甘油磷酸膽堿晶體的制備及結(jié)構(gòu)分析

趙成磊， 張洪斌， 胡雪芹， 何伶俐， 曹明成

（1.合肥工業(yè)大學(xué) 醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.合肥創(chuàng)新醫(yī)藥技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230088）

0 引言

甘油磷酸膽堿（Glycerophospholcholine，簡(jiǎn)稱GPC），是重要的乙酰膽堿（Acetylcholine）的生物合成前體，能改善老年人的認(rèn)知能力及提高青 少 年 的 記 憶 力［1］。GPC 的 分 子 式 為C8H20NO6P，分子量為257.22，結(jié)構(gòu)式為：

GPC的合成與制備雖有相關(guān)報(bào)道［2－3］，但目前國內(nèi)關(guān)于GPC結(jié)晶制備及晶體結(jié)構(gòu)的報(bào)道不多。文獻(xiàn)［4］利用Baer ＆Kates制備的GPC，培育單晶，X－ray單晶結(jié)構(gòu)衍射分析表明，其化合物晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系，P21手性空間群，晶胞系數(shù)為：a＝10.10×10－10m，b＝7.71×10－10m，c＝16.62×10－10m，α＝γ＝90.00°，β＝102.7°，Dc＝1.320g／cm3。每個(gè)晶胞中含有4個(gè)化學(xué)式量的分子。

由于很多化合物存在多晶型現(xiàn)象，而原料藥晶型的不同可能會(huì)導(dǎo)致最終藥效的不同［5］。為了深入研究GPC的晶體結(jié)構(gòu)并為工業(yè)生產(chǎn)提供晶型參考，本實(shí)驗(yàn)在本課題組相關(guān)研究的基礎(chǔ)上［6－8］，培育其單晶，通過 X－ray單晶衍射確證了GPC的結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行了單晶結(jié)構(gòu)分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：Vario EL Cube型元素分析儀；WZZ－3自動(dòng)旋光儀；DSC821e差示掃描量熱儀；Nicolet 67傅里葉紅外光譜儀；熱電OrbitrapXL傅里葉變換靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜儀；Gemini S Ultra，Oxford Diffraction單晶衍射儀。試劑：GPC實(shí)驗(yàn)室自制，無水乙醇（分析純）。

1.2 GPC結(jié)晶的制備和結(jié)構(gòu)分析

將分離純化后的GPC［6］加入乙醇共沸旋蒸，然后水浴鍋高溫溶解，冰水浴梯度降溫至15℃左右，放0℃冰箱靜置28h，析出晶體。

元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析如下：① 理論值。C，37.36%；H，7.84%；O，37.320%；N，5.45%。② 實(shí)測(cè)值。C，37.06%；H，7.73%；O，37.417%N，5.44%。實(shí)測(cè)值與理論值一致。

［α］22D＝ －2.54°，與文獻(xiàn) 報(bào) 道 基 本一致［1］。IR（KBr）ν：3 405cm－1（—OH），2 956cm－1（N—CH3），1 481cm－1（N—C，N—CH3），1 228cm－1（P＝ O），1 085cm－1（C—O），971cm－1（P—O），與文獻(xiàn)報(bào)道一致［5］。

ESI－MS m／z 258.109 83［M＋H］＋，理論計(jì)算值258.110 10，實(shí)測(cè)值與理論值一致。

DSC821e差示掃描量熱儀實(shí)測(cè)熔點(diǎn)為149.164℃，與文獻(xiàn)［9］報(bào)道基本一致。樣品可以用于X－ray衍射實(shí)驗(yàn)。

1.3 X－ray衍射實(shí)驗(yàn)與晶體結(jié)構(gòu)解析

晶體學(xué)數(shù)據(jù)和衍射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的收集在Oxford Diffraction公司的Gemini S Ultra型單晶衍射儀上進(jìn)行。將尺寸為0.36mm×0.37mm×0.42mm無色塊狀單晶置于衍射儀上，用Cu Kα（λ＝1.541 84×10－10m）光源收集（150±2）K溫度下的衍射數(shù)據(jù)。在4.89°≤θ≤69.75°范圍內(nèi)收集4 137個(gè)衍射點(diǎn)，其中2 204個(gè)［R（int）＝0.012 6］獨(dú)立點(diǎn)。

衍射數(shù)據(jù)經(jīng)過CrysAlis Pro軟件進(jìn)行還原和校正，并利用SHELXL－97［10］軟件進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)的解析和精修。最終的殘差因子收斂于R1＝0.022 2，wR2＝0.062 2（對(duì)所有數(shù)據(jù)R1＝0.022 5，wR2＝0.062 4）。最終差值：電子密度的最高峰為0.176e／3，最低峰為 －0.206e／3。Flack參數(shù)為－0.009（17）。

2 結(jié)果與討論

標(biāo)題化合物的非氫原子的等效各向同性位移參數(shù)見表1所列。有關(guān)原子鍵長(zhǎng)和鍵角見表2～表4所列，其中UEQ為批橢球正交張量軌跡［11］的1／3。

表1 原子坐標(biāo)和熱參數(shù)

表2 標(biāo)題化合物的有關(guān)原子鍵長(zhǎng) 10－10 m

表3 標(biāo)題化合物的有關(guān)原子鍵角 （°）

表4 扭轉(zhuǎn)角

X－ray單晶衍射分析表明，該化合物晶體結(jié)構(gòu)為正交晶系，P212121手性空間群，晶胞系數(shù)為：a＝7.080 30（10）×10－10m，b＝11.430 3（2）×10－10m，c＝14.807 8（2）×10－10m，α＝β＝γ＝90.00°，Z＝4，V＝1 198.39（3）×10－10m，F(xiàn)（000）＝552，Dc＝1.426g／cm3。每個(gè)晶胞中含有4個(gè)化學(xué)式量的分子 C8H20NO6P，其中手性中心為C（2），通過PLATON程序檢測(cè)為R構(gòu)型。通過SHELXL－97軟件解析和精修得到的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 GPC晶體的X－ray衍射結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

隨著研究發(fā)現(xiàn)，藥物多晶型現(xiàn)象普遍存在。晶型不同導(dǎo)致理化性質(zhì)（如溶解度、熔點(diǎn)、密度、硬度、熱容及晶體形態(tài)等）可能有所差異，從而引起藥物溶出速率、溶出度及穩(wěn)定性等的質(zhì)量差異，最終影響藥物的生物活性與生物利用度，導(dǎo)致臨床療效的差異［12］。影響藥物晶型的因素很多，如溶劑、溫濕度、研磨、結(jié)晶方法、壓力及添加劑等［13］。本文在本課題組相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，采用乙醇冷卻結(jié)晶法培育了GPC單晶，確定了結(jié)構(gòu)，對(duì)其晶型進(jìn)行了補(bǔ)充，為今后的GPC制劑中晶型的選擇提供了參考。

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