CN111375071B - 一种制备造影剂方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制备造影剂的方法。具体而言，本发明将含有大环螯合物与镧系元素的络合物液体组合物依次经Relite CNS阳离子树脂、Relite 3As阴离子树脂获得高纯度液体溶液，随后调节溶液pH值，再经冷冻干燥或低温喷雾干燥获得造影剂固体，进一步称取定量固体配制成造影剂配制品，供医学上造影使用。

Description

一种制备造影剂方法

技术领域

本发明涉及一种用于造影试剂的制备方法，具体是一类具有造影效果的钆类试剂。

背景技术

核磁共振成像是有效、无创伤性技术，用于体内组织的二维或三维解剖影像。许多基于镧系元素，特别是具有钆的螯合物已被广泛应用作为核磁共振成像造影剂。例如钆特酸葡甲胺(钆特酸葡胺，DOTA-Gd，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸钆葡甲胺)、钆布醇(HPDO₃A)，以及直链螯合物DTPA(二亚乙基三胺五乙酸)和DTPA-BMA(钆双胺)

根据文献报道，钆特酸葡甲胺制备工艺概况为以下几种：

US4963344则公开以轮环藤宁为原料，经氯乙酸发生N-亲核取代，酸化，再与葡甲胺、Gd₂O₃络合，“一锅法”制备钆特酸葡胺的方法。但该文献中并没有给有效去除钆特酸葡甲胺粗品中杂质和无机盐的方法，

US5428156A从轮环滕宁出发，通过Mannich反应生成中间体6，在LiOH催化下水解得到1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(又称为DOTA)，再与氧化钆络合，最后与葡甲胺反应生成钆特酸葡甲胺。该工艺中氰化钾为剧毒品，对工艺操作人员和环境都是潜在风险。另一方面该工艺也未给有效去除钆特酸葡甲胺粗品中杂质和无机盐的方法，

Wangler等人(Bioorganic&Medicinal Chemistry,16,2606-2616,2008)报道了以轮环藤宁和氯乙酸乙酯为原料，经N-亲核取代，酯水解，酸化，与钆配合后，再与葡甲胺反应生成钆特酸葡胺。该反应过程中会产生大量氯化钠通过有机相萃取法除去，其效果差，同时而利用有机溶剂除盐会导致残留溶液的问题，不利于终产品的质量控制，

CN10622058A公开利用甲醇/丙酮体系提纯钆特酸葡甲胺的方法。该工艺一定程度上可达到纯化钆特酸葡甲胺粗品的效果，但是由于溶剂对无机盐的溶解度有限，该工艺并不能有效去除样品中盐。

CN108658882A公开用水精制获得高纯度DOTA，并进一步利用该中间体制备钆特酸葡甲胺的工艺。该工艺采用001×7强酸性阳离子树脂提纯钆特酸葡甲胺粗品，工艺中001×7树脂属于易于溶胀和降解的一类大孔吸附型树脂，且其为强酸性的，对样品的载附量的但吸附力强，导致终产品收率低。

另一方面，譬如CN101977633A描述了通过添加额外游离钆或大环螯合物，如1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸获得含0.002～0.4％浓度的游离大环螯合物和游离钆含量为零的液体药物配制品粗品，随后利用离子树脂或纳滤膜除盐，灌装得最终液体配制品。该类工艺不涉及钆特酸葡甲胺固体的制备。作为用于诊断的可注射产品需要以极其精确检测其游离钆和游离大环配体含量，通过添加非计量的游离钆或大环螯合物不能有效既定目标，无法以工业规模再现目标范围内的过量游离的大环螯合物的最终药物溶液。

基于此，虽然药物研究者知晓常规离子树脂或纳滤膜可用于纯化造影剂溶液，但是现有文献并未详细给出纯化造影剂如钆特酸葡甲胺的方法。另外，纳滤用来从较高化学价的离子中或从较高分子量的化合物中去除单个离子，WO2011054480报道可通过纳滤去除钆布醇中离子，但该技术仅适用于纯化络合物，而不适用于离子型造影剂如钆特酸葡甲胺。因此，药物研究人员急需开发一种工艺简单易行，且适合于工业生产的工艺。

发明内容

本发明提供了一种制备造影剂的方法，包括以下步骤：

a)制备液体组合物，所述液体组合物包含：大环螯合物与镧系元素的络合物，

b)用阳离子树脂处理步骤a)液体组合物，所述阳离子树脂选自Relite CNS，

c)用阴离子树脂处理步骤b)生成的溶液，所述阴离子树脂选自Relite 3As，

其中，所述大环螯合物选自DOTA、NOTA、DOTAGA、DO₃A、BT-DO₃A(钆布醇)、HP-DO₃A或PCTA，优选DOTA。

为了实现本发明的目的，在步骤a)制备液体组合物中，镧系元素和大环螯合物的量按照络合反应的化学计量。在可选实施方案中，所述液体组合物中大环螯合物/镧系元素摩尔比(mol/mol)在1.2～0.8，可以为1.1、1.05、1.0、0.95、0.9、0.85、0.8，优选1.05～0.95。

本发明中镧系元素以本领域技术人员熟知的形式加入步骤a)中，如以氧化物的形式加入或其他盐的形式。

在一些实施方案中，步骤a)络合反应温度在60～100℃，可以为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，优选80℃。

在一些实施方案中，在步骤b)之前将该药物组合物冷却。步骤a)的反应时间约1～4小时。

另一方面，本发明所述方法中步骤a)液体组合物还包含葡甲胺。

在可选实施方案中，步骤a)制备液体组合物中葡甲胺的量按照与络合物成盐的化学计量投入，所述液体组合物中大环螯合物/葡甲胺摩尔比(mol/mol)在1.2～0.8，可以为1.1、1.05、1.0、0.95、0.9、0.85、0.8，优选1.05～0.95。

进一步地，本发明所述造影剂选自DOTA-钆络合物的葡甲胺盐。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括调节溶液pH值的步骤，改变溶液pH值利于稳定溶液中络合物以及获得固定配比的DOTA-钆络合物的葡甲胺盐。调节溶液pH过程需避免引起新的无机盐和改变溶液的导电率。

在一些实施方案中，用葡甲胺调节溶液pH至合适的值。进一步地，溶液pH＝7～9(如7.0、7.5、8.0、8.5或9.0)可实现本发明目的。

在可选实施方案中，本发明制备造影剂的方法包括：

a)制备液体组合物，所述液体组合物包含：大环螯合物与镧系元素的络合物，和葡甲胺，其中大环螯合物/镧系元素摩尔比(mol/mol)在1.2以下，大环螯合物/葡甲胺摩尔比(mol/mol)在1.2以下，

b)用阳离子树脂处理步骤a)液体组合物，所述阳离子树脂选自Relite CNS，

c)用阴离子树脂处理步骤b)生成的溶液，所述阴离子树脂选自Relite 3As，优选所得溶液pH＝2～5，

d)调节溶液pH值，优选用葡甲胺调节pH＝7～9。

进一步地，所述方法还包括在步骤c与d)之间的中间步骤c-1)，所述步骤c-1)包括用阳离子树脂与阴离子树脂混合的树脂处理步骤c)生成的溶液。

进一步地，所述方法还包括干燥步骤，以便获得造影剂固体，避免CN101977633A等文献不能精确检测其游离钆和游离大环配体含量的缺陷。所述干燥方式包括冷冻干燥或低温喷雾干燥，所述喷雾干燥优选低温静电喷雾干燥。

本发明所述方法所得造影剂中氯离子含量(C_Cl)小于100ppm，在一些实施方案中，氯离子含量(C_Cl)小于或等于90ppm、80ppm、70ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm或10ppm。在一些实施方案中，氯离子含量可以反映溶液中金属离子含量如钠离子、钾离子或其他碱土金属。

进一步地，本发明方法所得造影剂中游离钆含量小于130ppm，可以为130ppm、120ppm、100ppm、90ppm、80ppm、70ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm、10ppm或更低。

本发明方法所得造影剂中游离的大环螯合物含量小于500ppm，可以为500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、50ppm或更低。

本发明还提供一种药物配制品，包含前述方法得到的造影剂和水。

发明的详细说明

本发明所述物质“含量”或“纯度”通过HPLC的测定，所述检测方法如下：

Waters 2695Alliance液相色谱仪或Agilent 1200液相色谱仪；

用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以0.2％磷酸钠盐、乙腈分别为A、B流动相，梯度洗脱，检测波长为196nm。

本发明中含盐量测定可以通过HPLC的方法，其盐的保留时间大约为1.9min。还可以利用硝酸银滴定的方式，再通过简单数学计算即可定量获得样品中盐的含量数据。所述硝酸银滴定法是本领域技术人员所知的或可以确定，也可以参考廖力夫等主编的《分析化学》中所述(华中科技大学出版社，2015.8.)。

本发明所述钆特酸葡甲胺HPLC中保留时间约9.963min。

本发明所述溶剂用量以体积单位计，固体样品用量以质量单位计。

本发明所述游离钆测定方法：

精密称取本品7.6g，置250ml锥形瓶中，加水溶解，调节pH至5.0～7.5，用吡啶与二甲酚橙溶液使用溶液显红色，用乙二胺四醋酸二钠滴定液滴定至溶液呈黄色。

样品中如有游离钆，按下式进行计算：

其中：V为消耗的滴定液的体积(ml)；Cs为乙二胺四醋酸二钠滴定液的浓度(mol/L)；

m为钆特酸葡甲胺供试品的重量(g)；

质量标准规定钆特酸葡甲胺：按无水物计算，游离钆量不得过0.013％。

本发明中树脂的使用皆为活化后的，所述树脂活化方法为本领域技术人员所熟知或可以确认的。譬如，Relite CNS树脂依次利用纯化水浸泡，5％盐酸溶液洗涤，纯化水洗涤至流出液pH值不大于7，电导率不大于10μ/cm。

本发明所述冷冻干燥分为如下三个阶段：1)预冻期：将样品放入冷冻干燥箱中，温度降到-40℃，保温6～8小时，开启真空泵；2)升华期：导热油进口温度升至-25～-15℃，保温6～8小时，保持真空度为150～200μbar；温度升至-15～0℃，保温7～10小时，至冰线消失，保持真空度为150～200μbar；3)干燥期：升温度至0～20℃，保温6～9小时，保持真空度为100～150μbar；温度升至25～45℃，保温20～30小时，保持真空度为100～150μbar。

本发明所述用试剂均可通过商业途径获得。

附图说明

图1：钆特酸葡甲胺成品HPLC谱图。

具体实施方式

以下将结合实施例更详细地解释本发明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，本发明的实质和范围并不局限于此。

实施例1

向100L反应釜中加入11.8kg氯乙酸及12L纯化水，搅拌溶解，在冰浴下加入溶有5kg氢氧化钠的15L水，将3.2kg轮环藤宁悬浮于6L水中加入反应中，升温至80～85℃，滴加溶有5.2kg氢氧化钠的6L水，控制反应体系pH在10～11，反应过夜，冷却至室温后滴加10.4L浓盐酸，调节pH至2～2.5，搅拌析晶，过滤收集滤饼，干燥得DOTA粗品7.5kg。

在50L反应釜中加入DOTA粗品7.5kg，18kg纯化水，加热搅拌溶解后，冷却析晶，过滤，洗涤，干燥得DOTA 6.21kg，收率82.7％，其中含量盐量为2％。

实施例2：

在50L纯化水中，加入实施例1所得DOTA 5.1kg，在40～50℃加热搅拌溶解后，分别加入葡甲胺(2.5kg)、氧化钆(2.33kg)，溶液pH＝7-9，加热反应3h，冷却后过滤。经检验，钆特酸葡甲胺粗品溶液中钆特酸的含量为76％，葡甲胺含量为26％。依次经过用阳离子树脂Relite CNS填充的树脂床I、用阴离子树脂Relite 3As填充的树脂床II以及用阴离子树脂Relite3As和阳离子树脂Relite CNS混合填充的树脂床III，得pH＝2～5的钆特酸葡甲胺溶液，用葡甲胺调节pH＝7～9，经检验，钆特酸葡甲胺溶液中钆特酸的含量为75％，葡甲胺含量为25.5％，未知单杂质0.008％，总杂为0.03％。将浓缩液压滤至精空包内，分装至拖盘内在冻干机中冻干48～56小时，得钆特酸葡甲胺固体，水分含量5％，收率82％，三步总收率65％。

实施例3：钆特酸葡甲胺粗品纯化工艺

在500ml纯化水中，加入依实施例1方法制备所得DOTA 57.1g，在40～50℃加热搅拌溶解后，分别加入葡甲胺(28g)、氧化钆(26g)，溶液控制pH＝7-9，加热反应3h，冷却后过滤，以备用；

取适量前述钆特酸葡甲胺粗品溶液，依次经过阳离子树脂-阴离子树脂和/或大孔吸附树脂，考察不同树脂对钆特酸葡胺的纯化效果，以及优化纯化工艺参数，取过滤液经HPLC检测并记录数据如表1：

表1

注：

a树脂III选用一些大孔吸附树脂、弱碱或弱酸性树脂的混合而树脂床；

b其中三酸杂质，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸，含量小于0.01％；

c冻干后，经检测样品中游离钆含量高于0.05％，依据中国药典2010年版二部附录ⅧH第一法编号：GTSPA-ZJS的要求，重金属含量应小于0.01％；

d样品HPLC检测谱图见图1。

结论：

大孔吸附型树脂不能用于钆特酸葡甲胺样品的纯化，同时，强酸/强碱树脂虽对样品有一定纯化效果，但由于对树脂吸附太强，难于解析，导致在待纯化样品或纯化后样品中又引入新的杂质，另外经强酸/强碱树脂纯化过的样品中游离钆含量易于超标，猜测可能由于树脂强吸附性。

Claims (4)

1.一种制备造影剂的方法，包括以下步骤：

a）制备液体组合物，所述液体组合物包含：大环螯合物DOTA与钆元素的络合物，和葡甲胺，其中大环螯合物/钆元素摩尔比（mol/mol）在1.2以下，大环螯合物/葡甲胺摩尔比（mol/mol）在1.2以下，

b）用阳离子树脂Relite CNS处理步骤a）液体组合物，

c）用阴离子树脂Relite 3As处理步骤b）生成的溶液，

c-1）用阳离子树脂Relite CNS和阴离子树脂Relite 3As混合的树脂处理步骤c）生成的溶液，得到溶液pH=2~5，

d）用葡甲胺调节溶液pH =7~9。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造影剂选自DOTA-钆络合物的葡甲胺盐。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括干燥步骤，所述干燥方式包括冷冻干燥或低温喷雾干燥。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述喷雾干燥为低温静电喷雾干燥。

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