СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИСУЛЬФОПРОИЗВОДНОГО ДИАМИНОТРИФЕНИЛМЕТАНОВОГО КРАСИТЕЛЯ
METHOD FOR CLEARING DISULFO DERIVATIVE DIAMINO TRIPHENYLMETHANE DYE

Область техники
Изобретение относится к области органической и медицинской химии, молекулярной биологии, а именно к способу очистки от примесей дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя для последующего его использования в качестве контрастного агента при выявлении регионарного лимфогенного метастазирования злокачественных новообразований при опухолях различной локализации, особенно при раке молочной железы, желудка, толстой кишки, матки, щитовидной и предстательной желез, меланоме. Высокочистый дисульфопроизводный диаминотрифенилметановый краситель может быть также использован и в других областях, например в пищевых продуктах, лекарственных препаратах, косметических средствах и т.д.
Уровень техники
Препараты на основе триарилметановых красителей широко используются в хирургической практике для контрастирования лимфатических сосудов (например, изосульфановый синий, индигокармин, метиленовый синий и другие). Изосульфановый синий является триарилметановым красителем и используется в качестве контрастного агента для визуализации лимфатических сосудов, особенно полезен в качестве диагностического агента рака. Лимфазурин - синий краситель в фармацевтической лекарственной форме, доступен как 1% (10 мг/мл) 5 мл раствор в фосфатном буфере для инъекций. Широко используется в процедуре под названием "отображение сторожевых лимфатических узлов". Он был использован для локализации дозорных лимфатических узлов у больных раком молочной железы. Изосульфановый синий является экономически эффективным и более безопасным в использовании, чем технеций 99 т. Изосульфановый синий является структурным изомером сульфанового синего (sulfan blue); оба соединения принадлежат к семейству триарилметановых красителей. Основное требование, предъявляемое к этим препаратам, - хорошая лимфотропность и безопасность применения. Несмотря на большое разнообразие лимфотропных красителей, для контрастирования «сторожевых» лимфоузлов применяется, преимущественно, препарат на основе изосульфанового синего - «Lymphazurin injection 1%».
Способы получения (синтеза) лекарственных средств, использующих синий краситель, достаточно известны и разнообразны. Способы производства лекарственного средства (препарата) отличаются использованием различных исходных компонентов и их пропорций, использованием различных вариантов синтеза, применением разнообразных методов очистки компонентов и конечного препарата и т.д. Основная задача при этом - получение конечного продукта (препарата) с очень высокой чистотой действующего вещества - более 99%.
Из уровня техники известен способ изготовления изосульфанового синего (активный фармацевтический ингредиент) (патент US 7662992). Способ позволяет получить изосульфановый синий практически в чистом виде для применения в качестве контрастного вещества. Целью изобретения является обеспечение простого, безопасного и экономически эффективного способа получения изосульфанового синего в чистой форме, а именно с чистотой 99,0% или более. В соответствии с изобретением обеспечивается простая процедура выделения бензальдегид-2,5-дисульфокислоты, изолейко кислоты и изосульфанового синего. При этом изосульфановые синие кислоты очищают с помощью перекристаллизации из водного изопропилового спирта/ацетона с получением изосульфоновых синих кислот с чистотой 99,5%. Конечный продукт - натриевую соль изосульфанового синего получают при взаимодействии синих кислот с раствором бикарбоната натрия в водном растворе ацетона при рН больше чем 6,0. Реакционную массу фильтруют, получая натриевую соль изосульфанового синего, имеющего чистоту более 99,5%. В данном способе при получении особой чистоты получаемого продукта применяют высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ). Данный метод является дорогостоящим и характеризуется низкими выходами даже при использовании препаративных хроматографических систем.
Для очистки соединений от примесей в большинстве случаев применяют методы переосаждения. Некоторые красители, полученные в виде водных растворов, могут быть использованы в пищевых продуктах, лекарственных препаратах и косметических средствах. При использовании красителей в качестве добавки в пищевых продуктах, лекарственных препаратах и косметических средствах существуют строгие требования к чистоте используемого красителя.
Из уровня техники также известно выделение дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя с использованием различных адсорбентов, в составе которых присутствует полидиметилсилоксан (ПДМС или PDMS). При этом принцип действия используемых адсорбентов основан на извлечении красителя из исходных растворов, содержащих активный агент.
В частности, в документе CN 106582574 раскрыты состав и способ получения адсорбента, включающего (по массе): 22-30 частей пирофиллита, 3-7 частей полидиметилсилоксана, 2-6 частей ацетатных эфиров пропиленгликоля, 1-5 частей сульфата железа и 9-17 частей 3-гидракриловой кислоты. Полученный адсорбент хорошо впитывает тяжелые металлы, различные типы красителей и другие органические загрязнители и применяется для очистки водных сред от указанных веществ.
Из уровня техники известен также способ очистки вод с применением адсорбента на основе PDMS, позволяющий проводить извлечение органических растворителей и масел из водной фазы (Choi et al., 2011). Для этого поверхность прессованного сахара покрывают полидиметилсилоксаном, затем полученную структуру помещают в воду до полного растворения сахара и, таким образом, формируют губчатую структуру из полидиметилсилоксана. Такая структура обладает большой площадью поверхности и способна адсорбировать органические растворители и масла в количестве, до четырех раз превышающем массу самого полидиметилсилоксана.
Таким образом, в известных источниках информации раскрыты составы/конструкции адсорбентов, в которых присутствует ПДМС в качестве одного из компонентов, при этом действие данных адсорбентов направлено на выделение (извлечение) органических или неорганических веществ из водной фазы. Из уровня техники не выявлены источники информации, из которых было бы известно применение ПДМС для очистки дисульфопроизводных диаминотрифенилметанового красителя от их примесей.
Заявляемое решение характеризуется иным принципом действия используемого адсорбента, представляющего собой пластину из ПДМС, основанным на извлечении из исходных растворов активного компонента - красителя без примеси, которая остается в исходном водном растворе.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка нового способа очистки дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя.
Техническим результатом заявляемого изобретения является получение дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя с чистотой не менее 99,8% при упрощении технологии очистки. Заявляемый способ является простым в исполнении, легко масштабируемым и характеризуется низкой себестоимостью.
Поставленная задача решается заявляемым способом, который включает следующие этапы:
- образец дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя растворяют в водном растворе 0,25-1,0 М NaCl или КСl;
2
- в полученный раствор погружают сорбирующий элемент PDMS, представляющий собой пластину с определенной геометрией и размерами, обеспечивающими адсорбцию красителя в течение 12-24 часов при комнатной температуре при перемешивании; при этом пластину берут с толщиной не менее 0,2 см и площадью не менее 10 см и для очистки раствора, содержащего 5 г красителя.
- затем раствор удаляют, сорбент промывают равными порциями раствора 0,25-1,0 М NaCl или КСl, покрывая полностью PDMS, для удаления остатков примесей до прозрачности смывных вод;
- основное вещество вымывают из пластины ПДМС раствором 0,25-1,0 М NaCl или КСl с добавлением 0,01-0,05 М NaOH или KOH с рН 6,5-7,5, рН полученного раствора доводят до данных значений водным раствором 0,01-0,05 М HCl, при перемешивании с последующим выпариванием раствора и высушиванием полученного осадка. При этом получают дисульфопроизводное диаминотрифенилметанового красителя с чистотой не менее 99,8%.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен пример выполнения пластины PDMS. Данная пластина позволяет проводить очистку до 75 г соединения; на фиг. 2 представлена хроматограмма образца соединения до очистки, содержащего примеси в количестве 4.45 мас. %; на фиг. 3 представлена хроматограмма образца соединения после очистки заявляемым способом, содержание примеси в котором составляет 0,2 мас. %, содержание основного вещества 99,8 мас. % (пример 1).
Осуществление изобретения
Ниже представлено более детальное описание заявляемого способа, которое не ограничивает объем притязаний заявляемого изобретения, а демонстрирует возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого технического результата.
Способ предназначен для очистки дисульфопроизводных диаминотрифенилметанового красителя, а именно калий бис(4-{[4-(диэтиламино)фенил][4-(диэтилиминиймил)циклогекса-2,5-диен-1-илиден]метил}-6-гидроксибензен-1,3-дисульфонат) (калиевая соль оксисульфанового синего) или натрий 4-{[4-(диэтиламино)фенил][4-(диэтилиминиймил)циклогекса-2,5-диен-1-илиден]метил}-6-гидроксибензен-1,3-дисульфонат (натриевая соль оксисульфанового синего). Основной примесью солей дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя является соединение той же структуры без этильной группы - соединение формулы (2). По итогам очистки исходного раствора получают соединение формулы (1).
2
Для очистки от примесей образцы соединений растворяют в водном растворе 0,25-1,0 М NaCl для натриевой соли красителя и 0,25-1,0 М KCl для калиевой соли красителя. Количество вещества (образца) для растворения регламентируется его растворимостью (до 75 г на 1 л раствора), предпочтительно готовить раствор из расчета 1 г образца на 14-27 мл водного солевого раствора. Затем в полученный раствор с красителем погружают пластину из ПДМС. При этом пластину выбирают с геометрическими размерами, обеспечивающими максимальную адсорбцию чистого красителя. Данное свойство достигается при использовании пластины с толщиной не менее 0,2 см и площадью, которую рассчитывают исходя из количественного содержания красителя в растворе, где для очистки 1 г красителя используют пластину площадью не менее 2 см. Предпочтительно использовать полидиметилсилоксан (ПДМС) Sylgard 184 Silicone Elastomer производства фирмы Dow Corning из расчета, что на 5 г очищаемого соединения берут около 1 г ПДМС и формуют пластину с соотношением сторон как 50×25×1 (Д×Ш×В), при этом рабочие поверхности пластины могут быть гладкими, рифлеными или шероховатыми, для увеличения поверхности адсорбции. Полученную систему при комнатной температуре инкубируют в течение 12-24 часов при постоянном перемешивании. Перемешивание можно осуществлять на магнитной мешалке при скорости перемешивания 50-100 об/мин. По прошествии указанного времени раствор удаляют, а пластину сорбента промывают порциями 0,25-1,0 М NaCl или KCl для удаления примеси. Для чего пластину ПДМС заливают раствором NaCl или KCl порциями, позволяющими полностью покрыть PDMS. Промывание продолжают до тех пор, пока солевой раствор не станет прозрачным. Затем вымывают основное вещество, адсорбированное на пластине ПДМС, для чего используют раствор 0,25-1,0 М NaCl или KCl с добавлением 0,01-0,05 М NaOH или KOH, доводят рН раствора до рН 6,5-7,5 посредством использования водного раствора 0,01-0,05 М HCl, заливая им пластину до ее покрытия, и полученный раствор выдерживают в течение 2-4 часов при комнатной температуре и постоянном перемешивании. В результате изменения рН происходит изменение значения коэффициента распределения основного вещества (logD) и выход адсорбированного соединения, характеризующегося формулой (1), в раствор. При этом происходит окрашивание раствора в синий цвет и просветление пластины ПДМС. Затем пластину удаляют, раствор выпаривают при температуре не выше 40°С, предпочтительно на роторном испарителе, полученный осадок высушивают при температуре не выше 40°С.
В качестве ПДМС предпочтительно используют материал со следующими характеристиками:
3
При этом ключевым параметром, от которого зависит сорбционная активность ПДМС, является плотность используемого полидиметилсилоксана, которая должна составлять не более 965 кг/м, при этом для обеспечения сохранения формы пластины вязкость должна быть не менее 3,5 паскаль-секунд. Оптимальные значения указанных параметров достигаются при изготовлении пластины ПДМС в соответствии с инструкцией Sylgard 184 Silicone Elastomer компании Dow Corning. Для контроля процесса адсорбции и десорбции красителя ключевым параметром является цвет ПДМС.
В качестве устройства для проведения очистки дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя было предложено использовать стеклянную емкость для предотвращения сорбции основного вещества на ее стенки с магнитной мешалкой и пластиной из ПДМС, выполненной с возможностью погружения ее «рабочей» части (2 рабочих поверхностей) в объем емкости с одновременной фиксацией на краю емкости (см. фиг. 1). В данной конструкции подобраны объем емкости для размещения исходного раствора и геометрические размеры рабочей части пластины из ПДМС, которая предназначена для контакта с очищаемым раствором. Возможность фиксации пластины может быть обеспечена наличием дополнительной части, выполненной в виде продолжения пластины из ПДМС, имеющей геометрию, обеспечивающую удобство ее захвата и фиксации на краю емкости, например, с помощью выступающих за пределы емкости элементов, снабженных пазами в зоне их сопряжения с емкостью. При этом профиль боковой поверхности рабочей части пластины имеет волнообразный характер для увеличения площади поверхности ПДМС.
Все используемые реагенты являются коммерчески доступными, все процедуры, если не оговорено особо, осуществляли при комнатной температуре или температуре окружающей среды, то есть в диапазоне от 18 до 25°С.
Пример 1
Заявляемое изобретение было реализовано с помощью устройства (фиг. 1), в котором был использован химический стакан объемом 1 л высотой 15 см и диаметром 10 см и пластина из ПДМС с размерами рабочей части 10 см×5 см×0,2 см весом в 10 г.
50 г оксисульфанового синего натриевой соли растворяли в 1 л водного раствора 0,25 М NaCl, проводили инкубацию с сорбирующим элементом PDMS в течение 12 часов при комнатной температуре. Затем раствор удаляли, сорбент промывали равными порциями раствора 0,25 М NaCl до прозрачности смывных вод. Основное вещество вымывали 1 л раствора 0,25 М NaCl с добавлением 0,05 М NaOH. рН полученного раствора доводили до рН 6,5-7,5 водным раствором 0,05 М HCl. Полученный раствор выпаривали на роторном испарителе при температуре 40°С и высушивали полученный осадок при 40°С в воздушном термостате. Содержание примесей полученного оксисульфанового синего определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием колонки из нержавеющей стали размером 250 мм×4,6 мм, заполненной сорбентом С18 с размером частиц 5 мкм (типа Luna С 18(2), кат. №: 00G-4252-Е0, Phenomenex или аналогичная); в качестве подвижной фазы использовали метанол с раствором А, содержащим 6,8 г калия дигидрофосфата и 17,4 г динатрия гидрофосфата дигидрата на 1 воды, рН 7,0, (50/50 об/об) со скоростью потока подвижной фазы - 1,0 мл/мин, температурой термостата колонки - 35°С. Детектирование соединения проводили при длине волны детектора - 638 нм (СФ), объем вводимой пробы составлял 10 мкл, время хроматографирования - 35 мин; время удерживания пика примеси - около 17,5 мин, оксисульфанового синего натриевой соли - около 22 мин.
Содержание примесей до очистки составляло 4,45 мас. % (фиг. 2), после очистки - 0.2 мас. % (фиг. 3). Чистота оксисульфанового синего составила 99,8 мас. %. В результате получали 44 г оксисульфанового синего натриевой соли. Выход составлял 88 мас. %.
Пример 2
Проводят аналогичным образом (пример 1), но вместо водного раствора 0,25 М NaCl использовали 0,7 М и время инкубации составило 20 часов, а для вымывания красителя использовали раствор 0,25 М NaCl с добавлением 0,02 М NaOH.
Содержание примесей до очистки составило 5,5 мас. %, после очистки - 0.1 мас. %. Чистота оксисульфанового синего натриевой соли составила 99,9 мас. %. В результате получали 44,5 г оксисульфанового синего натриевой соли. Выход составлял 89 мас. %.
Пример 3
Очистку калиевой соли оксисульфанового синего проводят способом, аналогичным примеру 1, только в качестве растворителя и раствора для промывки использовали водный раствор КСl. Основное вещество вымывали раствором КСl с добавлением КОН.
Содержание примесей до очистки составило 7,5%, после очистки - 0.1%. Чистота калиевой соли оксисульфанового синего составила 99,9%. В результате получали 44,5 г калиевой соли оксисульфанового синего. Выход составлял 89%.
Таким образом, предложенный способ очистки дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя, заключающийся в адсорбции дисульфопроизводного диаминотрифенилметанового красителя на сорбирующем элементе в виде пластины из полидиметилсилоксана, является простым в исполнении, легко масштабируемым, при этом получают дисульфопроизводное диаминотрифенилметанового красителя с чистотой не менее 99,8%.