艾地普林合成工艺优化及质量控制研究

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艾地普林(Aditoprim,ADP)是一种新型苄胺嘧啶类抗菌增效剂,具有抗菌谱广、优异的体内药动学特征和低毒安全等优点,应用开发前景良好。本实验室将其作为一类新兽药进行研究,前期已经进行了初步的工艺研究和质量研究,但是艾地普林作为新药研发的药学研究还很不完善。本论文按照兽药制备和质量研究指导原则要求,针对以下三个方面对原料药合成工艺及质量进行研究,最终制定原料药的质量标准,从而为制剂研发及临床试验提供安全有效、质量合格的原料药,保证药物的安全、有效和质量可控。1艾地普林合成工艺研究艾地普林合成工艺以对二甲氨基苯甲醛为原料经还原(ADP1)、溴化(ADP2)、甲氧基化(ADP3)、甲基化-还原(ADP4)、缩合(ADP5)、环合反应(ADP)制备终产品,在先前工艺的基础上,将前两步合并,省去ADP1的重结晶,并以甲氧基丙腈进行缩合反应得中间体ADP5,最终将工艺缩减为五步。采用紫外、红外、质谱、核磁等四种波谱技术对新中间体ADP5及终产物进行化学结构确证,结果显示两者各功能基团及碳氢归属明确、分子量准确。该合成路线可行,操作简便。以单因素试验及正交试验对工艺中原料的投料比、溶剂、催化剂、反应温度及后处理工艺进行微调,并对确定的工艺进行验证试验。通过工艺摸索,可确定ADP1的反应温度、ADP2与甲醇钠的摩尔比、ADP4滤液的p H、ADP5的反应温度及纯度为关键工艺参数。五步小试工艺验证的平均收率为82.9~84.0%,74.4~79.3%,85.7~88.1%,79.7~82.6%,83.8~85.5%,其中ADP5收率相比于之前研究的30.8%有显著提高,工艺操作更为简便。以经验放大法对艾地普林进行试制,对试验方案进行了微调,并对所得中间体及终产品进行纯度检测。放大合成中,ADP2的反应温度维持在60℃;ADP3合成中增加非质子化溶剂DMF的量,加入200g原料待反应引发后分四批加入ADP2。最终五步反应平均收率为84.8%、76.0%、87.2%、82.3%和84.1%。小试及放大合成中原料、中间体及终产品的纯度分别达到99.0%,96.2%,98.5%,99.5%,99.5%,99.0%以上,熔程均小于2℃。本研究所得艾地普林制备工艺原料易得,操作简便,收率较高,环保可行,适合工业化生产。2艾地普林原料药质量研究根据小试工艺和放大合成终产品的检测结果,初步判定可能存在的有机杂质,对峰面积归一化法含量大于0.1%的有关物质进行液质联用定性分析并制备。建立高效液相色谱法(HPLC-DVD)和气相色谱方法分别用于原料药含量及有关物质的检测和七种溶剂的检测,分别进行方法验证。结果显示:艾地普林原料药共检测到四种有关物质,其中三种含量大于0.1%的有关物质定性为N-脱一甲基艾地普林、艾地普林异构体和中间体ADP5,分别命名为IMP-1、2、3。IMP-1已有对照品,IMP-3纯度大于99.5%,可直接用作对照品,以制备硅胶柱从ADP滤液中分离得到IMP-2纯度为99.1%。两种色谱方法验证结果均符合2010版兽药典相关规定。高效液相色谱方法中主峰与相邻色谱峰及杂质峰间分离度均大于1.5,破坏试验中各组分分离良好,色谱峰纯度均大于0.999。ADP的检测限为0.25μg/m L,定量限为0.50μg/m L,在1-100μg/m L浓度范围内线性关系良好,高中低三浓度的平均回收率在98.56%~101.94%,批内相对标准偏差<2.0%,批间相对偏差为0.37%,溶液在24h内稳定。三种有关物质的最低检测限分别为0.10、0.05和0.05μg/m L,最低定量限分别为0.20、0.10、0.20μg/m L,在ADP限度浓度附近进行五个浓度的线性回归得到三者的相对校正因子为1.30、1.54和1.26,高中低三个浓度(0.1%、0.5%、1.0%)添加平均回收率在91.2~102.6%,批内相对标准偏差<6.2%,溶液在24h内稳定。气相色谱法中待测物色谱峰之间分离度均大于1.2,甲醇、正己烷、丙烯腈、乙酸乙酯、甲苯、吡啶、DMF的检测限分别为3、0.29、1.25、4、0.7、20、4.4μg/m L,定量限分别为15、1.5、2.5、5、0.89、30、8.8μg/m L;在各自线性范围内,回归系数均大于0.99;七种待测物添加回收率在85.8~109.1%之间,日内相对标准偏差RSD<10%,六针进样相对平均偏差小于10%,溶液在24h内稳定。实样检测中最大有机杂质含量小于0.4%,总杂质含量小于1.0%,三批原料的含量均在98%-102%之间。残留溶剂中仅甲醇、乙酸乙酯和DMF有检出,均低于VICH限度。因此,本研究建立的艾地普林含量及有关物质分析方法准确可靠。此外,性状及其他检查项目检测结果表明三批放大产品质量检测结果产品均为淡黄色粉末,无臭,无味,熔点为215~217℃,不溶于水,微溶于无水乙醚、丙酮,能溶解于甲醇、95%乙醇、DMF和三氯甲烷,易溶于二甲基亚砜、冰醋酸和1mo L/L盐酸溶液,紫外吸收系数为17090±3.5%,略有引湿性。检查项目中艾地普林原料药干燥失重均小于1.0%,炽灼残渣均小于0.3%。3艾地普林稳定性研究通过影响因素试验(高温、高湿、光照)和破坏性实验(高温、光照、1mo L/L盐酸、1mo L/L氢氧化钠、30%过氧化氢和紫外光(254nm))分别对原料药的固体和溶液进行稳定性考察,以期找到合适的储藏方式并鉴别可能的降解物和降解途径,进一步考察化合物稳定性,并验证分析方法指示稳定性的能力。结果显示:固体在高温条件下(60℃)较稳定,在强光照和高湿条件下含量略微下降。破坏性试验中共检出9种降解物,艾地普林的甲醇溶液对酸性和氧化性条件较敏感,在碱性环境下较稳定,固体在高温和光照条件下不发生降解。艾地普林主要在嘧啶环上发生羟化,甲基化,甲氧基化,氮氧化及氯化反应,而在苯环上主要发生羟化,N-脱一甲基、脱二甲氨基变化,可能是由羟自由基,活性氯或单态氧作用诱导。综上,艾地普林应避光置于通风干燥处贮藏,其甲醇溶液对酸、氧化剂及紫外光不稳定。本论文首次完成了艾地普林的放大合成,并对原料药中有关物质和残留溶剂进行了定性定量研究,该研究完善了艾地普林的制备工艺,并为艾地普林质量标准的建立奠定了坚实的基础,对艾地普林的新药创制及产业化具有重要意义。
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