鹽酸頭孢吡肟與精氨酸共沉淀行為研究

馬金菊，王振強(qiáng)，劉偉

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南開封475004）

鹽酸頭孢吡肟與精氨酸共沉淀行為研究

馬金菊，王振強(qiáng)，劉偉

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南開封475004）

通過改變鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸的摩爾比，采用共沉淀的方法制備出了一系列組合物，利用高效液相色譜（HPLC）、紅外光譜（IR）和X射線粉末衍射（XRPD）等技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的組成及結(jié)晶情況進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：在采用共沉淀方法制備的組合物中，鹽酸頭孢吡肟和精氨酸的摩爾比與投料的摩爾比基本相同，即得到的共沉淀產(chǎn)品為固體溶液，而不是共晶。均一度測(cè)試表明，以各種投料比制備的產(chǎn)品均勻性均優(yōu)于市售物理混合產(chǎn)品。

鹽酸頭孢吡肟；精氨酸；共沉淀；溶劑體系

0 引言

共沉淀是指將兩種以上的固體通過結(jié)晶的方法制備成復(fù)合顆粒粉體或多組分晶體，旨在以期待的方式獲取滿足特定需要的固體形式。因其制備過程簡(jiǎn)單，且環(huán)境友好，這一技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到應(yīng)用［1～4］。采用共沉淀方法得到的固體形式不僅僅局限于共晶，還有離子液體、共熔物、固體溶液和超分子凝膠等。而最終得到哪一種固體形式，不僅取決于所涉固體的固有性質(zhì)，還與其所處的溶劑環(huán)境之間的相互作用有關(guān)［5～7］。

頭孢吡肟是半合成的第四代注射用頭孢菌素類抗生素，可有效對(duì)抗由革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌所造成的感染。由于該化合物以兩性離子形式存在，不夠穩(wěn)定，所以必須以加酸成鹽或與其他鹽物理混合的形式制藥［8～11］。前者易對(duì)胃造成傷害，而后者容因堆密度不同而容易造成成分混合不均勻。專利WO2005094800A2提出，用鹽酸頭孢吡肟與L－精氨酸合成無定型共沉淀組合物［12］，既解決了注射頭孢吡肟pH值過低的問題，也不會(huì)形成不均勻的物理混合物。由于是無定型產(chǎn)品，故無法判斷其為共晶或固體溶液，這對(duì)后期工藝放大也不利。另外，無定型產(chǎn)品在儲(chǔ)存過程中存在不穩(wěn)定性，故一般不適用于制劑開發(fā)。

筆者通過改變工藝條件，采用共沉淀方法制備鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸組合物，并確定了最終產(chǎn)物的形態(tài)，為制備頭孢吡肟與精氨酸的一系列組合物提供了理論依據(jù)和優(yōu)化工藝。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用藥品有：鹽酸頭孢吡肟（YU140714），廣東華潤順峰藥業(yè)有限公司生產(chǎn)；L－精氨酸（C011404007），石家莊春信生物科技有限公司生產(chǎn)；鹽酸頭孢吡肟／L－精氨酸（YS140407），深圳信立泰藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)；甲醇（AR），鄭州萬?；ぎa(chǎn)品有限公司生產(chǎn)；異丙醇（AR），鄭州萬福化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)；乙腈（AR），鄭州萬?；ぎa(chǎn)品有限公司生產(chǎn)；純水，實(shí)驗(yàn)室自制。

1．2 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）溶析法。稱取一定質(zhì)量的鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸，置于恒溫水浴的反應(yīng)器中，加入甲醇或水溶解。將上述溶液滴加或直接倒入反溶劑中，攪拌一段時(shí)間，得到懸浮液。將懸浮液加以過濾，并使固體干燥，觀察其樣品性狀。

（2）反溶析法。稱取一定質(zhì)量的鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸，置于恒溫水浴反應(yīng)器中，加入甲醇或水?dāng)嚢枞芙?。將反溶劑滴加或直接倒入上述溶液中，攪拌一段時(shí)間后，得到懸浮液。將懸浮液過濾，并使固體干燥，觀察其樣品性狀。

1．3 高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，簡(jiǎn)稱HPLC）的測(cè)定

采用美國Waters 1525高效液相色譜分析儀，以十八烷基硅烷鍵合膠為填充劑，以乙腈－0．26%戊烷磺酸鈉溶液（取戊烷磺酸鈉2．61g，加水1 000 ml溶解，先用磷酸調(diào)pH值為3．4±0．1，再用氫氧化鉀溶液（65→100）將pH值調(diào)至4．0±0．1）（8∶92）為流動(dòng)相，進(jìn)行檢測(cè)。流動(dòng)相流速為1．0 ml／min，檢測(cè)波長(zhǎng)為259 nm，進(jìn)樣量為10 ul，色譜柱規(guī)格為1．6 mm×250 mm。取鹽酸頭孢吡肟對(duì)照品溶液20 ul注入色譜儀，記錄色譜圖，分析鹽酸頭孢吡肟與相鄰雜質(zhì)峰的分離度是否符合規(guī)定。精密稱取適量產(chǎn)品（約相當(dāng)于頭孢吡肟17．5 mg），加流動(dòng)相，制成濃度為0．07 mg／ml的孢吡肟溶液，搖勻，取鹽酸頭孢吡肟對(duì)照品溶液20 ul注入色譜儀，記錄色譜圖。另取相同質(zhì)量的鹽酸頭孢吡肟對(duì)照品溶液，用同法測(cè)定。按外標(biāo)法計(jì)算鹽酸頭孢吡肟含量。

1．4 X射線粉末衍射（XRD）測(cè)試

對(duì)所有粉末樣品均用D8 ADVANCE型X－射線粉末衍射儀進(jìn)行分析，用Cu-Kα射線（λ＝1．54056）進(jìn)行粉末衍射。工作電壓和電流分別為40kV、40mA，樣品掃描步長(zhǎng)為0．0194°，掃描速度為20°／min，掃描范圍為（3～45°）。

1．5 紅外光譜（IR）測(cè)試

鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸共沉淀的產(chǎn)品也用科爾帕默（Cole－Parmer）83000－00型紅外光譜儀進(jìn)行分析，以KBr為分散劑，掃描光譜范圍為4000～500 cm－1。

2 結(jié)果與討論

2．1 溶劑體系的選擇

實(shí)驗(yàn)分別選取水和甲醇作為良溶劑，不良溶劑選用異丙醇、乙腈、乙醇。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，以水為良溶劑、以乙醇、乙腈和異丙醇為反溶劑時(shí)，采用溶析結(jié)晶法，體系極易出油而無法析出固體。而采用反溶析結(jié)晶法時(shí)，雖然能得到固體，但產(chǎn)品性狀較差，易出膠，或粉末顏色發(fā)黃。在甲醇異丙醇溶析體系中，反溶析結(jié)晶法得到的產(chǎn)品性狀良好，為分散性較好的類白色固體粉末。而采用溶析結(jié)晶法雖然也能得到性狀良好的固體粉末，但其結(jié)晶過程中易出膠。故結(jié)晶體系可采用甲醇和異丙醇為良溶劑和不良溶劑。同時(shí)，由于鹽酸頭孢吡肟會(huì)隨溫度升高而含量減少，而低溫會(huì)使生產(chǎn)過程能耗加大，故實(shí)驗(yàn)選取的溫度范圍為（25～30℃）。

2．2 HPLC測(cè)定結(jié)果

測(cè)定的鹽酸頭孢吡肟／L－精氨酸高效液相色譜圖如圖1所示。

分離度R＝2（tR2－tR1）／（W1＋W2）＝2×（13．154－5．733）÷（0．1978＋0．3800）＝25．69

圖1 鹽酸頭孢吡肟／L－精氨酸高效液相色譜圖Fig．1 HPLC of Cefepime hydrochloride/L-arginine

實(shí)驗(yàn)觀察了一系列不同投料比的產(chǎn)品組成，不同鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸投料比（摩爾比）對(duì)應(yīng)的共沉淀產(chǎn)物的摩爾比如圖2所示。由圖2可以看出，產(chǎn)品的摩爾比基本接近于投料的摩爾比。這說明鹽酸頭孢吡肟與L－精氨酸形成的共沉淀產(chǎn)品并非共晶，否則只會(huì)形成單一成分的產(chǎn)品。這也說明，得到的共沉淀組合物之間沒有固定的化學(xué)計(jì)量比，共沉淀產(chǎn)物中鹽酸頭孢吡肟和精氨酸的摩爾配比可通過控制投料比而精確控制。

2．3 X射線粉末衍射（XRD）

對(duì)鹽酸頭孢吡肟原料藥、L－精氨酸原料藥、市售鹽酸頭孢吡肟／L－精氨酸混合物及以水為良溶劑制備得到的共沉淀組合物做X射線粉末衍射，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸及其兩者的物理混合物均有明顯的衍射峰，為晶體，而共沉淀產(chǎn)品無明顯衍射峰，為無定型產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)并未得到衍射峰比較明顯的共沉淀產(chǎn)品。

圖2 不同投料比制得的共沉淀產(chǎn)品的成分Fig．2 Coprecipitation product composition of different feed molar ratios

圖3 鹽酸頭孢吡肟、精氨酸、市售混合物及共沉淀組合物的XRPD圖Fig．3 XRPD patterns of Cefepime hydrochloride，L-arginine，commercial product and coprecipitation combination

2．4 紅外光譜法（IR）

對(duì)鹽酸頭孢吡肟原料藥、L－精氨酸原料藥、市售鹽酸頭孢吡肟／精氨酸混合物及得到的共沉淀組合物做紅外光譜測(cè)試，得到的結(jié)果如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可知，共沉淀組合物的紅外光譜吸收與物理混合趨勢(shì)基本一致，但峰的強(qiáng)度發(fā)生了改變，某些特征峰發(fā)生了紅移和藍(lán)移。而且，物理混合物紅外圖譜上1 729 cm－1的吸收峰在共沉淀產(chǎn)品上沒有出現(xiàn)，該吸收峰由C＝O的伸縮振動(dòng)引起，推測(cè)是由于組合物中的鹽酸頭孢吡肟和精氨酸之間存在作用，使該峰紅移到與其他峰重合的位置或者消失。這也說明，共沉淀產(chǎn)品為鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸的固體溶液。

圖4 鹽酸頭孢吡肟、精氨酸、市售混合物及共沉淀組合物的紅外光譜圖Fig．4 IR patterns of Cefepime hydrochloride，L-arginine，commercial product and coprecipitation combination.

圖5 市售混合物與共沉淀產(chǎn)物的紅外光譜圖Fig．5 Comparison of IR patterns of commercial product and coprecipitation combination

2．5 共沉淀組合物與市售混合物均一性比較

從市售鹽酸頭孢吡肟／L－精氨酸混合物和投料比為0．5的甲醇異丙醇體系共沉淀產(chǎn)品中各取3個(gè)樣，進(jìn)行溶殘測(cè)定和比例驗(yàn)證，并比較它們的均一性，結(jié)果如表1所示。

表1 HPLC法測(cè)定共沉淀組合物與市售混合物的比例Tab．1 Mole ratios of commercial product and coprecipitation combination by HPLC

由表1可知，在投料摩爾比（鹽酸頭孢吡肟∶精氨酸）為0．5的條件下，共沉淀組合物的比例均在0．5左右，且同市售混合物相比，比例更加均勻。這從側(cè)面反映了共沉淀產(chǎn)品為固體溶液，而非共晶與某種單一組分的物理混合。

3 結(jié)語

采用共沉淀方法制備了與市售混合物相同比例的鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸組合物，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，由共沉淀方法制備出的組合物，鹽酸頭孢吡肟和精氨酸的摩爾比與投料摩爾比基本相同。均一度測(cè)試表明，各種投料比下的該類產(chǎn)品均勻性優(yōu)于市售物理混合物。結(jié)合紅外圖譜可以說明，得到的共沉淀產(chǎn)品為固體溶液，而不是共晶。因此，在一定程度上，利用鹽酸頭孢吡肟和L－精氨酸共沉淀可替代兩者的簡(jiǎn)單物理混合，從而解決兩者物理混合所產(chǎn)生的物料含量不均一的問題。

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[責(zé)任編輯 楊明慶]

Study on Coprecipitation of Cefepime hydrochloride and Arginine

Ma Jinju，Wang Zhenqiang，Liu Wei
（Yellow River Conservancy Technical Institute，Kaifeng 475004，Henan，China）

By changing the mole ratios of Cefepime hydrochloride and L－Arginine，using the coprecipitation method，it prepares a series of compositions．The composition and the crystal mophology of were studied by High Performance Liquid Chromatography（HPLC），Infrared spectroscopy（IR），X－Ray Power Diffraction（XRPD）．The results showed that mole ratios of Cefepime hydrochloride and L－arginine in the coprecipitation product were the same as the feeding molar ratio，which declared that coprecipitation product were solid solution，rather than cocrystal．It turned out that the uniformity of the coprecipitation product was higher than that of the commercial product．

Cefepime hydrochloride；L－arginine；coprecipitation；solvent system

TQ465.1

A

10．13681／j．cnki．cn41－1282／tv．2017．03．013

2017-03-21

馬金菊（1985-），女，河南南陽人，助教，碩士，主要從事高校生物化工專業(yè)的教學(xué)與研究工作，研究方向?yàn)樗幬锓€(wěn)定性技術(shù)。