以颗粒形式制备b/c型的核黄素的方法

专利名称：以颗粒形式制备b/c型的核黄素的方法
技术领域：
本发明涉及一种以颗粒形式制备B/C型的纯核黄素(维生素B2)的改进方法。此外，本发明涉及颗粒形式的纯核黄素，其特征在于在高堆积密度下具有特别好的溶解率。
当使用核黄素(维生素B2)作为食品或药物的活性成分或添加剂时，必须满足对产物纯度的很高的要求。这构成了对目前进行的工业制备核黄素的合成或生物技术方法的主要要求之一。
一般来讲，通过生物技术方法制备的核黄素以约75％的初始纯度存在，这主要归因于生物技术制备方法通常所具有的杂质，例如细胞残留物、蛋白质、肽或氨基酸。该类粗产物因此不适于在人类中的上述应用且要求进一步提纯。
一段时间以来，对能够制备具有令人满意的溶解度性能的高纯核黄素的经济方法一直存在需要。主要强调的是制备B和/或C型的核黄素，尤其是基本呈B型且可能包含少量难以检测的C型核黄素的核黄素的方法(以下称为B/C型的核黄素)。
EP-A 0 307 767描述了实现该目的的第一种方法为了制备具有改进的处理和流动性能的球晶形式的核黄素，将核黄素溶于溶剂中并使用第二溶剂沉淀，核黄素不溶于该第二溶剂中但该第二溶剂与第一溶剂混溶。
EP-A 0 457 075描述了一种由纯核黄素制备自由流动性非常高、无尘且无粘合剂的核黄素喷雾颗粒或微粒的方法。在该方法中，将细碎的纯核黄素的水悬浮液或含水悬浮液进行喷雾流化床干燥、单材料喷嘴雾化干燥或盘式雾化干燥。
EP-A 0 995 749描述了核黄素的提纯和结晶方法。在该方法中，将A型的核黄素溶于无机酸水溶液中并通过与活性炭混合而提纯。在过滤之后，通过在EP-A 0 307 767所述的方法中加入水而沉淀有价值的物质并分离。这得到B/C型的树枝状球晶。
EP-A 1 048 668描述了一种基于EP-A 0 457 075的教导并且制备具有良好的流动性能的无尘且无粘合剂的核黄素颗粒的方法。在该方法中，如EP-A 0 995 749所述的核黄素首先通过活性炭提纯，并在随后的交叉流过滤之后在0-30℃的温度下沉淀。之后将由此得到的核黄素含水悬浮液过滤并洗涤，并对由此分离的B/C型的核黄素进行喷雾流化床干燥、单材料喷嘴雾化干燥或盘式雾化干燥。
例如如EP-A 1 048 668所述的颗粒通常具有显著的良好溶解度性能，但具有低堆积密度，这显著使其处理和进一步加工变复杂。
因此，仍然需要一种制备纯核黄素的方法，该核黄素除了对药物和食品技术应用具有足够的良好溶解动力学特性之外，还通常具有良好的处理性能以及尤其是具有高堆积密度。
现已发现一种以颗粒形式制备B/C型的核黄素的方法，该方法包括a)将A型的核黄素溶于无机酸水溶液中，b)然后不首先用活性炭处理所得的无机酸中的核黄素溶液，而是直接沉淀，其中步骤a)和b)在5-15℃的温度下进行，和c)通过流化床喷雾造粒而干燥核黄素。
以这种方式制备的核黄素颗粒具有特别有利的溶解动力学特性和高堆积密度。该颗粒的性能使它们甚至在压制成片剂形式(压片)之后仍然能够快速溶于含水介质中，尽管其密度高。
除了本发明制备方法的低溶解温度外，这种特别有利的各种性能的组合还取决于核黄素与用作溶剂的无机酸介质接触多长时间。缩短接触时间导致本发明产物性能的改进。除了其他方法外，在本发明方法中尤其通过省略费时的加入活性炭的提纯步骤并在溶解程序之后立即进行沉淀而缩短核黄素与无机酸介质的接触时间。在此系统中，立即是指在溶解程序和沉淀之间除了例如通过管道将该溶液从溶解釜输送到第一沉淀釜的必要输送之外，不进行其他工艺步骤或不延长该溶液的寿命。也不必使用本身是本领域熟练技术人员熟知的其他吸附剂。
限制核黄素与无机酸溶解介质的接触时间导致在用酸处理时总是痕量形成的分解产物以较轻微的程度产生，这在沉淀和最终的流化床喷雾造粒之后导致本发明制备的颗粒状核黄素具有特别有利的性能。因此是所示方法特征的组合导致本发明核黄素颗粒具有有利的性能。
本发明方法适于以颗粒形式制备B/C型的纯核黄素。所用起始物质是已经通过合成或发酵，但优选通过发酵制备且在制备之后任选已经经历至少一个提纯步骤，例如再沉淀并且纯度通常为90-99％的核黄素。优选的原料是纯度为95-99％，更优选纯度为97-99％的核黄素。这通常完全或主要(即超过约90％)以A型存在，但原则上也可以以任何所需晶型使用。
根据本发明，将用作起始物质的核黄素溶于无机酸水溶液，例如硝酸中，或优选溶于盐酸中。无机酸的浓度通常为约10-65重量％。优选用作溶解介质的盐酸水溶液适当地具有约18％至约28％(重量％)的浓度。
在本发明方法中的溶解程序在约5℃至约15℃的溶解介质温度下进行。优选溶解温度范围为5-12℃，最优选6-9℃。这得到其中溶解至多约20重量％核黄素的溶液。通常而言，该溶解程序在30-150分钟后完成。
应选择溶解程序的持续时间以使核黄素与无机酸溶剂接触的总时间非常短。在此系统中，总接触时间为溶解程序开始到核黄素从盐酸水溶液溶解介质中沉淀的时间，即核黄素溶解于盐酸水溶液溶解介质中的时间。总接触时间至多为4小时的操作是有利的。特别优选总接触时间为约2.5至约3小时。因为本发明方法优选还包括连续工艺步骤，因此所述接触时间与所有其他时间数据(例如溶解或沉淀时间)一样应解释为平均时间。
为了沉淀，将无机酸核黄素溶液与水混合，通常采用约5-10倍其量(v/v)。在根据本发明优选用作溶剂的盐酸水溶液的情况下，优选加入足够的水以得到约1.5重量％至约4重量％，优选约2重量％至约3重量％的盐酸浓度。
核黄素可以在一个搅拌釜或多个串联连接的搅拌釜中连续或分批沉淀，后者已知为搅拌釜组。在本发明方法的优选实施方案中，在两级搅拌釜组中连续进行沉淀。
根据本发明，选择沉淀过程中的温度使其为约5℃至约15℃，尤其是约6℃至约12℃。特别优选沉淀温度为约7℃至约10℃。
在第一搅拌釜中的本发明优选的核黄素连续沉淀中，核黄素溶液的平均停留时间为约1分钟至约10分钟，优选约2.5分钟至约5分钟。在第二釜中的停留时间可以在更宽范围内变化，但适当选择为约5分钟至约15分钟，优选约5分钟至约10分钟。
第一釜中的搅拌器输出以及独立的第二釜中的搅拌器输出有利地为约0.02W/l至约1.0W/l。优选对各釜独立地选择约0.05W/l至约0.3W/l的搅拌器输出。
可以通过本发明方法步骤制备的核黄素为附聚体形式。这些附聚体具有高密度以及平滑的表面，并且与常规球形核黄素晶体相比具有显著优势，尤其是对于通常必需的进一步加工而言。常规的晶体有时具有刺状表面(参见EP-A 0 995 749)且具有低剪切稳定性。这种对工艺控制不利的性能促进了针状晶体的生长而且尤其导致不良工艺稳定性以及不良过滤和处理性能。
沉淀的工艺控制可以用于影响附聚体形成。在具有两个釜的连续操作情况下，必须注意精确地计量加入进料流。混合时间应短，以防止局部浓度过高。正如本领域熟练技术人员熟知的，后者可以通过适当选择搅拌器和计量加入点而实现。将水和核黄素溶液的进料分开加入容器中可能是有利的。然而，不超过70％的水应加入第二反应器中。通过将悬浮液从第二沉淀容器再循环以及在过滤之后再循环母液以提供浓度调节的进一步可能性。这表示可以自由选择影响附聚动力学的固体浓度。当从反应器中取出悬浮液时，应注意这还可引起反应器中的固体浓度的变化。这还可导致附聚动力学发生变化。附聚物的粒度随管道中的分散而变化，这同样影响可利用的表面积。
为了确保完全转化，在第二搅拌釜的下游提供进一步的停留时间可能是谨慎的做法。后者可以以搅拌釜的形式实现。
沉淀步骤的有利方案在中试装置和操作规模之间可以不同。当在工业规模上进行本发明方法时，在串联连接的工艺步骤为稳态时特别显著地产生与现有技术相比的有利的产物性能。通常在约10个循环后达到该状态。在以较小规模进行的方法中，例如以实验室或中试规模进行时，进一步减少核黄素与无机酸水溶液溶解介质的总接触时间可能是可能的和有利的。
随后通过本领域熟练技术人员熟知的过滤方法从含水沉淀介质中取出沉淀的核黄素并洗涤。
有利地通过加入水而悬浮可通过过滤得到的由B/C型的固体核黄素组成的滤饼。选择加入的水量以得到固体含量为约5重量％至约15重量％，优选约8重量％至约12重量％的核黄素悬浮液。然而，当不具有太高熔点的溶剂包含水时，还可以使用在该溶剂中的悬浮液。此时该悬浮液中的水含量应为至少10重量％。有用的溶剂尤其是与水溶混的溶剂，例如C1-C4链烷醇。
为了干燥，对核黄素悬浮液进行流化床喷雾造粒。与其中通常借助双材料喷嘴将核黄素溶液或悬浮液喷雾到干燥塔中的核黄素溶液或悬浮液的已知喷雾干燥相反的是，将本发明使用的流化床喷雾造粒中的悬浮液连续或分批喷雾到干燥反应产物的流化床中。干燥单元带有允许得到特定粒度级分并维持造粒工艺的设备(参见K.Kroll，Trocknungstechnik(干燥技术)，第II卷，“Trockner und Trocknungsverfahren”(“干燥器和干燥工艺”)，Springer，Berlin，1978，221-223)。
在带有整合的过滤器和喷嘴装置的连续喷雾流化床中用操作是有利的(参见H.Uhlemann，“Wirbelschichtsprühgranulation”(“流化床喷雾造粒”)，Springer，2000，219-244)，该整合装置允许将核黄素悬浮液从上面喷雾到流化床之上或之中(已知为“顶部喷雾方法”)。
为了进行本发明的流化床喷雾造粒，程序通常如下a)首先将核黄素以干燥粉末形式或喷雾形式或微粒形式加入流化床干燥器中，其中流化床加热到20-100℃，优选50-100℃，尤其是65-95℃，b)作为干燥速率的函数以喷雾形式向其中加入细碎核黄素的水或含水悬浮液，c)在合适的停留时间之后从流化床中取出核黄素颗粒并使用合适的设备将它们分离成颗粒级分，d)将粒度为约50μm至约450μm，优选约80μm至约250μm的颗粒级分卸出，和e)将更细碎的颗粒和/或通过研磨较大颗粒得到的更细碎颗粒和/或一部分作为有用级分卸出的研磨或未研磨的级分再循环到喷雾流化床中。
喷雾流化床干燥可以连续或分批进行。连续操作是特别有利的。
为了进行该方法，核黄素产品首先必须由对应于现有技术的适于形成流化床的干燥核黄素粉末制备。在分批程序中，可以首先将例如通过喷雾干燥或附聚喷雾干燥得到的足够细碎的产物加入流化床中。根据颗粒在喷雾流化床中的停留时间，然后得到具有更小或更大粒度范围的干燥产物。尺寸为约50-450μm的颗粒具有所需性能并因此作为有价值的产物得到。更小的颗粒以及通过研磨更大颗粒得到的核黄素用作其他批料的流化床材料。
为了进行该连续方法，将细碎核黄素的水或含水悬浮液连续喷雾于流化床中。设定喷雾的引入速率以使流化床的温度对应于所需干燥度。该温度由吹入干燥器中的流化气体的入口温度和出口温度之间的差异确定。
在连续工艺控制中，当流化床干燥器第一次启动时，流化床中的原料为细碎核黄素。之后，得到具有基本恒定的粒度分布的干燥产物。由此，连续或间歇取出特定量的所需粒度级分是有利的。作为有价值的产物卸出粒度范围为约50μm至约450μm的颗粒级分且将细碎颗粒和/或通过研磨较大颗粒得到的细碎颗粒连续再循环到流化床中以维持造粒工艺。
为了获得所需产物性能，研磨一部分取出的有用级分并将其再循环到该工艺中同样可能是有利的。特别有利的是在约0至约8，优选约0.5至约5，更优选约1至约4的范围内选择再循环到喷雾流化床中的料流与作为有价值的产物从该方法中取出的料流的比例。
以细碎核黄素的水悬浮液形式将用量对应于作为有价值产物而取出的量的核黄素连续喷雾于流化床中，由此保持流化床中的核黄素量恒定。
吹入干燥器中以形成流化床的流化气体通常具有60-250℃，优选140-185℃的入口温度和40-140℃，优选60-95℃的出口温度。这导致流化床温度为约40-140℃，优选60-95℃，更优选65-95℃。
随核黄素水悬浮液引入流化床中的液体量的蒸发可要求供入另外的能量。为此，例如可以将加热表面浸入流化床中。加热表面的温度通常为100-250℃，优选140-180℃。
在本发明方法的特别优选实施方案中，使用构造为设置在流化床之上的一个或多个喷嘴的干燥器，该构造已知为顶部喷雾构造。控制喷雾引入程序以使喷嘴空气与通过喷雾引入的悬浮液之比基于质量为小于约1.5，优选小于约1。
所述方法适于以颗粒形式制备B/C型的纯核黄素。在本发明的系统中，纯核黄素为纯度大于96％，优选大于98％，更优选大于99％且没有与粘合剂助剂或造粒助剂或其他添加剂混合的核黄素。
本发明进一步涉及颗粒形式的纯核黄素，其堆积密度为0.45-0.7g/ml且在压片之后的溶解率为至少80％。本发明优选涉及颗粒形式的纯核黄素，其堆积密度为0.5-0.65g/ml且在压片之后的溶解率为至少80％。本发明更优选涉及颗粒形式的纯核黄素，其堆积密度为0.5-0.65g/ml且在压片之后的溶解率为至少85％。
在本发明的系统中，堆积密度是质量与材料所占据的体积的商，所述材料可呈特定形状(此时为颗粒形式的核黄素)并且以特定方式倾倒。
本发明颗粒形式的核黄素，以及以不同方式得到且与其相比较的核黄素产品或核黄素给药形式的堆积密度的测定按照DIN 53468(1960年11月)进行。
溶于水的本体材料的堆积密度通常与溶解动力学相关，即与该本体材料溶于水或含水溶解介质的速率相关，这种相关使本领域熟练技术人员可以从增加的堆积密度预计降低的溶解速率。
意外的是，本发明的颗粒形式的核黄素即使在压片之后，即在压缩成片剂形式之后也表现出意外好的溶解动力学特性。
为了将颗粒形式的本发明核黄素以及以其他方式得到并与其相比较的核黄素产品压片，首先制备由16.66重量％核黄素、53.34重量％Tablettose(Meggle AG)、26.84重量％AvicelPH 102(FMC Corp.)、0.5重量％Ac-Di-Sol(FMC Corp.)、2.0重量％Aerosil200(Degussa AG)和0.66重量％硬脂酸镁(Brlocher GmbH)组成的粉末混合物。为此，将除核黄素和硬脂酸镁以外的所有成分在Turbula混合器中均匀混合10分钟并通过筛目宽度为0.8mm的筛子强制筛分，加入核黄素和硬脂酸镁，并将混合物在Turbula混合器中再混合10分钟。以此方式制备的粉末混合物用KorschPH 106压片机以20转/分钟的压片速率和10kN的压缩力压缩，得到直径为8mm、重量为300mg且核黄素含量为50mg的倾斜的双平面片剂。
在进行如上所述的压片之后测定本发明的核黄素颗粒的溶解动力学特性的合适方法是溶解。
为了测定压片的核黄素的溶解，使用根据U.S.P.26(Physical Tests/711Dissolution，第2155页)的全自动释放仪器。在1升量筒中进行测量，该量筒装有900ml的0.1M盐酸。测量溶液在水浴中加热到36.5-37.5℃并使用桨式搅拌器在75转/分钟下搅拌。加入如上所述制备的核黄素片剂30分钟后，对测量溶液取样，任选在进一步稀释后通过UV光谱法在267nm的波长下测定其核黄素含量。30分钟后由该片剂释放的核黄素量的比例以溶解率[％]报告。
迄今为止尚未实现的上述性能的结合使本发明的核黄素颗粒优于迄今为止已知的核黄素给药形式。同时，本发明的颗粒具有很好的自由流动性、无尘且不含粘合剂。它们优选在不加入造粒助剂下得到。
下列实施例用于说明本发明方法，但不限制本发明方法实施例实施例1以颗粒形式制备核黄素的一般方法将在溶解温度X(见表1)下制备且包含10重量％核黄素和22重量％HCl的100kg水溶液以48kg/h的速率与360l/h水一起连续引入搅拌釜中。该溶液在8℃的温度、约0.12W/l的搅拌器输出和4:30分钟的平均停留时间下保持在搅拌釜中以进行沉淀。在下游搅拌釜中另外停留约6分钟的时间后，将所得悬浮液滤过带式过滤器并用水洗涤残余物。以此方式使核黄素与盐酸溶解介质的总接触时间达到约2:30小时。
借助双材料喷嘴以4kg/h的速率和180℃的空气进料温度将包含约10重量％该残余物的水悬浮液从上面喷雾到流化床干燥器的流化初始料上。在该实验期间，从产物室中取出颗粒，从而使流化床的内容物保持恒定。流出物用筛子(250μm)分级。粗材料使用通用磨机粉碎并再引入流化床中，其中再循环产物与卸出产物之比为1∶1。
表1
*不能造粒的强粉尘产物实施例2以工业规模干燥根据实施例1制备的核黄素悬浮液在进入流表面积为0.07m2的流化床设备中进行喷雾造粒。喷入的悬浮液的流速为约12-20kg/h。流化床设备的产物室装有加热到160℃的加热表面。以166℃的温度吹入流化气体。为了控制粒度，将一部分流化材料取出并用筛分机分离成两种级分(有用的级分＜250μm，粗级分＞250μm)。将粗级分以及需要的话还有一部分有用的级分研磨并再循环到流化床中。再循环的产物与卸出的产物之比在表2中以“再循环”下的值给出。
表2
实施例3核黄素颗粒的堆积密度和溶解值表权利要求
1.一种以颗粒形式制备B/C型的核黄素的方法，该方法包括a)将A型的核黄素溶于无机酸水溶液中，b)然后不首先用活性炭处理所得的在无机酸中的核黄素溶液，而是直接沉淀，其中步骤a)和b)在5-15℃的温度下进行，和c)通过流化床喷雾造粒而干燥核黄素。
2.如权利要求1所要求的方法，其中在5-12℃的范围内选择溶解温度。
3.如权利要求1或2所要求的方法，其中核黄素与含水无机酸溶剂的接触时间不超过平均4小时。
4.如权利要求1-3中任何一项所要求的方法，其中核黄素与含水无机酸溶剂的接触时间不超过平均3小时。
5.如权利要求1-4中任何一项所要求的方法，其中在6-12℃的温度范围内进行沉淀。
6.如权利要求1-5中任何一项所要求的方法，其中连续进行沉淀。
7.如权利要求1-6中任何一项所要求的方法，其中在两级搅拌釜组中进行沉淀。
8.如权利要求1-7中任何一项所要求的方法，其中在所述两级搅拌釜组的第一搅拌釜中进行沉淀且核黄素溶液在第一搅拌釜中的平均停留时间为1-10分钟。
9.如权利要求1-8中任何一项所要求的方法，其中使用在顶部喷雾构造中的连续或半连续流化床喷雾造粒进行干燥。
10.如权利要求1-9中任何一项所要求的方法，其中在流化床喷雾造粒中吹入干燥器中的干燥气体的温度为100-200℃。
11.如权利要求1-10中任何一项所要求的方法，其中在流化床喷雾造粒中吹入干燥器中的干燥气体的温度为150-170℃。
12.如权利要求1-11中任何一项所要求的方法，其中将在干燥之后得到的部分核黄素再循环返回到干燥工艺中，并且再循环到喷雾流化床中的料流与作为有价值的产物从该工艺中取出的料流之比为约1∶1-4∶1。
13.颗粒形式的核黄素，其堆积密度为0.45-0.7g/ml(DIN 53468)且在压片后具有至少80％的溶解率。
14.如权利要求13所要求的核黄素，堆积密度为0.5-0.65g/ml。
15.如权利要求14所要求的核黄素，在压片之后具有至少85％的溶解率。
16.如权利要求13-15中任何一项所要求的核黄素，不含粘合剂。
17.使用如权利要求13-16中任何一项所要求的核黄素生产的片剂。
全文摘要
本发明涉及一种以颗粒形式制备B/C型的纯核黄素(维生素B2)的改进方法。还公开了颗粒形式的纯核黄素，所述纯核黄素具有按照DIN 53468测定的0.45－0.7g/ml的堆积密度，且在压片之后具有至少80％的溶解动力学特性。
文档编号A61K31/525GK1774438SQ200480009764
公开日2006年5月17日 申请日期2004年4月7日 优先权日2003年4月11日
发明者D·弗兰克, F·希尔, C·马丁, T·克内贝尔 申请人:巴斯福股份公司