一种高纯度舒更葡糖钠的制备方法
阅读说明：本技术 一种高纯度舒更葡糖钠的制备方法 (Preparation method of high-purity sugammadex sodium ) 是由 谢文博 韩智旭 孙雪 姜新 王进政 王雪 钱博 李晓璇 黄晓光 王恩思 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本申请涉及所需中间体Haack试剂的制备、中间体3-巯基丙酸与6-全-脱氧-6-全-溴代-γ-环糊精的反应,以及一种纯化方法,改善了舒更葡萄糖的总纯度。本申请提供了一种改进的工业上可行的方法,该方法有效,耗时少,可再现并且涉及毒性较小的试剂。(The application relates to the preparation of the desired intermediate Haack reagent, the reaction of the intermediate 3-mercaptopropionic acid with 6-per-deoxy-6-per-bromo-gamma-cyclodextrin, and a purification process, improving the overall purity of sugammadex. The present application provides an improved industrially feasible process that is efficient, less time consuming, reproducible and involves less toxic reagents.)
技术领域
本发明属于化工制药领域，提供了一种高纯度舒更葡萄钠的制备方法和舒更葡糖钠粗品的制备方法。
背景技术
舒更葡糖钠(sugammadexsodium)，化学名6-全脱氧-6-全(2-羧基乙基)硫代-γ-环糊精钠盐，是一种化学修饰的γ环糊精，通过与神经肌肉阻滞药物罗库溴铵或维库溴铵在血浆中形成复合物，进而降低在神经肌肉接头处与烟碱受体相结合的神经肌肉阻滞药物的数量，由此逆转由罗库溴铵或维库溴铵诱导的神经肌肉阻滞。舒更葡糖钠在2013年9月率先在欧洲上市，商品名为Bridion，2015年在美国上市，2017年在中国上市。获批的适应症包括：1)在成人中拮抗罗库溴铵或维库溴铵诱导的神经肌肉阻滞。2)在儿童和青少年中，仅推荐本品用于常规拮抗罗库溴铵诱导的阻滞(2～17岁)。
舒更葡糖钠是一个经过结构修饰的γ-环糊精，其结构复杂，制备反应过程容易产生大量复杂的副产物及降解杂质。而且舒更葡糖钠的分子结构上存在硫醚键，导致该化合物对氧不稳定，纯化过程中易被氧化形成亚砜、砜、二硫醚等一系列的杂质，杂质多产生于舒更葡糖钠分子的侧链结构上，杂质与舒更葡糖钠结构近似，极性差异小，分子量差异小，很难用常规手段除去，这一特性导致了舒更葡糖钠的纯化非常困难。目前国内外关于舒更葡糖钠制备工艺的报道较少，且纯化过程依赖膜透析或柱层析进行纯化，得到高纯度产品难度大，不利于大规模工业化生产的进行。
发明内容
为了解决本发明所提出的技术问题，本发明第一方面提供了一种高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述高纯度舒更葡糖钠的制备方法包括活性炭吸附步骤，所述活性炭吸附步骤具体包括：
将活性炭加入到置于第一容器的纯净水中，将所述密闭容器抽真空后，向所述纯净水中回充氮气置换若干次，得到活性炭混悬溶液；
在氮气保护下将舒更葡糖钠半成品加入第二容器中；
在氮气保护下再将所述活性炭混悬溶液加入第二容器，搅拌，第一抽滤，得到第一抽滤滤液；
向所述第一抽滤滤液中滴加乙醇，至有大量白色固体析出时，继续低温搅拌析晶若干小时，第二抽滤，减压干燥，得所述高纯度舒更葡糖钠精品。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述活性炭吸附步骤具体包括如下步骤中的一种或多种：
制备所述活性炭混悬溶液步骤中：所述活性炭与所述纯净水的重量体积比为1：5-20，所述氮气置换次数为1-10次；优选的是，所述活性炭与所述纯净水的重量体积比为1：10，所述氮气置换次数为3次；
舒更葡糖钠半成品加入第二容器步骤中：所述活性炭与所述舒更葡糖钠半成品的重量比为1：0.1-10；优选的是，所述活性炭与所述舒更葡糖钠半成品的重量比为1：1；
在第一抽滤滤液制备步骤中：在室温下搅拌0.1-10小时；优选的是，在室温下搅拌1小时；
在滴加乙醇步骤中：所述第一抽滤滤液与所述乙醇的体积比为1：1-10；优选的是，所述第一抽滤滤液与所述乙醇的体积比为1：2.5；
在所述低温搅拌析晶步骤中：是在-5-25℃搅拌析晶1-6小时；优选的是，是在-15℃搅拌析晶3小时；
在所述减压干燥步骤中：是在30-70℃减压干燥8-24小时；优选的是，是在50℃减压干燥16小时。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述活性炭吸附步骤之前还包括调酸步骤和调碱步骤，
所述调酸步骤具体包括：
将舒更葡糖钠粗品加入低浓度乙醇溶液中，室温搅拌至溶解，得舒更葡糖钠粗品乙醇反应液；
待所述舒更葡糖钠粗品乙醇反应液温度较低时，用稀盐酸调节所述舒更葡糖钠粗品乙醇反应液的PH值；
待有大量白色固体析出时，继续搅拌若干小时，过滤，滤饼用少量冷的低浓度乙醇溶液洗涤若干次，得舒更葡糖酸；
所述调碱步骤具体包括：
取所述舒更葡糖酸，加入甲醇，搅拌使所述舒更葡糖酸分散均匀，得舒更葡糖酸搅拌液；
将所述舒更葡糖酸搅拌液降至低温，滴加氢氧化钠溶解调节PH后，继续搅拌5分钟，降温至0℃，搅拌1小时，析晶，过滤，得所述舒更葡糖钠半成品。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述调酸步骤之将舒更葡糖钠粗品加入低浓度乙醇溶液中步骤中：所述舒更葡糖钠粗品与所述低浓度乙醇的重量体积比为1：1-20，所述低浓度乙醇为10-30％乙醇溶液；优选的是，所述舒更葡糖钠粗品与所述低浓度乙醇的重量体积比为1：10，所述低浓度乙醇为20％乙醇溶液；
所述调酸步骤之稀盐酸调节步骤中：待所述舒更葡糖钠粗品乙醇反应液温度降至-1℃—-10℃时，用稀盐酸调节所述舒更葡糖钠粗品乙醇反应液的PH值为1-6；优选的是，待所述舒更葡糖钠粗品乙醇反应液温度降至-5℃时，用稀盐酸调节所述舒更葡糖钠粗品乙醇反应液的PH值为3；
所述调酸步骤之制备舒更葡糖酸步骤中：继续搅拌0.5-5小时，过滤，滤饼用少量冷的10-30％乙醇溶液洗涤1-4次；优选的是，继续搅拌1小时，过滤，滤饼用少量冷的20％乙醇溶液洗涤两次；
所述调碱步骤之制备舒更葡糖酸搅拌液步骤中，所述舒更葡糖酸与所述甲醇的重量百分比为1：0.5-10；优选的是，所述舒更葡糖酸与所述甲醇的重量百分比为1：5；
所述调碱步骤之制备所述舒更葡糖钠半成品步骤中，降温至-1℃—-10℃，滴加1N-3N氢氧化钠溶解调节PH为7-11，继续搅拌1-60分钟，降温至-5℃—-5℃，搅拌0.5-5小时；优选的是，降温至-5℃，滴加2N氢氧化钠溶解调节PH为9，继续搅拌5分钟，降温至0℃，搅拌1小时。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述舒更葡糖钠粗品的合成步骤包括：
在无水无氧条件下，DMF与溴素在合适的溶剂中与三苯基膦反应，分离生成的Vilsmeier Haack试剂；
γ-环糊精与Vilsmeier Haack试剂在合适的溶剂中反应，生成6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精；
所述6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精与3-巯基丙酸在碱性条件下在有机溶剂中反应得到所述舒更葡糖钠粗品。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述高纯度舒更葡糖钠的制备方法的合成路线为：
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述Vilsmeier Haack试剂的制备步骤包括：在惰性气体保护及室温下，依次向反应釜中加入干燥的DMF和三苯基膦，并搅拌溶解；在惰性气体保护及室温搅拌下，缓慢滴加溴；滴加完毕后，室温搅拌反应，待降温至-5℃～5℃后，在惰性气体保护下，过滤，得到Vilsmeier Haack试剂粗品，用有机溶剂洗滤饼若干次，室温真空干燥，得干燥的所述Vilsmeier Haack试剂；
优选的三苯基膦与溴的摩尔比为1：1～1：3，更优选为1：1～1：2，最优选的为1：1.05；
优选的反应时间为0.5～5小时，更优选的为1～3小时，更优选的为1～2小时。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，用有机溶剂洗滤饼步骤中，所述有机溶剂为DMF、甲醇、乙醇、乙醚、乙酸乙酯、甲苯、甲基叔丁基醚中的一种或几种；更优选的为DMF和甲基叔丁基醚；最优选的为先使用DMF,再使用甲基叔丁基醚洗涤；优选的洗涤次数为1～5次；优选的真空干燥时间为1～24小时，更有选的为1～12小时，最优选的为1～5小时。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的制备步骤包括：
惰性气体保护，室温下依次加入干燥的γ-环糊精和DMF，搅拌溶解；
降温至0℃～10℃，惰性气体保护搅拌下，加入所述Vilsmeier Haack试剂；
待加完并搅拌5min后，体系升温至65-80℃，惰性气体保护下搅拌反应1～20h；反应结束后降温至20～50℃，缓慢滴加水淬灭反应，并在此温度下继续搅拌1～4h；再次滴加水，析出沉淀，30～50℃搅拌1～4h；降温至室温，搅拌0.5h～3h；过滤，用水冲洗滤饼，30℃～50℃真空干燥4～24h，得6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精粗品，经提纯处理得到6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精；
优选的γ-环糊精和Haack试剂的摩尔比为1：8～1：35，更优选的为1：15～1：30，最优选的为1：20～1：25；
优选的γ-环糊精要分批加入，批数为3～5次，每次加料间隔5～10分钟,温度为0～20℃；
优选的反应温度为60～90℃，更优选的为65～80℃，最优先的为70～75℃。反应时间优选的为1～20h，更优选的为5～10h。
本发明进一步的高纯度舒更葡糖钠的制备方法，所述6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精粗品的提纯方法为：惰性气体保护下，将6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精粗品溶解于DMF中，室温下搅拌0.5～1h；滴加醇和水的混合物，室温下搅拌0.5～1h，析出固体进，过滤，用醇洗涤滤饼，行干燥，30℃～50℃真空干燥4～24h得6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精；所述的醇可以为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇中的一种或几种，优选为乙醇；醇与水的比例优选为1:1～1:5。
本发明的有益效果在于，本申请涉及所需中间体Haack试剂的制备、中间体3-巯基丙酸与6-全-脱氧-6-全-溴代-γ-环糊精的反应，以及一种纯化方法，改善了舒更葡萄糖钠的总纯度。本申请提供了一种改进的工业上可行的方法，该方法有效，耗时少，可再现并且涉及毒性较小的试剂，可以作为注射级的舒更葡萄糖钠。有益效果进一步包括：
1、本发明的制备工艺原料成本低、无危险操作、无高毒性试剂、过程简单、工艺易于操作，更适合工业化生产；本发明利用重结晶精制舒更葡糖钠过程中，通过保护剂的作用，在去除舒更葡糖钠粗品中的二硫醚等结构的聚合杂质的同时抑制亚砜、砜类杂质的生成，从而提高了舒更葡糖钠产品的纯度。
2、本发明对舒更葡糖钠精制过程中，可有效的除去盐类、控制单羟基化合物的含量、抑制并除去氧化杂质，从而提高了舒更葡糖钠产品的纯度。
3、本发明可有效地去除杂质，产品纯度99.0％(含单羟基活性成分)以上，单个杂质不大于0.1％，产品质量可以满足注射剂原料的质量要求，为舒更葡糖钠注射剂生产提供了质量合格的原料。采用该原料制成的制剂，杂质少，疗效好，不良反应低，为患者带来最大益处。
附图说明
附图1 6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的HPLC图；
附图2舒更葡糖钠粗品的HPLC图；
附图3舒更葡糖钠半成品的HPLC图；
附图4舒更葡糖钠精品的HPLC图；
附图5 6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的H-NMR图；
附图6 6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的C-NMR图；
附图7舒更葡糖钠的H-NMR图；
附图8舒更葡糖钠的C-NMR图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：Vilsmeier Haack试剂的制备
在四颈瓶中，通入氮气保护，室温(20-25℃)下依次加入756.8g三苯基膦，2356ml干燥的DMF,并搅拌溶解。氮气保护室温(20-25℃)搅拌下，缓慢滴加465.85g溴，滴加过程中温度保持小于40℃。滴加完毕后，室温(20-25℃)搅拌反应1h，然后降温至0℃后，在氮气保护下，将所述四颈瓶中反应物过滤，用0℃的DMF 1200ml×2冲洗滤饼两次，然后用干燥甲基叔丁基醚1200ml×2冲洗滤饼两次，室温真空干燥5h，得干燥的Vilsmeier Haack试剂440g备用。
实施例2：制备6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精
在四颈瓶，氮气保护下，室温依次加入100g干燥的γ-环糊精和DMF 1200ml，搅拌溶解。降温至0℃，氮气保护搅拌下，分五批加入实施例1的Vilsmeier Haack试剂，前四次每次加入73g，加入后搅拌反应5min后再加入下一次，第五次加入76.73g，并始终保持加入Vilsmeier Haack试剂时的温度不应超过25℃。待加完并搅拌5min后，体系升温至73℃，氮气保护下搅拌反6h。反应结束后降温至40℃，缓慢滴加140ml水淬灭反应(30min滴完)，并在此温度下继续搅拌3.5h。再次滴加水1200ml(15min滴完)，析出沉淀，40℃搅拌2h。降温至室温，搅拌1h。过滤，500ml水冲洗滤饼2次，50℃真空干燥12h，得全溴代中间体(6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精)粗品150.0g。
取2000ml四口瓶，通入氮气保护，加入全溴代中间体粗品150g，然后加440ml DMF搅拌溶解，在室温下搅拌30分钟。室温条件下，滴加乙醇：水＝1：1混合溶液共684ml，析出沉淀，室温搅拌1h。过滤，100ml乙醇冲洗滤饼2次，50℃真空干燥12h，得全溴代中间体6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的精品138g。如附图1所示,HPLC纯度为99.2％,收率为99％。6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的H-NMR图参见附图5，6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精的C-NMR图参见附图6。
实施例3：制备舒更葡糖钠粗品
在500ml四颈瓶中，通入氮气保护，室温下加入50g全溴代中间体，然后加1000ml的二甲基亚砜，搅拌至溶清。搅拌下加入29.5g的3-巯基丙酸。搅拌下向反应液中滴加20％氢氧化钠水溶液166.7ml(滴加时间不少于15分钟，滴加温度低于30℃)，室温搅拌5分钟后，反应体系升温至50℃，保温反应6小时。反应结束后，将体系降温至室温，搅拌下滴加乙醇2500ml，有固体析出，继续搅拌10分钟，过滤，滤饼用少量乙醇洗涤两次。在室温条件下，将上述得到的固体转移至5000ml单口瓶中，加水500ml溶解后，滴加甲醇2500ml，滴加过程有白色固体析出，滴毕，继续搅拌5分钟。再次滴加乙醇1250ml，滴毕，继续搅拌30分钟。过滤，200ml乙醇冲洗滤饼两次，50摄氏度真空干燥6-12小时，得舒更葡糖钠粗品57.5g。如附图2所示，HPLC纯度为96.9％，收率为93％。
实施例4：制备舒更葡糖钠精品
1.调酸：500ml的单口瓶中加入20g舒更葡糖钠粗，加入20％乙醇溶液200ml，室温搅拌至溶解。反应液温度降至-5℃，用稀盐酸调节反应液PH为3。有大量白色固体析出，继续搅拌1小时，过滤，滤饼用少量冷的20％乙醇溶液洗涤两次，得白色舒更葡糖(酸)固体。
2.调碱：将上述舒更葡糖(酸)固体转移至单口瓶中，加入100ml甲醇，搅拌使固体分散均匀。降温至-5℃，滴加2N氢氧化钠溶解调节PH为9，继续搅拌5分钟，降温至0℃，搅拌1小时，析晶，过滤，得舒更葡糖钠半成品18g。如附图3所示，HPLC纯度为97.4％，收率为94％。
3.活性炭吸附：
将18g活性炭加入到180ml纯净水中，抽真空后回充氮气置换3次。取0.5L四口瓶，氮气保护下加入舒更葡糖钠半成品18g,加入上述活性炭的混悬溶液，室温搅拌1小时，抽滤，保留滤液。向滤液中滴加450ml乙醇，有大量白色固体析出，-15℃搅拌析晶3小时，抽滤，50℃减压干燥16小时，得舒更葡糖钠精品12.88g。收率72％。如附图4所示，HPLC纯度为98.2％，收率为75％。舒更葡糖钠的H-NMR图参见附图7，舒更葡糖钠的C-NMR图参见附图8。
对比例1：
参考专利EP 1259550B1(与CN188428C同族)的舒更葡糖钠的制备路线，以γ-环糊精为起始原料，经过与碘、三苯基膦的取代得到中间体6-全脱氧-6-全碘代-γ-环糊精，该中间体与3-巯基丙酸通过亲核取代反应得到舒更葡糖钠粗品，再经过大孔树脂除去杂质及渗析得到舒更葡糖钠成品。试验结果表明：该路线收率较低，且该专利在获得中间体过程中涉及向冷却混合物中加入甲醇钠以及氢化钠的使用。甲醇钠的加入将导致氧醚类杂质的生成，且放热难以控制。氢化钠的使用也非常具有弊端和隐患。
对比例2：
参考专利WO2017144734A2的舒更葡糖钠的制备路线，该路线在制备舒更葡糖钠中间体6-全脱氧-6-全溴代-γ-环糊精时采用Vilsmeier Haack试剂，最终所述中间体与3-巯基丙酸和氢氧化钠溶液反应，并在甲醇以及乙醇的作用下析出舒更葡糖钠粗品。试验结果表明：依此方法得到得为舒更葡糖钠粗品，纯度较低(88.4％)。
对比例3：
参照专利CN107892727B的舒更葡糖钠粗品的纯化方法，该方法使用预处理后的特定种类活性炭，在舒更葡糖钠水溶液中，通过吸附，除去杂质，达到纯化产品的目的。该方法成本较低，但有以下缺点：1)所使用的舒更葡糖钠粗品为外购原料，对舒更葡糖钠粗品的质量稳定性要求较高，如果供应商改变舒更葡糖钠生产工艺，杂质含量以及种类会发生变化，则无法体现该专利的优越性。2)专利中活性炭经预处后需抽滤以及保存，整个过程需要在惰性气体保护下进行，操作不便，很难做到完全隔离氧气。
实施例1～4所得结果与对比例1～3中的方法相比较
由上可知本发明公开的技术与文献EP1259550B1、WO2017144734A2相比较，不使用会产生额外杂质的甲醇钠和危险的氢化钠，有完整的纯化过程，在纯度上远超上述文献。与CN107892727B相比所使用的舒更葡糖钠粗品非外购品，有着稳定的工艺和持续量产能力；本技术含有除盐步骤，保证了最终原料药的有效含量；预处理的吸附剂不需额外的分离和包装等步骤，减少了氧气的影响。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。