不同结晶条件下7_ACA晶型结构与质量稳定性研究_林梅

海峡药学 2011年 第23卷第10期

不同结晶条件下7-ACA晶型结构与质量稳定性研究

林 梅(福建省福抗药业股份有限公司福州350002)

摘要:本文利用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱法(FT-IR)、拉曼光谱和差热分析(DTA),对不同结晶条件下得到的四种7-ACA(7-氨基头孢

烷酸)样品的晶型结构进行研究,同时也对上述结晶条件下制备的7-ACA产品进行质量稳定性研究;结果表明7-ACA在不同结晶条件下可获得相同晶型结构,且其质量稳定性没有显著性差异。从而说明7-ACA结晶条件较宽松,不同结晶方式能产生相同晶型结构的产品,且质量稳定性一致。

关键词:7-ACA(7-氨基头孢烷酸);晶型;粉末X射线衍射(XRD);红外光谱法(FT-IR);拉曼光谱;差热分析(DTA);稳定性

中图分类号:TQ460 4;R927 11 文献标识码:A 文章编号:1006-3765(2011)-10-0060-03

Polymorphismandstabilitystudyof7-ACAcrystalsobtainedunderdiffer-entCrystallizationconditions

LINMei(FujianFukangPharmaceuticalCo Ltd ,Fuzhou,Fujiang350002,China)

ABSTRACT:OBJECTIVE Toinvestigatethepolymorphismandthecorrespondingstabilityoffour7-ACA(7-aminocephalosporanicacid)crystalsobtainedunderdifferentcrystallizationconditionsusingspectroscopicandchromatographictechniques METHODS SpectroscopytechniquesincludedX-raypowderdiffraction(XRD),FT-IR,Ramanspectroscopy,differentialthermalanalysis(DTA)andHighPerformanceLiquidChromatography(HPLC).RESULTS NoapparentdifferenceswereobservedforthefourcrystalsintermsofXRDpattern,FT-IR,RamanandDTAresults Also,stabilitystudyresultsbyHPLCindicatedthatthefourcrystalsexhibitedsim-i

larstabilities CONCLUSION Theresultssuggestedtheobtainedfourcrystalspossessedtheidenticalcrystallinestructureandsimilarstability Thestudiedcrystallizationconditionsappearedtohaveminimalimpactonthestruc-tureandthestabilityofthecrystalsformed KEYWORDS:7-ACA;polymorph;X-raypowderdiffraction(XRD);FT-IR;Ramanspectroscopy;Differentialthermalanalysis

(DTA);Stability

7-ACA(7-氨基头孢烷酸)是用于生产头孢菌素类抗生素的重要母核,是合成各种头孢类菌素的关键中间体,在我国医药行业占有十分重要的地位。由于固体药物在结晶过程中受各种因素影响,可能使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子在晶格空间排列不同而形成不同晶型,使其在外观、熔点及光学性质等方面可能显著不同,从而影响药物的质量稳定性与疗效。本文综合使用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱法(FT-IR)、拉曼光谱、差热分析(DTA)分析了不同结晶条件下得到的四种7-ACA结晶样品的晶型结构,考察不同结晶条件下制备的7-ACA晶型是否有显著性差异,并探讨其与质量稳定性的关系。1 仪器

X射线衍射仪:BrukerD8AdvanceX-rayDiffractometer;FT-IR光谱仪:Perkin-ElmerSpectrum100配备通用衰减全反

射附件(UniversalATRSamplingAccessory);拉曼光谱仪:

RenishawInVia;差热分析仪:NETZSCHTG209F1;LC-2010CHT高效液相色谱仪;LRH-250生化培养箱。2 实验方法2 1 晶体制备

2 1 1 取7-ACA溶液,控制温度不超过15 条件下滴加6N盐酸,速度控制在1hr内滴加完毕,调节pH3 0~3 5,搅拌转速30~40r min-1,养晶1 5h。

2 1 2 取7-ACA溶液,加入0 1%EDTA-2Na,控制温度10~12 加入6N盐酸,开始微浑时,养晶30min,搅拌转速控制在20~30r min-1,温度8~10 ,滴加盐酸到终点至pH3 5,在温度2~5 条件下养晶60min。

2 1 3 取7-ACA溶液,调节pH至7 0,加入乙酸丁酯,在4~6 条件下搅拌30min,搅拌转速控制在10~20r min-1。加6N盐酸调节pH至微混,缓慢搅拌,控制速度在10r min-以下,养晶30min。继续调节pH至3 8~4 0,养晶4hr。

1

作者简介:林梅,女(1961-)。硕士,高级工程师,从事药物分析及药品生产质量管理。联系电话:13701061279

2 1 4 取7-ACA溶液,搅拌转速控制在20~30r min-1,缓慢滴加6N盐酸,调节pH至5 6~6 0,出现沉淀时,暂停加

StraitPharmaceuticalJournalVol23No 102011

酸,降低搅拌速度10~20r min-1,在冰浴中冷却至2~8 ,让结晶慢慢析出约20~30min,继续加酸调节pH至4 0~4 2,养晶约2h。

上述4份溶液分别过滤,用少量冷无盐水(2~4 )洗涤两次,丙酮充分洗涤3次,真空抽干。结晶粉置于真空干燥箱真空干燥(30~36 )4hr。获得四种7-ACA白色晶体,分别编号为0907020、0907021、0907022、0907023。2 2 晶型研究 XRD:称取7-ACA晶体样品各2mg,用Cu-K 射线进行辐射,铜靶光管电压为40kV,管电流30mA,2 扫描范围10~70 ,发射夹缝0 06mm。

FT-IR漫反射:称取适量样品晶体直接放置于ATR探头处进行测定,4cm-1分辨率,扫描范围450~4000cm-1,10次嫂描累加。

拉曼光谱:采用的激发波长为633nm。

差热分析法:N2为基线,N2流速20 0mL min-1,上限温度300 ,下限温度30 ,升温速率10 0k min约4mg。

-1

十天7-ACA纯度及含量,及主要相关物质去乙酰7-ACA(D-7ACA),去乙酰氧7-ACA(DO7ACA)和头孢菌素C(CPC)的纯渡,考察4个样品各质量指标的变化趋势。

HPLC检测方法如下:色谱柱RP-8,5 m,4 6 250nm;检测波长270nm;流动相为pH4 0缓冲液 乙腈=975 25(V/V);流速约1 0mL min-1;进样量5 0 L。以面积归一法计算各组分的纯度,外标法计算7-ACA的含量。3 实验结果

3 1 粉末X射线衍射结果 粉末衍射是研究药物多晶型的最常用的方法。每一种晶体的粉末X-衍射图谱就如同人的指纹,利用该方法所测得的每一种晶体的衍射强度和分布都有特定性和专属性规律。粉末图谱所具有的指纹性和特征性规律表现在其衍射峰位置与强度上,所以粉末X-射线衍射在药物晶型的定性方面起着决定性作用。7-ACA晶体样品的X光衍射测定数据和谱图分别(见表1、图1)。从4个样品的XRD谱图中可观察到强度较高的尖锐峰8个,其中衍射角为15 5 、16 0 和21 0 衍射峰强度最大。通过XRD谱图特征峰的比对可以发现4个样品的XRD谱图一致性较高其具有相同晶型。

1

,样品用量

2 3 质量稳定性测试 取7-ACA样品置于40 2 ,相对湿度75 5%的恒温箱中10d,HPLC检测第零天、第五天和第

表1 7-ACA的X-射线衍测定数据

样品批号

0907020090702109070220907023

2 面间距2 面间距2 面间距2 面间距

,判断

衍射峰位置和强度

115 5935 678215 5205 704815 5665 688215 5475 6951

216 0335 523516 0415 520616 0145 529816 0425 5203

318 1394 886618 1174 892318 1214 891518 1274 8897

421 0744 212221 0274 221421 0364 219821 0544 2161

521 6444 102521 6444 102521 6064 109721 6074 1094

623 9423 713723 8963 720723 9423 713723 9233 7166

726 9053 311126 8963 312126 8683 315526 9143 3099

835 3782 535135 3882 534435 1972 547735 3022

5404

图2 7-ACA的FT-IR谱图

图1 7-ACA的XRD谱图

从FT-IR光谱可以看出,4个样品的光谱基本一致。在红外光谱中可以观察到波数3145、2610和2065附近有漫宽

峰,在1790、1735、1615和1535附近有尖锐峰。3145cm-1处的峰对应于NH2的吸收;2610cm-1处的峰对应于-CH3和-CH2-的伸缩振动吸收;1790cm-1和1620cm-1处对应于-NC=O的吸收;1735cm-1处的峰对应于-OC=O的吸收;1535cm-1处的峰对应于=CN-COO的吸收 2 。因此,从红外光谱图可以判断四个样品具有相同的晶型。

3 2 FT-IR实验结果 不同晶型药物分子中的某些化学键

键长、键角会有所不同,致使其振动-转动跃迁能级不同,与其相应的红外光谱的某些主要特征如吸收带频率、峰形、峰位、峰强度等也会出现差异,因此红外光谱是用于药物晶型研究的手段之一。将7-ACA晶体直接放置在通用衰减全反射附件(ATR)上直接检测,得到的样品的红外光谱图(见图2)

。

3,4

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3 3 拉曼光谱实验结果 拉曼光谱亦是研究分子振动的方法之一。常用于检测在红外光谱中吸收不明显的非极性基团。拉曼光谱对固体药物晶型变化的灵敏性使其成为理想的晶型定性分析方法之一。图3为样品的拉曼光谱谱图。由谱图可见,4个样品各有3组较为集中的散射峰,拉曼频移的范围分别在波数110-850,1300~1700和2900~3000附近;4个样品均在119、690、815、1335、1357、1637、2907、2943、2973和3003cm-1附近有较强峰,峰数和位置均较为一致,四种样品的拉曼光谱有较高的相似度,判断具有相同晶

型。

差热分析结果表明(以Lot 0907020为例,7-ACA晶体样品的差热分析谱图见图4),样品均在214 左右出现最显著温度变化,4个样品测定的熔点分别为213 4、213 2、214 2、214 8 。同时根据热重分析法(TG)观察,各样品的重量损耗比例相近。以上结果均表明样

品晶型结构可能相同。

图4 7-ACA晶体的DTA分析谱图

3 5 稳定性实验结果 样品在40 2 ,相对湿度75 5%条件下贮存10天,第零、五和十天的HPLC检测结果(见表

2)。

第零、五和十天的各组分纯度和含量的结果表明,4种结

图3 7-ACA的拉曼光谱谱图

晶方式制备所得7-ACA的纯度和含量基本一致且未随时间发生明显变化,说明四种7-ACA产品的质量稳定性相似。由此可见,四种结晶方式对7-ACA产品的质量稳定性没有显著性影响。

3 4 差热分析法实验结果 物质的晶型结构与熔点高低有紧密的联系,熔点是判断物质晶型结构是否一致的重要依据。

表2 7-ACA稳定性的HPLC测定数据

检测项目检测时间纯度%

7-ACAD-7ACADO7ACACPC

含量%(干)

第零天98 10 510 630 7096 2

0907020第五天97 80 580 610 7395 4

第十天98 10 510 600 6495 8

第零天98 50 710 460 0498 7

0907021第五天98 70 660 410 0398 3

0907022

第十天98 60 690 410 0298 6

第零天98 60 620 410 0298 7

第五天98 50 640 430 0298 1

第十天98 70 540 630 0399 3

第零天97 51 450 590 0397 0

0907023第五天97 71 430 500 0397 4

第十天97 81 340 490 0296 7

5 小结

本文综合使用了粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱法(FT-IR)、拉曼光谱和差热分析法(DTA)研究了不同结晶条件下得到的4种7-ACA结晶样品的晶型结构,结果表明不同结晶条件下获得的4种7-ACA晶体样品具有相同的晶型结构,同时,稳定性研究结果表明,不同结晶方式对7-ACA产品的质量稳定性没有显著性影响,从而说明7-ACA结晶条件较宽松,不同结晶方式能产生相同晶型结构的产品,且质量稳定

性一致。

参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4awe.html