一种无定型哌库溴铵及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种无定型哌库溴铵，其X射线粉末衍射中无特征峰；优选地，其X射线粉末衍射如图1所示。本发明还提供了该无定型哌库溴铵的制备方法和用途。本发明无定型哌库溴铵，在保持了现有产品稳定性的情况下，增加了哌库溴铵的水溶性，极大地改善了产品的复溶性，有利于粉针剂的使用。同时，本发明无定型哌库溴铵的制备方法，操作简便，能够有效除去哌库溴铵中的有机溶剂，显著降低有机溶剂残留，极大地提高了药品的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及无定型哌库溴铵及其制备方法和用途。

背景技术

哌库溴铵，化学名为2β，16β-二(4’-二甲基-1’-哌嗪基)-3α，17β -二乙酰氧基-5α-雄甾二溴化物，CAS号52212-02-9，分子式C₃₅H₆₂Br₂N₄O₄， 分子量：762.7，其结构如式(1)所示，

式(1)

哌库溴铵是甾类长效非去极化肌松药，对横纹肌具有高度选择性。临床 应用剂量无心血管不良反应也不释放组胺，主要以原形通过肾脏排泄，重复 给药无明显蓄积作用。冠脉搭桥患者即使注射大剂量(0.15mg/kg)，仍能保 持血流动力学稳定，因此成为冠心病或其它心血管病患者的首选肌松药。

哌库溴铵的制备多以5α-雄甾-2-烯-17-酮为原料，经烯醇酯化，环氧化， N-甲基哌嗪开环反应，硼氢化还原，乙酰化得到中间体-5，再季铵化得到哌 库溴铵。目前对哌库溴铵的制备方法报道较多，如CN101381390，CN101035801， WO2006/038047，US4071515等均有报道。

常见的哌库溴铵多采用水针或粉针。粉针剂，具有良好的稳定性，为后 期注射提供了安全保障。然而，研究表明，哌库溴铵粉针的复溶性不佳，在 使用时，可能会给患者带来疼痛感。因此，改善哌库溴铵粉针的复溶性显得 十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无定型哌库溴铵，用于改善产品的复溶性； 本发明的另一目的在于提供该无定型哌库溴铵的制备方法和用途。

本发明提供了一种无定型哌库溴铵，其X射线粉末衍射中无特征峰；优 选地，其X射线粉末衍射如图1所示。

进一步地，其差示扫描量热分析图中，在260～291℃范围内有吸热曲线 但无典型的尖锐吸热峰；优选地，其差示扫描量热分析如图2所示。

进一步地，其红外图谱中在2922±3cm^-1、1724±3cm^-1、1464±3cm^-1、1376 ±3cm^-1、1242±3cm^-1处有红外吸收。

进一步地，其熔点为266-270℃。

本发明还提供了制备上述无定型哌库溴铵的方法，它包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将哌库溴铵溶解于水中，得哌库溴铵水溶液；

(2)在步骤(1)制备的水溶液中，加入有机溶剂进行萃取，弃去有机层， 取水层备用；

(3)取步骤(2)得到的水层，经冷冻干燥后，得到纯化后的哌库溴铵。

其中，步骤(1)中，加水量为哌库溴铵的1-15倍W/W，若为了降低能耗， 可优选2-6倍，更优选2-3倍。

其中，步骤(1)中所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气中的一种或两种 以上的组合气体。

其中，步骤(2)中所述的有机溶剂与水不互溶，或难溶于水。

进一步地，所述的有机溶剂为酯类、烃类、卤代烷类或醚类溶剂，优选烃 类、酯类或醚类溶剂，更优选环己烷、乙酸乙酯或乙醚。

其中，步骤(2)中，有机溶剂与水溶液的体积比为0.5～5∶1，优选为0.6～2.5∶ 1。

其中，步骤(3)中所述的冷冻干燥的具体操作为：

先将水层在低于-30℃的温度下预冻至固态，然后抽真空至真空度40Pa以 下进行升温，升温程序为：搁板加热逐渐升温至-20℃，恒温2～4小时，再升 温至-10℃，恒温4～6小时，再升温至0℃，恒温6～8小时；自然升至室温， 恒温5～10小时；

升温程序优选为：搁板加热逐渐升温至-20℃，恒温4小时，再升温至-10 ℃，恒温6小时，再升温至0℃，恒温8小时；自然升至室温，恒温8～10小 时。

进一步地，预冻温度为-30～-60℃，优选-40～-50℃。

更进一步地，预冻2-8小时。

本发明还提供了上述无定型哌库溴铵在制备肌松药中的用途。所述肌松 药为非去极化型神经肌肉阻断剂，优选为麻醉过程中肌肉松弛的药物。

本发明还提供了一种药物组合物，它是由上述无定型哌库溴铵为活性成 分，加上药学上常用的辅料制备而成的制剂。

本发明无定型哌库溴铵，在保持了现有产品稳定性的情况下，增加了哌 库溴铵的水溶性，极大地改善了产品的复溶性，有利于粉针剂的使用。同时， 本发明无定型哌库溴铵的制备方法，操作简便，能够有效除去哌库溴铵中的 有机溶剂，显著降低有机溶剂残留，极大地提高了药品的安全性。

附图说明

图1本发明无定型哌库溴铵的X-射线粉末衍射图谱(实施例1)

图2本发明无定型哌库溴铵的DSC图谱

图3本发明无定型哌库溴铵的红外图谱

图4哌库溴铵现有晶型的X-射线粉末衍射图谱(方法1)

图5哌库溴铵现有晶型的DSC图谱

图6哌库溴铵现有晶型的红外图谱

图7哌库溴铵现有晶型的X-射线粉末衍射图谱(方法2)

图8本发明无定型哌库溴铵的X-射线粉末衍射图谱(实施例2)

图9本发明无定型哌库溴铵的X-射线粉末衍射图谱(实施例3)

图10本发明无定型哌库溴铵的X-射线粉末衍射图谱(实施例4)

图11本发明无定型哌库溴铵的DSC图谱(实施例5)

图12本发明无定型哌库溴铵的DSC图谱(实施例6)

具体实施方式

本发明中各晶型的检测方法包括：

1、X粉末衍射试验

1)样品处理：直接称取样品作X衍射试验。

2)试验仪器：X’Pert Pro MPD Philips X-射线粉末衍射仪

            (射源CuKα，石墨单色器，测量范围：5-50°2θ)。

3)试验条件：CuKα辐射，石墨单色器，管压40KV，管流35mA，2θ扫描 范围5-50°，扫描速度9°/分，步长0.03°。狭缝条件：发射狭缝为0.5°， 接受狭缝为1mm。

2、差示扫描量热法(DSC)试验

使用DSC Q100分析仪，初始温度设置为40℃，终止温度设置为300℃， 升温速率设置为10℃/分钟(10K/min)。

3、红外光谱测定试验

使用仪器为ThermoFisher Nicolet 6700傅立叶变换红外光谱仪，并使 用石蜡油糊法制片检测。

实施例1  本发明哌库溴铵无定型物的制备

将哌库溴铵200g，搅拌溶解于600ml水中，通入氮气鼓泡饱和2min， 过滤。使用乙酸乙酯800ml分两次萃取滤液，弃去有机层，得水层。

处理后的水层溶液快速冷冻至-40℃，恒温4小时，溶液冻为固体。将系 统抽真空至真空度20Pa以下，加热逐渐升温至-20℃，恒温4小时；升温至 -10℃，恒温6小时；升温至0℃，恒温8小时；自然升至室温，恒温10小时， 即得所述哌库溴铵185g，收率92.5％，熔点范围267-270℃(分解)。

按照本发明所述方法检测制得的哌库溴铵无定型物，X射线粉末衍射见图 1，DSC见图2，IR见图3。残留溶剂检测数据见表8。

本发明中所用的哌库溴铵原料的制备方法如下：

参照已有文献(WO2006/038047A，CN101035801，CN101381390)制备哌 库溴铵：

方法1(CN101381390)：

按照专利叙述，以5α-雄甾-2-烯-17-酮为起始原料，制备中间体2β，16β- 双-(4-甲基-1-哌嗪基)-5α-雄甾-3α-醇-17-酮，再根据专利引用文献(周学良 主编.精细化工产品手册-药物，化学工业出版社，2003)制备哌库溴铵。总 产率为21％，熔点262-264℃(分解)。X粉末衍射图谱如图4、DSC见图5， IR见图6。残留溶剂检测数据见表8。

方法2(WO2006/038047A，中国公开号CN101035801)：

按照专利叙述，制备中间体4，4’-[3α，17β-双(乙酰氧基)-5α-雄甾-2β， 16β-二基]-双(1，1-二甲基-哌嗪鎓)二酸盐。

根据实施例操作，将上述中间体用溴化锂处理交换盐基，反应液加入丙 酮或四氢呋喃强制沉淀出产品得到哌库溴铵粗品。哌库溴铵粗品用丙酮回流 纯化，或再经过乙醇溶解四氢呋喃强制沉淀后再用丙酮回流纯化。以中间体 4，4’-[3α，17β-双(乙酰氧基)-5α-雄甾-2β，16β-二基]-双(1，1-二甲基-哌嗪 鎓)二酸盐计，产率约为85％，熔点275-278℃(分解)。代表性X粉末衍射 相关数据参见表1，图谱如图7所示。残留溶剂检测数据见表8。

表1  哌库溴铵现有产品的X-射线粉末衍射数据

实施例2  本发明哌库溴铵无定型物的制备

将哌库溴铵200g，搅拌溶解于500ml水中，通入氮气鼓泡饱和2min， 过滤。使用环己烷600ml分两次萃取滤液，弃去有机层，得水层。

处理后的水层溶液快速冷冻至-40℃，恒温2小时，溶液冻为固体。将系 统抽真空至真空度18Pa以下，加热逐渐升温至-20℃，恒温4小时；升温至 -10℃，恒温6小时；升温至0℃，恒温8小时；自然升至室温，恒温10小时， 即得所述哌库溴铵185g，白色固体，收率92.5％，纯度99.8％，熔点范围268-270 ℃(分解)。其无定型物的X射线粉末衍射见图8。残留溶剂检测数据见表8。

实施例3  本发明哌库溴铵无定型物的制备

将500ml水用氮气饱和处理，加入哌库溴铵200g，搅拌溶解。过滤， 使用乙醚500ml分两次萃取，弃去有机层，水层再用氮气饱和1分钟。

处理后的水溶液快速冷冻至-40℃，恒温2小时冻实。系统抽真空至真空 度40Pa以下，加热逐渐升温至-20℃，恒温4小时；升温至-10℃，恒温6小 时；升温至0℃，恒温8小时；自然升至室温，恒温8小时，即得所述哌库溴 铵188g，白色固体，收率94.0％，纯度99.5％，熔点范围268-270℃(分解)。

制得的哌库溴铵无定型物，X射线粉末衍射见图9。残留溶剂检测数据见 表8。

实施例4  本发明哌库溴铵无定型物的制备

按照实施例1的方法制备哌库溴铵晶型，其条件参见表2。

实施例5  本发明哌库溴铵无定型物的制备

按照实施例1的方法制备哌库溴铵晶型，其条件参见表2。

实施例6  本发明哌库溴铵无定型物的制备

按照实施例1的方法制备哌库溴铵晶型，其条件参见表2。

表2  无定型物的制备

相关样品残留溶剂检测数据见表8。

以下通过具体试验例来证明本发明的有益效果。

试验例1  本发明无定型哌库溴铵晶与现有技术产品的溶解性比较研究

称取供试品20g，置于25±2℃的20ml水中，每隔1分钟振摇10秒钟， 观察2分钟内的溶解情况。如无目视可见的溶质颗粒，即视为完全溶解；若 有目视可见的溶质颗粒，补加1倍量水，重复前述操作，直至完全溶解。记 录总用水量与时间。结果见表3。

其中，本发明无定型哌库溴铵由本发明实施例1制备得到，哌库溴铵现 有产品参照已有文献(精细化工产品手册方法制备。周学良主编.化学工业出 版社，2003)公开的方法制备得到。

表3  本发明无定型哌库溴铵与现有技术产品的溶解性比较研究

由表3可见，与现有技术产品的哌库溴铵相比，本发明无定型物明显改 善了产品的溶解性，表明本发明无定型哌库溴铵复溶性良好，更有利于制备 粉针剂。

试验例2  本发明无定型物与现有技术产品的稳定性考察

稳定性考察条件包括：

1.热降解：取供试品约50mg，置恒温箱中80℃放置；

2.光降解：取供试品约50mg，置照度4500±500lx中放置；

3.高湿降解：取供试品50mg，置于放有KNO₃饱和溶液的干燥器中，室温 放置。稳定性考察结果见表4。

其中，本发明无定型哌库溴铵由本发明实施例1制备得到，哌库溴铵现 有产品参照已有文献(精细化工产品手册方法制备。周学良主编.化学工业出 版社，2003)公开的方法制备得到。

表4  本发明无定型哌库溴铵与现有产品的稳定性考察

由表4可见，本发明无定型哌库溴铵与现有产品稳定性相当。

试验例3  本发明无定型哌库溴铵中残留溶剂的测定

由于哌库溴铵在水中溶解度极大，无法直接用水进行重结晶，以得到低残 留有机溶剂的纯品；而按照一般方法进行处理，如常压加热烘料，真空加热 烘料，低沸点溶剂纯化后再干燥等，均不能有效降低残留溶剂含量；因此， 本发明还对无定型哌库溴铵的溶剂残留进行了测定。根据哌库溴铵常见的制 备方法，结合有关溶剂危害人体的影响程度，本发明中对乙醚、环己烷、丙 酮、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷以及乙酸的含量进行了检测。

哌库溴铵普遍报道的合成方案涉及的溶剂及其在中国药典及ICH指南中 规定的限量标准见表5：

表5

1、顶空进样测定乙醚、环己烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇和二氯甲烷

(1)色谱条件

仪器：Agilent 4890D气相色谱仪，Agilent 7694E顶空进样器。

色谱条件：

色谱柱：Supelco-WAX毛细管柱(30m×0.32mm×1.00μm，固定液为聚 乙二醇-20M)；

柱温：40℃保持5分钟后，以10℃/min的速率升温至180℃，保持6分 钟；

检测器：氢火焰离子化检测器，温度250℃；进样口：温度200℃，分流 比1∶5；

载气：N₂，柱头压：4Psi；H₂流量35ml/min；空气流量350ml/min；

进样方式：顶空进样，进样量1ml；顶空瓶平衡温度80℃，平衡时间30min。

(2)溶液的配制

试剂：乙醚、环己烷、丙酮和二氯甲烷为分析纯，乙酸乙酯、甲醇和N，N- 二甲基甲酰胺为色谱纯，水为超纯水。

标准曲线溶液的配制：取乙醚、环己烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇和二氯 甲烷各适量，精密称定，加N，N-二甲基甲酰胺配制成贮备液；分别取各贮备 液适当体积混合后，用N，N-二甲基甲酰胺稀释成每1ml中含乙醚5mg、环己 烷3.88mg、丙酮5mg、乙酸乙酯5mg、甲醇3mg和二氯甲烷0.6mg的溶液，即 为标准溶液I；精密量取标准溶液I，用N，N-二甲基甲酰胺依次稀释5倍、25 倍、125倍和625倍，得到标准溶液II、III、IV和V。

检测限溶液的配制：精密量取各溶剂的贮备液适当体积，用N，N-二甲基 甲酰胺多次稀释混合后，配制成含乙醚7.13×10^-5mg·ml^-1、环己烷2.21× 10^-5mg·ml^-1、丙酮6.36×10^-4mg·ml^-1乙酸乙酯3.00×10^-4mg·ml^-1、甲醇7.77 ×10^-4mg·ml^-1和二氯甲烷2.18×10^-4mg·ml^-1的溶液。

(3)系统适用性试验

柱效：以乙醚峰计算，色谱系统的理论塔板数为：4.7×10⁴；

保留时间和分离度，见表6

表6

(4)样品的测定

样品测定方法：

对照品的制备  取乙醚、环己烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇和二氯甲烷各 适量，精密称定，加N，N-二甲基甲酰胺配制成贮备液；分别取各贮备液适当 体积混合后，用N，N-二甲基甲酰胺稀释成每1ml中含乙醚1mg、环己烷 0.776mg、丙酮1mg、乙酸乙酯1mg、甲醇0.6mg和二氯甲烷0.12mg的对照溶 液，精密量取1ml置10ml顶空瓶中，精密加入水2ml，封瓶，混匀，即得。

供试品的制备取待测样品0.2g，精密称定，置于10ml顶空瓶中，精密 加入N，N-二甲基甲酰胺1ml和水2ml，封瓶，超声使溶解，即得。

测定法  取对照品，在80℃下平衡30分钟后，取顶空气1ml注入气相色 谱仪，记录色谱图；另取供试品同法测定，记录色谱图。按外标法以峰面积 计算，即得。

乙醚的残留量不得大于0.5％；环己烷的残留量不得大于0.388％；丙酮的 残留量不得大于0.5％；乙酸乙酯的残留量不得大于0.5％；甲醇的残留量不得 大于0.3％；二氯甲烷的残留量不得大于0.06％。

2、直接进样法测定乙酸

(1)色谱条件

仪器：Agilent 4890D气相色谱仪。

色谱条件：

色谱柱：Supelco NUKOL石英毛细管柱(30m×0.32mm×1.0μm，固定液 为硝基对苯二酸键合改性聚乙二醇20M)；

柱温：以每分钟10℃的速率从60℃升温至180℃，保持8分钟；

检测器：氢火焰离子化检测器，温度：250℃；进样器温度200℃，分流 比1∶5；

载气：N₂，柱头压3Psi；H₂：35ml/min，空气：350ml/min；

进样方式：直接进样，进样量2.0μl。

(2)溶液的配制

试剂：乙酸和丙酮为分析纯，水为超纯水。

标准曲线溶液的配制：取乙酸适量，精密称定，用丙酮∶水(1∶1)混 合溶液配制成贮备液；取贮备液适量，用丙酮∶水(1∶1)混合溶液稀释成 每1ml中含乙酸2.5mg的溶液，即为标准溶液I；精密量取标准溶液I，用丙 酮∶水(1∶1)混合溶液依次稀释5倍、25倍、125倍和625倍，得到标准 溶液II、III、IV和V。分别取各标准溶液2.0μl，在以上色谱条件下测定， 记录乙酸的保留时间和峰面积。

检测限溶液的配制：精密量取乙酸贮备液适量，用丙酮∶水(1∶1)混 合溶液多次稀释后，配制成含N，N-二甲基甲酰胺1.56×10^-4mg·ml^-1的溶液， 即得。

(3)系统适用性试验

柱效：以N，N-二甲基甲酰胺峰计算，色谱系统的理论塔板数为4.2×10⁵；

保留时间和分离度，见表7。

表7

(4)样品的测定

样品测定方法：

对照品溶液的制备  取乙酸适量，精密称定，用丙酮∶水(1∶1)混合 溶液配制成贮备液；取贮备液适量，用丙酮∶水(1∶1)混合溶液稀释成每 1ml中含乙酸0.5mg的溶液，即得；

供试品溶液的制备取待测样品约0.5g，精密称定，置5ml量瓶中，加 丙酮∶水(1∶1)混合溶液溶解并稀释至刻度，即得；

测定法  取对照液2.0μl进样，在以上色谱条件下测定，记录色谱图； 另取供试液2.0μl，同法测定，记录色谱图。按内标法以峰面积计算，即得。

乙酸的残留量不得大于0.5％。

3、对产品有机溶剂残留的测定

通过前述检测方法，对本发明实施例2-6中纯化所得的产品进行有机溶 剂残留量测定；另外，取哌库溴铵现有技术方法1样品和方法2样品，分别 在60℃，80℃以及100℃，真空度高于0.095MPa，真空干燥6～24小时，测 定残留溶剂量。测定结果见表8。

表8

注：*100℃干燥8小时后，样品外观颜色明显变为黄色；12小时后有部分变为棕色。现有技术方 法1参见实施例1中的“方法1”，“现有技术1-1”至“现有技术1-5”的制备方法参见“方法1”，仅 其干燥温度、时间参见表8中的数据；现有技术方法2参见实施例1中的“方法2”，“现有技术2-1” 至“现有技术2-5”的制备方法参见“方法2”，仅其干燥温度、时间参见表8中的数据。

如表8所示，真空干燥能够去除部分有机溶剂，并且，随着干燥温度的 升高，有机溶剂残留量也逐渐降低，但是，最终仍然会有溶剂残留量超标的 现象，并且，在高温下干燥时，样品明显变质；而本发明实施例2-6纯化得 到的产品的有机溶剂残留均明显低于国家标准，并且，本发明方法所得产品 的有机溶剂残留量也显著小于粗产品和减压干燥后的产品；由于本发明方法 中，同样也引入了相应的有机溶剂，因此，实施例2、3产品中的乙酸乙酯残 留量，实施例4中的乙醚残留量，实施例5、6中的环己烷残留量相对较高， 这是由于后期加入的有机溶剂所致，但其残留量仍然显著低于国家标准。

综上所述，本发明无定型哌库溴铵，在保持了现有产品稳定性的情况下， 增加了哌库溴铵的水溶性，极大地改善了产品的复溶性，有利于在粉针剂中 的使用，并且，本发明无定型哌库溴铵有效缩短了水溶过程的操作时间，降 低了操作难度，有利于该原料药在制剂制备过程中质量的稳定。同时，本发 明无定型哌库溴铵的制备方法，操作简便，能够有效除去哌库溴铵中的有机 溶剂，显著降低有机溶剂残留，极大地提高了药品的安全性。