利用溶劑結(jié)晶法純化環(huán)維黃楊星D*

高藝歌，李思思，和琳琳，王高峰

(1.河南省康利醫(yī)藥技術(shù)開發(fā)有限公司，河南鄭州450044;2.黃河科技學(xué)院醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州450001)

環(huán)維黃楊星D為黃楊科植物小葉黃楊Buxus microphylla Sieb.et Zucc.var.sinica Rehd.et Wils.及其同屬植物中提取而得的生物堿，是《中國(guó)藥典》收錄的國(guó)家基本心血管治療藥物，功能是行氣活血、通絡(luò)止痛，用于氣滯血淤所致的胸痹心痛、脈結(jié)代、冠心病、心律失常見上述癥候者。用量:1～2 mg，每日2～3次，每日用量2～6 mg，屬于微量用藥范圍。作為一個(gè)天然藥物，如此微量的用量便具備很強(qiáng)的心血管生理活性，預(yù)示了該藥物不同凡響，具有很大的潛在續(xù)開發(fā)價(jià)值。黃楊寧的成分為環(huán)維黃楊星D?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論［1］揭示黃楊寧的藥理活性有以下5個(gè)方面:①對(duì)腦血栓所致?lián)p傷的治療作用;②對(duì)心肌缺血所致心律失常、心肌梗死的治療作用;③抗心律失常和治療心肌衰竭的治療作用;④強(qiáng)心作用;⑤改善微循環(huán)的作用。最新的藥理學(xué)研究［2］顯示:黃楊寧對(duì)鉀離子通道具有阻滯作用，可歸屬于三類抗心律失常藥使用。因?yàn)榄h(huán)維黃楊星D是一個(gè)在心臟部位具有多靶點(diǎn)、強(qiáng)藥理活性的天然植物單體藥物，所以其具有進(jìn)一步深入開發(fā)的良好前景。

1 背景概述

在2002年至2006年之間，我國(guó)新藥開發(fā)領(lǐng)域曾出現(xiàn)過環(huán)維黃楊星D新制劑的開發(fā)熱潮。期間圍繞黃楊寧新藥開發(fā)的專利申報(bào)有30多件，申報(bào)的新藥品種包括膠囊劑、滴丸劑、軟膠囊劑、分散片、口腔崩解片、緩釋制劑、控釋制劑、復(fù)方制劑、小體積注射劑、大體積注射劑、粉針劑等近十幾個(gè)品種，參與制劑研究并已經(jīng)在國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局申報(bào)新藥的研究單位多達(dá)幾十家，是與葛根素、燈盞花素等天然植物提取藥物深入開發(fā)同時(shí)閃亮的中藥新藥開發(fā)亮點(diǎn)。

但是自2006年之后，除了一個(gè)環(huán)維黃楊星D的分散片獲準(zhǔn)上市之外，再?zèng)]有環(huán)維黃楊星D的新的藥物制劑獲得注冊(cè)批準(zhǔn)，其中一個(gè)重要的原因就是環(huán)維黃楊星D的純度問題沒有得到很好的解決。

目前環(huán)維黃楊星D作為中藥提取物被收錄在《中國(guó)藥典》一部中，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的純度為99.0%。然而截止到目前為止，市場(chǎng)上可以購(gòu)買到的環(huán)維黃楊星D的純度在86%～92%。用于生產(chǎn)環(huán)維黃楊星D口服制劑黃楊寧片所使用的原料就是這種達(dá)不到《中國(guó)藥典》規(guī)定純度的環(huán)維黃楊星D。

多年來，圍繞環(huán)維黃楊星D研究的技術(shù)人員從來沒有放棄過對(duì)環(huán)維黃楊星D純化的研究，以求真正獲得99.0%以上純度的有效生產(chǎn)工藝。有人采用選擇性合成然后再分離純化的方法，盡管有文獻(xiàn)［3］報(bào)道得到了高純度的產(chǎn)品，但是由于所采用的檢測(cè)方法不能提供高純度的有效證據(jù)，所以這種純化工藝被質(zhì)疑。筆者認(rèn)為環(huán)維黃楊星D中存在的雜質(zhì)是與主成分結(jié)構(gòu)極其相似的生物堿。由于它們的結(jié)構(gòu)相似，所以具備非常類似的理化性能，尤其是溶解度等方面的性能非常接近，因此選擇性合成純化工藝難以在化學(xué)反應(yīng)中只選擇環(huán)維黃楊星D產(chǎn)生反應(yīng)而不選擇結(jié)構(gòu)類似的同系物雜質(zhì)。如果一些同系物雜質(zhì)也將隨之一同參與化學(xué)反應(yīng)，則這種純化工藝難以實(shí)現(xiàn)純化之目的。

也有人采用柱分離的方法［4－5］，盡管從分析級(jí)別的色譜柱上可以獲得純化的樣品，但這種工藝難以實(shí)現(xiàn)放大來滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。這是因?yàn)榄h(huán)維黃楊星D在采用柱分離時(shí)，同系物雜質(zhì)與環(huán)維黃楊星D的分離度比較小，小的柱分離度盡管可以滿足分析的需要，但是移植到工業(yè)化生產(chǎn)的大型分離柱時(shí)，雜質(zhì)和主成分的分離度將更進(jìn)一步縮小，同時(shí)對(duì)分離現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)也存在技術(shù)難度，由此而來將進(jìn)一步增大柱分離的難度。盡管有文獻(xiàn)報(bào)道［4－5］采用柱分離的方法獲得了純度可以達(dá)到99.0%的環(huán)維黃楊星D，但是這種方法是難于放大生產(chǎn)的。

2 純化方法的研究結(jié)果

筆者通過研究得知環(huán)維黃楊星D在形成結(jié)晶體時(shí)是通過兩個(gè)環(huán)維黃楊星D分子靠N…H分子間結(jié)合力成健形成晶胞。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，進(jìn)一步的單晶測(cè)定環(huán)維黃楊星D的空間堆積結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

筆者通過研究獲得在特定的溫度和溫度曲線條件下，環(huán)維黃楊星D可以與甲醇形成甲醇溶劑結(jié)晶體，環(huán)維黃楊星D與甲醇所形成的溶劑結(jié)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，進(jìn)一步測(cè)定環(huán)維黃楊星D與甲醇溶劑結(jié)晶體的空間堆積結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 環(huán)維黃楊星D與甲醇所形成的溶劑結(jié)晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 環(huán)維黃楊星D與甲醇所形成的溶劑結(jié)晶體的空間結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)化合物可以形成結(jié)晶體時(shí)，如果沒有外來化合物參與到該化合物結(jié)晶體內(nèi)部，則結(jié)晶體內(nèi)部是不存在雜質(zhì)的，因此結(jié)晶體產(chǎn)物一般來說純度都比較高。然而，當(dāng)只有兩個(gè)環(huán)維黃楊星D結(jié)合所形成的結(jié)晶體為空間尺寸很小的粉末或針狀形態(tài)時(shí)，結(jié)晶體的表面積比較大，一些雜質(zhì)特別是與環(huán)維黃楊星D結(jié)構(gòu)非常相似的同系物雜質(zhì)，被吸附在環(huán)維黃楊星D晶體的表面。由于這些結(jié)構(gòu)相似的雜質(zhì)成分在理化性質(zhì)上也與環(huán)維黃楊星D相似，所以空間尺寸微小的環(huán)維黃楊星D結(jié)晶體表面就吸附了大量的結(jié)構(gòu)相似、理化性質(zhì)接近的雜質(zhì)成分，而采用溶劑清洗的方法難于洗滌干凈這些吸附在結(jié)晶體表面的雜質(zhì)，這就是環(huán)維黃楊星D產(chǎn)品純度不高的實(shí)質(zhì)性因素。

當(dāng)環(huán)維黃楊星D與甲醇形成溶劑結(jié)晶時(shí)，由于甲醇分子的介入，所形成的結(jié)晶體是由兩個(gè)甲醇分子與四個(gè)環(huán)維黃楊星D分子交叉組合而成。由于這種特殊的結(jié)構(gòu)形態(tài)，環(huán)維黃楊星D與甲醇形成的溶劑結(jié)晶體的空間尺寸增大了很多，這樣一來就大幅度地降低了結(jié)晶體的表面積，由于結(jié)晶體表面積的增大，結(jié)晶體表面所吸附的其他同系物雜質(zhì)就大幅度減少，所以環(huán)維黃楊星D與甲醇所形成的溶劑結(jié)晶體的純度就得到大幅度的提升。

環(huán)維黃楊星D與甲醇所形成的溶劑結(jié)晶體中由于存在甲醇，顯然不能直接取代環(huán)維黃楊星D的目前藥學(xué)注冊(cè)地位。將環(huán)維黃楊星D與甲醇所形成的溶劑結(jié)晶體溶解到乙醇溶劑中再重新結(jié)晶，就可以得到由兩個(gè)環(huán)維黃楊星D分子結(jié)合而成的環(huán)維黃楊星D晶體。有這種方法獲得的環(huán)維黃楊星D的純度幾乎與一甲醇結(jié)晶體的純度一致。一般情況下，通過兩個(gè)循環(huán)的重結(jié)晶純化，就可以獲得99.0%的化學(xué)純度。

3 研究意義

目前由于現(xiàn)有的環(huán)維黃楊星D標(biāo)準(zhǔn)采用非水滴定方法進(jìn)行純度檢測(cè)，這種方法是對(duì)總生物堿檢測(cè)的方法，所以不能有效地分別檢測(cè)環(huán)維黃楊星D與其他結(jié)構(gòu)類似的雜質(zhì)，檢測(cè)方法的專屬性差，已經(jīng)不能滿足環(huán)維黃楊星D質(zhì)量控制的要求。提高藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平是保障藥品質(zhì)量的有效方法。國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)〔2012〕5號(hào)文件—國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)國(guó)家藥品安全“十二五”規(guī)劃的通知中指出:最新公布的國(guó)家醫(yī)藥安全十二五規(guī)劃將提高藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平作為進(jìn)一步保障我國(guó)藥品安全的基本手段。因此，環(huán)維黃楊星D質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提升迫在眉睫。在環(huán)維黃楊星D質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提升以后，目前市場(chǎng)銷售的低純度環(huán)維黃楊星D原料將不能符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)99.0%純度的要求，所以本文介紹的純化方法將會(huì)有效地應(yīng)用于環(huán)維黃楊星D的工業(yè)化生產(chǎn)中。

［1］方泰惠.中藥現(xiàn)代化代表藥物－環(huán)維黃楊星D藥理研究進(jìn)展［C］.中藥(新型制劑)專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)和首屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，北京大學(xué)，2004:80－87.

［2］劉紅軍，余海濱，朱明軍，等.環(huán)維黃楊星D對(duì)豚鼠心室肌細(xì)胞膜電位的影響［J］.中國(guó)藥理與臨床，2009，25(6):39－42.

［3］胡國(guó)強(qiáng)，許啟泰，張保國(guó)，等.環(huán)維黃楊星D分離方法改進(jìn)［J］.中國(guó)天然藥物，2004，2(3):155－156.

［4］杭太俊，夏合柱，劉潔，等.環(huán)維黃楊星D的制劑:中國(guó)，CN1864690A［P］.2006－11－22.

［5］徐新盛，文艷秋.環(huán)維黃楊星 D的純化方法:中國(guó)，CN1319984C［P］.2007－06－06.