莱菔素的分离与纯化工艺研究修改版

新药的工艺研发及应用

袁其朋教授北京化工大学生命科学与技术学院一、新药工艺研发概述二、新药工艺研发过程存在的问题三、新药工艺研发设计应考虑的因素四、莱菔素的工艺研发五、重点及创造性思维

新药的工艺研发及应用一、新药工艺研发概述新药的工艺研发是新药研发过程中一个非常重要的环节，是药效毒理研究、临床研究的基础。中试工艺研究、生产工艺研究、生产工艺优化都属于新药工艺研究。一、新药工艺研发概述

工艺研究在新药开发过程中起着非常重要的作用,工艺研究人员不仅要为人体一期,二期和三期临床研究提供合乎质量要求的原料药,同时要为上市新药提供安全、经济、高效的生产工艺所需的详细技术信息。以中药新药工艺研发为例，一般包括以下内容：一、处方分析二、剂型选择三、提取工艺研究（原材料预处理、路线的设计与选择、技术条件研究）四、分离、纯化、浓缩与干燥工艺研究

五、制剂成型工艺研究六、中试研究

二、新药工艺研发过程存在的问题工艺模式化盲目纯化有机溶剂的大量使用忽视生产环节中试生产没有起到“桥接”作用，与实际脱节针对有效性、安全性的基础研究不够新技术应用问题三、新药工艺研发设计应考虑的因素1，用于制剂的原料的工艺

工艺可行、可控、合理、稳定;良好的重现性和可靠性;工艺过程的流畅性;完整、有效的过程控制体系;三废处理

工艺路线的确定是关键

工艺稳定、质量一致

工艺过程及工艺参数要明确2,剂型的选择

临床需要及用药对象；药物性质及处方剂量；药物的安全性3,成型工艺

通过制剂研究进一步改进和完善处方设计，最终确定制剂处方、工艺和设备1，用于制剂的原料的工艺

工艺可行、可控、合理、稳定;良好的重现性和可靠性;工艺过程的流畅性;完整、有效的过程控制体系;三废处理

工艺路线的确定是关键

工艺稳定、质量一致

工艺过程及工艺参数要明确2,剂型的选择

临床需要及用药对象；药物性质及处方剂量；药物的安全性3,成型工艺

通过制剂研究进一步改进和完善处方设计，最终确定制剂处方、工艺和设备1，用于制剂的原料的工艺

工艺可行、可控、合理、稳定;良好的重现性和可靠性;工艺过程的流畅性;完整、有效的过程控制体系;三废处理

工艺路线的确定是关键

工艺稳定、质量一致

工艺过程及工艺参数要明确2,剂型的选择

临床需要及用药对象；药物性质及处方剂量；药物的安全性3,成型工艺

通过制剂研究进一步改进和完善处方设计，最终确定制剂处方、工艺和设备1，用于制剂的原料的工艺

工艺可行、可控、合理、稳定;良好的重现性和可靠性;工艺过程的流畅性;完整、有效的过程控制体系;三废处理

工艺路线的确定是关键

工艺稳定、质量一致

工艺过程及工艺参数要明确2,剂型的选择

临床需要及用药对象；药物性质及处方剂量；药物的安全性3,成型工艺

通过制剂研究进一步改进和完善处方设计，最终确定制剂处方、工艺和设备

莱菔素（Sulforaphene,SFE)，经由莱菔子水解得到，具有抗癌、抗菌、抗氧化等活性。纯品莱菔素呈黄色油状液体，溶解性很好，易溶解于水、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷、氯仿等常见溶剂。分子式：C6H9NOS2中药莱菔子莱菔素四、莱菔素的工艺研发四、莱菔素的工艺研发莱菔子固体残渣水解液SP850树脂吸附洗脱液浓缩乙酸乙酯萃取粗产品制备色谱高纯度产品中试生产线莱菔素的制备工艺流程：四、莱菔素的工艺研发粗品浓缩液水解液莱菔子制备色谱制备备萃取大孔吸附树脂吸附水解莱菔素制备过程中的关键工艺四、莱菔素的工艺研发

一、水解

硫代葡萄糖苷水解生成莱菔素的过程中，生成的莱菔素（SFE)发生降解，两个小时内，90%以上的莱菔素被降解，造成了莱菔素的大量损失，导致莱菔素产率极低。需要解决的问题：1，SFE降解生成什么？2，SFE的降解机制？3，如何抑制SFE的降解？四、莱菔素的工艺研发水解过程中SFE的降解，降解产物的发现SFE的含量变化（254nm)降解产物的含量变化(280nm)

水解体系中的SFE几乎全部降解，在280nm下发现一个峰，其面积增加了20倍左右，初步推测为SFE的降解产物四、莱菔素的工艺研发降解产物的分离纯化及结构鉴定降解产物的分离纯化质谱结构鉴定四、莱菔素的工艺研发降解机理验证装置图

此外，通过醋酸铅试纸，定性的检测到莱菔子水解体系中有硫化氢气体的产生，更进一步确定是由于硫化氢引起SFE的降解硫化氢气体通入缓冲液（含有纯SFE）降解机制的验证四、莱菔素的工艺研发SFE降解反应的抑制：去除体系内硫化氢

观测不同pH条件对于SFE和降解产物含量的影响

pH=2.0能够有效抑制SFE的降解

不同的金属离子对于降解反应有不同的抑制作用，其中锌离子的作用效果最好四、莱菔素的工艺研发二、大孔吸附树脂吸附

大孔吸附树脂是一种不溶于酸、碱及各种有机溶剂的有机高分子聚合物，应用大孔吸附树脂进行分离的技术是20世纪60年代末发展起来的继离子交换树脂后的分离新技术之一。

莱菔子经水解过滤得到清液后，使用型号为SP850吸附，4.80%乙醇洗脱得到莱菔素洗脱液。SP850型号大孔吸附树脂大孔吸附树脂柱四、莱菔素的工艺研发

三、乙酸乙酯萃取

萃取，指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。含有莱菔素的洗脱液，采用乙酸乙酯萃取三次，浓缩回收乙酸乙酯，得到干燥的莱菔素粗产品，纯度约为65%。经萃取得到的纯度为66.5%的莱菔素粗品四、莱菔素的工艺研发

四、制备色谱纯化

制备色谱是指采用色谱技术制备纯物质，即分离、收集一种或多种色谱纯物质。制备色谱中的“制备”这一概念指获得足够量的单一化合物，以满足研究和其它用途。纯度为65%的粗品经过制备色谱分离纯化得到莱菔素高纯产品（98%）

制备色谱

制备色谱柱四、莱菔素的工艺研发莱菔素制备过程中关键工艺的改进原材料的预处理冷压处理实现油脂分离萃取溶剂的选择二氯甲烷替代乙酸乙酯纯品制备的方法分子蒸馏替代制备色谱四、莱菔素的工艺研发关键工艺的改进之一：冷压榨油处理萝卜籽冷压榨油处理，得到油脂和萝卜籽粉饼

螺旋杆式压榨油设备四、莱菔素的工艺研发关键工艺的改进之二：二氯甲烷代替乙酸乙酯1，萃取更完全乙酸乙酯萃取得到的粗品纯度为65%，收率为60%；二氯甲烷萃取后得到的粗品纯度为80%，收率为68%2，溶剂残留率更低乙酸乙酯溶剂残留率为55342mg/kg;二氯甲烷溶剂残留率为8847mg/kg四、莱菔素的工艺研发1，操作温度远低于物料的沸点2，真空度高，一般为10-1Pa

3，受热时间段，一般为10-20秒，可以有效的保护热敏性的物料。关键工艺的改进之三：分子蒸馏替代制备色谱四、莱菔素的工艺研发关键工艺的改进之三：分子蒸馏替代制备色谱分子蒸馏

通过分子蒸馏技术，一步将纯度为66.5%的SFE粗产品，提纯到了97.4%。此纯化工艺效率高，可以有效的保护热敏性的SFE产品，产品纯化效率可以达到0.60

Kg/h。四、莱菔素的工艺研发对比粗品纯度粗品收率纯品纯度总体收率溶剂残留量旧工艺65%0.378%98%0.278%乙醇：2572mg/kg;乙酸乙酯：5342mg/kg新工艺80%0.68%98%0.646%乙醇：0mg/kg;二氯甲烷：0mg/kg新旧工艺对比四、莱菔素的工艺研发

SFE工艺、抗肿瘤的新用