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深圳振強(qiáng)生物技術(shù)有限公司

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2024V35 | 開(kāi)環(huán)雜質(zhì)知多少?200億美元β-內(nèi)酰胺類抗菌藥的開(kāi)環(huán)研究
發(fā)布日期:2024/12/16 11:07:20發(fā)布人:深圳振強(qiáng)生物技術(shù)有限公司

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β-內(nèi)酰胺類抗生素(β-lactams)系指化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有β-內(nèi)酰胺環(huán)的一大類抗生素,其化學(xué)穩(wěn)定性較差經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生開(kāi)環(huán)降解雜質(zhì),本文將重點(diǎn)介紹β-內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)雜質(zhì)的相關(guān)研究和數(shù)據(jù)。

 

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β-內(nèi)酰胺類抗生素(β-lactams)系指化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有β-內(nèi)酰胺環(huán)的一大類抗生素,包括臨床最常用的青霉素與頭孢菌素,以及新發(fā)展的頭霉素類、硫霉素類、單環(huán)β-內(nèi)酰胺類等其他非典型β-內(nèi)酰胺類抗生素。此類抗生素具有殺菌活性強(qiáng)、毒性低、適應(yīng)癥廣及臨床療效好的優(yōu)點(diǎn)。目前仿制藥主要涉及幾大類涉及到類似結(jié)構(gòu),主要包括頭孢類,西林類以及培南類。大體的分類如圖1:

 

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圖1:β-內(nèi)酰胺類抗生素分類

 

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自從β-內(nèi)酰胺類抗生素藥物投入使用以來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為它們是療效高而毒性小的抗生素并且目前仍廣泛應(yīng)用于臨床。在此類藥物的合成制備的過(guò)程中有時(shí)候不可避免地要運(yùn)用到改變?nèi)軇?、加熱、改變PH值酸或堿性等條件。這將不可避免會(huì)影響到β-內(nèi)酰胺環(huán)的穩(wěn)定性 而其開(kāi)環(huán)的產(chǎn)物與蛋白質(zhì)結(jié)合形成抗原而產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng);另外開(kāi)環(huán)后的產(chǎn)物在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自身聚合反應(yīng),聚合程度越高過(guò)敏反應(yīng)越強(qiáng)。

 

通過(guò)整理以上品種的藥典文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)開(kāi)環(huán)雜質(zhì)或開(kāi)環(huán)后衍生的雜質(zhì)已經(jīng)被多部藥典收錄。例如:有部分產(chǎn)品存在β內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)雜質(zhì)(如阿莫西林,哌拉西林,亞胺培南等等),內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)脫羧雜質(zhì)(如阿莫西林,氯唑西林等)以及內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)內(nèi)酯雜質(zhì)(如頭孢地尼)。液相色譜法作為常用的分析檢測(cè)手段用于該類雜質(zhì)的鑒定,但是我們經(jīng)常面臨一個(gè)實(shí)際問(wèn)題是目前這些開(kāi)環(huán)雜質(zhì)在指定色譜條件下到底是出單峰還是多峰?

 

從可以查詢到有記錄的藥典標(biāo)準(zhǔn)看,就美羅培南開(kāi)環(huán)雜質(zhì)是確定為單一構(gòu)型(EP和USP都收錄為單構(gòu)型-單峰),其他收錄的開(kāi)環(huán)雜質(zhì)基本上都是默認(rèn)為混合物,只是有很少部分混合物是出單峰,如氯唑西林鈉開(kāi)環(huán)雜質(zhì),頭孢唑林鈉開(kāi)環(huán)雜質(zhì)。其他大部分都是開(kāi)環(huán)混合物出多峰(多為雙峰),如阿莫西林開(kāi)環(huán)雜質(zhì),哌拉西林開(kāi)環(huán)雜質(zhì),氧唑西林鈉開(kāi)環(huán)雜質(zhì),二氯唑西林鈉開(kāi)環(huán)雜質(zhì),氟氯西林鈉開(kāi)環(huán)雜質(zhì),氯唑西林鈉開(kāi)環(huán)雜質(zhì),亞胺培南開(kāi)環(huán)雜質(zhì)等都是被EP或者USP明確收錄為混合物,雙峰產(chǎn)物。具體產(chǎn)品相關(guān)信息整理如圖2:

 

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圖2:β-內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)雜質(zhì)結(jié)構(gòu)及出峰情況匯總表

 

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這期重點(diǎn)想討論下頭孢妥侖匹酯的開(kāi)環(huán)雜質(zhì)到底是單峰還是雙峰,進(jìn)口注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)里面的P1雜質(zhì)并未限定于單一的手性構(gòu)型結(jié)構(gòu),P1雜質(zhì)化學(xué)名只明確了雙鍵構(gòu)型,從標(biāo)準(zhǔn)看開(kāi)環(huán)產(chǎn)品是混合物是可以肯定的,就是開(kāi)環(huán)后是單手性還是雙手性中心消旋,暫時(shí)無(wú)法確認(rèn),P1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖3所示:

 

圖3:頭孢妥侖匹酯開(kāi)環(huán)雜質(zhì)P1進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)和QCS網(wǎng)站收錄情況

 

通過(guò)模擬藥物的實(shí)際降解條件,根據(jù)我們目前實(shí)驗(yàn)結(jié)果:頭孢妥侖匹酯開(kāi)環(huán)產(chǎn)物基本上不可能拿到單一構(gòu)型的產(chǎn)物;不管選用何種開(kāi)環(huán)條件(例如:氫氧化鈉、氫氧化鋰、碳酸氫鈉等條件),疊加幾張我們01的檢測(cè)數(shù)據(jù),都顯示是雙峰,其次我們也嘗試過(guò)單獨(dú)制備出單峰出來(lái),但是產(chǎn)品凍干后還是會(huì)有少量異構(gòu)體產(chǎn)生。從頭孢妥侖匹酯顆粒進(jìn)口注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)(JX20090123)有關(guān)物質(zhì)項(xiàng)看,P1也不是單峰,應(yīng)該是雙峰,但是標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于模糊,只給了一個(gè)保留時(shí)間的范圍,如圖4:

 

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圖4:頭孢妥侖匹酯顆粒進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)物質(zhì)項(xiàng)

 

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如上圖顯示,在酸性或堿性條件下β-內(nèi)酰胺的羰基收到親核試劑進(jìn)攻而發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng),同時(shí)鄰位手性中心在催化條件下發(fā)生手性的反轉(zhuǎn)生成混合物結(jié)構(gòu)。由于藥物分子中的活性官能團(tuán)影響在開(kāi)環(huán)過(guò)程中手性消旋反應(yīng)很容易發(fā)生。

 

另外該進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)里面提到了開(kāi)環(huán)雜質(zhì)(P1),開(kāi)環(huán)二聚體(P16)以及二匹酯雜質(zhì)(P17)(如圖5),都是開(kāi)環(huán)或者開(kāi)環(huán)后的副產(chǎn)物,如果開(kāi)環(huán)二聚體很難拿到單體,那么開(kāi)環(huán)雜質(zhì)的副產(chǎn)物拿到單體的概率就可想而知了。另外從我們對(duì)開(kāi)環(huán)雜質(zhì)的降解條件看,基本上很難控制到只拿到單體,目前遇到很多客戶需要開(kāi)環(huán)雜質(zhì)要單峰的要求,我們也對(duì)開(kāi)環(huán)雜質(zhì)做了制備分離,分離出了單峰的開(kāi)環(huán)雜質(zhì),但是如果從質(zhì)量研究的角度,該產(chǎn)品在加速或者長(zhǎng)期穩(wěn)定性的時(shí)候產(chǎn)生了開(kāi)環(huán),但是是兩個(gè)峰(我們做了相關(guān)強(qiáng)降解結(jié)果),如果之前把開(kāi)環(huán)作為單峰研究,那么勢(shì)必就會(huì)造成一個(gè)新的很大的未知雜質(zhì)產(chǎn)生,后續(xù)如何定性和補(bǔ)充研究,這個(gè)問(wèn)題可能需要研發(fā)老師特別注意。開(kāi)環(huán)雜質(zhì)如此,那么開(kāi)環(huán)二聚體(P16)以及開(kāi)環(huán)二匹酯(P17)雜質(zhì)就很清晰了。

 

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圖5:頭孢妥侖匹酯顆粒進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)物質(zhì)P16和P17結(jié)構(gòu)信息

 

最后把收集的資料做了一個(gè)匯總,有感興趣的資料,可以聯(lián)系我們獲?。ㄈ鐖D6)。

 

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圖6:β-內(nèi)酰胺類抗生素藥典標(biāo)準(zhǔn)匯總


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