng)晶,研究100 mL丙酮是直接加入到酸液中還是滴加鈉鹽養(yǎng)晶后再滴加。
丙酮加入方式對產(chǎn)品質(zhì)量和收率影響對比如表4所示。
表4 丙酮加入方式對產(chǎn)品質(zhì)量和收率影響對比
⑴成鹽結(jié)晶后,產(chǎn)品中24.54 min和48.07 min雜質(zhì)可以明顯降低;47.0 min略微降低;36.91 min略微降低,仍然較大。
⑵丙酮補(bǔ)加順序,后補(bǔ)加比前補(bǔ)加所得產(chǎn)品純度明顯高。丙酮在后面補(bǔ)加,產(chǎn)品純度從原料98.71%提純到99.3%以上;丙酮在前面補(bǔ)加,產(chǎn)品純度仍是98.71%,幾乎沒有提純效果。
⑶結(jié)晶效果,丙酮后加,養(yǎng)晶階段,可以緩慢析出顆粒狀晶型,顯微鏡下為短的細(xì)針狀聚集成小黑球。丙酮在前面補(bǔ)加,養(yǎng)晶階段,析晶太快,析出大量絮狀,顯微鏡下為不規(guī)則晶型。
⑷成鹽劑用丙酮和甲醇溶解,開始大約滴入約五分之一,就會析出。而成鹽劑用甲醇溶解,發(fā)現(xiàn)剛開始全部滴入,仍然澄清,之后緩慢析出。
(5)結(jié)論:采用丙酮養(yǎng)晶后滴加的方式,可以從原料純度98.71%提高到產(chǎn)品99.6%。
10 g頭孢西丁酸+8 mL水+60~80 mL丙酮,攪拌溶解澄清后,加0.5 g活性碳,攪拌20 min,過濾,20 mL丙酮做洗液,過程控溫T=18 ℃。脫色后降溫,滴加乙酸鈉溶液成鹽, 然后滴加丙酮(養(yǎng)晶或不養(yǎng)晶),過濾,用丙酮洗滌,真空干燥。
養(yǎng)晶方式對產(chǎn)品質(zhì)量的影響對比如表5所示。
表5 養(yǎng)晶方式對產(chǎn)品質(zhì)量的影響對比
SL21020011和SL21020012為正常結(jié)晶,得出來的產(chǎn)品顆粒稍大,流動性較好。SL21020013和SL21020014在結(jié)晶時(shí)進(jìn)行了養(yǎng)晶(乙酸鈉滴加完后澄清,滴加少量丙酮出現(xiàn)微混時(shí),停止滴加,養(yǎng)晶30 min,然后再滴加余下的丙酮)。在顯微鏡下鈉鹽為細(xì)針狀,比較蓬松[2]。
綜合以上生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到較為理想的頭孢西丁鈉結(jié)晶工藝為:
頭孢西丁酸用3:10的甲醇丙酮混合液溶解,攪拌溶解澄清后,脫碳過濾,2.5倍量丙酮洗滌,過程控溫10~15 ℃,然后滴加1.05倍摩爾比例的三水醋酸鈉溶液,低溫養(yǎng)晶,然后分離干燥,可得到質(zhì)量較好的頭孢西丁鈉產(chǎn)品,質(zhì)量收率穩(wěn)定在96%~98%,液相99.4%~99.6%。