技术领域
本发明涉及一种药物环包合物的制备方法,特别涉及一种别嘌醇-七元瓜环包合 物的制备方法。
背景技术
别嘌醇(Allopurinol,ALP),其化学名称为1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-醇,分子式 为C5H4N4O,分子量为136.11。为白色或类白色结晶性粉末,在乙醇或水中极微溶,在乙醇或 氯仿中不溶,在碱性溶液中溶解。别嘌醇是目前唯一能抑制尿酸合成的药物,其及其代谢产 物氧嘌呤醇通过抑制黄嘌呤氧化酶的活性,组织次黄嘌呤和黄嘌呤代谢为尿酸,使血液和 尿液中的尿酸含量降低到溶解度以下水平,从而防止尿酸形成结晶沉积在关节及其他组织 内,也有助于痛风病人组织内的尿酸结晶重新溶解。别嘌醇亦可以通过次黄嘌呤-鸟嘌呤磷 酸核酸转换酶的作用抑制体内新的嘌呤的合成。别嘌醇口服后在肠道内完全吸收,在肝脏 代谢为有活性的氧嘌呤醇,两者都不能和蛋白质结合。别嘌醇的半衰期为1~3小时,与氧嘌 呤醇均由肾脏排出。别嘌醇的结构式如下式所示:
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瓜环(Cucurbit[n]uril,CB[n]),是一类由n个甘脲单元和2n个亚甲基桥连起来的 大环笼状化合物,具有疏水性空腔和亲水性端口,可以通过氢键、疏水作用和离子-偶极作 用,是继冠醚、环糊精和杯芳烃之后又一类新型超分子主体化合物。其中七元瓜环(CB[7]), 选择性地与某些药物分子结合而形成包合物,进而达到对难溶性药物增溶的效果。
已经报导有多种七元瓜环包合物,如刘康,王秀林,张丽君,等.喜树碱-七元瓜 环包合物的制备及溶解性的考察[J].贵州化工,2012(3):1-3.公开了采用共蒸发法制备了 喜树碱一七元瓜环固体包合物,x-射线粉末衍射及红外光谱证实喜树碱与七元瓜环形成了 固体包合物。通过紫外分光光度法考察了包合物的包合率、溶解度和溶出速度。包合物的产 率和包合率都达到了80%以上,包合物能使药物的溶解度提高了近70倍,在pH=1.00介质中 10min内药物即可达到100%的溶出。胡清华,黄英,傅晓钟,等.阿德福韦与七元瓜环超分子 相互作用的研究[J].山地农业生物学报,2011(6):511-516.利用紫外吸收光谱法(UV— Vis)、红外光谱法(IR)及差示扫描量热法(DSC)等考察了七元瓜环(Q[7])与阿德福韦 (PMEA)的相互作用。结果表明:Q[7]与PMEA相互作用形成包结比为1:1的主一客体包合物, 包结平衡常数为(2.81±0.04)×10^4L/mol;在0〈pH〈6范围内均能观察到主客体的相互作 用,在体系pH值约为2.5的条件下,七元瓜环对阿德福韦有较好的包结能力。采用热力学方 法研究表明,升高温度不利于Q[7]与PMEA的相互作用,且体系平衡以焓变控制为主,疏水作 用力是反应的主要驱动力。并运用IR、DSC等现代分析技术对固体包合物进行了表征,结果 证实Q[7]与PMEA生成了固体包合物。
现有研究表明,七元瓜环虽然具有较强的包合药物分子的能力,但是具有很大的 偶然性,这限制了其广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种别嘌醇-七元瓜环包合物的制备方法。
本发明所采取的技术方案是:
别嘌醇-七元瓜环包合物的制备方法,包括如下步骤:
1)将七元瓜环溶解于酸性溶液中,得到七元瓜环溶液;
2)按别嘌醇:七元瓜环摩尔比为1:(1~3)的比例取别嘌醇加入瓜环溶液中,搅拌反应 完全;
3)将反应完全的混合液过滤,滤液在不超过60℃的环境中干燥,得到别嘌醇-七元瓜环 包合物。
优选的,七元瓜环溶液中,七元瓜环的浓度为20~30mmol/L。更佳的,七元瓜环溶 液为七元瓜环的饱和溶液。
酸性溶液的氢离子来自于HCl。
优选的,搅拌反应的温度为70~90℃。
优选的,搅拌反应的转速为300rpm~600rpm。
优选的,滤液在50℃下旋蒸干燥,得到的固体置于40~50℃真空干燥得到别嘌醇- 七元瓜环包合物。
优选的,按别嘌醇:七元瓜环摩尔比为1:(1~2)的比例取别嘌醇加入瓜环溶液中。
优选的,制备方法包括如下步骤:
1)将七元瓜环溶解于80℃的酸性溶液中,得到七元瓜环饱和溶液;
2)按别嘌醇:七元瓜环摩尔比为1:1的比例取别嘌醇加入瓜环溶液中,保持体系的温度 为80℃,300rpm~600rpm搅拌2h;
3)趁热过滤,将滤液在50℃下旋蒸干燥,固体置于40~50℃真空干燥24h,即得别嘌醇- 七元瓜环包合物。
本发明的有益效果是:
本发明方法操作简单,反应条件温和,包合物的产率可达85%以上,包合率可达84%以 上。制备得到的别嘌醇-七元瓜环包合物结构稳定,溶解度较别嘌醇有提高,同时溶解速率 更快,有利于提高别嘌醇的生物利用度和药效,对胃肠道刺激远低于别嘌醇。
附图说明
图1是别嘌醇及别嘌醇-七元瓜环包合物的1HNMR图谱:
图2是别嘌醇-七元瓜环包合物的无定型粉末X射线衍射图;
图3是别嘌醇-七元瓜环包合物的红外光谱(IR)图;
图4是别嘌醇-七元瓜环包合物在盐酸溶液中的的表观溶解度-时间曲线图;
图5是别嘌醇-七元瓜环包合物在磷酸盐缓冲液中的表观溶解度-时间曲线图;
图6是别嘌醇-七元瓜环包合物的特性溶出度-时间曲线图。
具体实施方式
别嘌醇-七元瓜环包合物的制备方法,包括如下步骤:
1)将七元瓜环溶解于酸性溶液中,得到七元瓜环溶液;
2)按别嘌醇:七元瓜环摩尔比为1:(1~3)的比例取别嘌醇加入瓜环溶液中,搅拌反应 完全;
3)将反应完全的混合液过滤,滤液在不超过60℃的环境中干燥,得到别嘌醇-七元瓜环 包合物。
溶解七元瓜环的酸性溶液的pH对包合物的产率、包合率均无明显影响,
优选的,七元瓜环溶液中,七元瓜环的浓度为20~30mmol/L。更佳的,七元瓜环溶液为 七元瓜环的饱和溶液。
酸性溶液的氢离子来自于HCl。这样酸可以在干燥的过程中被去除,减少产品中杂 质的含量。
优选的,搅拌反应的温度为70~90℃。
优选的,搅拌反应的转速为300rpm~600rpm。
优选的,滤液在50℃下旋蒸干燥,得到的固体置于40~50℃真空干燥得到别嘌醇- 七元瓜环包合物。
优选的,按别嘌醇:七元瓜环摩尔比为1:(1~2)的比例取别嘌醇加入瓜环溶液中。
优选的,制备方法包括如下步骤:
1)将七元瓜环溶解于80℃的酸性溶液中,得到七元瓜环饱和溶液;
2)按别嘌醇:七元瓜环摩尔比为1:1的比例取别嘌醇加入瓜环溶液中,保持体系的温度 为80℃,300rpm~600rpm搅拌2h;
3)趁热过滤,将滤液在50℃下旋蒸干燥,固体置于40~50℃真空干燥24h,即得别嘌醇- 七元瓜环包合物。
下面结合实施例,进一步说明本发明的技术方案。
以下实施例中使用的主要试剂来源如下:
别嘌醇(批号:20111201,随州红旗化工有限公司);
七元瓜环(实验室自制,纯度在95%以上);
氘代水(百灵威科技有限公司,99.8%)。
七元瓜环和别嘌醇最佳投料比
在三个圆底烧瓶中分别加入100mg七元瓜环,然后分别加入一定量的别嘌醇,使得七 元瓜环和别嘌醇的计量比分别为1:1、2:1、3:1,加入约20mL的0.1mol·L-1HCl在80℃反 应约2~3h,反应结束后将圆底烧瓶内的溶液趁热过滤,将滤液在50℃旋蒸除去溶剂,所得 固体在50℃真空干燥24h。刮出称量,计算产率及包合率。结果如下表一所示。
表一不同计量比的七元瓜环-别嘌醇包合物的产率及包合率
由表一可知,随着瓜环投料比例的增加,包合物的产率和包合率都没有增加,所以从节 约原材料和提高产率、包合率的角度选择最佳投料比为1:1。
制备包合物时间的筛选
称取主客体计量比为1:1的七元瓜环和别嘌醇置于100mL圆底烧瓶中,加入约20mL的 0.1mol·L-1HCl在80℃分别反应2h、4h、6h,趁热过滤,在50℃旋蒸浓缩,50℃真空干燥 24h,刮出称量,分别计算产率及包合率。结果如下表二所示。
表二不同反应时间的七元瓜环-别嘌醇包合物的产率及包合率
从表二可知,反应时间超过2小时后,延长反应时间包合物的产率及包合率都没有明显 的改善,所以选择包合物最佳包合时间为2h。
制备包合物温度的筛选
称取主客体计量比为1:1的七元瓜环和别嘌醇置于100mL圆底烧瓶中,加入约20mL的 0.1mol·L-1HCl分别在在20℃、40℃、60℃、70℃、80℃和90℃分别反应2h,趁热过滤,在 50℃旋蒸浓缩,50℃真空干燥24h,刮出称量,分别计算产率及包合率。结果如下表三所示。
表三不同反应温度的七元瓜环-别嘌醇包合物的产率及包合率
由表三可知,随着温度的升高,包合物的产率及包合率不断增加,反应温度为80℃时包 合率及产率均达到最大值。而80℃以上,包合物的产率和包合率反而有所下降,优选的反应 温度为70~90℃。
别嘌醇-七元瓜环包合物的鉴定
1HNMR图谱分析:分别将别嘌醇及别嘌醇-七元瓜环包合物一定量溶解于氘代水中,测 其核磁谱图。别嘌醇及别嘌醇-七元瓜环包合物的核磁谱图如图1所示,可知别嘌醇-七元瓜 环包合物相较于别嘌醇的核磁图谱,其中别嘌醇的特征峰8.317、8.395ppm分别向高场和 低场位移。由此证明,别嘌醇和七元瓜环发生相互作用,形成了包合物。
射线粉末衍射:采用BrukerD2PHASER衍射仪测定别嘌醇、七元瓜环及实施例一 所制备别嘌醇-七元瓜环包合物的X射线粉末衍射图,测定条件如下:CuKα,30kV,10mV 为光源,步长0.12°,扫描速度10°/min,扫描范围7~40°,室温下进行。X衍射图谱如图2所 示,图中曲线,a、b、c分别为别嘌醇、七元瓜环及实施例一所制备别嘌醇-七元瓜环包合物 的。别嘌醇的衍射特征峰位置为(2θ):10.56、12.10、14.90、17.36、20.22、21.15、24.44、 25.82、28.17、28.93、30.02、35.06的特征峰在形成别嘌醇-七元瓜环包合物后完全消失,且 呈现两个宽峰,表明别嘌醇-七元瓜环包合物为无定型,证明了包合物的形成。
红外光谱法:别嘌醇-七元瓜环包合物的红外图谱如图3所示,其IR(KBr,cm-1)特 征波数为3431、3141、3000、2916、2873、2641、2072、1734、1477、966、804等处表现出特征吸 收峰。
表观溶解度测试:将别嘌醇及发明实施例1所制备的别嘌醇-七元瓜环包合物过 筛得到粒径100μm的粉末。称取过量的别嘌醇及别嘌醇-七元瓜环包合物加入到5mL0.2 mol·L-1pH6.8磷酸缓冲盐溶液或0.1mol·L-1HCl溶液中,在37±0.5℃条件下,100 rpm的速率搅拌,分别于0.5、1.5、3、5、8、10、15、20、30、45、60、90、150min取样。每个样品立 即过滤(0.22μm尼龙滤头),取10μL滤液稀释到2mL,进行紫外分光光度计分析。
别嘌醇及别嘌醇-七元瓜环包合物在0.1mol·L-1HCl溶液和磷酸缓冲盐溶液中 的表观溶解度曲线分别如图4、图5所示(别嘌醇(■),别嘌醇-七元瓜环包合物(●)),在0.1 mol·L-1HCl中包合物的溶解度缓慢上升达到最大浓度后逐渐下降到平台期。在pH6.8的 磷酸盐缓冲液中,包合物的溶解度迅速达到最大值然后下降到平台期。别嘌醇-七元瓜环包 合物在0.1mol·L-1HCl和pH6.8的磷酸盐缓冲液中的溶解度分别较别嘌醇原料药提高了 4.3倍和1.6倍。
特性溶出度测试:
采用桨法,以0.2mol·L-1pH6.8磷酸缓冲盐溶液500mL为溶出介质,温度(37± 0.5)°C,转速100rpm。取约60mg别嘌醇及发明实施例1所制备的别嘌醇-七元瓜环包合物 压片,压力0.6t时间2s,直径5mm,压好片的模具放入溶出杯中,分别于1、5、10、15、20、 30、45、60、75、90min取样,取溶出液2mL,并补入同等体积的溶质,进行紫外分光光度计分 析。
别嘌醇别嘌醇-七元瓜环包合物在磷酸缓冲盐溶液中的特性溶出曲线如图6所示 (别嘌醇(■),别嘌醇-七元瓜环包合物(●)),可得出在磷酸盐缓冲液中别嘌醇和别嘌醇- 瓜环包合物的特性溶出速率分别为0.143、0.313mg·min-1·cm2,包合物明显大于原料药。
由图4、图5和图6的数据可知,别嘌醇-七元瓜环包合物的溶解度和溶解速率均优 于别嘌醇,可以预见,本发明的别嘌醇-七元瓜环包合物有望提高药物的药效。