一种天维菌素b的晶型及其制备方法和用途
阅读说明：本技术 一种天维菌素b的晶型及其制备方法和用途 (Crystal form of ivermectin B and preparation method and application thereof ) 是由 王继栋 李建宋 尹明星 张辉 张灵坚 黄隽 白骅 于 2018-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种天维菌素B晶型I,它可以通过X-射线粉末衍射(XRPD)谱图、红外(IR)吸收谱图和差示扫描量热(DSC)谱图等来表征。同时,本发明还涉及该天维菌素B晶型I的制备方法和用途。(The invention relates to a crystal form I of ivermectin B, which can be characterized by an X-ray powder diffraction (XRPD) spectrogram, an Infrared (IR) absorption spectrogram, a Differential Scanning Calorimetry (DSC) spectrogram and the like. Meanwhile, the invention also relates to a preparation method and application of the crystal form I of the tianweimycin B.)
技术领域
本发明涉及制药领域。更具体的说，本发明涉及一种天维菌素B的晶型及其制备方法和用途。
背景技术
由链霉菌产生的十六元大环内酯类化合物具有高活性、广谱性的特点。另外，该类化合物在自然环境中与土壤结合紧密，不易被冲刷和下渗；在光照条件下或在土壤微生物作用下迅速降解成无活性的化合物，其分子碎片最终作为碳源被植物和微生物分解利用，没有任何残留毒性，已经成为一种农用和兽用的高效生物源杀虫剂。
由于该类化合物的显著特点，国内外对其同系物进行了广泛的研究。一方面采用合成手段对其进行分子结构改造，一方面采用遗传改良方法对其产生菌进行突变，以期发现新的活性更高的化合物。海正药业股份有限公司的团队运用大片段DNA无缝拼接技术将米尔贝霉素PKS基因整合到阿维菌素产生菌Streptomyces avermitilis起始模块上，得到了产天维菌素的基因工程菌MA220(参见WO2015135242)。天维菌素的主要成分为天维菌素A和B(其结构如下所示)。CN201410208660.9和WO2015135467公开了天维菌素A和B可以防治朱砂叶螨、二斑叶螨，小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、棉铃虫，小地老虎、金针虫，粘虫、松毛虫、松材线虫病，水稻螟虫等农林作物害虫和害螨。
天维菌素A：R＝CH3；天维菌素B：R＝C2H5
另外，专利CN201410208660.9和WO2015135467还公开了一种制备天维菌素A和B的方法，该方法将基因工程菌MA220的发酵液用滤布过滤得到滤饼，滤饼用乙醇提取两次，得到乙醇提取液。乙醇提取液经过真空浓缩至干后通过硅胶柱层析分段，再通过半制备高压液相分离纯化(洗脱剂：甲醇/乙腈/水＝46/46/8)，得到的流分直接浓缩至干得到天维菌素A和天维菌素B。专利DE4031039公开了天维菌素B的制备方法。该方法通过合成得到天维菌素B粗品，然后通过硅胶纯化(乙酸乙酯/己烯2：1)得到天维菌素B。最终，这两种天维菌素B的制备方法都未对所得到的天维菌素B的晶型进行研究。
本发明人经过大量的实验，首先，重复上述两个制备方法得到的都是天维菌素B的无定形粉末；其次，在研究过程中，我们发现无定形粉末非常不稳定，致使后续的产品开发的成本增大；最后，我们发现了一种天维菌素B的晶型(命名为晶型I)，该晶型的天维菌素B不容易降解，更稳定，为天维菌素B的后续开发打下坚实基础。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种化学和物理稳定性很好的天维菌素B晶型，命名为晶型I。该晶型不容易降解，更稳定，更有利于产品的后续开发。
本发明所述的天维菌素B晶型I，使用Cu-Kα辐射，以2θ角度表示的X-射线粉末衍射图谱在以下位置具有特征峰：9.62±0.20°、11.33±0.20°、11.79±0.20°、12.48±0.20°、13.48±0.20°、21.12±0.20°和23.70±0.20°。
优选地，使用Cu-Kα辐射，本发明所述的天维菌素B晶型I以2θ角度表示的X-射线粉末衍射图谱进一步在以下位置具有特征峰：6.71±0.20°、9.22±0.20°、12.02±0.20°、14.95±0.20°、17.39±0.20°、18.33±0.20°、22.97±0.20°、26.53±0.20°和27.16±0.20°。
更优选地，使用Cu-Kα辐射，本发明所述的天维菌素B晶型I以2θ角度表示的X-射线粉末衍射图谱进一步在以下位置具有特征峰：4.63±0.20°、15.45±0.20°、15.80±0.20°、16.64±0.20°、17.74±0.20°、19.20±0.20°、19.75±0.20°、22.14±0.20°、22.52±0.20°、25.01±0.20°、25.54±0.20°和29.60±0.20°。
更进一步地，本发明所述的天维菌素B晶型I的X-射线粉末衍射图谱具有的2θ角度、d值和相对强度数据如下表1所示。
表1天维菌素B晶型I的2θ角度、d值和相对强度
峰编号
2θ(°)
d(晶面间距)
相对强度(％)
1
4.63
19.0699
5.9
2
6.71
13.1625
29.7
3
9.22
9.5837
28.4
4
9.62
9.1862
100.0
5
11.33
7.8034
42.3
6
11.79
7.4998
43.8
7
12.02
7.3569
31.4
8
12.48
7.0867
49.7
9
13.48
6.5631
90.6
10
14.95
5.9209
34.0
11
15.45
5.7304
10.9
12
15.80
5.6043
14.0
13
16.64
5.3232
6.1
14
17.39
5.0953
26.6
15
17.74
4.9956
15.6
16
18.33
4.8360
29.4
17
19.20
4.6188
16.8
18
19.75
4.9515
12.5
19
21.12
4.2031
42.4
20
22.14
4.0117
18.5
21
22.52
3.9449
16.9
22
22.97
3.8686
20.4
23
23.70
3.7511
42.2
24
25.01
3.5575
11.5
25
25.54
3.4848
4.7
26
26.53
3.3570
22.4
27
27.16
3.2805
21.7
28
29.60
3.0154
10.5
本发明所述的天维菌素B晶型I的XRPD图谱如图1所示。
此外，本发明所述的天维菌素B晶型I，可以用KBr压片测得的红外吸收图谱表征，根据所述图谱，其在以下位置处有特征峰：3481cm-1、2930cm-1、1732cm-1、1678cm-1、1371cm-1、1183cm-1、1124cm-1、984cm-1、877cm-1和761cm-1。
本发明所述的天维菌素B晶型I的红外谱图如图2所示。
本发明所述的天维菌素B晶型I的差示扫描量热(DSC)图谱在160.8±2℃有一个放热峰。
本发明所述的天维菌素B晶型I的DSC图谱如图3所示。
本发明所述的天维菌素B晶型I的TGA图谱如图4所示。
本发明另一目的还在于提供一种制备天维菌素B晶型I的方法，该方法包括从含有甲酰胺的溶剂体系中析出天维菌素B晶型I的步骤。
优选地，所述含有甲酰胺的溶剂体系为低级醇、甲酰胺和水的组合物，或者为低级酮、甲酰胺和水的组合物；其中所述低级醇优选自甲醇、乙醇或异丙醇；所述低级酮优选为丙酮。更优选地，所述含有甲酰胺的溶剂体系优选为乙醇、甲酰胺和水的组合物。
优选地，制备本发明天维菌素B晶型I的方法，包括：将天维菌素B用乙醇溶解，然后依次加入甲酰胺和水，搅拌，结晶即得。其中，更优选地，天维菌素B的质量g、乙醇的体积ml、甲酰胺的体积ml和水的体积ml的比例为1∶2∶4-5∶2。
本发明另一目的还在于提供一种含有天维菌素B晶型I的组合物，所述组合物进一步包括可药用的载体、赋形剂或它们的组合。
本发明另一目的还在于提供天维菌素B晶型I在制备用于防治寄生虫和有害昆虫的药物中的用途。其防治对象涉及农作物、人、禽兽或水产等多方面的寄生虫和有害昆虫。具体参考专利CN201610213645.2(天维菌素用于控制人或动物寄生虫的用途)和CN201610211064.5(天维菌素用于控制农林作物中有害昆虫的用途)。
本发明还涉及以含有天维菌素B晶型I的天维菌素原料药做成抗寄生虫和有害昆虫药物制剂的用途。所述制剂包括浇泼剂、片剂、注射剂和干混悬剂等。
一个实施例中，天维菌素B先使用乙醇溶解，然后加入水，搅拌析晶，得到天维菌素B的无定形粉末。另一个实施例中，天维菌素B先使用乙醇溶解，然后依次加入甲酰胺和水，搅拌析晶得到天维菌素B的晶型I。另一个实施例中，对天维菌素B无定形和晶型I的稳定性进行了比较，结果发现天维菌素B晶型I的稳定性远远好于天维菌素B无定形的稳定性。
本发明提供的天维菌素B晶型I，是目前发现的天维菌素B的唯一晶型，填补了现有技术的空白。该晶型产品的纯度更高，晶体更均匀，后续干燥工艺更可控，另外，该晶型产品的稳定性实验未发现转晶现象，产品也未发现降解。
附图说明
图1为实施例1所得天维菌素B晶型I的X-射线粉末衍射图谱
图2为实施例1所得天维菌素B晶型I的红外吸收光谱
图3为实施例1所得天维菌素B晶型I的DSC图谱
图4为实施例1所得天维菌素B晶型I的TGA图谱
图5为对比例1所得天维菌素B无定形粉末的X-射线粉末衍射图谱
具体实施方式
以下实施例进一步解释说明本发明，对本发明不构成限制。
本发明所用的天维菌素B原料是按照中国发明专利CN201410208660.9中的实施例1制备得到，经X-射线粉末衍射检测确定其为无定形天维菌素B。
本发明所涉及的X-射线粉末衍射仪器及测试条件为：X-衍射仪器型号Rigaku D/max-2200Cu靶；操作方法：扫描速度4°/min，扫描步宽0.01°。
本发明所涉及的红外分光光度仪及测试条件为：红外分光光度仪型号：BRWKERVECTOR 22；操作方法：采用KBr压片法，扫描范围400～4000cm-1。
本发明涉及的DSC检测仪及测试条件为：DSC检测仪型号为：PERKIN ELMERDSC8000；操作方法：升温速率10℃/min，温度范围：20℃～280℃。
本发明涉及的TGA检测仪及测试条件为：TGA检测仪型号：PerkinElmer TGA400；操作方法：升温速率10℃/min，温度范围：30℃～300℃。
本发明涉及的液相(HPLC)测试条件为：色谱柱为：C18，4.6mm×250mm；流动相为：乙腈：0.1％磷酸水溶液＝65:35(V:V)；检测波长：240nm；流速：1.0ml/min；柱温：25℃。
本发明涉及的溶解和析晶步骤，除非特殊说明，一般需要搅拌，可以采用公知的方式进行搅拌，例如采用磁力搅拌器搅拌、机械搅拌等。
实施例1：天维菌素B晶型I的制备
将5.0g天维菌素B原料(HPLC纯度98.2％)溶于10ml乙醇中，过滤得透明滤液，然后加入25ml甲酰胺和10ml水，置于磁力搅拌器上，搅拌速率200r/min，25℃搅拌10h后过滤得固体，固体50℃真空干燥48h得天维菌素B晶型I(HPLC纯度99.1％)。取样品检测，其X-射线粉末衍射图谱如图1所示，红外吸收光谱如图2所示，DSC图谱如图3所示，TGA图谱如图4所示。
实施例2：天维菌素B晶型I的制备
将5.0g天维菌素B原料(HPLC纯度98.2％)溶于10ml丙酮中，过滤得透明滤液，然后加入20ml甲酰胺和10ml水，置于磁力搅拌器上，搅拌速率200r/min，25℃搅拌10h后过滤得固体，固体50℃真空干燥48h得天维菌素B晶型I(HPLC纯度98.8％)。取样品检测，其X-射线粉末衍射图谱显示其为晶型I。
对比例1：天维菌素B无定形的制备
将5.0g天维菌素B原料(HPLC纯度98.2％)溶于200ml乙醇溶剂中，过滤得透明滤液，然后滴入800ml水中(20分钟滴完)，并置于磁力搅拌器上，搅拌速率200r/min，25℃搅拌1h后过滤得固体，固体50℃真空干燥48h。取样品检测，其X-射线粉末衍射图谱如图5所示，结果显示该样品为天维菌素B无定形粉末(HPLC纯度98.3％)。
对比例2：天维菌素B无定形的制备
将1.0g天维菌素B原料(HPLC纯度98.2％)溶于200ml乙酸乙酯中然后加入100ml己烯，混合均匀后过滤得透明滤液，然后50℃真空浓缩至干得固体，固体50℃真空干燥48h。取样品检测，其X-射线粉末衍射测试结果显示该样品为天维菌素B无定形粉末(HPLC纯度97.6％)，其X-射线粉末衍射图谱与对比例1无定形的X-射线粉末衍射图谱一致。
稳定性试验
取实施例1得到的天维菌素B晶型I和对比例1得到的天维菌素B无定形样品各10克，按1克/袋分装入双层PE袋内，电热封口，然后装入铝箔袋中，电热封口，然后将铝箔袋放入温度为40±2℃，湿度为75±5％的条件下进行加速实验。其中，天维菌素B无定形样品在第一个月测试降解了15％，而天维菌素B晶型I放置6个月后基本稳定，其数据见下表2。
表2天维菌素B晶型I稳定性数据
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