Разработка препаративного способа получения энантиомерно чистой субстанции сальбутамола методом сверхкритической флюидной хроматографии

Введение. Все большее количество исследований, проводимых в различных странах в области биофармации, убедительно показывают различия физиологического воздействия на организм человека стереоизомеров фармацевтических субстанций. Как правило один из энантиомеров оказывает необходимое фармакологическое воздействие, другой энантиомер либо инертен, либо проявляет негативное побочное влияние. В настоящее время актуальным является получение энантиомерно чистых фармакологических субстанций из их рацемических смесей.

Цель. Получение R-изомера сальбутамола из рацемической смеси сальбутамола и разработка препаративной методики хирального разделения методом сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) с достаточным для производственного процесса выходом целевого продукта.

Материалы и методы. Сверхкритическая флюидная хроматография (СФХ) широко используется для проведения аналитических и препаративных разделений энантиомеров фармацевтических субстанций. Актуальность использования сверхкритической флюидной хроматографии СФХ обусловлена в большей мере тем, что в качестве основного компонента подвижной фазы (ПФ) в ней используется суб- или сверхкритический диоксид углерода (СК-СО₂). Исследования проводили на полупрепаративном Investigator SFC (Waters Corporation, США) и препаративном Рrep 200 qSFC (Waters Corporation, США) сверхкритических флюидных хроматографах, с PDA-детекторами. Образцы взвешивали с точностью до 0,0001 г на весах XPE206DR (Mettler Toledo, США).

Результаты и обсуждение. Изучен процесс хирального разделения сальбутамола сульфата методом СФХ на Рrep 200 qSFC (Waters Corporation, США). Выявлено, что в хроматографической системе в сверхкритических условиях происходит разделение соли на кислотный и основный остатки, что значительно снижает производительность и сокращает продолжительность непрерывной работы хроматографа. Разработаны условия препаративного хирального разделения рацемической смеси сальбутамола основания на R- и S-изомеры с высокими энантиоселективностью и производительностью. Полученный R-изомер сальбутамола основания может быть переведен в фармсубстанцию в виде сульфата или другой соли, без потери энантиомерной чистоты, S-изомер может быть подвергнут рацемизации и последующему использованию.

Заключение. Разработан препаративный способ хирального разделения рацемической смеси сальбутамола методом сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) с выходом целевого продукта (R-изомера) 5,5 г в смену (8 часов).

1. Penn R. B., Frielle T., McCullough J. R., Aberg G., Benovic J. L. Comparison of R-, S-, and RS-albuterol interaction with human β1 and β2-adrenergic receptors. Clinical reviews in allergy & immunology. 1996;14(1):37–45. DOI: 10.1007/BF02772201.

2. Milgrom H. Levosalbutamol in the treatment of asthma. Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2006;7(12):1659–1668. DOI: 10.1517/14656566.7.12.1659.

3. Patel M., Thomson N. C. (R)-salbutamol in the treatment of asthma and chronic obstructive airways disease. Expert opinion on pharmacotherapy. 2011;12(7):1133–1141. DOI: 10.1517/14656566.2011.571210.

4. Василенко И. А., Лебедева М. В., Листров В. А. Оптические изомеры в фармацевтике. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2015;1(10):92–104.

5. Gensh K. V., Gensh T. S., Bazarnova N. G. Chiral supercritical fluid chromatography of 1,2-aminoalcohols (review). Russian Journal of Physical Chemistry B. 2019;13(7):1095–1102. DOI: 10.1134/S1990793119070066.

6. Микушина И. В., Царев В. Н., Базарнова Н. Г., Геньш К. В., Чепрасова М. Ю., Сысоева А. В., Паренаго О. О. Условия аналитического хирального разделения 1-(4-гидрокси-3-(гидроксиметил)фенил)-2-((6-(1-метил-3-фенилпропокси)гексил)амино)этанола. Тезисы докладов X Научно-практической конференции с международным участием «Сверхкритические флюиды: фундаментальные основы, технологии, инновации». 30 сентября – 06 октября 2019. Ростов-на-Дону: Дон; 2019. С. 135–137.

7. Микушина И. В., Базарнова Н. Г., Паренаго О. О., Геньш К. В., Чепрасова М. Ю. К вопросу об изучении сорбции при хиральном разделении энантиомеров сальбутамола и салметерола методом сверхкритической флюидной хроматографии. Журнал СФУ. Химия. 2019;12(3):310–318. DOI: 10.17516/1998-2836-0128.

8. Покровский О. И., Паренаго О. О., Лунин В. В. Способ селективного разделения рацемической смеси сальбутамола. Патент РФ на изобретение RU 2667002 C1. 13.09.2018. Доступно по: https://patenton.ru/patent/RU2667002C1. Ссылка активна на 24.07.2020.

9. Mikushina I. V., Tsarev V. N., Bazarnova N. G., Cheprasova M. Yu., Sysoeva A. V., Sysoev A. V., Kushnir E. Yu., Gensh K. V. The Development of a Method for the Preparative Separation of Salbutamol Enantiomers by Supercritical Fluid Chromatography. Russian Journal of Physical Chemistry B. 2020;14(7):1142–1147. DOI: 10.1134/S1990793120070143.

10. Roy D., Armstrong D. W. Fast super/subcritical fluid chromatographic enantioseparations on superficially porous particles bonded with broad selectivity chiral selectors relative to fully porous particles. Journal of Chromatography A. 2019;1605:360339. DOI: 10.1016/j.chroma.2019.06.060.

11. Костенко М. О., Покровский О. И., Паренаго О. О., Лунин В. В. Влияние типа и концентрации добавок подвижной фазы на разделение энантиомеров сульфата сальбутамола в сверхкритической жидкостной хроматографии. Вестник Отделения химических наук Академии наук. 2018;67(11):1997–2002. DOI: 10.1007/s11172-018-2320-3.

12. Wu S. G., Lin A. Y., Hsieh H. Y., Tsui H. W. Elucidation of adsorption mechanisms of solvent molecules with distinct functional groups on amylose tris(3,5-dimethylphenylcarbamate)-based sorbent Journal of Chromatography A. 2016;1460:123–134. DOI: 10.1016/j.chroma.2016.07.024.

13. Berthod A. Chiral reconginition in separation methods: mechanisms and applications. Heidelberg: Springer; 2010. 337 p.

14. Cardoso P. A., César I. C. Chiral method development strategies for HPLC using macrocyclic glycopeptide-based stationary phases. Chromatographia. 2018;81(6):841–850. DOI: 10.1007/s10337-018-3526-0.

15. Halabi A., Ferrayoli C., Palacio M., Dabbene V., Palacios S. Validation of a chiral HPLC assay for (R)-salbutamol sulfate. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis. 2004;34(1):45–51. DOI: 10.1016/j.japna.2003.08.020.

16. Rosales-Conrado N., Dell’Aica M., de León-González M. E., Pérez-Arribas L. V., Polo-Díez L. M. Determination of salbutamol by direct chiral reversed-phase HPLC using teicoplanin as stationary phase and its application to natural water analysis. Biomedical Chromatography. 2013;27(11):1413–1422. DOI: 10.1002/bmc.2937.

17. Gazić I., Bosak A., Šinko G., Vinković V., Kovarik Z. Preparative HPLC separation of bambuterol enantiomers and stereoselective inhibition of human cholinesterases. Analytical and bioanalytical chemistry. 2006;385(8):1513–1519. DOI: 10.1007/s00216-006-0566-3.

18. Kostenko M. O., Ustinovich K. B., Pokrovskiy O. I, Bazarnova N. G., Lunin V. V. Effect of the Mobile Phase Composition on Selectivity in Supercritical Fluid Chromatography in the Separation of Salbutamol Enantiomers. Russian Journal of Physical Chemistry B. 2018;12(7):1166–11751. DOI: 10.1134/S1990793118070059.

19. Ali H. S., York P., Blagden N., Khoubnasabjafari M., Acree Jr. W. E., Jouyban A. Solubility of salbutamol and salbutamol sulphate in ethanol + water mixtures at 25 °C. Journal of Molecular Liquids. 2012;173:62–65. DOI: 10.1016/j.molliq.2012.05.021.

20. Сысоев А. В., Царев В. Н., Базарнова Н. Г., Кушнир Е. Ю., Геньш К. В., Чепрасова М. Ю., Микушина И. В., Сысоева А. В. Способ препаративного разделения рацемического сальбутамола основания с применением сверхкритической флюидной хроматографии. Патент РФ на изобретение RU 2727890 C1. Доступно по: https://patenton.ru/patent/RU2348455C2. Ссылка активна на 24.07.2020.