伊维菌素氧化降解杂质的分离及鉴定分析

(整期优先)网络出版时间:2022-11-17
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伊维菌素氧化降解杂质的分离及鉴定分析

王卫华

河北美荷药业有限公司 河北省石家庄市 051530

摘要:将伊维菌素放入含有H2O2的甲醛中进行加速溶解,能够获得伊维菌素氧化降解杂质粗品,通过色谱纯化技术针对形成的杂质粗品进行分离,然后通过MS和NMR技术进行结构的鉴定,从而确证溶解反应后形成的伊维菌素氧化降解杂质粗品为8a-oxo-H2B1a。将阿维菌素为原料,甲苯作为溶剂,通过催化加氢的反应后可以获得伊维菌素粗粉,在通过重结晶纯化处理后可以得到伊维菌素精粉。伊维菌素属于阿维菌素的衍生物,是一种半合成的广谱抗寄生虫药物,对于线虫、节肢动物等体内外寄生虫都有极高的消灭作用。

关键词:伊维菌素;氧化降解杂质;分离;鉴定

伊维菌素作为新型的抗寄生虫药物,具有低毒性、广谱、有效的特点,对消灭动物体内外寄生虫都有积极的作用,还具有预防寄生虫形成的效果。伊维菌素为十六元环结构的大环内酯类抗生素,通过伊维菌素B1a的C22、C23位中的双键加氢还原形成,相比阿维菌素的结构更加稳定且更具有安全性,作用持续时间更长,因此在目前国内外市场上依然具有极高的竞争力。药物质量的重要检验标准就是杂质含量,药物杂质是否得到合理、有效的控制,直接影响了药物质量的管控水平和药物安全性。为了有效的提高伊维菌素的药物质量、满足高端客户的需求,将伊维菌素原粉放入H2O2的甲醛中进行加入溶解,从而获得了伊维菌素氧化降解杂质粗品,并且针对其进行分离和鉴定,评估伊维菌素的药物质量。

一、实验研究

(一)选用的试剂和仪器

准备99.1%纯度的伊维菌素、乙腈、甲醇,采用美国Merck公司的色谱级,纯化水为自制。选用日本岛津生产的分析型液相色谱仪,采用北京创新通恒的制备型液相色谱仪,采用T-1000型电子天平、AVVANCEIII-500型核磁共振波谱仪、Loborata400型旋转蒸发器[1]

(二)伊维菌素的加速降解过程

取10g伊维菌素原粉,将其放入到80%浓度的甲醛溶液500ml中降解,并且加入10ml的H2O2,充分摇匀放置在25℃的环境下产生氧化降解反应,定期进行反应液检测,若是反应液中的目标杂质达到了一定的要求,就可以进行反应液的加压浓缩和干燥,由此获得伊维菌素氧化降解杂质粗品[2]

(三)进行伊维菌素氧化降解杂质粗品的分离

将伊维菌素氧化降解杂质粗品通过甲醛进行溶解,用中压柱进行层析分离,洗脱机为甲醛和水以70:30的比例配比,冲洗流速为10ml·min-1,根据洗脱峰的不同分段收集洗脱液,采用HPLC进行在线检测,检测波长为280nm,收集目标杂质纯度在70%以上的洗脱液,进行压缩浓缩至干燥,获得氧化降解杂质粗品,将粗品采用制备型液相色谱仪的高压色谱纯化技术进行纯化处理,根据色谱峰收集相应目标进行馏分,将纯度高于95%的馏分合并起来,在50℃的环境下进行减压浓缩处理去除溶剂,最终获得2.1g伊维菌素氧化降解杂质纯品[3]

(四)检测环境

制备型色谱的条件为:采用UniSilC18柱,洗脱剂为乙腈、甲醛和水按照50:15:35的比例配备而成,洗脱流速为16ml·min-1,检测波长为280nm。

质谱条件:ESI进行正负离子的检测,离子源的温度控制在150℃,电压为3kV,电喷雾接口的N2流速为600L·h-1,锥孔电压设置为30V,脱溶剂气温为350℃。

二、实验结果分析

(一)分析加速降解条件

伊维菌素加速降解的过程中不难发现,伊维菌素的氧化降解程度与H2O2的加量以及反应时间有密切的关系,呈正相关。不过,若是H2O2过量也会造成剧烈的反应,最终形成多个降解产物,导致目标杂质的分离纯化难度增加,综合分析可知,选用H2O2加量为2%,HPLC检测目标杂质比例在达到10%的时候为反应终点[4],HPLV图谱见图1。

图1  伊维菌素氧化降解杂质粗品和纯品的HPLC图谱

(二)伊维菌素氧化降解杂质的结构特点分析

第一,关于伊维菌素氧化降解杂质的质谱见图2。第二,采用核磁共振波谱针对伊维菌素氧化降解杂质进行分析,具体数据见表1。

图2  伊维菌素氧化降解杂质的质谱图

序号

13CNMR

1HNMR

序号

13CNMR

1HNMR

1

172.19

25

77.74

3.26(1H,m)

2

48.56

3.4(1H)

26

36.72

1.60(1H,m)

3

123.35

5.75(1H,brs)

27

28.33

1.52(1H,m)1.44(1H,m)

4

137.62

28

12.57

0.97(3H,t,J=7Hz)

5

67.55

4.35(1H,d,J=5.5Hz)

1′

96.33

4.82(1H,d,J=3Hz)

6

84.16

4.25(1H,d,J=5.5Hz)

1″

99.78

5.33(1H,d,J=3Hz)

7

79.12

12a

20.12

1.19(3H,t,J=7Hz)

8

129.07

14a

15.08

1.58(3H,s)

9

142.64

6.65(1H,d,J=11.5Hz)

2′

36.05

2.30(1H,m)1.57(1H,m)

10

125.97

7.22(1H,d,J=5.5Hz)

2″

36.05

2.30(1H,m)1.51(1H,m)

11

149.43

6.27(1H,d,J=9.5Hz)

24a

17.78

0.82(3H,t,J=5Hz)

12

41.24

2.83(1H,m)

26a

12.75

0.89(3H,t,J=7Hz)

13

82.55

4.05(1H,brs)

3′

80.65

3.65(1H,m)

14

136.47

3′a

56.82

3.4(3H,s)

15

120.28

5.23(1H,m)

3″

78.52

3.25(1H,m)

16

34.68

2.3(2H,m)

3″a

56.82

3.44(3H,s)

17

68.81

3.72(1H,m)

4′

81.82

3.2(1H,t,J=9HZ)

18

37.85

1.89(H,m)0.87(1H,m)

4″

77.52

3.25(1H,t,J=9HZ)

19

70.05

5.17(1H,m)

4a

20.75

1.88(3H,s)

20

42.58

2.12(1H,d,J=5.5Hz)

5′

68.52

3.75(1H,m)

21

99.01

5″

69.85

3.71(1H,m)

22

36.77

1.64(1H,m)1.48(1H,m)

6′

18.52

1.25(3H,t,J=6.5Hz)

23

29.24

1.54(2H,m)

6″

18.52

1.21(3H,t,J=7Hz)

24

32.44

1.54(1H,m)

8a

168.56

三、小结

伊维菌素具有高效、成分低、安全性高的特点,因此常用于牛、羊、马、猪等胃肠道线虫、寄生节肢动物,犬类肠道线虫、疥螨、心丝虫等防治。伊维菌素是目前应用最广泛也最受重视的动物健康药物,在国内外市场有极高的竞争实力。强制降解实验作为药物稳定性研究的重要内容,能够将药物的稳定性和降级途径呈现出来,因此在药物质量管控中发挥积极的作用。

参考文献:

[1] 马志珺,胡晓敏,李晓露,等. 伊维菌素制备工艺研究[J]. 化学与生物工程,2021,38(3):51-54.

[2] 马志珺,王克华,任风芝,等. 伊维菌素氧化降解杂质的分离与鉴定[J]. 化学与生物工程,2022,39(7):17-20.

[3] 高月麒,王克华,马志珺,等. 伊维菌素合成产物中杂质的分离与鉴定[J]. 化学与生物工程,2022,39(5):26-31.

[4] 李晓露,任风芝,高月麒,等. 伊维菌素光降解杂质的分离与鉴定[J]. 中国抗生素杂志,2021,46(5):412-415.