專利名稱：溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2-基丙酸類非留體抗炎藥物的拆分技術(shù)，特別涉及一種溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法。
背景技術(shù)：
酮洛芬(別稱優(yōu)洛芬，酮基布洛芬，凱托洛芬，Ketoprofen)為芳基烷酸類化合物， 化學(xué)名2-(3-苯甲?；交?丙酸。它有兩種光學(xué)異構(gòu)體，即左旋酮洛芬和右旋酮洛芬，分別具有不同的藥物活性。右旋酮洛芬具有鎮(zhèn)痛、消炎及解熱作用，主要用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)強(qiáng)硬性脊椎炎及痛風(fēng)。市場上，作為抗炎藥的酮洛芬主要以消旋體產(chǎn)品出現(xiàn)。在多種生物模型中，右旋酮洛芬優(yōu)于酮洛芬消旋體，同時，也有研究表明酮洛芬不良反應(yīng)的發(fā)生與左旋體的存在有相關(guān)性(Ossipov et al., Chem Technol Biotechnol, 2000, 87(2): 193-199； Famaey and Paulus, Therapeutic Applications of NSAIDs, 1992)。另一方面，左旋酮洛芬是一種高效安全的牙科術(shù)后止疼藥，也被用作牙膏添加劑防止牙周炎、牙齦炎等炎癥(Cooper ei a入，/ CZi/ 入1998，38(2) 11S-18S)。美國食品藥品管理局(US FDA)近年來要求對手性藥物每一種對映體的作用分別表述，同時推薦生產(chǎn)單一對映體產(chǎn)品(Nguyen L k et al.，Int J of Biomed Sci, 2006， 2(2): 85-100)。鑒于上述原因，對酮洛芬消旋體的分離具有重要意義。
目前，酮洛芬消旋體的合成方法現(xiàn)已非常成熟，并投入了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。然而， 單一對映體酮洛芬的制備有一定難度，目前的制備方法主要有不對稱合成法、酶法拆分和非對映體結(jié)晶拆分法等。歐洲專利EP 0529444報(bào)道采用不對稱合成法得到對映體過量百分?jǐn)?shù)為80%的右旋酮洛芬，該方法在較高的氫氣壓力條件下反應(yīng)，具有一定的危險(xiǎn)性，而且反應(yīng)步驟較多，提純復(fù)雜，收率較低，生產(chǎn)能力不高。世界專利WO 9304190報(bào)道從酮洛芬消旋體酯出發(fā)，采用一種具有手性選擇性的水解酶(Candida Cylindracca Lipase,CCL)，利用其優(yōu)先水解右旋構(gòu)型酯的特性得到對映體過量百分?jǐn)?shù)大于98%的右旋酮洛芬。該方法效率較高，生產(chǎn)條件溫和，但也存在一定的局限性，主要是酶的價(jià)格較為昂貴，且穩(wěn)定相較差。 此外，酶法拆分采用批次生產(chǎn)，難以對對營養(yǎng)物供應(yīng)量進(jìn)行精確控制難，也無法確保穩(wěn)定的產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。美國專利US5162576A報(bào)道以辛可尼丁為拆分劑，利用非對映體結(jié)晶法得到對映體過量百分?jǐn)?shù)為97%右旋酮洛芬，但該方法在工藝上需使用較高濃度的消旋體鹽溶液，而且收率偏低，僅為31%。
近年來，模擬移動床(SMB)色譜在手性分離領(lǐng)域的應(yīng)用得到日益廣泛的關(guān)注。SMB 兼具固定床吸附操作簡單和移動床連續(xù)操作的優(yōu)點(diǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。與批次色譜法相比，SMB可顯著降低溶劑消耗，而且可以實(shí)現(xiàn)低選擇性體系的完全分離，特別適合進(jìn)行手性拆分。Ribeiro 等(5’印 Sci Technol, 2011,46(11) 1726-1739)在實(shí)驗(yàn)室采用閉環(huán) SMB裝置對酮洛芬消旋體進(jìn)行了拆分，同時得到純度超過98%的左旋酮洛芬和右旋酮洛芬溶液。但該方法仍存在幾個問題1)采用閉環(huán)流程，操作彈性小，各泵流量和進(jìn)料濃度的擾動會嚴(yán)重影響SMB的分離效能；2)采用等溫操作，手性分離體系的低選擇性造成完全分離操作區(qū)間狹窄，制約產(chǎn)量，同時需要大量的溶劑消耗，這些問題在工業(yè)級生產(chǎn)過程中會由于吸附平衡的非線性變得更為突出；幻得到的產(chǎn)品為溶液，沒有制備出左旋和右旋酮洛芬對映體晶體，無法直接面對市場。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種溫度梯度開環(huán)模擬移動床色譜分離酮洛芬對映體的方法，利用溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體，并對所得的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液進(jìn)一步精制，得到左旋和右旋酮洛芬晶體產(chǎn)品。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，包括以下步驟(1)配制流動相，過濾、超聲處理后用作洗脫液；將洗脫液作為溶劑，配制酮洛芬消旋體溶液，用作進(jìn)料液；(2)將具有溫度差或等溫的進(jìn)料液和洗脫液通入開環(huán)模擬移動床色譜，對酮洛芬消旋體進(jìn)行拆分，同時得到純度均高于98%的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液；(3)收集得到的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液，各自經(jīng)過旋蒸、重結(jié)晶、干燥，分別得到純度高于98%的右旋酮洛芬和左旋酮洛芬對映體晶體。
其中，所述的進(jìn)料液的溫度低于所述的洗脫液的溫度，且溫度差小于等于20° C ； 所述的進(jìn)料液的溫度為2(Γ25° C，所述的洗脫液的溫度為25、0° C;所述的進(jìn)料液中酮洛芬消旋體的總濃度為lg/L、0g/L ；所述的流動相為正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合溶液或正己烷、三氟乙酸的混合溶液；所述的正己烷、乙醇、三氟乙酸的體積比為8(Tl00 (Γ20 :0. ΟΓΟ. 03。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1)采用模擬移動床(SMB)對酮洛芬消旋體進(jìn)行拆分，可在連續(xù)操作的同時，實(shí)現(xiàn)兩種異構(gòu)體的完全分離，達(dá)到高純度和高回收率，較不對稱合成法、酶法拆分和非對映體結(jié)晶更適合工業(yè)化生產(chǎn)；2)采用開環(huán)操作提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，相對于傳統(tǒng)閉環(huán)操作主要有兩個優(yōu)點(diǎn)一是當(dāng)進(jìn)料濃度或者各泵流量(特別是進(jìn)料泵)發(fā)生波動時，能夠更有效地維持產(chǎn)率和產(chǎn)品純度；二是洗脫液經(jīng)過流動相再生區(qū)后不直接與新鮮洗脫液混合，而是先回收，可以進(jìn)行檢測和外部預(yù)處理(比如預(yù)熱)之后再重新利用，尤其適用于梯度操作的SMB過程；3)在開環(huán)模擬移動床操作工藝中引入溫度梯度，可以擴(kuò)展體系的完全分離操作區(qū)，在保證拆分效果的同時提高產(chǎn)量和收率，大幅度降低溶劑消耗，而且操作過程簡單易行；4)對所得溶液進(jìn)行精制，得到純度高于98%的左旋酮洛芬和右旋酮洛芬對映體晶體產(chǎn)品，本工藝具有產(chǎn)量高、溶劑消耗低、流動相可以循環(huán)使用、自動化連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可得質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，是一種極具商業(yè)化應(yīng)用前景的手性拆分技術(shù)。


圖1為本發(fā)明的開環(huán)式模擬移動床色譜系統(tǒng)的流程示意圖。
圖中所示1、洗脫液泵，2、萃取液泵，3、進(jìn)料液泵，4、萃余液泵，5、色譜柱，6、紫外檢測器，I區(qū)、固定相再生區(qū)，II區(qū)、右旋酮洛芬富集區(qū)，III區(qū)、左旋酮洛芬富集區(qū)，IV區(qū)、流動相再生區(qū)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
1.設(shè)備與操作本發(fā)明采用開環(huán)式模擬移動床色譜系統(tǒng)，該系統(tǒng)由洗脫液泵1、萃取液泵2、進(jìn)料液泵 3、萃余液泵4、色譜柱5、紫外檢測器6構(gòu)成，色譜柱數(shù)量為壙20根。此外，還包括氣動閥、 流程控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成的流程控制系統(tǒng)，以及兩個恒溫槽分別控制進(jìn)料液和洗脫液的溫度。圖1所示為8根色譜柱的開環(huán)式模擬移動床色譜系統(tǒng)的流程示意圖。溫度不同的樣品溶液和洗脫液分別按特定位置進(jìn)入系統(tǒng)，在萃取口和萃余口分別收集右旋和左旋酮洛芬對映體產(chǎn)品溶液。流動相再生區(qū)(IV區(qū))出口溶液經(jīng)檢測合格后，回收到洗脫液儲槽升溫并再次利用。每隔一段時間，所有的進(jìn)出口位置沿流動相流動方向同時切換，實(shí)現(xiàn)固定相與流動相分別相對于進(jìn)出口位置的反方向運(yùn)動。
2.色譜柱填料及流動相色譜柱商品名為Chiralpak AD柱。填料為表面涂敷的手性多聚物(直鏈淀粉-三 (3，5-二甲苯基氨基甲酸酯))的球形硅膠，由日本Daicel(大賽璐)公司生產(chǎn)，平均粒徑 2(^111。流動相為正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合物，體積比為80 100:0 20:0.0廣0. 03，最適宜的體積比隨進(jìn)料液中酮洛芬消旋體的總濃度不同而不同，進(jìn)料液中酮洛芬消旋體的總濃度為lg/L時，流動相的適宜配比為80: 20: 0.01 ；進(jìn)料液中酮洛芬消旋體的總濃度為40g/ L時，流動相的適宜配比為100:0: 0.03。
3.操作步驟(1)預(yù)處理配制流動相，過濾、超聲處理后用作洗脫液；將洗脫液作為溶劑，配制酮洛芬消旋體溶液，用作進(jìn)料液。
(2)模擬移動床(SMB)分離將溶解處理后的進(jìn)料液，經(jīng)進(jìn)料泵通入模擬移動床 (SMB)色譜系統(tǒng)。該色譜系統(tǒng)由Γ20根制備級色譜柱組成。綜合考慮分離效果和自動控制的復(fù)雜性，適合的柱數(shù)為6 12根。這些色譜柱在各區(qū)可以有多種分布，需要進(jìn)行優(yōu)化。一般在右旋酮洛芬富集區(qū)(II區(qū))和左旋酮洛芬富集區(qū)(III區(qū))采用較多的柱數(shù)，而流動相再生區(qū)(IV區(qū))則可采用較少的柱數(shù)。通過流程控制系統(tǒng)按照優(yōu)化后的分離條件對系統(tǒng)進(jìn)行自動控制操作，同時控制氣動閥的周期性切換，使洗脫液進(jìn)口、萃取液出口、進(jìn)料液進(jìn)口和萃余液出口沿流動相的方向周期性變換，從萃取口和萃余口分別獲得純度均高于98%的右旋酮洛芬和左旋酮洛芬溶液。
(3)后處理將收集得到的右旋酮洛芬和左旋酮洛芬溶液，分別經(jīng)過旋蒸、重結(jié)晶、干燥等操作處理后，制得純度高于98%的右旋酮洛芬和左旋酮洛芬對映體晶體。
(4)產(chǎn)品檢測采用高效液相色譜法測定所得的右旋和左旋酮洛芬溶液及對映體晶體的純度，操作條件如下流動相正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合溶液，體積比80: 20: 0.01 色譜泵=Agilent 1100型高壓制備泵色譜柱Chiralpak AD-H 柱(4.6 mm Φ X 250 mm L,5ym)檢測器紫外檢測器檢測波長2Mnm流量:1. OmL/min實(shí)施例11.預(yù)處理采用Chiralpak AD色譜柱，把色譜級純的正己烷、乙醇、三氟乙酸按照80 20: 0.01 的體積比混合配成流動相，用0.22 μ m的溶劑過濾膜進(jìn)行過濾，常溫下對該流動相超聲處理20min，用作洗脫液；再以流動相作為溶劑，準(zhǔn)確配制總濃度為lg/L的酮洛芬消旋體溶液，用作進(jìn)料液。
2.模擬移動床(SMB)分離操作條件如下流動相正己烷乙醇三氟乙酸=80: 20: 0.01 進(jìn)樣濃度CF=1. Og/L ；色譜柱數(shù)8 根(,2/2/2/2 分布)； 洗脫液流量=Q3=IO. OmL/min ； 萃取液流量』e=2. 9 mL/min ； 進(jìn)料液流量』F=0. 4mL/min ； 萃余液流量％=2. 1 mL/min ； 切換時間ts=2. 25 min ； 進(jìn)料液溫度25 °C ； 洗脫液溫度25 °C ；15個循環(huán)后可達(dá)到周期性穩(wěn)態(tài)，在萃取口得到右旋酮洛芬溶液，同時在萃余口得到左旋酮洛芬溶液。
3.后處理3.1右旋酮洛芬對映體晶體的制備將步驟2得到的右旋酮洛芬溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在45 ±1 0C的溫度下蒸發(fā)并回收溶劑，用真空干燥箱抽真空干燥M小時，得到微黃色晶體，將其溶于流動相，再加活性炭脫色處理，過濾后，重復(fù)上述蒸發(fā)和干燥操作，得到白色晶體產(chǎn)品，為右旋酮洛芬對映體晶體， 其收率為99. 0%。
3. 2左旋酮洛芬對映體晶體的制備將步驟2得到的左旋酮洛芬溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在45 ±1 °C的溫度下蒸發(fā)并回收溶劑，用真空干燥箱抽真空干燥M小時，得到微黃色晶體，將其溶于流動相，再加活性炭脫色處理，過濾后，重復(fù)上述蒸發(fā)和干燥操作，得到白色晶體產(chǎn)品，為左旋酮洛芬對映體晶體， 其收率為96. 1%。
4.產(chǎn)品檢測4.1右旋和左旋酮洛芬溶液純度的檢測采用高效液相色譜法檢測步驟2得到的右旋和左旋酮洛芬溶液的純度，操作條件如下流動相正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合溶液，體積比80: 20: 0.01色譜泵=Agilent 1100型高壓制備泵色譜柱Chiralpak AD-H 柱(4.6 mm Φ X 250 mm L,5ym)檢測器紫外檢測器檢測波長2Mnm流量:1. OmL/min經(jīng)檢測，制得的右旋酮洛芬溶液純度為98. 2%，左旋酮洛芬溶液純度為99. 6%。
4. 2右旋酮洛芬對映體晶體純度的檢測準(zhǔn)確稱量Img步驟3得到的右旋酮洛芬對映體晶體，溶于Iml流動相(正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合溶液，體積比80: 20: 0.01)中配成樣品溶液，采用高效液相色譜法檢測該樣品溶液的純度，操作條件如下流動相正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合溶液，體積比80: 20: 0.01色譜泵Agilent 1100型高壓制備泵色譜柱Chiralpak AD-H 柱(4.6 mm Φ X 250 mm L,5ym)檢測器紫外檢測器檢測波長2Mnm流量:1. OmL/min經(jīng)檢測，制得的右旋酮洛芬對映體晶體純度為98. Ι。
4. 3左旋酮洛芬對映體晶體純度的檢測采用上述與右旋酮洛芬對映體晶體純度相同的檢測方法，測得左旋酮洛芬對映體晶體純度為99. 6%。
實(shí)施例2 1.預(yù)處理采用Chiralpak AD色譜柱，把色譜級純的正己烷、乙醇、三氟乙酸按照100 0: 0. 03 的體積比混合配成流動相，用0.22 μ m的溶劑過濾膜進(jìn)行過濾，常溫下對該流動相超聲處理20min，用作洗脫液；再以流動相作為溶劑，準(zhǔn)確配制總濃度為40g/L的酮洛芬消旋體溶液，用作進(jìn)料液。
2.模擬移動床(SMB)分離操作條件如下流動相組成正己烷乙醇三氟乙酸=100: 0: 0. 03 ； 進(jìn)樣濃度Cf=40. Og/L ；色譜柱數(shù)8 根(,2/2/2/2 分布)； 洗脫液流量Qd=20. O mL/min ； 萃取液流量』e=9. 2 mL/min ； 進(jìn)料液流量Qf=0. 4 mL/min ； 萃余液流量％=2. 5 mL/min ； 切換時間ts=l. 85 min ； 進(jìn)料液溫度20 °C ； 洗脫液溫度40°C ；15個循環(huán)后可達(dá)到周期性穩(wěn)態(tài)，在萃取口得到右旋酮洛芬溶液，同時在萃余口得到左旋酮洛芬溶液。
3.后處理3. 1右旋酮洛芬對映體晶體的制備將步驟2得到的右旋酮洛芬溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在45 ±1 0C的溫度下蒸發(fā)并回收溶劑，用真空干燥箱抽真空干燥M小時，得到微黃色晶體，將其溶于流動相，再加活性炭脫色處理，過濾后，重復(fù)上述蒸發(fā)和干燥操作，得到白色晶體產(chǎn)品，為右旋酮洛芬對映體晶體， 其收率為95. 6%ο
3. 2左旋酮洛芬對映體晶體的制備將步驟2得到的左旋酮洛芬溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在45 ±1 0C的溫度下蒸發(fā)并回收溶劑，用真空干燥箱抽真空干燥M小時，得到微黃色晶體，將其溶于流動相，再加活性炭脫色處理，過濾后，重復(fù)上述蒸發(fā)和干燥操作，得到白色晶體產(chǎn)品，為左旋酮洛芬對映體晶體， 其收率為98. 8%ο
4.產(chǎn)品檢測按照與實(shí)施例1相同的方法檢測右旋和左旋酮洛芬溶液及對映體晶體的純度，檢測結(jié)果為右旋酮洛芬溶液純度為99. 5%，左旋酮洛芬溶液純度為98. 1%，右旋酮洛芬對映體晶體純度為99. 5%，左旋酮洛芬對映體晶體純度為98. 1%。
在相同進(jìn)料濃度、洗脫液組成、洗脫液最大流量(取決于色譜柱可承受壓力)的條件下，實(shí)施例2操作與優(yōu)化后25°C下恒溫操作的SMB流程相比，單位時間單位固定相質(zhì)量的處理量提高約20%。
權(quán)利要求
1.一種溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，其特征在于包括以下步驟(1)配制流動相，過濾、超聲處理后用作洗脫液；將洗脫液作為溶劑，配制酮洛芬消旋體溶液，用作進(jìn)料液；(2)將具有溫度差或等溫的進(jìn)料液和洗脫液通入開環(huán)模擬移動床色譜，對酮洛芬消旋體進(jìn)行拆分，同時得到純度均高于98%的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液；(3)收集得到的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液，各自經(jīng)過旋蒸、重結(jié)晶、干燥，分別得到純度高于98%的右旋酮洛芬和左旋酮洛芬對映體晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，其特征在于所述的進(jìn)料液的溫度低于所述的洗脫液的溫度，且溫度差小于等于20° C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，其特征在于所述的進(jìn)料液的溫度為2(Γ25° C，所述的洗脫液的溫度為25、0° C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，其特征在于所述的進(jìn)料液中酮洛芬消旋體的總濃度為Ig/廣40g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，其特征在于所述的流動相為正己烷、乙醇、三氟乙酸的混合溶液或正己烷、三氟乙酸的混合溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，其特征在于所述的正己烷、乙醇、三氟乙酸的體積比為80 100 (Γ20 :0.0廣0.03。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度梯度模擬移動床色譜拆分酮洛芬對映體的方法，包括如下步驟配制流動相，作為洗脫液；將洗脫液作為溶劑，配制酮洛芬消旋體溶液，作為進(jìn)料液；將具有溫度差或等溫的進(jìn)料液和洗脫液通入開環(huán)模擬移動床色譜，對酮洛芬消旋體進(jìn)行拆分，同時得到純度均高于98%的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液；收集得到的左旋酮洛芬溶液和右旋酮洛芬溶液，各自經(jīng)過旋蒸、重結(jié)晶、干燥，分別得到純度高于98%的右旋酮洛芬和左旋酮洛芬對映體晶體。該方法具有分離效率高、溶劑用量省、連續(xù)生產(chǎn)、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的商業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號C07B57/00GK102516068SQ201110432680
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者余衛(wèi)芳, 劉玉明, 周慧君, 孫玉高, 徐進(jìn), 朱磊 申請人:溫州大學(xué)