萊菔素的分離與純化工藝研究修改版

新藥的工藝研發(fā)及應(yīng)用

袁其朋教授北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、新藥工藝研發(fā)概述二、新藥工藝研發(fā)過(guò)程存在的問(wèn)題三、新藥工藝研發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素四、萊菔素的工藝研發(fā)五、重點(diǎn)及創(chuàng)造性思維

新藥的工藝研發(fā)及應(yīng)用一、新藥工藝研發(fā)概述新藥的工藝研發(fā)是新藥研發(fā)過(guò)程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，是藥效毒理研究、臨床研究的基礎(chǔ)。中試工藝研究、生產(chǎn)工藝研究、生產(chǎn)工藝優(yōu)化都屬于新藥工藝研究。一、新藥工藝研發(fā)概述

工藝研究在新藥開(kāi)發(fā)過(guò)程中起著非常重要的作用,工藝研究人員不僅要為人體一期,二期和三期臨床研究提供合乎質(zhì)量要求的原料藥,同時(shí)要為上市新藥提供安全、經(jīng)濟(jì)、高效的生產(chǎn)工藝所需的詳細(xì)技術(shù)信息。以中藥新藥工藝研發(fā)為例，一般包括以下內(nèi)容：一、處方分析二、劑型選擇三、提取工藝研究（原材料預(yù)處理、路線的設(shè)計(jì)與選擇、技術(shù)條件研究）四、分離、純化、濃縮與干燥工藝研究

五、制劑成型工藝研究六、中試研究

二、新藥工藝研發(fā)過(guò)程存在的問(wèn)題工藝模式化盲目純化有機(jī)溶劑的大量使用忽視生產(chǎn)環(huán)節(jié)中試生產(chǎn)沒(méi)有起到“橋接”作用，與實(shí)際脫節(jié)針對(duì)有效性、安全性的基礎(chǔ)研究不夠新技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題三、新藥工藝研發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素1，用于制劑的原料的工藝

工藝可行、可控、合理、穩(wěn)定;良好的重現(xiàn)性和可靠性;工藝過(guò)程的流暢性;完整、有效的過(guò)程控制體系;三廢處理

工藝路線的確定是關(guān)鍵

工藝穩(wěn)定、質(zhì)量一致

工藝過(guò)程及工藝參數(shù)要明確2,劑型的選擇

臨床需要及用藥對(duì)象；藥物性質(zhì)及處方劑量；藥物的安全性3,成型工藝

通過(guò)制劑研究進(jìn)一步改進(jìn)和完善處方設(shè)計(jì)，最終確定制劑處方、工藝和設(shè)備1，用于制劑的原料的工藝

工藝可行、可控、合理、穩(wěn)定;良好的重現(xiàn)性和可靠性;工藝過(guò)程的流暢性;完整、有效的過(guò)程控制體系;三廢處理

工藝路線的確定是關(guān)鍵

工藝穩(wěn)定、質(zhì)量一致

工藝過(guò)程及工藝參數(shù)要明確2,劑型的選擇

臨床需要及用藥對(duì)象；藥物性質(zhì)及處方劑量；藥物的安全性3,成型工藝

通過(guò)制劑研究進(jìn)一步改進(jìn)和完善處方設(shè)計(jì)，最終確定制劑處方、工藝和設(shè)備1，用于制劑的原料的工藝

工藝可行、可控、合理、穩(wěn)定;良好的重現(xiàn)性和可靠性;工藝過(guò)程的流暢性;完整、有效的過(guò)程控制體系;三廢處理

工藝路線的確定是關(guān)鍵

工藝穩(wěn)定、質(zhì)量一致

工藝過(guò)程及工藝參數(shù)要明確2,劑型的選擇

臨床需要及用藥對(duì)象；藥物性質(zhì)及處方劑量；藥物的安全性3,成型工藝

通過(guò)制劑研究進(jìn)一步改進(jìn)和完善處方設(shè)計(jì)，最終確定制劑處方、工藝和設(shè)備1，用于制劑的原料的工藝

工藝可行、可控、合理、穩(wěn)定;良好的重現(xiàn)性和可靠性;工藝過(guò)程的流暢性;完整、有效的過(guò)程控制體系;三廢處理

工藝路線的確定是關(guān)鍵

工藝穩(wěn)定、質(zhì)量一致

工藝過(guò)程及工藝參數(shù)要明確2,劑型的選擇

臨床需要及用藥對(duì)象；藥物性質(zhì)及處方劑量；藥物的安全性3,成型工藝

通過(guò)制劑研究進(jìn)一步改進(jìn)和完善處方設(shè)計(jì)，最終確定制劑處方、工藝和設(shè)備

萊菔素（Sulforaphene,SFE)，經(jīng)由萊菔子水解得到，具有抗癌、抗菌、抗氧化等活性。純品萊菔素呈黃色油狀液體，溶解性很好，易溶解于水、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷、氯仿等常見(jiàn)溶劑。分子式：C6H9NOS2中藥萊菔子萊菔素四、萊菔素的工藝研發(fā)四、萊菔素的工藝研發(fā)萊菔子固體殘?jiān)庖篠P850樹(shù)脂吸附洗脫液濃縮乙酸乙酯萃取粗產(chǎn)品制備色譜高純度產(chǎn)品中試生產(chǎn)線萊菔素的制備工藝流程：四、萊菔素的工藝研發(fā)粗品濃縮液水解液萊菔子制備色譜制備備萃取大孔吸附樹(shù)脂吸附水解萊菔素制備過(guò)程中的關(guān)鍵工藝四、萊菔素的工藝研發(fā)

一、水解

硫代葡萄糖苷水解生成萊菔素的過(guò)程中，生成的萊菔素（SFE)發(fā)生降解，兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，90%以上的萊菔素被降解，造成了萊菔素的大量損失，導(dǎo)致萊菔素產(chǎn)率極低。需要解決的問(wèn)題：1，SFE降解生成什么？2，SFE的降解機(jī)制？3，如何抑制SFE的降解？四、萊菔素的工藝研發(fā)水解過(guò)程中SFE的降解，降解產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)SFE的含量變化（254nm)降解產(chǎn)物的含量變化(280nm)

水解體系中的SFE幾乎全部降解，在280nm下發(fā)現(xiàn)一個(gè)峰，其面積增加了20倍左右，初步推測(cè)為SFE的降解產(chǎn)物四、萊菔素的工藝研發(fā)降解產(chǎn)物的分離純化及結(jié)構(gòu)鑒定降解產(chǎn)物的分離純化質(zhì)譜結(jié)構(gòu)鑒定四、萊菔素的工藝研發(fā)降解機(jī)理驗(yàn)證裝置圖

此外，通過(guò)醋酸鉛試紙，定性的檢測(cè)到萊菔子水解體系中有硫化氫氣體的產(chǎn)生，更進(jìn)一步確定是由于硫化氫引起SFE的降解硫化氫氣體通入緩沖液（含有純SFE）降解機(jī)制的驗(yàn)證四、萊菔素的工藝研發(fā)SFE降解反應(yīng)的抑制：去除體系內(nèi)硫化氫

觀測(cè)不同pH條件對(duì)于SFE和降解產(chǎn)物含量的影響

pH=2.0能夠有效抑制SFE的降解

不同的金屬離子對(duì)于降解反應(yīng)有不同的抑制作用，其中鋅離子的作用效果最好四、萊菔素的工藝研發(fā)二、大孔吸附樹(shù)脂吸附

大孔吸附樹(shù)脂是一種不溶于酸、堿及各種有機(jī)溶劑的有機(jī)高分子聚合物，應(yīng)用大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行分離的技術(shù)是20世紀(jì)60年代末發(fā)展起來(lái)的繼離子交換樹(shù)脂后的分離新技術(shù)之一。

萊菔子經(jīng)水解過(guò)濾得到清液后，使用型號(hào)為SP850吸附，4.80%乙醇洗脫得到萊菔素洗脫液。SP850型號(hào)大孔吸附樹(shù)脂大孔吸附樹(shù)脂柱四、萊菔素的工藝研發(fā)

三、乙酸乙酯萃取

萃取，指利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來(lái)的方法。含有萊菔素的洗脫液，采用乙酸乙酯萃取三次，濃縮回收乙酸乙酯，得到干燥的萊菔素粗產(chǎn)品，純度約為65%。經(jīng)萃取得到的純度為66.5%的萊菔素粗品四、萊菔素的工藝研發(fā)

四、制備色譜純化

制備色譜是指采用色譜技術(shù)制備純物質(zhì)，即分離、收集一種或多種色譜純物質(zhì)。制備色譜中的“制備”這一概念指獲得足夠量的單一化合物，以滿足研究和其它用途。純度為65%的粗品經(jīng)過(guò)制備色譜分離純化得到萊菔素高純產(chǎn)品（98%）

制備色譜

制備色譜柱四、萊菔素的工藝研發(fā)萊菔素制備過(guò)程中關(guān)鍵工藝的改進(jìn)原材料的預(yù)處理冷壓處理實(shí)現(xiàn)油脂分離萃取溶劑的選擇二氯甲烷替代乙酸乙酯純品制備的方法分子蒸餾替代制備色譜四、萊菔素的工藝研發(fā)關(guān)鍵工藝的改進(jìn)之一：冷壓榨油處理蘿卜籽冷壓榨油處理，得到油脂和蘿卜籽粉餅

螺旋桿式壓榨油設(shè)備四、萊菔素的工藝研發(fā)關(guān)鍵工藝的改進(jìn)之二：二氯甲烷代替乙酸乙酯1，萃取更完全乙酸乙酯萃取得到的粗品純度為65%，收率為60%；二氯甲烷萃取后得到的粗品純度為80%，收率為68%2，溶劑殘留率更低乙酸乙酯溶劑殘留率為55342mg/kg;二氯甲烷溶劑殘留率為8847mg/kg四、萊菔素的工藝研發(fā)1，操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn)2，真空度高，一般為10-1Pa

3，受熱時(shí)間段，一般為10-20秒，可以有效的保護(hù)熱敏性的物料。關(guān)鍵工藝的改進(jìn)之三：分子蒸餾替代制備色譜四、萊菔素的工藝研發(fā)關(guān)鍵工藝的改進(jìn)之三：分子蒸餾替代制備色譜分子蒸餾

通過(guò)分子蒸餾技術(shù)，一步將純度為66.5%的SFE粗產(chǎn)品，提純到了97.4%。此純化工藝效率高，可以有效的保護(hù)熱敏性的SFE產(chǎn)品，產(chǎn)品純化效率可以達(dá)到0.60

Kg/h。四、萊菔素的工藝研發(fā)對(duì)比粗品純度粗品收率純品純度總體收率溶劑殘留量舊工藝65%0.378%98%0.278%乙醇：2572mg/kg;乙酸乙酯：5342mg/kg新工藝80%0.68%98%0.646%乙醇：0mg/kg;二氯甲烷：0mg/kg新舊工藝對(duì)比四、萊菔素的工藝研發(fā)

SFE工藝、抗腫瘤的新用