一种戊聚糖聚硫酸钠的制备方法以及一种寡聚木糖

摘要

本发明公开了一种寡聚木糖的制备方法，其包含下列步骤：(1)在碱的水溶液中，将木聚糖用过氧化氢进行氧化解聚反应；(2)步骤(1)的反应结束后，调节反应液pH为4～7，往反应液中加入C

说明书

技术领域

本发明具体的涉及一种戊聚糖聚硫酸钠的制备方法以及一种寡聚木糖。

背景技术

戊聚糖聚硫酸钠【37319-17-8】的分子量范围为4000-6000(结构式2)， 是一种治疗肾感染、间质性膀胱炎和肿瘤的药物，由Ortho McNeil公司生产， 商品名为该产品尚未在中国大陆上市。

结构式2

戊聚糖聚硫酸钠是一种半合成肝素类大分子碳水化合物，是一种白色无 味的粉末，有微弱吸湿性，能溶于水。

已知的戊聚糖聚硫酸钠是以木聚糖(可以从树皮中提取)为原料，经过 四步操作：第一步成硫酸酯、第二步成钠盐、第三步解聚、第四步分离纯化 得的。

专利US2689848提到，木聚糖经以下四步操作：第一步与氯磺酸在吡啶 的参与下，制得木聚糖硫酸酯；第二步与氢氧化钠在甲醇水混合溶剂下反应， 制得木聚糖聚硫酸钠；第三步，在酸性或中性的水溶液中氧化解聚，制得解 聚产物；第四步，解聚产物经透析法除盐，分级沉降，过滤得到专利中提到 的目标产物。目标产物Z_η值在0.0030至0.015之间，含硫量在13.5至17％。

但是，该专利的内容没有涉及到其目标产物的具体分子量，而且还具有 以下缺点：1、操作繁琐，成本高，产率低；2、第二步成钠盐后，得到的产 物粘稠，不方便过滤操作；3、第四步纯化时使用透析膜，无法适应工业化 生产。

专利WO2009/087581对上述过程进行了优化：在第一步木糖的硫酸化 中，使用皮考林(分别使用了α、β、γ-甲基吡啶)替代了吡啶，提高了收率； 在第二步成钠盐的过程中，使用纯甲醇作为溶剂，降低后处理难度；在第四 步分离纯化中，使用纳滤膜系统获得分子量为4000-6000的产品。

现有技术还存在以下问题：1、为了得到目标分子量为4000-6000的产 物，必须通过较繁琐的提纯手段，如US2689848采用分级沉降的方法， WO2009/087581采用纳滤膜系统。2、氧化解聚的操作都是在戊聚糖聚硫酸 钠阶段进行，由于硫酸根不稳定，易发生脱硫酸根副反应，导致硫酸化程度 下降的问题。为避免硫酸化程度下降过多而影响药效，解聚时间必须严格控 制，而这又导致聚糖链降解不完全，使得分子量为4000-6000的目标产物产 率过低。(US2689848解聚步骤的产率均小于50％，WO2009/087581解聚步 骤的产率均小于55％)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的戊聚糖聚硫酸钠的制备 方法中，操作繁琐，成本高，产率低，解聚时硫酸根含量降低等缺陷，而提 供了一种戊聚糖聚硫酸钠的制备方法以及一种寡聚木糖。本发明直接对木聚 糖进行氧化解聚，由于没有脱硫酸根等副反应，能实现可控且充分的解聚； 从而得到高收率，分子量分布均匀且合乎要求的寡聚木糖；然后对其进行硫 酸化，得到目标产物。因此本发明的制备方法与现有技术完全不同，且操作 简单，提纯容易，适于工业化，且不会产生硫酸根含量降低的问题。

首先，本发明涉及一种寡聚木糖的制备方法，其包含下列步骤：

(1)在碱的水溶液中，将木聚糖用过氧化氢进行氧化解聚反应；

(2)步骤(1)的反应结束后，调节反应液pH为4～7，往反应液中加 入C₁～C₄的脂肪醇，析出白色固体，即制得寡聚木糖；所述的寡聚木糖的重 均分子量为2000～4000；

其中，碱的水溶液为碱土金属和/或碱金属的氢氧化物的水溶液，碱的 浓度为1mg/ml～40mg/ml；碱与木聚糖的质量比为0.01～0.4；过氧化氢与木 聚糖的质量比为0.03∶1～0.3∶1；氧化解聚反应的温度为80℃至回流温度。

步骤(1)中，所述的碱的水溶液中，碱的浓度较佳的为 10mg/ml～20mg/ml。所述的氧化解聚反应的温度较佳的为95℃至回流温度。 所述的C₁～C₄的脂肪醇较佳的为甲醇或乙醇。过氧化氢与木聚糖的质量比较 佳的为0.09∶1～0.18∶1。所述的过氧化氢为溶液中的纯过氧化氢，一般来说， 过氧化氢以水溶液的形式参与反应，其质量浓度较佳的为20％～40％，更佳 的为30％。所述的碱的水溶液中，所述的碱土金属和/或碱金属的氢氧化物 较佳的为氢氧化钠和/或氢氧化钾。碱与木聚糖的质量比较佳的为0.1～0.25。 所述的木聚糖可为本领域常规的木聚糖，其重均分子量较佳的为10000～ 40000。氧化解聚反应一般为20分钟～2小时即停止反应，通过本领域常规方 法确认产品品质。

步骤(1)中，较佳的，先将木聚糖加入碱的水溶液中，成为部分溶解的 悬浊液，加入质量浓度20％～40％(优选30％)的过氧化氢水溶液，在80℃ 至回流温度下进行反应，即可。

步骤(2)中，较佳的，在加入C₁～C₄的脂肪醇之前，先冷却，再调节 反应液的pH为4～7(优选4～6，进一步优选5)。步骤(2)中所述的调节 pH的方法可为本领域常规的调pH方法，如加入稀酸水溶液进行调节。

步骤(2)中，所述的C₁～C₄的脂肪醇的加入体积为使白色固体不再析 出为止，较佳的为反应液体积的3～8倍。

本发明进一步涉及由上述制备方法制得的寡聚木糖。

本发明还涉及一种戊聚糖聚硫酸钠的制备方法，其包含下列步骤：将上 述寡聚木糖进行成磺酸酯的反应，以及成盐反应，即可。

其中，所述的成磺酸酯的反应的方法和条件均可为本领域制备戊聚糖聚 磺酸酯的常规方法和条件，本发明优选下述方法：在碱的作用下，将上述寡 聚木糖与氯磺酸和/或三氧化硫吡啶进行成磺酸酯的反应，即可。

其中，所述的碱较佳的为吡啶、α-甲基吡啶、β-甲基吡啶和γ-甲基吡啶 中的一种或多种。碱的用量较佳的为寡聚木糖的质量的2～10倍，优选5～10 倍。所述的氯磺酸和/或三氧化硫吡啶的用量较佳的为寡聚木糖的质量的3～6 倍。所述的成磺酸酯的反应的温度较佳的为60～80℃。所述的成磺酸酯的反 应可通过本领域常规的确认产品品质后结束反应，一般为2～24小时，优选 3～10小时。

本发明中，所述的成盐反应的方法和条件均可为本领域制备戊聚糖聚硫 酸钠的成盐反应中的常规方法和条件，本发明优选下述方法：将成磺酸酯反 应制得的产物用碱的水-醇混合溶液进行成盐反应，再经透析法除去无机盐 后，浓缩至合适体积，滴入醇中结晶析出，即得到重均分子量为4000～6000 的产物。其中，所述的成盐反应中的碱较佳的为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸 钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾等中的一种或多种，更佳的为氢氧化钠和 /或氢氧化钾。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发 明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用先在碱性条件下氧化解聚再成 磺酸盐的方法制得聚戊糖聚磺酸酯及其盐，即能得到分子量为4000-6000的 目标产物，避免了复杂的提纯方法。而且也避免了先磺酸化再解聚时产生的 硫酸根含量降低的问题。并且本发明操作简便，成本低廉，能适应工业化生 产的需要。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制 在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照 常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

以下各实施例中：

寡聚木糖的鉴定方法，即凝胶滤过法可参考文献：《中药多糖的化学与 药理》季宇彬著，人民卫生出版社，该方法简述如下：用SephadexG-75柱， 0.2M NaCl水溶液洗脱，测得寡聚木糖分子量为2000～4000。

原料木聚糖的重均分子量均为30000。

最后制得的戊聚糖聚硫酸钠通过毛细管电泳方法，指纹谱图与标准品 一致，凝胶滤过法测定分子量在4000～6000，元素分析测定硫含量15～ 17.5％，证明得到的产品与Elmiron标准品是一致的。检测鉴定方法参考文 献：Arch.Pharm.Pharm.Med.Chem.2001，334，27-29。

实施例1

10g木聚糖加入100mL 1mg/mL的氢氧化钠水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入1.5mL 20％过氧化氢溶液，80℃反应2小时；冰水浴迅速冷却， 用1mol/L盐酸调节pH＝4；加入300mL甲醇，有白色固体析出。过滤，真 空干燥，得白色固体6.2g。产率62％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为 2000～4000。

向上述6.2g白色固体中加入25mL吡啶；搅拌并加热至60℃后，将20g 三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加入完毕 后，保持60℃反应2小时；反应完毕后，将体系倾倒入125mL甲醇中，同 时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于20mL水中，后滴入250mL 甲醇和13mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌；反应完毕后， 向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、丙酮和乙醚分 别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐；浓缩至50 毫升，滴入150毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得到目标产物 10.3g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000，元素分析S 含量17.2％。

实施例2

10g木聚糖加入135mL 15mg/mL的氢氧化钠水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入3.7mL 30％过氧化氢溶液，回流反应1.5小时；冰水浴迅速冷 却，用1mol/L盐酸调节pH＝5；加入600mL乙醇，有白色固体析出。过滤， 真空干燥，得白色固体7.8g。产率78％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量 为2000～4000。

向上述7.8g白色固体中加入40mL γ-甲基吡啶；搅拌并加热至60℃后， 将40g三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加 入完毕后，升温至80℃反应4小时；反应完毕后，将体系倾倒入200mL甲 醇中，同时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于30mL水中， 后滴入400mL甲醇和20mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌； 反应完毕后，向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、 丙酮和乙醚分别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐； 浓缩至270毫升，滴入800毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得 到目标产物11.2g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000， 元素分析S含量16.2％。

实施例3

10g木聚糖加入50mL 40mg/mL的氢氧化钠水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入9mL 40％过氧化氢溶液，95℃反应1.5小时；冰水浴迅速冷却， 用1mol/L盐酸调节pH＝5；加入400mL丙醇，有白色固体析出。过滤，真 空干燥，得白色固体5.3g。产率53％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为 2000～4000。

向上述5.3g白色固体中加入50mL α-甲基吡啶；搅拌并加热至60℃后， 将32g三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加 入完毕后，保持在60℃反应6小时；反应完毕后，将体系倾倒入270mL甲 醇中，同时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于40mL水中， 后滴入500mL甲醇和25mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌； 反应完毕后，向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、 丙酮和乙醚分别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐； 浓缩至270毫升，滴入800毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得 到目标产物8.5g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000， 元素分析S含量16.4％。

实施例4

10g木聚糖加入100mL 40mg/mL的氢氧化钠水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入3mL 40％过氧化氢溶液，保持80℃反应20分钟；冰水浴迅速 冷却，用1mol/L盐酸调节pH＝6；加入400mL丁醇，有白色固体析出。过 滤，真空干燥，得白色固体7g。产率70％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分 子量为2000～4000。

量取21mL氯磺酸，缓慢加入到60mL吡啶中，控制温度在40℃以下； 滴加完毕后，将体系温度升至60℃，并加入上述制得的7g产物；加毕，升 温至80℃反应12小时；反应完毕后，将体系倾倒入280mL甲醇中，同时剧 烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于45mL水中，后滴入560mL 甲醇和30mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌；反应完毕后， 向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、丙酮和乙醚分 别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐；浓缩至120 毫升，滴入360毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得到目标产物 9.3g。用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为4000～6000，元素分析S含量 15.3％。

实施例5

10g木聚糖加入135mL 15mg/mL的氢氧化钾水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入3.7mL 30％过氧化氢溶液，回流反应20分钟；冰水浴迅速冷 却，用1mol/L盐酸调节pH＝4；加入500mL甲醇，有白色固体析出。过滤， 真空干燥，得白色固体7.2g。产率72％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量 为2000～4000。

向上述7.2g白色固体中加入15mL吡啶；搅拌并加热至60℃后，将29g 三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加入完毕 后，升温至80℃反应6小时；反应完毕后，将体系倾倒入70mL甲醇中，同 时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于12mL水中，后滴入140mL 甲醇和8mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌；反应完毕后，向 体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、丙酮和乙醚分别 洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐；浓缩至30毫 升，滴入100毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得到目标产物11.3 g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000，元素分析S含 量17.1％。

实施例6

10g木聚糖加入135mL 15mg/mL的氢氧化钾水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入11mL 30％过氧化氢溶液，回流反应20分钟；冰水浴迅速冷却， 用1mol/L盐酸调节pH＝6；加入600mL乙醇，有白色固体析出。过滤，真 空干燥，得白色固体7.6g。产率76％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为 2000～4000。

向上述7.6g白色固体中加入40mL γ-甲基吡啶；搅拌并加热至60℃后， 将38g三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加 入完毕后，维持在60℃反应12小时；反应完毕后，将体系倾倒入190mL甲 醇中，同时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于30mL水中， 后滴入380mL甲醇和19mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌； 反应完毕后，向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、 丙酮和乙醚分别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐； 浓缩至80毫升，滴入240毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得 到目标产物11.9g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000， 元素分析S含量17.2％。

实施例7

10g木聚糖加入100mL 40mg/mL的氢氧化钾水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入9mL 40％过氧化氢溶液，回流反应1.5小时；冰水浴迅速冷却， 用1mol/L盐酸调节pH＝4；加入600mL丙醇，有白色固体析出。过滤，真 空干燥，得白色固体6.3g。产率63％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为 2000～4000。

向上述6.3g白色固体中加入60mL β-甲基吡啶；搅拌并加热至60℃后， 将19g三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加 入完毕后，升温至80℃反应4小时；反应完毕后，将体系倾倒入320mL甲 醇中，同时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于50mL水中， 后滴入630mL甲醇和32mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌； 反应完毕后，向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、 丙酮和乙醚分别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐； 浓缩至120毫升，滴入360毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得 到目标产物9.5g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000， 元素分析S含量16.5％。

实施例8

10g木聚糖加入100mL 1mg/mL的氢氧化钾水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入5.3mL 20％过氧化氢溶液，回流反应2小时；冰水浴迅速冷却， 用1mol/L盐酸调节pH＝5；加入600mL丙醇，有白色固体析出。过滤，真 空干燥，得白色固体6.2g。产率62％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为 2000～4000。

量取25mL氯磺酸，缓慢加入到65mL α-甲基吡啶中，控制温度在40℃ 以下；滴加完毕后，将体系温度升至60℃，并加入上述制得的6.2g产物； 加毕，升温至80℃反应6小时；反应完毕后，将体系倾倒入320mL甲醇中， 同时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于50mL水中，后滴入 620mL甲醇和35mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌；反应完 毕后，向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、丙酮和 乙醚分别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐；浓缩 至120毫升，滴入400毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得到目 标产物21g。用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为4000～6000，元素分析S 含量15.3％。

实施例9

10g木聚糖加入100mL 10mg/mL的氢氧化钡水溶液中，80℃搅拌，成为 悬浊液；加入9mL 30％过氧化氢溶液，回流反应1.5小时；冰水浴迅速冷却， 用1mol/L盐酸调节pH＝5；加入400mL乙醇，有白色固体析出。过滤，真 空干燥，得白色固体6.4g。产率64％，用凝胶滤过法测得寡聚木糖分子量为 2000～4000。

向上述6.4g白色固体中加入60mL α-甲基吡啶；搅拌并加热至60℃后， 将20g三氧化硫吡啶慢慢加入反应体系，同时剧烈搅拌；待三氧化硫吡啶加 入完毕后，升温至80℃反应4小时；反应完毕后，将体系倾倒入320mL甲 醇中，同时剧烈搅拌，得到微黄色固体；过滤后，将滤饼溶于50mL水中， 后滴入630mL甲醇和32mL 33％氢氧化钠水溶液的混合溶剂中，连续搅拌； 反应完毕后，向体系中滴加醋酸至pH＝6，得到白色固体；过滤，用甲醇、 丙酮和乙醚分别洗涤滤饼；后将滤饼溶于水中，经透析膜处理，除去无机盐； 浓缩至120毫升，滴入360毫升乙醇中，过滤收集白色固体，真空干燥，得 到目标产物10.4g。用凝胶滤过法测得戊聚糖聚硫酸钠分子量为4000～6000， 元素分析S含量16.8％。