奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离方法

摘要

本发明公开了一种奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离方法，本发明采用模拟移动床色谱系统，采用含纤维素三苯基氨基甲酸酯的手性固定相，流动相采用乙醇、正己烷、二乙胺的混合物，从R－(+)－奥美拉唑和S－(－)－奥美拉唑的混合物中分离出高纯度的S－(－)－奥美拉唑。由于模拟移动床色谱分离为连续过程，因此本方法的生产自动化程度高，生产效率高，溶剂消耗低，整个分离过程不接触有毒溶剂。

说明书

技术领域

本发明涉及手性药物的拆分技术，特别地，涉及一种奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离方法。

背景技术

奥美拉唑(omeprazole)，即5-甲氧基-2-[[(4-甲氧基-3，5-二甲基-2-吡啶基)甲基]亚磺酰基]-1H-苯并咪唑，英文化学名为5-methoxy-2-[[(4-methoxy-3，5-dimethyl-2-pyridinyl)methyl]sulfinyl]-1H-benzimidazole，分子结构式为：

是由瑞典Haessel公司合成，瑞典Astra公司生产的一种新型质子泵抑制剂(Propton pump inhibitors，PPIs)类抗溃疡药，用于治疗十二指肠溃疡、胃溃疡和反流行性食管炎，并可消除难治性溃疡现象，对卓-艾氏综合症也很有效，且不良反应少。目前成为全世界单药年销售额最大的畅销药品。

奥美拉唑抗溃疡机理不同于组胺H₂-受体拮抗类药物，如西咪替叮和雷尼替叮。它是一种单烷氧基吡啶化合物，与H⁺/K⁺-腺苷三磷酸酶(H⁺/K⁺-ATPase)有两个结合部位，可选择性、非竞争性地抑制壁细胞膜中的H⁺/K⁺-ATPase而产生抗溃疡作用，其抑酸作用强，特异性高，持续时间长久。奥美拉唑分子由苯并咪唑通过亚砜基连接吡啶环组成，内含手性硫原子，存在对映异构，S-(-)-奥美拉唑的给药疗效优于消旋体形式给药。Astra公司已推出S-(-)-型奥美拉唑光学纯对映体(药物名Preprazole，帕普拉唑)。

目前，外消旋的奥美拉唑的合成方法已十分成熟，并已投入大规模工业生产。但光学纯的奥美拉唑的制备还是比较困难的，人们开发了多种制备与拆分方法。例如，专利WO9617077采用微生物还原法，选择性地将R-(+)-奥美拉唑还原为奥美拉唑前手性化合物，得到ee值达99％的S-(-)-奥美拉唑。由于微生物稳定性差，只能在接近中性的稀水溶液中进行，这种方法得到的产物提纯困难，后处理繁琐，生产能力低。专利DE403455和WO9427988将奥美拉唑消旋体经氮代衍生化反应，制得一对非对映异构体，经分离后再水解得到光学纯的奥美拉唑。这种方法需经过两步反应，拆分过程相当繁琐。专利WO9602535采用改进的Sharpless不对称氧化法，用手性氧化剂在碱性条件下于有机溶剂中不对称氧化奥美拉唑前手性化合物，可制得具有一定ee值的奥美拉唑。但产品的收率和纯度偏低，收率只有40％，ee值仅87％。WO9702261将从不对称氧化法得到的已有一定ee值的粗品溶于乙腈、仲丁醇、丙酮等溶剂中，重结晶，可得到ee值很高(＞95)的S-(-)-奥美拉唑。这种方法要求原料已有一定光学纯度，如与不对称氧化法联用，固然可提高产品纯度，但将使整个过程更为复杂，操作成本提高，而产率则进一步降低。CN1223262采用包结拆分法，用联二萘酚类化合物、联二菲酚或酒石酸衍生物等手性化合物作为包结主体，与外消旋奥美拉唑溶于混合溶剂(如甲苯/正己烷)中，包结主体选择性地与S-(-)-奥美拉唑(或R-(+)-奥美拉唑)形成包结络合物，并以结晶形式析出，而另一种对映体则留在溶剂中，过滤后将包结主体和S-(-)-奥美拉唑(或R-(+)-奥美拉唑)分离，可制得奥美拉唑的两种对映体。S-(-)-奥美拉唑总收率可达88％，ee为100％。这种方法与专利DE403455报道的方法一样，也需两步操作，且要求手性试剂，需使用大量的有毒溶剂。WO0351867详细报道了采用模拟移动床色谱分离奥美拉唑对映体的新工艺。该工艺用直链淀粉-[三(S)-甲基苯基氨基甲酸酯]作手性固定相，用乙醇作流动相，用模拟移动床色谱从奥美拉唑两对映体的混合物分离得到S-(-)-奥美拉唑。这种方法使用的手性固定相(直链淀粉-[三(S)-甲基苯基氨基甲酸酯])的制备原料不易得，而商品固定相价格昂贵，使得生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供-种奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离方法。

本发明为实现上述发明目的采用的技术方案如下：一种奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离方法，其特征在于，用含有纤维素三苯基氨基甲酸酯的手性固定相作固定相，用乙醇、正己烷、二乙胺的混合物作流动相，用模拟移动床色谱系统从R-(+)-奥美拉唑和S-(-)-奥美拉唑的混合物中分离出S-(-)-奥美拉唑。

进一步地，包括以下步骤：

(1)R-(+)-奥美拉唑和S-(-)-奥美拉唑的混合物溶于流动相，浓度为1mg/mL～100mg/mL：

(2)从模拟移动床色谱系统中分离出S-(-)-奥美拉唑溶液；

(3)浓缩、重结晶、过滤、干燥得到高纯的S-(-)-奥美拉唑晶体。

本发明具有如下技术效果：本发明用模拟移动床色谱，从R-(+)-奥美拉唑和S-(-)-奥美拉唑的混合物分离制得光学纯的S-(-)-奥美拉唑。工艺简单，生产连续，产品质量稳定。工艺绿色化，整个生产工艺不涉及有毒化学物质，溶剂采用乙醇，可回收套用，无污染，真正实现了清洁生产。

附图说明

图1为本发明的模拟移动床色谱系统结构图。

具体实施方式

下面详细说明本发明。

1.采用模拟移动床色谱(简称SMBC)系统，该系统包括进样泵、洗脱液泵、萃取泵、萃余泵和循环泵、旋转阀和色谱柱。如图1所示，阿拉伯数字为色谱柱编号，样品溶液和洗脱液分别从样品液入口与洗脱液入口注入色谱系统，奥美拉唑两个对映体则分别从萃余液和萃取液两个出口流出系统(如图1实线箭头所指位置)。每隔一定时间，样品液和洗脱液入口、萃取液和萃余液出口同时沿流动相流动方向切换至下一根色谱柱出口(如图1虚线箭头所指位置)。操作温度为20～60℃，最适宜的温度范围为20～30℃。

2.色谱柱填料以及流动相选择

填料为纤维素三苯基氨基甲酸酯涂敷型手性固定相，采用公知的方法(Okamoto Y，Kawashima M，Hatada K J.Chromatogr.1986，363：173～186)制备。填料粒径1～150μm，粒径越小，粒径分布越窄，越有利于分离；但粒径减小将增加柱压，对模拟移动床系统要求较高。最适宜的粒径范围为20～40μm。纤维素三苯基氨基甲酸酯的化学结构如下：

其中纤维素三苯基氨基甲酸酯与氨丙基硅胶的重量比0.1～1∶0.1～1，最适宜的重量比为1∶4。流动相(溶剂)为乙醇、正己烷、二乙胺的混合物，体积比：0～100∶0～100∶0～100，最适宜的体积比为100∶0∶0.5。

3.分离步骤

R-(+)-奥美拉唑和S-(-)-奥美拉唑的混合物溶于流动相，浓度为1mg/mL～100mg/mL。进样浓度增加有利于提高产率，但其浓度受奥美拉唑的溶解度限制。色谱系统由4～24根手性制备柱组成，柱子数目越多，分离效果越好，但系统的复杂程度也提高，最合适的柱子数目为8～16根。样品溶液和洗脱液依次从进样口与洗脱液入口注入色谱系统。经过模拟移动床色谱分离，从萃取液出口可获得高纯的R-(-)-奥美拉唑溶液，从萃余液出口则获得高纯的S-(-)-奥美拉唑溶液。得到的S-(-)-奥美拉唑溶液，经浓缩、重结晶、过滤、干燥得到高纯的S-(-)-奥美拉唑；得到的R-(+)-奥美拉唑溶液则经消旋化反应得到奥美拉唑消旋体后再行分离。

4.成品检验

流动相：乙醇

流速：0.8ml/min

泵：Knauer K501泵

色谱柱：4.6×250mm，10μm，Chiralpak AD填料

检测器：Knauer K2501紫外检测器

检测波长：254nm

下面结合实施例进一步说明本发明。

1.维素三苯基氨基甲酸酯涂敷型手性固定相的制备

按照文献方法(Okamoto Y，Kawashima M，Hatada K J.Chromatogr.1986，363：173～186)制备。硅胶纤维素与异氢酸苯酯在吡啶溶液中在100℃下反应24h。反应得到的甲醇不溶物即为纤维素三苯基氨基甲酸酯。纤维素三苯基氨基甲酸酯溶于四氢呋喃，并将氨丙基硅胶分散在溶液中，减压蒸除出四氢呋喃后得到纤维素三苯基氨基甲酸酯涂敷型手性固定相。其中纤维素三苯基氨基甲酸酯与氨丙基硅胶的重量比为1∶4。使用了两种氨丙基硅胶∶氨丙基硅胶A粒径10μm，孔径100nm，氨丙基硅胶B粒径20～40μm，孔径80nm。匀浆法装柱，基于氨丙基硅胶A的手性固定相装填于分析色谱柱(4.6×200mm)中，基于氨丙基硅胶B的手性固定相装填于制备色谱柱中。

2.流动相的选择

流动相中，乙醇、正己烷和二乙胺的含量影响奥美拉唑两对映体的分离，进而影响模拟移动床色谱的分离成本。首先用分析色谱柱(4.6×200mm)选择流动相。如表1，奥美拉唑两对映体的保留时间随乙醇和二乙胺含量的增加而降低，但分离因子变化不大。选用纯乙醇作流动相效果更佳。首先，溶质保留时间短，模拟移动床分离过程所耗溶剂也将随之降低；第二，奥美拉唑的溶解度随乙醇含量增加而增加，使用纯乙醇有利于进样浓度的提高；第三，纯乙醇安全无毒，不存在溶剂残留问题。因奥美拉唑在碱性条件下稳定性很好，因而往流动相中添加少量二乙胺将有利于提高奥美拉唑的稳定性。

                 表1 流动相的选择

  流动相(乙醇/正己烷/二乙胺，V/V/V)     保留时间分离因子(α)t_S         t_R  20/80/0  27.83  40.56    1.49  40/60/0  12.32  17.48    1.51  60/40/0  7.79  10.69    1.51  80/20/0  5.75  7.48    1.49  100/0/0  4.89  6.05    1.44  80/20/0.1  5.00  6.36    1.47  80/20/0.2  4.73  6.03    1.50  80/20/0.3  4.33  5.35    1.46  80/20/0.4  3.98  4.91    1.50

3.SMBC分离

以下列出两个分离实例。

分离实例1

a、操作条件

流动相：纯乙醇

进样浓度：外消旋奥美拉唑浓度20mg/ml

进样液流速：U_F＝5ml/min

洗脱液流速：U_E＝23.5ml/min

萃余液流速：U_R＝10ml/min

萃取液流速：U_X＝18.5ml/min

切换时间：t_S＝0.89min

b、成品分析

用ChiralpakAD柱分析萃余液和萃取液组成。萃余液中S-(-)-奥美拉唑纯度为99.48，萃取液中R-(+)-奥美拉唑纯度为98.65％。每公斤固定相每天可生产S-(-)-奥美拉唑和R-(+)-奥美拉唑各1.3kg，流动相消耗为0.578m³/Kg，S-(-)-奥美拉唑的回收率为98.64％。

分离实例2

a、操作条件

流动相：纯乙醇/二乙胺(100/1)

进样浓度：外消旋奥美拉唑浓度40mg/ml

进样液流速：U_F＝4ml/min

洗脱液流速：U_E＝11.2ml/min

萃余液流速：U_R＝5.4ml/min

萃取液流速：U_X＝9.8ml/min

切换时间：t_s＝1.04min

b、成品分析

用ChiralpakAD柱分析萃余液和萃取液组成。萃余液中S-(-)-奥美拉唑纯度为98.84，萃取液中R-(+)-奥美拉唑纯度为99.45％。每公斤固定相每天可生产S-(-)-奥美拉唑2.1kg，流动相消耗为0.25m³/Kg，S-(-)-奥美拉唑的回收率为99.45％。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。