伍 濤楊 旭郭紅偉李書至*

（1重慶市畜牧科學院，重慶 402460；2重慶大學，重慶 400044；3駐馬店華中正大有限公司，河南駐馬店 463000）

飼料級金霉素新品的制備

伍 濤1楊 旭2郭紅偉3李書至3*

（1重慶市畜牧科學院，重慶 402460；2重慶大學，重慶 400044；3駐馬店華中正大有限公司，河南駐馬店 463000）

本文介紹了一種以金霉素為原料，在有機溶劑中合成金霉素鋅鹽、鎂鹽、銅鹽和鈷鹽4個金霉素金屬鹽的制備方法，并采用滴定、紫外-可見光譜、紅外光譜等分析法對制備的配合物進行了表征。以期通過合成這幾種金霉素金屬鹽，改善傳統(tǒng)飼料級金霉素在胃腸道的釋藥特征和吸收，促進和拓展新型飼料級金霉素的生產(chǎn)與銷售。

飼料級金霉素；新品；制備

在當前飼料級金霉素生產(chǎn)工藝中，金霉素是以金霉素鈣鹽的形式存在［1，2］，而金霉素作為四環(huán)素類藥物，在動物胃腸道內(nèi)會與鈣、鎂、鋁、鐵等不同的金屬離子形成絡合能力不同的螯合鹽而導致不同的吸收模式。本試驗設計了一條為金霉素配體引入更多具有藥學活性金屬元素的合成路線，制備了鋅鹽、鎂鹽、銅鹽和鈷鹽4個金霉素金屬鹽，擬考察不同金屬離子對金霉素釋藥特征的影響。

1 制備方法

1.1 試劑與儀器

鹽酸金霉素（含量92%，購自駐馬店華中正大有限公司）；六水合氯化鎂、五水合硫酸銅、七水合硫酸鋅、六水合氯化鈷（含量＞99.5%，購自重慶川東化工集團公司）；金霉素等對照品（購自中國藥品生物制品檢定所）。其他試劑均為分析純試劑。

紫外可見光譜儀（購自日本島津公司，型號：UV 2450）；紅外光譜儀（購自北京第二光學儀器廠，型號：WQF-510A）；液相色譜儀（美國waters 515型液相色譜儀）。

1.2 制備工藝流程

取鹽酸金霉素4.5 g，在低溫條件下，加入甲醇水溶液攪拌溶解，抽濾，去除金霉素甲醇溶液中的不溶性雜質(zhì)，繼續(xù)低溫攪拌溶解，用NH3·H2O∶CH3OH（V∶V =1∶1）體系調(diào)節(jié)反應pH值于適宜范圍，反應20分鐘。然后向反應體系中加入1當量的M2+金屬離子的甲醇水溶液（M代表Zn、Mg、Cu和Co其中之一），攪拌反應20分鐘。最后將溶液的pH值回調(diào)，反應30分鐘，至溶液變渾濁，有沉淀生成。常壓過濾，固體經(jīng)水洗、甲醇洗后真空干燥48小時得到飼料級金霉素新品。制備的金霉素鋅鹽、鎂鹽、銅鹽和鈷鹽的收率分別為88.31%、96.28%、66.87%和90.51%。

2 表征試驗

2.1 配位比

產(chǎn)物中配體的含量采用高效液相色譜測定，金屬元素含量采用EDTA滴定法測定。

2.1.1 色譜條件

色譜柱為C8柱（250×4.6 mm，5μm），流動相為高氯酸-二甲基亞砜-水（8∶525∶467，pH＜2.0），柱溫45℃，檢測波長280 nm，進樣量20μL［3］。

2.1.2 溶液的制備

精密稱取適量鹽酸金霉素和差向金霉素等對照品及樣品，用0.01 mol/L鹽酸溶液溶解定量稀釋成每1 m L中分別含1mg的溶液。采用外標一點法進行金霉素含量的測定。然后稱取適量樣品于600℃馬弗爐中煅燒4小時，煅燒后的殘渣用于EDTA滴定分析，確定金屬含量。

2.1.3 檢測結果

檢測結果見圖1、表1和表2。

圖1 金霉素和雜質(zhì)色譜圖

表1 液相含量的測定結果 （折合干物質(zhì)） （%）

表2 金霉素鹽的離子滴定結果

2.1.4 結果分析

試驗結果表明在摩爾比1∶1（M∶L）的條件下，根據(jù)元素含量推測金霉素與鎂離子、鋅離子、鈷離子反應得到的配合物的配合比為1∶1，而銅離子與金霉素反應得到的配合物配合比為2∶1。

2.2 紫外-可見吸收光譜分析

2.2.1 試驗條件

用0.5%的二甲亞砜（DMSO）溶解鹽酸金霉素以及4種合成的金屬配合物，制成適宜濃度的溶液，調(diào)節(jié)測定波長為200～500 nm區(qū)間，測定紫外吸收光譜［4］。

2.2.2 試驗結果

配體與配合物的UV-Vis光譜數(shù)據(jù)見圖2，鹽酸金霉素和金霉素配合物的紫外吸收波長見表3。

圖2 配體與配合物的UV-Vis光譜圖

表3 鹽酸金霉素和金霉素配合物的紫外吸收波長對比表 （nm）

由圖2和表3可知，金霉素在275、368、228 nm處有3個最大吸收峰，其中368 nm、275 nm是最主要的兩個吸收峰；與不同金屬離子結合后，金霉素的紫外吸收峰發(fā)生了不同程度的紅移，其中以金霉素銅和金霉素鋅的程度較大，分別從368 nm紅移至382 nm和377 nm。而鈷鹽和鎂鹽在此處的最大吸收峰發(fā)生微小紅移，約3～4 nm。對于在275 nm處的最大紫外吸收，除了銅鹽發(fā)生了5 nm的紅移外，其他3種鹽均沒有明顯改變。這可能是由于金霉素與金屬離子形成配合物后，分子中電子的離域程度增大，加之金屬離子具有一定的吸電子能力，使得電子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)（n→π*或者π→π*）所需要能量減小，從而導致吸收峰發(fā)生了不同程度的紅移。金屬元素兼并d軌道，與電子供體配位后，可使兼并的d軌道分裂成不同的能級，吸收電磁波能量后，電子可由低能級的d軌道躍遷到高能級的d*軌道，在可見光區(qū)產(chǎn)生吸收譜帶。因此上述結果可以證明金霉素和金屬離子間發(fā)生了配位。

2.3 紅外光譜分析 （FT-IR）

2.3.1 試驗條件

采用KCl壓片法，在400～4 000 cm-1范圍內(nèi)對鹽酸金霉素以及4種金屬配合物進行紅外光譜掃描。

2.3.2 試驗結果

鹽酸金霉素和4個金霉素鹽的紅外光譜分析見表4。

由表4可知，金霉素酰胺基的1 671 cm-1處的峰移至1 640～1 650 cm-1，1 520 cm-1移至1 504 cm-1左右，而在1 250 cm-1和1 226 cm-1處的伸縮振動在配合物中變?yōu)榱藛畏? 210～1 220 cm-1之間，說明酰胺基參與了金霉素鹽的配位，而A環(huán)的C=O在1 604 cm-1處的伸縮振動沒有變化，說明C1位的C=O沒有參與反應，而銅鹽C環(huán)C=O的位于1 578 cm-1吸收峰轉(zhuǎn)移至1 558 cm-1處的強峰，說明C環(huán)的C=O發(fā)生了配位。而金霉素鹽在560 cm-1處均發(fā)現(xiàn)了金屬M-O鍵的振動［5-7］，而此處峰在金霉素的紅外圖譜中未發(fā)現(xiàn)，進一步證明了金屬離子確實和金霉素發(fā)生了配位反應。

3 金霉素新品的可能結合位點

由于金霉素分子結構中存在著羥基、氧和氮等不同的給電子體，金霉素的這種性質(zhì)使它和不同的金屬離子產(chǎn)生不同的結合方式和能力，其配合物的組成和結構取決于試驗條件和金屬離子性質(zhì)。金霉素結構中含有三個易解離出質(zhì)子的官能團，一個是A環(huán)上的環(huán)戊二烯三羰基甲烷體系（C1-C3），另一個是酚二酮體系（C10-C12），還有一個是A環(huán)上的二甲胺基體系（C4），其pka分別為3.5、7.7和9.5［8］。由于金霉素結構中含有羥基、羰基、氨基等含有氮氧的基團，因此溶液的pH值會影響金霉素與金屬離子的配位能力。通過紫外、紅外表征發(fā)現(xiàn)，金霉素確實與金屬離子發(fā)生了配位，且配位的位置應該是環(huán)戊二烯三羰基甲烷體系（C1 C3）和酚二酮體系（C10-C12），通過金屬離子滴定法確定了金屬離子與金霉素的配位比例分別為1∶1和2∶1，這一點與相關文獻得出的結論一致［9，10］。

Mg2+最外層電子為 3s03p0，鈷最外層電子為3p63d7，與金霉素作用時，金霉素中的-OH、C=O中的孤對電子對轉(zhuǎn)移到Mg2+空軌道上，同時Mg2+的3s、3p亞層上以及Co2+的3d亞層的空軌道發(fā)生sp3雜化，形成了4個能量相等的雜化軌道，使原軌道形狀改變，進一步增強了鎂、鈷接受電子的能力，使其與金霉素分子形成牢固的配合物。

Zn2+最外層電子是3d104s0，Cu2+最外層電子分別3d94s0，配位時，3d亞層中的1個電子被激發(fā)到了4p軌道上，能量相近的1個3d、1個4s和2個4p軌道發(fā)生dsp2雜化，形成4個能量相等的空軌道，從而接受孤對電子，形成配合物。

因此，4種金霉素新品的可能結合位點見圖3～6。

4 小結

長期以來，飼料級金霉素憑借其安全、高效、低成本的優(yōu)勢被廣泛應用，市場需求量不斷擴大，根據(jù)內(nèi)蒙古飼料工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2007年、2008年和2009年我國金霉素的消費量分別為2.47萬噸、2.99萬噸和3.45萬噸，增長了39.68%。預計在未來較長一段時間內(nèi)，金霉素仍是藥物飼料添加劑的主力產(chǎn)品之一。此外，人口數(shù)量的增加以及人們對肉禽蛋需求的增加將推動畜牧業(yè)進一步發(fā)展，從而也將帶動飼料級金霉素需求量的增加。本試驗制備的鋅鹽、鎂鹽、銅鹽和鈷鹽4個金霉素金屬鹽，以期通過改善金霉素在胃腸道的釋藥特征和吸收，進一步減少傳統(tǒng)飼料級金霉素的耐藥特征，促進和拓展新型飼料級金霉素的生產(chǎn)與銷售。

表4 鹽酸金霉素和4個金霉素鹽的紅外光譜分析對比表

圖3 金霉素鋅的可能結合位點

圖4 金霉素鎂的可能結合位點

圖5 銅配合物的可能結結合位點

圖6 鈷配合物的可能結合位點

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S816.7

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1673-4645（2016）10-0068-04

2016-01-07

2014年重慶市農(nóng)發(fā)資金項目（14417）

伍濤（1982-），重慶榮昌人，碩士，助理研究員，研究方向為獸藥制劑，Tel：023-46791139*