一种维生素E聚乙二醇琥珀酸单双酯的分离方法 【技术领域】
本发明涉及化工分离技术，尤其是涉及一种维生素E聚乙二醇琥珀酸单双酯的分离方法。
背景技术
维生素E聚乙二醇琥珀酸酯(Tocopheryl Polyethylene Glycol Succinate，TPGS)是一种混合物，是由维生素E琥珀酸酯与不同分子量的聚乙二醇(PEG400～PEG 2000)酯化反应而得到。从化学原理看，可能生成单酯和双酯二种产品。现在提到的TPGS，通常认为是维生素E聚乙二醇单酯，从结构上看，它既含有维生素E的亲脂基团，又含有聚乙二醇长链的亲水基团，因而具有表面活性剂的性质。由于TPGS的两性性质及良好的水溶性，对亲脂性物质而言是很好的非离子型表面活性剂。当其与难溶性药物形成胶束或乳剂时，将显著增加药物在胃肠中的吸收，从而提高生物利用度。TPGS具有生育酚酯的结构，通过对生育酚结构的修饰也有助于防止生育酚被氧化，增加其稳定性。TPGS作为增溶剂、吸收促进剂、乳化剂、增塑剂以及水难溶性和脂溶性药物传递系统的载体，如固体分散体、眼部给药的载体、鼻腔内给药的载体等，已经在医药学、化妆品以及食品领域得到广泛应用。
然而，市场现有的商品TPGS，对于其中的成分以及含量并没有作出详细的说明，这主要是因为它作为聚合物，在分离方面存在一定的困难。维生素E琥珀酸酯与聚乙二醇反应后得到的产物中成分十分复杂，除了聚合物本身在分子量上有一定的分布之外，还存在着副反应产物——维生素E聚乙二醇琥珀酸双酯。这两者在结构上仅相差一个维生素E琥珀酸酯官能团，加上较复杂的分子量分布，因此分离起来很不容易。市场上所销售的商品TPGS，由于其中混合有双酯，因此单酯纯度并不高，大约只有80％左右。单酯纯度的高低直接影响着TPGS作为表面活性剂以及作为维生素E的另外一种补给形式的作用效果。在许多文献中，均未提及将TPGS进行彻底分离后再使用，在这个情况下得到的TPGS的一些作用效果是不确切的。而双酯作为反应得到的另外一种产物，由于将其与单酯完全分离存在一定的难度，因此对于双酯本身的作用及其与单酯的作用差别方面也没有很好地开展研究。因此，从维生素E琥珀酸酯与聚乙二醇反应产物的混合物中将两者进行分离和提纯具有重要意义。
目前国内外对于TPGS单双酯的分离几乎没有报导，少数提及TPGS单双酯分离的方法也主要是采用柱色谱的分析和分离方法。美国专利US20050163828报道了用分析型HPLC对TPGS产品含量进行了分析，由于是分析型的色谱系统，因此处理量非常小，而且分离成本也非常高，无法实现工业化。Collnot研究了制备型液相色谱提纯单酯(E.-M.Collnot.Journal of Controlled Release，2006，111：35-40)，利用C8制备色谱柱，甲醇/乙腈、乙腈/异丙醇、异丙醇三种溶剂进行梯度洗脱纯化单酯，不过对于获得的单酯纯度、收率没有报道，更没有提及双酯的制备和提纯。另外制备色谱仍然存在一定的缺陷，如处理量不大、溶剂成本高、需要梯度洗脱，在工业应用上有很大的限制。
模拟移动床色谱具有分离能力强，设备结构小，便于自动控制，并特别有利于分离热敏性高及难以分离物系等优点，适用于进行连续性大规模工业化生产，它的引入能够在保证分离纯度和收率的前提下大大提高生产的自动化水平和生产效率，并且使得生产环境得到非常大的改善。由于TPGS体系成分的复杂性和特殊性，目前尚未见到有关模拟移动床色谱分离维生素E聚乙二醇琥珀酸单酯和双酯的报道。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种维生素E聚乙二醇琥珀酸单双酯的分离方法，是以维生素E聚乙二醇琥珀酸酯混合物(单酯含量20％～80％)为原料，采用模拟移动床色谱法分离出高纯度的单酯和双酯。
本发明采用的技术方案是：
从维生素E聚乙二醇琥珀酸酯混合物中分离出维生素E聚乙二醇琥珀酸单酯和双酯，其特征在于：用粒径5-100μm为十八烷基硅烷键合硅胶作为固定相，用乙腈和异丙醇的混合物作为流动相，以单酯含量为20％-80％的维生素E聚乙二醇琥珀酸酯混合物为原料，采用模拟移动床色谱法分离出高纯度的单酯和双酯。
一种维生素E聚乙二醇琥珀酸单双酯的分离方法，包括以下步骤：
(1)将维生素E聚乙二醇琥珀酸酯混合物溶于流动相，浓度为1mg/mL～300mg/mL；
(2)从模拟移动床色谱系统中分出维生素E聚乙二醇琥珀酸酯单酯和双酯溶液；
(3)维生素E聚乙二醇琥珀酸酯单酯和双酯溶液分别浓缩、蒸除溶剂后，得到纯度和收率均高于98％的维生素E聚乙二醇琥珀酸酯单酯和双酯。
所述的模拟移动床色谱总柱子数为4～32根，每区柱子数为1～8根。
所述的流动相中乙腈和异丙醇的体积比为30∶70～70∶30。
所述的模拟移动床色谱系统的操作温度为0～50℃。
本发明具有的有益效果是：
用模拟移动床色谱分离方法，以TPGS单酯含量20～80％的混合物为原料，采用模拟移动床色谱系统，分离出纯度和收率均大于98％的TPGS单酯和双酯。由于模拟移动床色谱是一个连续操作过程，因此本方法地自动化程度高、效率高、固定相和溶剂的消耗低，适合工业化生产。
【附图说明】
附图是模拟移动床色谱示意图。
【具体实施方式】
从TPGS混合物中分离出单酯和双酯的方法为：
1.采用模拟移动床色谱(SMB)系统，该系统包括进样泵、洗脱液泵、提取泵、提余泵、旋转阀和色谱柱，如附图所示。SMB系统有4个区，每区1～8根色谱柱，进料液从2区和3区之间注入，弱吸附组分(提余液)在3区和4区之间收集，强吸附组分(提取液)在1区和2区之间收集，洗脱液从4区和1区之间注入。每隔一定时间，进样液和洗脱液入口、提取液和提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(如附图虚线箭头所指位置)。
2.色谱柱固定相及流动相的选择
固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径5～100μm，粒径越小越有利于分离。流动相为乙腈和异丙醇混合溶剂，体积比30∶70～70∶30。
3.分离步骤
TPGS混合物中含有TPGS单酯、双酯和少量杂质。将混合物溶于流动相，浓度为1mg/mL～300mg/mL；模拟移动床色谱总柱子数为4～32根，每区柱子数为1～8根；系统的操作温度为0～50℃。经过模拟移动床的分离，从萃取液出口获得高纯度的TPGS双酯，从萃余液出口获得高纯度的TPGS单酯。再经过浓缩蒸除溶剂，干燥后就得到TPGS单酯和双酯成品。
实施例1：
模拟移动床色谱系统C9812(诺尔，德国)，装配8根色谱柱(ID 1×15cm)，每区2根，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径50μm。流动相为乙腈/异丙醇溶液(50/50，v/v)，温度35℃。进料用的样品为TPGS 1000混合液，浓度：200mg/ml，其中单酯含量为68.3％，双酯含量为31.4％。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝1ml/min
洗脱液流速：UD＝5.7ml/min
提余液流速：UR＝3.0ml/min
提取液流速：UE＝3.7ml/min
切换时间：ts＝144s
B、成品分析：
用HPLC分析萃余液和萃取液组成。萃余液中TPGS单酯纯度为98.2％，收率为99.2％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.5％，收率为99.6％。
实施例2：
模拟移动床色谱系统C9812(诺尔，德国)，装配24根色谱柱(ID 1×15cm)，每区6根，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径5μm。流动相为乙腈/异丙醇溶液(70/30，v/v)，温度0℃。进料用的样品为TPGS 400混合液，浓度：20mg/ml，其中单酯含量为20.1％，双酯含量为79.8％。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝1ml/min
洗脱液流速：UD＝8.18ml/min
提余液流速：UR＝3.2ml/min
提取液流速：UE＝5.9ml/min
切换时间：ts＝180s
B、成品分析：
用HPLC分析萃余液和萃取液组成。萃余液中TPGS单酯纯度为99.9％，收率为99.9％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.7％，收率为99.9％。
实施例3：
模拟移动床色谱系统C9812(诺尔，德国)，装配32根色谱柱(ID 1×15cm)，每区8根，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径20μm。流动相为乙腈/异丙醇溶液(50/50，v/v)，温度50℃。进料用的样品为TPGS 400混合液，浓度：300mg/ml，其中单酯含量为55.1％，双酯含量为44.6％。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝2ml/min
洗脱液流速：UD＝21.2ml/min
提余液流速：UR＝9.19ml/min
提取液流速：UE＝14.0ml/min
切换时间：ts＝60s
B、成品分析：
用HPLC分析萃余液和萃取液组成。萃余液中TPGS单酯纯度为98.9％，收率为99.9％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.8％，收率为99.9％。每升固定相每小时可生产单酯4.5g，双酯3.7g，每生产1g单酯消耗0.97升流动相，每生产1g双酯消耗11升流动相。
实施例4：
模拟移动床色谱系统C9812(诺尔，德国)，装配16根色谱柱(ID 1×15cm)，每区4根，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径50μm。流动相为乙腈/异丙醇溶液(50/50，v/v)，温度40℃。进料用的样品为TPGS 600混合液，浓度：50mg/ml，其中单酯含量为70.4％，双酯含量为29.4％。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝2ml/min
洗脱液流速：UD＝21.2ml/min
提余液流速：UR＝9.19ml/min
提取液流速：UE＝14.0ml/min
切换时间：ts＝60s
B、成品分析：
用HPLC分析萃余液和萃取液组成。萃余液中TPGS单酯纯度为98.9％，收率为99.9％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.8％，收率为99.9％。
实施例5：
模拟移动床色谱系统C9812(诺尔，德国)，装配16根色谱柱(ID 1×15cm)，每区4根，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径100μm。流动相为乙腈/异丙醇溶液(30/70，v/v)，温度30℃。进料用的样品为TPGS 2000混合液，浓度：85mg/ml，其中单酯含量为58.7％，双酯含量为40.1％。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝1.2ml/min
洗脱液流速：UD＝5.1ml/min
提余液流速：UR＝2.9ml/min
提取液流速：UE＝3.3ml/min
切换时间：ts＝216s
B、成品分析：
用HPLC分析萃余液和萃取液组成。萃余液中TPGS单酯纯度为98.7％，收率为99.8％；萃取液中TPGS双酯纯度为98.6％，收率为99.8％。
实施例6：
模拟移动床色谱系统C9812(诺尔，德国)，装配16根色谱柱(ID 1×15cm)，每区4根，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径10μm。流动相为乙腈/异丙醇溶液(40/60，v/v)，温度20℃，进料用的样品为TPGS 1200混合液，浓度：1mg/ml，其中单酯含量为79.7％，双酯含量为20.0％。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝1.5ml/min
洗脱液流速：UD＝4.3ml/min
提余液流速：UR＝2.0ml/min
提取液流速：UE＝3.8ml/min
切换时间：ts＝180s
B、成品分析：
成品用HPLC分析得到萃余液中TPGS单酯纯度为98.9％，收率为99.2％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.3％，收率为99.3％。
实施例7：
实施例1中，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径改用80μm。进料用的样品为TPGS 1000混合液，浓度：100mg/ml，组成及含量与例1相同。采用与实施例1相同的工艺步骤。
成品用HPLC分析得到萃余液中TPGS单酯纯度为98.0％，收率为99.8％；萃取液中TPGS双酯纯度为98.6％，收率为99.7％。
实施例8：
实施例1中，色谱柱内装填的固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，粒径改用10μm。进料用的样品为TPGS 1000混合液，浓度：10mg/ml，组成及含量与例1相同。采用与实施例1相同的工艺步骤。
成品用HPLC分析得到萃余液中TPGS单酯纯度为99.0％，收率为99.2％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.3％，收率为99.7％。
实施例9：
实施例1中，模拟移动床色谱系统装配12根色谱柱(ID 1×15cm)，每区3根色谱柱，色谱柱固定相及粒径与例1相同。进料用的样品为TPGS 1000混合液，浓度：200mg/ml，组成及含量与例1相同。其它都采用与实施例1相同的工艺步骤。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝1ml/min
洗脱液流速：UD＝4.2ml/min
提余液流速：UR＝2.4ml/min
提取液流速：UE＝2.8ml/min
切换时间：ts＝180s
B、成品分析：
成品用HPLC分析得到萃余液中TPGS单酯纯度为99.3％，收率为99.8％；萃取液中TPGS双酯纯度为99.6％，收率为99.4％。
实施例10：
实施例1中，模拟移动床色谱系统装配4根色谱柱(ID 1×15cm)，每区1根色谱柱，色谱柱固定相及粒径与例1相同。进料用的样品为TPGS 1000混合液，浓度：200mg/ml，组成及含量与例1相同。其它都采用与实施例1相同的工艺步骤。
A、操作条件：
进样液流速：UF＝1ml/min
洗脱液流速：UD＝4.8ml/min
提余液流速：UR＝2.0ml/min
提取液流速：UE＝3.8ml/min
切换时间：ts＝200s
B、成品分析：
成品用HPLC分析得到萃余液中TPGS单酯纯度为98.2％，收率为98.7％；萃取液中TPGS双酯纯度为98.6％，收率为99.0％。