頭孢孟多酯鈉的波譜學(xué)特征和結(jié)構(gòu)確證

林云良，高紅梅，李鋒，魏祥玉，王志偉，姜海龍，王岱杰

(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)，山東省分析測試中心，山東 濟(jì)南 250014)

頭孢孟多酯鈉(cefamandole nafate)屬第二代頭孢菌素(圖1)，抗菌范圍廣，對各種葡萄球菌、溶血性鏈球菌和肺炎球菌等革蘭陽性球菌具有較強(qiáng)的抗菌活性，對革蘭陰性桿菌的抗菌作用明顯比第一代頭孢菌素強(qiáng)，對部分吲哚陽性變形桿菌、腸桿菌屬和枸椽酸桿菌也有一定的抗菌作用[1-2]。該成分為頭孢孟多的前體藥物，靜脈或肌肉注射后在體內(nèi)迅速水解為有效成分頭孢孟多，具有副作用較少、安全性較高、療效較為確切的優(yōu)點，受到臨床醫(yī)生的廣泛認(rèn)可[3]。國外臨床用以治療肺炎、腦膜炎、敗血癥、尿路感染、骨髓炎和盆腔感染等各種細(xì)菌感染，均獲滿意療效。

圖1 頭孢孟多酯鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of cefamandole nafate

目前，國內(nèi)外已有關(guān)于頭孢孟多酯鈉的化學(xué)合成、含量測定和臨床研究的報道[4-6]，但其完整的結(jié)構(gòu)解釋尚未見報道。為確證其結(jié)構(gòu)，本文較全面地報道了頭孢孟多酯鈉的紅外(IR)、紫外(UV)、質(zhì)譜(MS)、氫譜(1H-NMR)、氫-氫相關(guān)譜(gCOSY)、碳譜(13C-NMR，DEPT)、碳?xì)湎嚓P(guān)譜(gHMQC)以及碳?xì)溥h(yuǎn)程相關(guān)譜(gHMBC)。利用gHMQC和gHMBC所提供的碳?xì)湎嚓P(guān)和遠(yuǎn)程相關(guān)信息對所有的1H-NMR和13C-NMR譜信號進(jìn)行了歸屬，這些參數(shù)能夠準(zhǔn)確證明頭孢孟多酯鈉的結(jié)構(gòu)，為合成及生產(chǎn)過程質(zhì)量控制提供了重要的參考信息[7-9]。

1 儀器與試藥

1.1 儀器與測定條件

所有核磁共振實驗均在Varian INOVA 600超導(dǎo)核磁共振儀(美國瓦里安公司)上測定，以氘代二甲基亞砜為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)，氫譜共振頻率為600 MHz, 碳譜共振頻率為150 MHz；Bruker Vertex-70紅外光譜儀(KBr壓片)(瑞士布魯克公司)；Shimadzu UV-2550 紫外-可見分光光度計(日本島津公司)；德國Elementarvario EL Ⅲ 元素分析儀(德國艾力蒙塔公司)；Agilent Technonlgies 6520 Accuratr-Mass Q-TOF 質(zhì)譜儀(美國安捷倫公司)。

1.2 樣品

頭孢孟多酯鈉(C19H17N6O6S2Na)樣品(齊魯安替制藥有限公司，批號：T-50001IJ86H-C)元素分析測定值(w/%，括號內(nèi)為計算值)為C：44.43(44.53)；H：3.40(3.34)；N：16.30(16.40)。元素分析測定結(jié)果與理論計算值基本一致，符合分子式。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外吸收光譜(UV)

分別配制樣品的水溶液、0.1 mol·L-1HCl溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行測定。該化合物在中性和酸性溶液中紫外吸收光譜沒有顯著變化；在堿性溶液中吸收波長紅移且峰形發(fā)生變化，結(jié)果見表1。紫外吸收光譜圖檢測結(jié)果與頭孢孟多酯鈉結(jié)構(gòu)相符。

表1 頭孢孟多酯鈉樣品的UV譜測定數(shù)據(jù)

2.2 紅外光譜(IR)

表2 頭孢孟多酯鈉樣品的IR譜各吸收峰歸屬

2.3 核磁共振譜(NMR)

2.3.11H核磁共振譜(1H-NMR)

表3 頭孢孟多酯鈉樣品的1H-NMR數(shù)據(jù)

圖2 頭孢孟多酯鈉的1H-NMR圖譜Fig 2 1H-NMR spectra of cefamandole nafate

2.3.213C核磁共振譜(13C-NMR)

頭孢孟多酯鈉樣品的13C-NMR譜測定數(shù)據(jù)見表4，13C-NMR圖譜見圖3。

圖3 頭孢孟多酯鈉的13C-NMR圖譜Fig 3 13C-NMR spectra of cefamandole nafate

歸屬化學(xué)位移(ppm)碳類型gHMQC(ppm)gHMBC(ppm)C10168.787C-5.514C19164.584C--C8162.974C-9.350, 4.860C18161.616CH8.3686.109C22155.147C-4.408,4.188, 3.902C12135.320C-7.394～7.358C3134.198C--C15129.224CH7.394～7.3587.502C14,C16128.813CH7.394～7.358-C13,C17127.798CH7.5026.109C4115.355C-4.408,4.188, 3.484,3.284C1173.992CH6.1099.350, 8.368, 7.502C758.384CH5.514-C657.713CH4.8609.350, 3.484,3.284C2037.115CH24.408,4.1883.484,3.284C2734.010CH33.902-C226.618CH23.484,3.2844.860, 4.408,4.188

根據(jù)13C-NMR、DEPT、gHMBC、gHMQC圖譜，可對頭孢孟多酯鈉樣品的13C-NMR譜進(jìn)行歸屬。(1)頭孢孟多酯鈉的分子結(jié)構(gòu)中共有19個碳，而本品的13C譜顯示17組碳峰，說明分子中含有等價碳，由DEPT譜可知，化學(xué)位移為168.787×10-6、164.584×10-6、162.974×10-6、155.147×10-6、135.320×10-6、134.198×10-6、115.355×10-6的峰為季碳(7個)，161.616、129.224、128.813、127.798、73.992、58.384、57.713 ppm 的峰為叔碳(7個)，37.115×10-6、26.618×10-6的峰為仲碳(2個)，34.010×10-6的峰為伯碳(1個)，這與頭孢孟多酯鈉的分子結(jié)構(gòu)相符。(2)δ34.010的伯碳峰，在gHMQC譜中與δ3.902氫27相關(guān)，歸屬為27位的甲基碳。(3)δ26.618的仲碳峰, 在gHMQC譜中與δ3.484,3.284氫2相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ4.860氫6和δ4.408，4.188氫20遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為2位亞甲基碳。(4)δ37.115的仲碳峰, 在gHMQC譜中與δ4.408,4.188氫20相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ3.484，3.284氫2遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為20位亞甲基碳。(5)δ57.713的叔碳峰，在gHMQC譜中與δ4.860氫6相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ9.350氫9和δ3.484,3.284氫2遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為6位次甲基碳。(6)δ58.384的叔碳峰，在gHMQC譜中與δ5.514氫7相關(guān)，歸屬為7位次甲基碳。(7)δ73.992的叔碳峰，在gHMQC譜中與δ6.109氫11相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ9.350氫9、δ8.368氫18和δ7.502氫13,17遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為11位次甲基碳。(8)δ127.798的叔碳峰，在gHMQC譜中與δ7.502氫13，17相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ6.109氫11遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為13，17位碳。(9)δ128.813的叔碳峰，在gHMQC譜中與δ7.394～7.358氫14,16相關(guān)，歸屬為14,16位碳。(10)δ129.224的叔碳峰，在gHMQC譜中與δ7.394～7.358氫15相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ7.502氫13,17遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為15位碳。(11)δ161.616的叔碳峰, 在gHMQC譜中與δ8.368氫18相關(guān)，在gHMBC譜顯示，該碳峰與δ6.109氫11遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為18位碳。(12)δ115.355為季碳峰，在gHMBC上譜上與δ4.408，4.188氫20和δ3.484，3.284氫2遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為4位烯碳。(13)δ135.320為季碳峰，在gHMBC上譜上與δ7.394～7.358氫14,16遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為12位烯碳。(14)δ155.147為季碳峰，在gHMBC上譜上與δ4.408,4.188氫20和δ3.902氫27遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為22位碳。(15)δ162.974為季碳峰，在gHMBC上譜上與δ9.350氫9和δ4.860氫6遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為8位羰基碳。(16)δ168.787為季碳峰，在gHMBC上譜上與δ5.514氫7遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為10位羰基季碳。

綜上所述，所有碳?xì)湫盘枤w屬分析后，樣品所得的氫譜和碳譜信號均與頭孢孟多酯鈉結(jié)構(gòu)一致，鑒定結(jié)構(gòu)為頭孢孟多酯鈉。

2.4 質(zhì)譜(MS)

質(zhì)譜測得樣品的分子離子峰[M+H]+，其質(zhì)荷比m/z為513.1，與頭孢孟多酯鈉的分子離子峰(分子量為512.49)一致。

3 結(jié)論

綜上所述，紫外光譜,紅外光譜,核磁共振一維、二維譜以及質(zhì)譜的測試結(jié)果表明，樣品與頭孢孟多酯鈉分子結(jié)構(gòu)式一致。測試所得各譜圖和數(shù)據(jù)為頭孢孟多酯鈉以及同類化合物的解析奠定了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)，也為該藥物的合成以及生產(chǎn)中的質(zhì)量控制提供了重要的參考依據(jù)。

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