CN107629115B

CN107629115B - 一种特拉万星的纯化方法

Info

Publication number: CN107629115B
Application number: CN201710805483.6A
Authority: CN
Inventors: 黄楷; 乐占线; 庄鸿; 陈秀明; 江红; 陈宏�; 连云阳; 乐雨银
Original assignee: Fujian Institute of Microbiology
Current assignee: Fujian Institute of Microbiology
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2037-09-08
Also published as: CN107629115A

Abstract

本发明提供一种特拉万星的纯化方法其包括如下步骤：1)将含有特拉万星的反应混合物用甲醇‑甲酸‑水溶液按照重量比1：5至1：10混合溶解；2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质纯化，上样滤液与层析介质的重量比为1：50至1：100；层析介质为十八烷基键合硅胶；3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH4‑5的盐酸水溶液，重复3至5次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至0.5‑2，得浓缩液。本案选用的层析介质十八烷基键合硅胶，结合适当的酸溶液或者盐溶剂体系对特拉万星化合物在分离过程中与材料介质性能作用更紧密，能分离得到高纯度的盐酸特拉万星。

Description

一种特拉万星的纯化方法

技术领域

本发明涉及抗生素药物领域，特别涉及一种特拉万星的纯化方法。

背景技术

糖肽类抗生素(Glycopeptide Antibiotics)，性质：糖肽类抗生素在结构上共具高度修饰的多肽骨架，作用靶点在细菌胞壁成分D-丙氨酰-D-丙氨酸上，一般是通过与细菌细胞壁以D-Ala-D-Ala为末端的肽聚糖前体小肽特异性结合,抑制细菌细胞壁肽聚糖的延伸或/和交联,从而阻遏细胞壁的合成,最终导致细菌细胞死亡.。依据所含氨基酸的不同可分为四个族：vancomycin族，ristocetin族，avoparcin族，synmonicin族。第一代糖肽类抗生素包括万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁，它们直接来源于微生物的代谢产物。万古霉素是第一个临床应用的糖肽类抗生素,也是糖肽类抗生素的代表药物，有50年临床应用经验,是治疗MRSA/MRCNS(耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌)感染的一线用药。第二代糖肽类抗生素包括奥利万星(Oritavancin)、达巴万星(Dalbavancin)、特拉万星(Telavancin)及雷莫拉宁(Ramcplanin)，是对微生物来源的天然产物进行化学修饰而得到的衍生物。

特拉万星是第一个半合成新型糖脂肽类抗生素,其独特的作用机制和良好的临床治疗效果,市场前景非常广阔。特拉万星对MRSA、MRSE等活性均高于万古霉素和替考拉宁,半衰期比万古霉素长,临床上可1日1次给药。达巴万星半衰期长达174h,临床上可一周给药1次。奥利万星具有十分突出的药效学特性,其半衰期为393小时,可毎一疗程给药一次。

目前关于特拉万星合成工艺研究主要集中在采用不同的方法合成疏水性侧链N-(9-芴基甲氧簇基)-癸基氨基艺酸,然而与万古霉素还原胺化反应、再通过Fmoc脱保护以及曼尼希反应得到特拉万星。由于糖脂肽类抗生素活性位点多反应中副反应产物和目标产物特拉万星是结构类似物，常规的生产技术工序如萃取、结晶等较难提高目标产物的纯度达到药用合格标准。

目前一些文献报道的工艺制造出的特拉万星具有纯度不够，或者生产工序复杂，操作时间长容易造成产品形成二聚物(Dimer)，且产品质量不稳定的缺陷。

发明内容

为了解决制备特拉万星方法中的纯度不够的技术问题，本发明提供了一种特拉万星的纯化方法，具体地本发明是这样实现的：

一种特拉万星的纯化方法，其包括如下步骤：

1)将含有特拉万星的反应混合物用甲醇-甲酸-水溶液按照重量比1：5至1：10混合，使反应混合物溶解，过滤除固体不溶物，得滤液；上述甲醇-甲酸-水溶液按照体积比2:1:1配置而成；

反应混合物中易形成二聚体，导致质溶解度变差，通过该步骤可以起到很好的除杂效果。

含有特拉万星的反应混合物的工艺路线：

新型脂肽类抗生素盐酸特拉万星的合成方法：盐酸万古霉素(化合物Ⅰ)与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成目标产物特拉万星粗品。(下图化合物Ⅲ)。

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：50至1：100；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为3-5个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸二氢钠或磷酸氢二钠0.01mol/L-0.05mol/L，磷酸调节pH在2.0-2.5的缓冲溶液：溶剂A为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮中的一种，采用梯度洗脱，洗脱液中溶剂A的质量分数从10％梯度变化到50％，洗脱流速为1BV/h至5BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液；

选择层析介质的原理：

特拉万星是在万古霉素4位环(如图4)上糖胺基侧链进行烷基化酰化上疏水性的癸氨乙基侧链，并在7位氨基酸芳环的对位引入亲水性的膦酸氨甲基，在药理上疏水性基团有利于增加细胞膜的相互作用以及增加对肠球菌的抗菌活力，亲水性基团则促进体内组织代谢和清除，减少肾毒性，改善了药物在体内的药代动力学性质。在合成分离纯化角度，由于引入了新基团与原料万古霉素空间排布结构上有较大的性质差异，在分离介质的选择和纯化路线的操作上也带来了新问题；

在《一种纯化特拉万星粗品的方法CN201510294070.7》公开了一种粗品纯化方法，其材料中的工艺步骤为：将特拉万星粗品酸化溶解，过滤，所得滤液用有机溶媒萃取，盐酸溶液反萃取，之后采用离子交换法分离提取得到盐酸特拉万星溶液，然后将该盐酸特拉万星溶液超滤，结晶，水洗，干燥即可。该文献说公开工艺实现了有效分离纯化，有效含量达到了99％，提高了产品质量，降低生产成本。

参考工艺中的萃取工艺和离子交换树脂分离介质较难有效的分离出特拉万星半合成产物中的副产物和原料万古霉素等引入的杂质。根据该参考资料进行前期研发，较难重复到相似效果。跟据天然产物的纯化分离经验需要通过有选择性的层析介质才能有效的分离出杂质，降低生产成本，提高产品纯度。结合后面的结晶步骤能得到稳定的盐酸特拉万星原料。

在美国申请专利US20050113561中报道了合成制备及分离纯化步骤，其中工艺包括多步骤的纯化和成盐实施例，最终产品收率不高。

本案选用的层析介质，ODS键合材料(十八烷基键合硅胶)在空间上对特拉万星化合物有特异选择性的位阻作用，特拉万星键合的侧链与ODS疏水相互作用比常规的离子交换树脂材料更强，本案结合适当的酸溶液或者盐溶剂体系对特拉万星化合物在分离过程中与材料介质性能作用更紧密。

3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH4-5的盐酸水溶液，重复3至5次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至0.5-2，得浓缩液。

在《万古霉素研究现状及发展》中研究表明：万古霉素的稳定性较差，在常温下放置时间长后，即可观察到颜色逐渐变红，经过大量研究表明，可能是万古霉素的分子结构中存在酚基及二酚基，酚类的水溶液遇光易水合或氧化成醌而呈粉红色。在本案特拉万星工艺研究过程发现也存在时间长后有红色现象产生。因此需要快速纯化并且形成稳定的化合物才不会对终产品品质产生影响。通过本案整体工艺，快速的进行纯化，能有效解决上述因时间长，所造成的降解等问题。

优选地，步骤3)中当溶剂A为乙腈时，洗脱液中乙腈的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％；当溶剂A为甲醇时，洗脱液中甲醇的质量分数梯度选择为20％、23％、25％、50％；当溶剂A为乙醇时，洗脱液中乙醇的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％；当溶剂A为丙酮时，洗脱液中丙酮的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％。

优选地，步骤3)中所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为200-1000道尔顿。

此范围可以有效去除降解的小分子杂质，同时脱磷酸缓冲盐，以及达到稀的样品洗脱溶液低温浓缩的效果，避免冻干成本过高或加热减压浓缩造成的热破坏。

优选地，步骤3)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

优选地，所述的步骤1)中特拉万星的反应混合物为盐酸万古霉素与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品。

本发明的有益效果在于：

本案选用的层析介质十八烷基键合硅胶，键合材料在空间上对特拉万星化合物有特异选择性的位阻作用，同时疏水相互作用比常规的离子交换树脂更强，本案结合适当的酸溶液或者盐溶剂体系对特拉万星化合物在分离过程中与材料介质性能作用更紧密，能分离得到高纯度的特拉万星。

附图说明

图1反应物原始上样HPLC图；

图2为经实施例5纯化方法后HPLC图；

图3为特拉万星质谱解析图；

图4为万古霉素结构图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1

一种特拉万星的纯化方法，其包括如下步骤：

1)将含有特拉万星的反应混合物用甲醇-甲酸-水溶液按照重量比1：5混合，使反应混合物溶解，过滤除固体不溶物，得滤液；上述甲醇-甲酸-水溶液按照体积比2:1:1配置而成；所述的特拉万星的反应混合物为盐酸万古霉素与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品；

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：50；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为3个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸二氢钠0.01mol/L，磷酸调节pH在2.0的缓冲溶液：当溶剂A为乙腈时，洗脱液中乙腈的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％；洗脱流速为1BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液(当含有特拉万星交叉纯度不足95％的洗脱液，可以采取合并用大孔吸附树脂HP20吸附回收处理，再继续进行后续再纯化)；

3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为200道尔顿，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH4的盐酸水溶液，重复3次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至0.5，得浓缩液；步骤3)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

实施例2

一种特拉万星的纯化方法，其包括如下步骤：

1)将含有特拉万星的反应混合物用甲醇-甲酸-水溶液按照重量比1：10混合，使反应混合物溶解，过滤除固体不溶物，得滤液；上述甲醇-甲酸-水溶液按照体积比2:1:1配置而成；所述的特拉万星的反应混合物为盐酸万古霉素与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品；

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：100；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为5个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸氢二钠0.05mol/L，磷酸调节pH在2.5的缓冲溶液：当溶剂A为甲醇时，洗脱液中甲醇的质量分数梯度选择为20％、23％、25％、50％；洗脱流速为5BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液(当含有特拉万星交叉纯度不足95％的洗脱液，可以采取合并用大孔吸附树脂HP20吸附回收处理，再继续进行后续再纯化)；

3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为1000道尔顿，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH5的盐酸水溶液，重复5次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至2，得浓缩液；步骤3)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

实施例3

一种特拉万星的纯化方法，其包括如下步骤：

1)将含有特拉万星的反应混合物用甲醇-甲酸-水溶液按照重量比1：7混合，使反应混合物溶解，过滤除固体不溶物，得滤液；上述甲醇-甲酸-水溶液按照体积比2:1:1配置而成；所述的特拉万星的反应混合物为盐酸万古霉素与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品；

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：70；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为4个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸二氢钠0.02mol/L，磷酸调节pH在2.2的缓冲溶液：当溶剂A为乙醇时，洗脱液中乙醇的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％，洗脱流速为2BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液(当含有特拉万星交叉纯度不足95％的洗脱液，可以采取合并用大孔吸附树脂HP20吸附回收处理，再继续进行后续再纯化)；

3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为1000道尔顿，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH4的盐酸水溶液，重复4次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至1，得浓缩液；步骤3)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

实施例4

一种特拉万星的纯化方法，其包括如下步骤：

1)将含有特拉万星的反应混合物用甲醇-甲酸-水溶液按照重量比1：8混合，使反应混合物溶解，过滤除固体不溶物，得滤液；上述甲醇-甲酸-水溶液按照体积比2:1:1配置而成；所述的特拉万星的反应混合物为盐酸万古霉素与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品；

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：90；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为5个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸氢二钠0.04mol/L，磷酸调节pH在2.4的缓冲溶液：当溶剂A为丙酮时，洗脱液中丙酮的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％，洗脱流速为3BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液(当含有特拉万星交叉纯度不足95％的洗脱液，可以采取合并用大孔吸附树脂HP20吸附回收处理，再继续进行后续再纯化)；

3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为200道尔顿，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH5的盐酸水溶液，重复3次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至1，得浓缩液；步骤3)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

实施例5

一种特拉万星的纯化方法，其包括如下步骤：

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：75；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为4个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸氢二钠0.35mol/L，磷酸调节pH在2.3的缓冲溶液：当溶剂A为乙醇时，洗脱液中乙醇的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％，洗脱流速为3BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液；

3)将上述层析液过纳滤膜浓缩至原体积的1/10以上，所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为200道尔顿，上述过程中在浓缩至原体积的1/5时补充pH4的盐酸水溶液，重复4次以去除缓冲盐，再加入盐酸调pH值至1.5，得浓缩液；步骤3)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

HPLC检测：

1、检测条件：

流动相：磷酸二氢铵水(0.05mol/L，用磷酸调节pH2.0)：乙腈＝80：20,

色谱柱：Kromasil 100-5-C18 4.6*250mm，流速：1.0ml/min，柱温：40℃，检测波长：210nm，特拉万星Rt＝19.7min。

2、检测样品对比试验

取反应物原始上样按照上述HPLC检测条件检测其纯度，详见图1；

取经实施例5纯化方法得样品的样品，按照上述HPLC检测条件检测其纯度，详见图2；

取经实施例5纯化方法得样品的样品，检测其质谱图，详见图3(HRMS(ESI)m/z：calcd C₈₀H₁₀₆C_l2N₁₁O₂₇P[M+2H]²⁺877.8187，found 877.8249[M+2H]²⁺，585.5532[M+3H]³⁺)。

对比附图1与附图2(纯度95％以上)以及附图3，可以看出，经过本发明的纯化方法，可以显著提高特拉万星的纯度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种特拉万星的纯化方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)将进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品用甲醇-甲酸-水溶液按照重量比1：5至1：10混合，使所述进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品溶解，过滤除固体不溶物，得滤液；上述甲醇-甲酸-水溶液按照体积比2:1:1配置而成；

2)将滤液经过洗脱液平衡好的层析介质，上样滤液与层析介质的重量比为1：50至1：100；层析介质为十八烷基键合硅胶；洗脱液为3-5个柱体积的溶剂A-磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐缓冲液为：磷酸二氢钠或磷酸氢二钠0.01mol/L-0.05mol/L，磷酸调节pH在2.0-2.5的缓冲溶液；溶剂A为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮中的一种，采用梯度洗脱，洗脱液中溶剂A的质量分数从10％梯度变化到50％，洗脱流速为1BV/h至5BV/h；收集特拉万星HPLC质量浓度在95％以上的层析液；

2.根据权利要求1所述的特拉万星的纯化方法，其特征在于，步骤2)中当溶剂A为乙腈时，洗脱液中乙腈的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％；当溶剂A为甲醇时，洗脱液中甲醇的质量分数梯度选择为20％、23％、25％、50％；当溶剂A为乙醇时，洗脱液中乙醇的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％；当溶剂A为丙酮时，洗脱液中丙酮的质量分数梯度选择为15％、18％、20％、50％。

3.根据权利要求1所述的特拉万星的纯化方法，其特征在于，步骤3)中所述的纳滤膜为聚醚砜耐有机溶剂的纳滤膜，截留分子量为200-1000道尔顿。

4.根据权利要求1所述的特拉万星的纯化方法，其特征在于，步骤2)中的层析采用HPLC跟踪层析液中的特拉万星质量浓度。

5.根据权利要求1所述的特拉万星的纯化方法，其特征在于，所述的步骤1)中特拉万星的反应混合物为盐酸万古霉素与N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛发生还原胺化反应，再脱9-芴甲氧羰基保护基、再与氨甲基膦酸进行曼尼希反应合成的特拉万星粗品。