氨甲苯酸原料药合成工艺逐级放大实验及其质量研究

作     者：高鑫 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙凯

授予年度：2022年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 100701[医学-药物化学] 

主      题：氨甲苯酸 原料药 合成工艺 质量研究 

摘      要：氨甲苯酸,在临床上也称为止血芳酸,是一种临床上被广泛使用的抗纤溶止血药物。化学结构上,它与赖氨酸具有相似性,因此通过与纤溶酶原结合,竞争性的抑制纤溶蛋白原上的赖氨酸与纤溶酶原结合,阻止了纤溶酶的活化过程,继而阻止了纤溶性出血的进程,达到了止血的作用。在临床上经常被用于因原发性纤维蛋白过渡溶解而引起的出血,且该药物几乎没有明显的副作用。目前文献报道的氨甲苯酸的合成方法,存在环境污染严重,涉及生产安全隐患、剧毒管控、氮源成本较高,对厂房、设备要求较高等问题。因而探索原料廉价易得,生产过程绿色环保,安全性高,对设备、厂房、人员要求更低的新型合成方法,已成为当务之急。另外,文献报道的与氨甲苯酸原料药及其制剂相关的含量测定方法,主要有滴定法、高效液相色谱法、紫外-可见分光光度法等。其中,除滴定法外,其它大部分分析方法仅用于氨甲苯酸相关制剂的含量测定或有关物质研究。出于提高分析方法准确度和精密度,缩短检测时间,简化检测操作的考虑,显然选择高效液相色谱法用于氨甲苯酸原料药的含量测定,是上佳选择。然而,文献报道的3种高效液相色谱法中,有2种方法流动相组成较为复杂(分别需要应用4元和3元流动相系统),不利于实验操作;另外1种方法虽然流动相组成为更简单的2元系统,但需要使用成本较高,耐用性较差的氨基柱,这显著增加了该方法的测试成本。因而,开发流动相组成简单,成本较低,耐用性更强的高效液相色谱分析方法,用于氨甲苯酸原料药的含量测定,亦成为了一个比较实际的问题。本实验室前期,开发了一种新型的成酯方法。该方法无须添加任何反应试剂或催化剂,即可成功实现酯化反应。并将该方法成功应用于对氯甲基苯甲酸乙酯(中间体1)的合成,收到了很好的效果。该方法原子效率高,绿色环保,操作简便,对设备和厂房也无特殊要求,适用于工业化生产。在此基础上,本实验室尚对中间体1进行了初步的逐级放大实验研究,在200 g的规模下,结果依然良好!该部分工作为中间体1的进一步产业化奠定了实验基础。本实验室在此基础上,还进一步开发了用于氨甲苯酸原料药合成的新氮源——乙酰胺。该新型氮源廉价易得,环境污染小,解决了传统氮源存在的诸多不足。基于该新型氮源,本实验室开发了氨甲苯酸原料药的新型合成方法,现已打通了其小试合成工艺,并确定了其最佳反应条件。该合成路线对厂房和设备无特殊要求,生产安全,原料和试剂均为市售品,廉价易得,环境污染小,收率较高,纯度也较好,适用于产业化。本论文在本实验室前期工作的基础上,对基于中间体1的氨甲苯酸原料药后续合成工艺进行了5倍量、10倍量、20倍量及30倍量的逐级放大实验研究。经过对主要影响因素的系统优化,本论文揭示了本实验室开发的基于新氮源——乙酰胺的氨甲苯酸原料药创新合成工艺,在当前30倍量的规模下依然能够得到较为满意的结果。其最佳反应条件为:30 g对氯甲基苯甲酸乙酯(中间体1)粗品溶于600 m L二氧六环中,备用。0.9 mol乙酰胺溶于1000 m L二氧六环中,于0～10℃加入0.645 mol氢化钠,搅拌30 min后加入0.03 mol溴化钠,将温度升至100℃,再将上述配制好的含有对氯甲基苯甲酸乙酯粗品的二氧六环溶液分批次加入到含有乙酰胺的二氧六环溶液中,反应44 h。然后采用氯化铵淬灭反应,过滤除去大部分盐类,并用二氧六环洗涤滤饼,合并滤液,减压蒸干溶剂,即得对乙酰氨甲基苯甲酰胺粗品(中间体2)。将中间体2粗品溶于300 m L的盐酸溶液(6 mol/L)中,于80℃下加热10 h后,用氢氧化钠固体调节p H至7.0,于0～10℃下静置2 h,过滤,以冷水及乙醇洗涤滤饼,干燥,得到氨甲苯酸原料药粗品18.784 g。将粗品溶于240 m L水中,于80℃下加热2 h,再于0～10℃下静置2 h,过滤,以冷水及乙醇洗涤滤饼,干燥,得到氨甲苯酸原料药纯品16.986g。该规模下的3次重复性实验均得到了较好结果,且产品含量和纯度均在99%以上,进一步表明该工艺的重现性良好。该部分工作为氨甲苯酸原料药的进一步产业化研究,提供了非常有益的参考,并奠定了坚实的实验基础。进而,本论文还确定了高效液相色谱法可用于氨甲苯酸原料药的含量测定。方法学系统研究表明,本方法专属性好,主峰附近无杂峰干扰;在39.98×10～173.22×10mmol/m L摩尔浓度区间内,氨甲苯酸原料药溶液的摩尔浓度与其峰面积有良好的线性关系;同时该方法的精密度、重复性、回收率、中间精密度及耐用性均满足《中国药典》对采用高效液相色谱法做含量测定的要求,且在检测期间(24 h)样品溶液稳定性良好。最终,本课题组确定了基于高效液相色谱法的氨甲苯酸原料药含量测定方法:采用C18色谱柱;色谱条件为——流动相:缓冲盐水溶液(取11.0 g磷酸氢二钠、1.0 g辛烷磺酸钠,加800 m L水溶解,磷酸调节p H至2.5,加水至900 m L,摇匀)-乙腈=85:15;进样体积:10μL;柱温:40℃;检测波长:230 nm。在此基础上,本论文还对自制的3批氨甲苯酸原料药进行了含量测定,结果显示3批样品含量均在99%以上。本论文还对自制的氨甲苯酸原料药进行了系统的破坏性实验研究。实验表明,在本论文所用酸破坏条件、碱破坏条件、热破坏条件及光照破坏条件下,自制的氨甲苯酸原料药供试品稳定性均较好;但在本论文所用氧化破坏条件下,该供试品稳定性较差(该结果与文献报道结论基本一致)。这提示本工艺所制备的氨甲苯酸原料药对酸性环境、碱性环境、高温环境和光照环境可能均不敏感,但对氧化环境可能较为敏感,在后续生产和储存中可能应避免与氧化剂长时间接触。此外,本论文还对自制氨甲苯酸原料药的有关物质研究进行了初步探索。实验表明,本实验所采用的高效液相色谱条件,可以将杂质I与氨甲苯酸区分开来,二者的分离度在1.5以上;即使在杂质I与氨甲苯酸物质的量比分别为2.5%及1.0‰的水平,该色谱条件依然可以保持二者的分离度在1.5以上,可以用来检测氨甲苯酸原料药中杂质I的残留水平(至少可检测出杂质I与氨甲苯酸物质的量比在1.0‰及以上的残留水平)。本实验还揭示,本工艺制备的氨甲苯酸原料药中未检测出杂质I残留(即便仍有少量杂质I的残留,其与氨甲苯酸物质的量比也应在1.0‰以下,残留极低!)。这进一步证明本工艺制备的氨甲苯酸原料药纯度较高(达99.9%以上)。上述含量测定及有关物质研究工作为本实验室自制氨甲苯酸原料药的进一步质量研究,提供了坚实的方法学支撑,并为氨甲苯酸原料药的最终申报工作奠定了分析实验基础。