對苯醌與克拉霉素的荷移反應(yīng)及其應(yīng)用*

張帆，尚永輝，孫家娟，王丹美，楊健，李悅

（咸陽師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，陜西咸陽 712000）

克拉霉素（Clarithromycin）為20世紀(jì)90年代開發(fā)的新一代大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，為6-O-甲基紅霉素［1］，其結(jié)構(gòu)式如圖1。

圖1 克拉霉素分子結(jié)構(gòu)式

克拉霉素具有對胃酸穩(wěn)定、口服生物利用度高、清除半衰期長和對組織穿透力強的特點，對呼吸、生殖、泌尿、五官、皮膚及附屬結(jié)構(gòu)感染等多種病癥具有良好的療效［2］。我國藥典采用高效液相色譜法檢測克拉霉素含量［3］，該法實驗操作比較繁瑣，且費時較長。文獻報道測定克拉霉素的方法還有比色法［4］、極譜法［5–6］、熒光法［7］、HPLC–MC法［8］。筆者利用克拉霉素與對苯醌間的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，建立了簡便快捷的荷移分光光度法測定克拉霉素的光化學(xué)新方法，該方法具有操作簡便快捷、靈敏度高、重復(fù)性好、選擇性好等特點。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

紫外分光光度計：Specord 50型，德國耶拿公司；

石英比色皿：宜興市晶科光學(xué)儀器有限公司；

電子分析天平：HA–180MF型，日本日立公司；

克拉霉素標(biāo)準(zhǔn)品：純度大于99.5%，中國藥品生物制品檢定所；

克拉霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.0×10–4mol／L，稱取0.003 7 g克拉霉素標(biāo)準(zhǔn)品，置于燒杯中，用少量丙酮溶解后移入50 mL容量瓶中，用無水乙醇定容至標(biāo)線，實驗所需其它濃度的克拉霉素溶液由此標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋而得；

對苯醌：分析純，上海山浦化工有限公司；

對苯醌–乙醇溶液：0.15 mol／L，稱取0.810 8 g對苯醌，置于干燥燒杯中，用乙醇溶解后移入50 mL棕色容量瓶中，用無水乙醇定容至標(biāo)線，避光保存，備用；

克拉霉素片：標(biāo)示含量為250 mg／片，西安利君制藥有限責(zé)任公司。

1.2 實驗方法

分別取一定量的克拉霉素于10 mL比色管中，加入一定量的0.15 mol／L對苯醌–乙醇溶液，采用單因素輪換法考察反應(yīng)時間、溫度、緩沖液、表面活性劑對荷移絡(luò)合物形成的影響，測定300～700 nm間的電子吸收光譜并記錄荷移絡(luò)合物最大吸收波長處的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 荷移絡(luò)合物的電子吸收光譜

按1.2實驗方法分別測定1.5×10–7mol／L的克拉霉素溶液，4.5×10–5mol／L的對苯醌乙醇溶液及1.5×10–7mol／L的克拉霉素溶液和4.5×10–5mol／L的對苯醌–乙醇混合溶液的電子吸收光譜，如圖2所示。

圖2 荷移絡(luò)合物和試劑的電子吸收光譜

由圖2可知，實驗條件下克拉霉素的最大吸收在272 nm處，對苯醌在376 nm處具有較弱的吸收(見放大區(qū)域)，克拉霉素與對苯醌混合反應(yīng)一段時間后，克拉霉素與對苯醌混合體系在360 nm處產(chǎn)生一較強的吸收，該吸收比相同濃度下克拉霉素與對苯醌吸收曲線的簡單加和值(見圖2中的曲線c)明顯增強，該體系的摩爾吸光系數(shù)遠(yuǎn)高于克拉霉素及對苯醌單體，表明克拉霉素與對苯醌之間發(fā)生了某種反應(yīng)，該反應(yīng)可能是克拉霉素分子上的N原子提供n電子給對苯醌分子的π軌道，生成了電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的結(jié)果。

2.2 荷移反應(yīng)條件探索

2.2.1 溶劑的影響

分別考查了丙酮、乙醇、甲醇、水、甲醇–水（1∶2，體積比，下同）、乙醇–水（1∶2）等6種不同溶劑對克拉霉素與對苯醌荷移反應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在甲醇–水（1∶2）的溶劑中對苯醌與克拉霉素反應(yīng)的荷移絡(luò)合物特征吸收峰最為明顯，故實驗選擇甲醇–水（1∶2）為溶劑。

2.2.2 反應(yīng)時間的影響

準(zhǔn)確移取1.0×10–4mol／L克拉霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液1.50 mL于10 mL比色管中，再加入0.15 mL 0.15 mol／L對苯醌–乙醇溶液，用甲醇∶水（1∶2）溶液定容至10 mL，記錄不同反應(yīng)時間下體系的電子吸收光譜。結(jié)果表明，0～45 min內(nèi)荷移絡(luò)合物特征吸收峰逐漸增大，50 min后特征吸收峰基本保值不變，表明荷移反應(yīng)基本完全。實驗選取反應(yīng)時間為60 min。

2.2.3 反應(yīng)溫度的影響

考察了反應(yīng)溫度對對苯醌與克拉霉素荷移反應(yīng)的影響，結(jié)果顯示，在較低的溫度下荷移反應(yīng)速度緩慢；而溫度太高又會導(dǎo)致荷移絡(luò)合物的分解。綜合考慮，實驗選擇在39℃下進行。

2.2.4 對苯醌用量的影響

試驗了對苯醌的用量對反應(yīng)的影響，試驗過程中恒定克拉霉素的用量，逐漸改變對苯醌的用量，觀察體系的電子吸收光譜。結(jié)果顯示，隨著對苯醌用量的增加，荷移絡(luò)合物特征吸收峰值呈增大趨勢，在苯醌的用量為0.3 mL后趨于平緩，說明添加0.3 mL對苯醌可使反應(yīng)進行得比較完全，因此對苯醌用量選擇0.3 mL。

2.2.5 表面活性劑的影響

文獻報道表面活性劑對荷移反應(yīng)具有一定的影響［9］。試驗考察了乳化劑OP–10、十二烷基苯磺酸鈉、曲拉通x-100、十六烷基三甲基溴化銨、吐溫80等5種表面活性劑對對苯醌與克拉霉素荷移反應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乳化劑OP–10、十二烷基苯磺酸鈉、曲拉通x-100對對苯醌–克拉霉素荷移絡(luò)合物的反應(yīng)均具有一定程度的增敏作用，其中加入十二烷基苯磺酸鈉的增敏效果最為明顯，故實驗選擇加入0.2 mL 10 g／L十二烷基苯磺酸鈉水溶液作為增敏劑。

2.3 克拉霉素的測定

2.3.1 荷移絡(luò)合物吸光度與克拉霉素濃度的關(guān)系

在最佳實驗條件下，測定克拉霉素系列標(biāo)準(zhǔn)溶液與0.3 mL對苯醌混合溶液的電子吸收光譜，以荷移絡(luò)合物的吸光度對克拉霉素質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，荷移絡(luò)合物的特征吸收峰360 nm處的吸光度值A(chǔ)與克拉霉素的質(zhì)量濃度ρ在37.4～186.99 mg／L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性方程為A=0.002 54ρ+0.597 79，線性相關(guān)系數(shù)r=0.998 6，以3倍信噪比定義，克拉霉素的檢出限為9.33 mg／L。

2.3.2 樣品測定及加標(biāo)回收試驗

取克拉霉素片3粒，稱量，在研缽中充分研磨，取相當(dāng)于1／5粒質(zhì)量的藥物粉末于小燒杯中，加入少許丙酮充分溶解，定量轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用乙醇定容至標(biāo)線，搖勻，備用。

取克拉霉素片樣液2 mL于10 mL比色管中，加入0.15 mol／L對苯醌儲備溶液0.1 mL，以乙醇∶水（1∶2）定容至標(biāo)線，搖勻，在最佳實驗條件下進行測定，得到克拉霉素質(zhì)量濃度為39.78 mg／L，加入一定量598.37 mg／L的克拉霉素溶液進行加標(biāo)回收試驗，試驗結(jié)果見表1。由表1可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.56%，加標(biāo)回收率為97%～104%，表明本法精密度和準(zhǔn)確度均較高。

表1 加標(biāo)回收試驗結(jié)果(n=5)

2.4 荷移反應(yīng)機理探討

克拉霉素分子中的N原子上有孤電子對(n電子)可作為電子給予體，而對苯醌分子為缺電子體系，可作為π電子接受體，形成n-π型電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物。采用等物質(zhì)的量連續(xù)變化法測得克拉霉素與對苯醌反應(yīng)生成的荷移絡(luò)合物的組成比為1∶1。

克拉霉素分子中的孤電子對在O原子和N原子上，N原子的電負(fù)性小于O原子，N原子對孤電子對的控制相對較弱，更易于向?qū)Ρ锦D(zhuǎn)移；此外，根據(jù)實驗結(jié)果，克拉霉素與對苯醌反應(yīng)生成的荷移絡(luò)合物的組成比為1∶1，如果是O原子上孤對電子的轉(zhuǎn)移，克拉霉素分子結(jié)構(gòu)中相同微觀結(jié)構(gòu)的氧原子有多個，不可能得到絡(luò)合比為1∶1的絡(luò)合物，所以克拉霉素與對苯醌之間的荷移反應(yīng)機理可能如圖3所示：

圖3 克拉霉素與對苯醌之間的荷移反應(yīng)機理

3 結(jié)語

通過探索溶劑、反應(yīng)時間及溫度、表面活性劑等對克拉霉素與對苯醌荷移反應(yīng)的影響，建立了測定克拉霉素的光度分析新方法，該方法成功地應(yīng)用于克拉霉素片中克拉霉素含量的測定，并為克拉霉素與對苯醌荷移反應(yīng)機理分析提供了技術(shù)手段。

［1］Jerry M, Zuckerman M D. Macrolides and ketolides: azithromycin，clarithromycin，telithromycin［J］. Infect Dis Clin N Am, 2004，18: 621–649.

［2］Winkel P，Hilden J R，F(xiàn)ischer H，et al. Excess sudden cardiac deaths after short-term clarithromycin administration in the claricor trial: Why is this so，and why are statins protective［J］.Cardiology，2011，118(1): 63–67.

［3］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(二部)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［4］馮玉歡.采用比色法測定克拉霉素片半成品含量［D］.中國科學(xué)院上海冶金研究所博士論文，2000.

［5］馬淮凌， 徐茂田，宋俊峰.催化氫波–單掃描示波極譜法測定克拉霉素［J］.理化檢驗：化學(xué)分冊，2005，41(3): 156–158.

［6］邱則海，拓宏桂.克拉霉素的線性掃描極譜法分析［J］.龍巖學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，28(2): 68–71.

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