高純度藥用級蔗糖八硫酸酯鈉的制備工藝研究

潘繼成，金曉民，楊建榮

（湖州展望藥業有限公司，浙江 湖州 313000）

蔗糖八硫酸酯鹽是結構為C12H14O35S8-R8的一組化合物，其中R 可代表Na、K、Al 等元素，該化合物早期一直應用于治療潰瘍為主的藥物中。2015 年，脂質體行業又增添了一個新品種，隨著臺灣智擎生技制藥股份有限公司伊立替康脂質體在美國的上市，蔗糖八硫酸酯鹽作為一個新型輔料進入藥界同仁的視野[1]，其主要用途是作為脂質體載藥的輔料。用蔗糖八硫酸酯三乙胺梯度差制備的重酒石酸長春瑞濱脂質體包封率較高，與重酒石酸長春瑞濱注射液相比，其具有毒性低、療效顯著的優勢;蔗糖八硫酸酯鹽通過置換變成蔗糖八硫酸，在工藝中用于形成pH 梯度差，是鹽酸伊立替康脂質體制劑的原研輔料。

除蔗糖八硫酸酯鋁有法定的藥典標準外，蔗糖八硫酸酯鈉鹽、鉀鹽目前還沒有國家或國際標準，蔗糖八硫酸酯鈉鹽、蔗糖八硫酸酯鉀鹽在藥物制劑中的作用基本相同，目前國內沒有這兩種產品作為藥用輔料級別的制造與銷售，國內有多家公司生產該產品，但生產企業大多是一些化工企業，產品純度不高，雜質含量較高，不能滿足藥物制劑作為輔料的要求。有專利文獻[2]報道蔗糖八硫酸酯鋁的合成方法，燕立波等[3]報道了蔗糖八硫酸酯鈉的合成方法。本研究參考文獻并結合工作中對蔗糖八硫酸酯鈉的工藝研究，開發一種高純度藥用蔗糖八硫酸酯鈉工藝，填補這一產品在藥用方面的合成及應用空白。

蔗糖八硫酸酯鈉的合成，一方面可通過選擇優良的催化劑，從根本上減少雜質的含量，提高粗產物的純度以及蔗糖八硫酸酯鈉的產率；另一方面，選擇合適的分離提純方法，對粗品進行純化，降低高純度蔗糖八硫酸酯鈉制備的壓力。

本研究以無水吡啶為催化劑合成蔗糖八硫酸酯鈉，無水乙醇滴加入蔗糖八硫酸酯鈉水溶液中進行析晶。無水吡啶為有機堿，很早就被用作酯化羥基化合物的催化劑。與其他酸性催化劑相比，無水吡啶催化效率高，不利于蔗糖水解，減少了蔗糖分子中苷鍵的斷裂，因而引入的雜質較少[4]，減少了分離提純的次數，提高了蔗糖八硫酸酯鈉的產率，達到了預期的目的。重結晶純化產品具有工藝簡單、易于控制的特點。制備的產品純度可達99.8%左右，高純低雜的產品不僅可用于藥用輔料，還可作標準品使用。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 試劑

蔗糖，AR 級，西隴科學股份有限公司；三氧化硫-吡啶復合物，AR 級，廣東翁江化學試劑有限公司；吡啶，AR 級，上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醇，AR 級，廣州市科瑪化學技術有限公司；氫氧化鈉，AR 級，西隴科學股份有限公司。

1.1.2 儀器

電子天平，JJ5000，常熟市雙杰測試儀器廠；電動攪拌器，JJ-1，金壇市榮華儀器有限公司；真空干燥箱，DZF-6050 型，上海中友儀器設備有限公司；循環水式真空泵，SHZ-D，鞏義市予華儀器有限公司；小型萬能粉碎機，LD-Y500A，上海頂帥電器有限公司。

1.2 反應原理

蔗糖和三氧化硫-吡啶復合物在堿性環境如無水吡啶下發生酯化反應，蔗糖的8 個羥基全部與三氧化硫發生酯化，反應方程式如下：

1.3 蔗糖八硫酸酯鈉的合成

在帶有電動攪拌器、回流冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，加入一定配比的三氧化硫-吡啶復合物和吡啶，加熱攪拌，分批少量加入已稱好的蔗糖。待蔗糖加完后，緩慢升溫至一定溫度并保溫一定時間。分離出三口燒瓶內的吡啶，向三口燒瓶內加入純化水使瓶內固體溶解，用活性炭脫色，并趁熱過濾。向濾液中加入氫氧化鈉溶液，然后加入無水乙醇，冷卻結晶得白色針狀粗產品。重結晶析出的蔗糖八硫酸酯鈉經固液分離，所得濾餅置于70 ℃～80 ℃真空干燥箱中干燥，得蔗糖八硫酸酯鈉成品。

2 結果與討論

2.1 反應溫度的影響

當反應溫度為75 ℃時，蔗糖于吡啶中全部溶解，三氧化硫-吡啶復合物與蔗糖充分接觸，反應體系成棕色；當溫度高于75 ℃時蔗糖焦化嚴重，發生副反應，顏色加深，不利于后期產物的分離提純。因此，反應溫度維持在75 ℃～80 ℃，有利于反應進行，且容易提純。

2.2 反應時間的影響

在反應溫度為75 ℃～80 ℃下，分別對反應3 h、4 h、5 h、6 h 的產物進行紅外光譜（FTIR）分析。紅外光譜分析儀為日本島津FTIR-8400S，分析用KBr 壓片。反應時間為3 h、4 h 時，蔗糖分子結構中的8 個羥基沒有完全被磺酸基磺化，產物在3457 cm-1左右還有一部分-OH 的伸縮振動峰；反應時間為5 h 時蔗糖八硫酸酯鈉的-OH 伸縮振動峰已經不明顯，在1420 cm-1～1000 cm-1區間出現O=S=O 伸縮振動峰，表明在反應中兩個蔗糖分子結構中的8 個羥基完全被磺化。

2.3 重結晶工藝參數的研究

2.3.1 重結晶時間、溶劑量的影響

將蔗糖八硫酸酯鈉粗品溶解，滴加乙醇結晶，然后對合成產物進行分離提純。重結晶法工藝簡單、易于控制，對產品進行兩次重結晶即可有效提高產品的純度。蔗糖八硫酸酯鈉常溫下易溶于水，微溶于乙醇，因此乙醇可作為粗產品重結晶的添加助劑。滴加完乙醇后于低溫下結晶6～7 h 即結晶完全。實驗證明，當體系內乙醇含量為55%～65%時，能夠縮短蔗糖八硫酸酯鈉重結晶的時間，提高產品回收率。

2.3.2 乙醇滴加速度對產品結晶的影響

乙醇滴加速度對蔗糖八硫酸酯鈉的結晶形狀影響較大，滴加速度過快，產品析晶過快，雜質易于包裹其中，造成產品純度降低。乙醇滴加速度為20 mL/min 能獲得比較滿意的結晶形態。

2.3.3 溫度對產品結晶的影響

溫度是影響蔗糖八硫酸酯鈉質量及收率的重要因素，蔗糖八硫酸酯鈉在水中溶解度很大，溫度高時產品不能析出，溫度過低時析出的固體中夾雜著較多的雜質不易分離出去，故選擇適宜的溫度是制備合格產品的關鍵，一般控制結晶溫度為0 ℃～5 ℃時能得到質量比較滿意的產品。

2.3.4 攪拌速率對產品結晶的影響

析晶釜攪拌速率對蔗糖八硫酸酯鈉的顆粒度影響較大，攪拌速率越大顆粒越細，攪拌速率越小顆粒越大，應選擇可無級調速的變頻器控制電動機轉速，使攪拌速率控制在合適的范圍內。

3 蔗糖八硫酸酯鈉的檢測

3.1 性狀

本品為白色或類白色粉末，本品在水中溶解。取本品1.00 g，加水29.9 mL，樣品完全溶解。

3.2 pH 的檢測

取本品1.0 g，加水100 mL 溶解后，參考《中國藥典》2020 年版四部通則[5]pH 測定法進行測定，樣品pH 為4.5～7.0。

3.3 氯化物的檢測

參考《中國藥典》2020 年版四部通則[5]氯化物檢查法進行檢測。供試品溶液的濁度不得深于對照液的濁度（0.05%）。

3.4 砷鹽的檢測

參考《中國藥典》2020 年版四部通則[5]砷鹽檢查法進行檢測。含砷鹽應符合規定（0.0004%）。

3.5 重金屬的檢測

參考《中國藥典》2020 年版四部通則[5]重金屬檢查法進行檢測。含重金屬不得過2×10-5。

3.6 水分的檢測

水分的檢測采用常規的容量滴定法[5]，根據碘與二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中與水定量反應的原理測定水分。采用卡爾費休水分儀（型號ZKF-1A，上海超精科技有限公司）進行測定，所用儀器應干燥，避免空氣中水分的侵入，測定在干燥處進行。

3.6.1 費休氏試液的制備與標定

（1）制備

稱取碘（置硫酸干燥器內48 h 以上）110 g，置于干燥的具塞錐形瓶（或燒瓶）內，加無水吡啶160 mL，冷卻，振搖至碘全部溶解，加無水甲醇300 mL，稱定重量，將錐形瓶（或燒瓶）置于冰浴中冷卻，在避免空氣中水分侵入的條件下，通入干燥的二氧化硫至重量增加72 g，再加無水甲醇至1000 mL，密塞，搖勻，在暗處放置24 h 即得。

（2）標定

精密稱取純化水10～30 mg，用水分測定儀直接標定，或精密稱取純化水10～30 mg，置干燥的具塞錐形瓶中，除另有規定外加無水甲醇適量，在避免空氣中水分侵入的條件下，用費休氏試液滴定至溶液由淺黃色變為紅棕色，或用電化學法（如永停滴定法）指示終點，另做空白試驗，按式（1）計算。

式(1)中：F 為每1 mL 費休氏試液相當于水的重量，mg；W 為稱取純化水的重量，mg；A 為滴定所消耗費休氏試液的體積，mL；B 為空白所消耗費休氏試液的體積，mL。

3.6.2 測定方法

精密稱取供試品適量，溶劑為無水甲醇，用水分測定儀直接測定，另做空白試驗，按式（2）計算：

式(2)中：M 為供試品的水分；A 為供試品所消耗費休氏試液的體積，mL；B 為空白所消耗費休氏試液的體積，mL；F 為每1 mL 費休氏試液相當于水的重量，mg；W 為供試品的重量，mg。

3.7 熔點測定

采用傳溫液加熱法A[5]測定重結晶后的蔗糖八硫酸酯鈉粉末的熔點。測定熔點為160 ℃～162 ℃，與文獻[3]相符，說明得到的產物為蔗糖八硫酸酯鈉。

3.8 含量的檢測

3.8.1 試液的配制

（1）氯化鋁水溶液的配制

于燒杯內稱取85 g 純化水，將15 g 六水氯化鋁慢慢倒入燒杯內，攪拌至固體全部溶解后待用。

（2）氫氧化鈉水溶液的配制

于燒杯內稱取250 g 純化水，將8 g 氫氧化鈉慢慢倒入燒杯內，攪拌至固體全部溶解后待用。

（3）操作

并取蔗糖八硫酸酯鈉5.0 g，精密稱定，置于容器內并加純化水25 mL 溶解，于30 ℃～40 ℃下緩緩滴加氯化鋁水溶液，加完后用氫氧化鈉溶液調節料液pH 為4.00±0.02，攪拌1.5～2.0 h（注：此時間段內pH 需始終保持在4.00±0.02）。

減壓過濾，用純化水洗滌濾餅，直至濾液對硝酸銀溶液無白色氯化銀沉淀為止，抽干。濾餅用200 g 無水乙醇洗滌，抽干，將濾餅盡量碾小，置于烘箱內于真空度不低于0.08 MPa、溫度（80 ± 2）℃干燥6 h（注：濾紙上剩余濾餅連同濾紙一起置于真空烘箱內干燥）。

取出樣品，置于干燥器內，冷卻至室溫后精密稱重，所得重量（扣除濾紙重量）與0.5553 相乘即為蔗糖八硫酸酯鈉的含量（注：0.5553 為蔗糖八硫酸酯鈉分子量與沉淀物硫糖鋁分子量的比值）。

3.8.2 供試品含量計算

按式（3）計算。

式(3)中：P 為供試品含量，%；C 為沉淀物硫糖鋁重量，g；D 為供試品重量，g；E 為供試品水分含量，%。

4 實驗結果

按上述“3 蔗糖八硫酸酯鈉的檢測”方法對實驗批次進行檢測，結果見表1。

表1 蔗糖八硫酸酯鈉的檢測結果

從表1 可知，合成的蔗糖八硫酸鈉符合企業標準B02Q1072 的要求，各項雜質、有害物質均符合藥用標準，且產品含量達到了高純的標準要求，滿足藥物制劑的使用要求。

5 結論

（1）蔗糖與三氧化硫-吡啶復合物在堿性親核催化劑無水吡啶存在下，發生硫酸化反應生成蔗糖八硫酸酯，再與氫氧化鈉成鹽生成活性產物蔗糖八硫酸酯鈉。由實驗可得最佳反應條件為：原料摩爾比即n(蔗糖)：n(三氧化硫-吡啶復合物)：n(無水吡啶)=1:6:11，保溫時間為180 min，溫度為90 ℃～100 ℃。此時蔗糖八硫酸酯鈉的產率較高，達92%以上。與其他催化劑相比，無水吡啶能夠有效提高蔗糖八硫酸酯鈉的產率及產物純度。

（2）采用無水乙醇為單一溶劑，對蔗糖八硫酸酯鈉粗品的水溶液進行析晶，當體系內乙醇體積分數為55%～65%時，易結晶析出，且回收率較高。經兩次重結晶，蔗糖八硫酸酯鈉的純度達99.8%。

（3）采用沉淀法對蔗糖八硫酸酯鈉的含量進行檢驗，含量達99.8%以上，符合藥物脂質體對輔料高純低雜的標準要求。