利奈唑胺的波譜學(xué)特征和結(jié)構(gòu)確證

黃 進(jìn)，葛永紅，朱 琳，袁 磊，羅玉全，高浩凌,*

(1.浙江醫(yī)藥股份有限公司昌海生物分公司，浙江 紹興 312300；2.浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠，浙江 紹興 312500；3.浙江醫(yī)藥股份有限公司研究院，浙江 紹興 312300)

利奈唑胺（Linezolid），化學(xué)名為(S)-N-[[3-[3-氟-4-(4-嗎啉基) 苯基]-2-氧代-5-噁唑烷基]甲基]-乙酰胺，是Pharmacia &Upijohn 公司研制的第一個(gè)噁唑烷酮類抗菌藥，于2000 年4 月首次獲得美國FDA 批準(zhǔn)，商品名為Zyvox，2006 年9月被批準(zhǔn)進(jìn)入中國銷售。用于治療由耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）引起的院內(nèi)獲得性肺炎、社區(qū)獲得性肺炎、復(fù)雜性皮膚和皮膚軟組織感染以及萬古霉素耐藥的屎腸球菌感染[1-2]。其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 利奈唑胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of linezolid

利奈唑胺及其有關(guān)物質(zhì)的合成已有大量報(bào)道[3-10]，同時(shí)也是多晶型藥物[11-13]。本研究通過UV、IR、HRMS、NMR、TGA/DSC、PXRD 對利奈唑胺進(jìn)行較為全面的結(jié)構(gòu)表征，有助于原料藥及其雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究，對其質(zhì)量控制和其他藥物的分析具有借鑒意義。

1 分析方法與結(jié)果

1.1 儀器與材料

儀器：島津UV-2450 型紫外分光光度計(jì)、島津IRA-1S WL 型傅里葉紅外光譜儀、Agilent 1290-G6520B 型液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、BRUKER AVANCE Ⅲ400 型超導(dǎo)核磁共振波譜儀、熱重分析儀TAQ500、差示掃描量熱儀TAQ2000、Brucker D8 Advance X-射線粉末衍射儀。

材料：利奈唑胺（純度99.99%，浙江醫(yī)藥股份有限公司研究院）。

1.2 紫外光譜（UV）分析

以甲醇為溶劑，將利奈唑胺配制成0.01 mg/mL的溶液，該溶液在258 nm 處有強(qiáng)吸收譜帶（圖2），為π→π*躍遷，紫外吸收圖譜顯示了芳香族的特征吸收，顯示苯環(huán)或雜芳環(huán)的存在。

圖2 利奈唑胺的紫外吸收光譜Fig.2 UV spectrum of linezolid

1.3 紅外光譜（IR）分析

以溴化鉀壓片法測試IR 光譜（圖3），樣品紅外光譜吸收峰在3361.93 cm-1、1751.36 cm-1、1674.21 cm-1、1516.05 cm-1、1444.68 cm-1、1409.96 cm-1、1357.89 cm-1、1328.95 cm-1、1273.02 cm-1、1236.37 cm-1、1219.01 cm-1、1143.79 cm-1、1114.86 cm-1、1076.28 cm-1、1064.71 cm-1、1049.28 cm-1、906.54 cm-1、850.61 cm-1、756.10 cm-1，與文獻(xiàn)[11]報(bào)道的晶型Ⅱ基本一致。

圖3 利奈唑胺的紅外吸收光譜Fig.3 IR spectrum of linezolid

1.4 高分辨質(zhì)譜（HRMS）分析

樣品的HRMS 結(jié)果顯示，樣品的離子峰[M+H]+的質(zhì)荷比（m/z）為338.1522，分子式為C16H20FN3O4，與利奈唑胺（其[C16H20FN3O4+H]+理論值為338.1511）一致。

1.5 核磁共振分析

由圖4～圖8 可知，利奈唑胺供試品的1H NMR譜含有20 個(gè)氫，這與利奈唑胺供試品分子中的氫原子個(gè)數(shù)相符。13C NMR 譜顯示樣品有21 個(gè)碳原子，結(jié)合DEPT 135°譜，δC41.83 ppm、δC47.61 ppm、δC50.93 ppm、δC50.96 ppm、δC66.90 ppm 處的碳為仲碳，其中根據(jù)HSQC 譜δC66.90 ppm 與δH3.03～3.05 ppm 處4 個(gè)氫相關(guān)，故δC66.90 ppm為2 個(gè)仲碳；δC22.94 ppm 與單峰δH2.02 ppm 處3 個(gè)氫相關(guān)，DEPT 135°譜顯示δC22.94 ppm 向上，故δC22.94 ppm 歸屬為甲基碳C-17，δH2.02 ppm歸屬為甲基氫H-17。根據(jù)HSQC 譜δC107.37 ppm 與δC107.63 ppm（d 峰，JC-F=26 Hz）、δC113.96 ppm 與δC113.99 ppm（d 峰，JC-F=3 Hz）、δC118.79 ppm 與δC118.83 ppm（d 峰，JC-F=4 Hz）分別為同一叔碳。由于苯環(huán)有氟原子，結(jié)合HMBC 譜可知：δC132.89 ppm 與δC133.00 ppm（d 峰，JC-F=11 Hz）、δC136.41 ppm 與δC136.50 ppm（d 峰，JC-F=9 Hz）、δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm（d 峰，JC-F=202 Hz）分別為同一季碳。綜合1H NMR 譜、13C NMR 譜、DEPT 135°譜、HSQC 譜，樣品分子中含有16 種碳原子，其中1 個(gè)伯碳，6 個(gè)仲碳，4 個(gè)叔碳，5 個(gè)季碳，與利奈唑胺供試品分子結(jié)構(gòu)的伯碳、仲碳、叔碳、季碳個(gè)數(shù)一致。

圖4 利奈唑胺的1H NMR 譜Fig.4 1H NMR spectrum of linezolid

圖5 利奈唑胺的D2O 交換譜Fig.5 D2O spectrum of linezolid

圖6 利奈唑胺的13C NMR 譜Fig.6 13C NMR spectrum of linezolid

圖7 利奈唑胺的DEPT 135°譜Fig.7 DEPT 135° spectrum of linezolid

圖8 利奈唑胺的HSQC 譜Fig.8 HSQC spectrum of linezolid

HSQC 譜（圖8）中δC66.90 ppm 與δH3.85～3.87 ppm 處4 個(gè)氫相關(guān)，δC50.93 ppm 和δC50.96 ppm與δH3.03～3.05 ppm 處4 個(gè)氫相關(guān)，HMBC 譜δH3.03～3.05 ppm 與季碳δC136.41 ppm 和δC136.50 ppm 相關(guān)，可將δH3.03～3.05 ppm 歸屬為H-7 和H-8、δH3.85～3.87 ppm 歸屬為H-9 和H-10、δC50.93 ppm 和δC50.96 ppm 歸屬為C-7 和C-8、δC66.90ppm歸屬為C-9和C-10、季碳δC136.41ppm和δC136.50 ppm（d 峰，2JC-F=9 Hz）歸屬為C-4。

COSY 譜（圖9）中低場δH6.88～6.93 ppm 與δH7.02～7.05 ppm 相 關(guān)，δH7.39～7.44 ppm 與δH7.02～7.05 ppm 相關(guān)（信號較弱），HMBC 譜中δH7.39～7.44 ppm、δH6.88～6.93 ppm 與季碳δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm（d 峰，1JC-F=202 Hz）相關(guān)，δH7.02～7.05 ppm 與季碳δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm（d 峰，1JC-F=202 Hz）相關(guān)（信號較弱），可將δH7.39～7.44 ppm、δH7.02～7.05 ppm、δH6.88～6.93 ppm 分別歸屬為H-2、H-6、H-5，季碳δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm 歸屬為C-3，結(jié)合HSQC 譜，可將δC107.37 ppm 與δC107.63 ppm（d 峰，2JC-F=26 Hz）、δC113.96 ppm 與δC113.99 ppm（d 峰，4JC-F=3 Hz）、δC118.79 ppm 與δC118.83 ppm（d 峰，3JC-F=4 Hz）分別歸屬為C-2、C-6、C-5。HMBC 譜中H-2、H-6、H-5 都與δC132.89 ppm與δC133.00 ppm（d 峰，3JC-F=11 Hz）相關(guān)，可將δC133.34 ppm 與δC133.45 ppm 歸屬為C-1。

圖9 利奈唑胺的1H-1H COSY 譜Fig.9 1H-1H COSY spectrum of linezolid

HMBC 譜（圖10）中H-17 和δH3.63～3.66 ppm與低場δC171.49 ppm 相關(guān)，可將δC171.49 ppm歸屬為羰基碳C-16，δH3.63～3.66 ppm 歸屬為H-14，結(jié)合HSQC 譜可將δC41.83 ppm 歸屬為C-14。COSY 譜中δH3.76～3.80 ppm 與δH4.00～4.04 ppm相關(guān)，HSQC譜中δH3.76～3.80ppm和δH4.00～4.04 ppm與δC47.61 ppm 相關(guān)（DEPT135°譜顯示其為亞甲基碳），可將δH3.76～3.80 ppm 和δH4.00～4.04 ppm 歸屬為H-11，δC47.61 ppm 歸屬為C-11。HMBC 譜中H-11 與低場季碳δC154.59 ppm 相關(guān)，可將δC154.59 ppm 歸屬為C-13。COSY 譜中H-11、H-14 分別于δH4.76～4.82 ppm 相關(guān)，可將δH4.76～4.82 ppm 歸屬為H-11，結(jié)合HSQC 譜可將δC72.11 ppm 歸屬為C-12。利奈唑胺的1H NMR 和13C NMR 數(shù)據(jù)歸屬見表1。

圖10 利奈唑胺的HMBC 譜Fig.10 HMBC spectrum of linezolid

表1 利奈唑胺的1H NMR 和13C NMR 數(shù)據(jù)歸屬Tab.1 1H NMR and 13C NMR data assignments of linezolid

1.6 TGA/DSC 譜圖分析

對樣品進(jìn)行TGA-DSC 熱穩(wěn)定分析，確定其熔融溫度。TGA 用Pt 坩堝，升溫范圍為25 ℃～400 ℃，升溫速率為10 ℃/min 結(jié)果顯示，樣品隨溫度升高失重變化經(jīng)歷1 個(gè)階段，在約180 ℃以上，樣品開始失重（圖11）。

圖11 利奈唑胺的TGAFig.11 TGA of linezolid

DSC 用Al 坩堝，升溫范圍為25 ℃～200 ℃，升溫速率為10 ℃/min，結(jié)果見圖12。圖12 顯示，樣品隨溫度升高經(jīng)歷2 個(gè)吸熱峰，外推起點(diǎn)和峰值分別為154.16 ℃、155.60 ℃，為樣品的轉(zhuǎn)晶（晶型Ⅱ轉(zhuǎn)變?yōu)榫廷簦煌馔破瘘c(diǎn)和峰值分別為176.81 ℃、179.44 ℃，為樣品的熔融[12]。

圖12 利奈唑胺的DSC 圖Fig.12 DSC of linezolid

1.7 粉末X-射線衍射分析

采用X 射線粉末衍射儀對樣品進(jìn)行分析。Cu-Kα 輻射，石墨單色器，管壓:40 kV，管流:40 mA，2θ 掃描范圍：4°～50°，掃描速率：6 °/min，步長:0.02°。其主要特征峰見表2，與專利[11]衍射峰對比，可確定利奈唑胺樣品的晶型為晶型Ⅱ。

表2 利奈唑胺的X-射線粉末衍射峰Tab.2 X-ray diffraction peak of linezolid

2 結(jié)論

通過對樣品進(jìn)行檢測分析，樣品的甲醇溶液在258 nm 處有強(qiáng)吸收譜帶、HRMS 確定樣品的分子式為：C16H20FN3O4，NMR 波譜數(shù)據(jù)表明樣品與利奈唑胺分子結(jié)構(gòu)一致；IR、TGA/DSC 和PXRD的檢測結(jié)果與文獻(xiàn)對比，確定樣品為晶型Ⅱ。綜合各譜數(shù)據(jù)可確定樣品與利奈唑胺分子結(jié)構(gòu)一致，為利奈唑胺的合成研究、制劑開發(fā)、質(zhì)量控制提供了參考依據(jù)。