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(guó)FDA 批準(zhǔn),商品名為Zyvox,2006 年9月被批準(zhǔn)進(jìn)入中國(guó)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(duì)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(duì)其質(zhì)量控制和其他藥物的分析具有借鑒意義。
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)。
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?qǐng)D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
以溴化鉀壓片法測(cè)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
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。
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(chǎng)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(hào)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(hào)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(chǎng)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(chǎng)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
對(duì)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?;外推起點(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
采用X 射線粉末衍射儀對(duì)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(zhǎng):0.02°。其主要特征峰見表2,與專利[11]衍射峰對(duì)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
通過對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)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(cè)結(jié)果與文獻(xiàn)對(duì)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)。