基于x射線粉末衍射技術(shù)的替勃龍晶型定量分析

基于x射線粉末衍射技術(shù)的替勃龍晶型定量分析

青霉素是一種具有弱雌激素、妊娠酶活性和雄激素活性的藥物?；瘜W(xué)名稱為（7，17）-17-硝基-7-甲基-19-脫甲基-17-5（10）-烷基-20-烷-3-酮，化合物為c1i-28o2，劑量為312.45，樣品為1629169。替勃龍存在多晶型現(xiàn)象,從穩(wěn)定性方面考慮Ⅰ晶型屬于熱力學(xué)最穩(wěn)定的晶型,為目標晶型,Ⅱ晶型為亞穩(wěn)晶型。在藥物制劑過程中,需對晶體進行微粉化,以減小藥物粒徑,使其充分混合,促進溶解吸收。但是研磨會促使大多數(shù)的有機藥物發(fā)生固相轉(zhuǎn)晶。Otsuka,Makoto等發(fā)現(xiàn),頭孢菌素、氯霉素棕櫚酸酯及消炎痛在研磨過程中均會發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。研磨也會加速甲氰咪胍的多晶型轉(zhuǎn)化。在研究研磨對藥物晶型的影響時,往往結(jié)合溫度、濕度、時間等因子綜合考慮。例如消炎痛在瑪瑙離心研磨機里進行研磨,4℃時,α和γ晶型研磨后得到的均為非晶型;30℃時,γ晶型研磨后得到α晶型,而α晶型研磨后卻比較穩(wěn)定。一般而言,研磨往往會導(dǎo)致亞穩(wěn)晶型向穩(wěn)定晶型的轉(zhuǎn)變,但也有例外。X射線粉末衍射是常用的研究和區(qū)分不同晶型的有效方法,該方法不僅可用于晶型的定性區(qū)分,在建立特征峰與不同晶型的定量關(guān)系后,還可用于不同晶型比例的定量控制。墨玉欣等利用X射線粉末衍射儀對L-谷氨酸多晶型混合物進行定量分析,將α晶型特征峰強度比Rα與α晶型在混合物中的含量線性回歸得到標準曲線Rα=0.9552Xα+0.0145,R2=0.9865。X射線粉末衍射前的制樣過程需對晶體進行研磨,要求研磨后的樣品發(fā)生少量或不轉(zhuǎn)晶并且是十分細小的粉末顆粒,使試樣在受光照的體積中有足夠多數(shù)目的晶粒,以獲得正確的衍射圖譜。但目前在利用X射線粉末衍射進行晶型定量分析的研究中缺少對制樣過程中研磨方式的探究。因此本文就研磨對替勃龍晶體轉(zhuǎn)晶過程的影響進行了研究與探討,選取最優(yōu)的研磨方式進行制樣并建立了用于Ⅰ晶型定量分析的標準曲線,為計算替勃龍產(chǎn)品中穩(wěn)定晶型的百分含量提供了理論基礎(chǔ)。1試驗部分1.1升溫范圍及速率差示掃描量熱分析:采用DSC204/1/GPhoenix型差示掃描量熱分析儀,Al坩堝,升溫范圍為20~190℃,升溫速率為10℃/min,氣氛為氮氣。X射線粉末衍射表征:采用D/MAX2550VB/PC型轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀,CuKα1輻射,管壓40kV,管流40mA,石墨單色器,2θ掃描范圍為5°~65°,掃描速度為4°/min,步長為0.02°。1.2量替勃龍單晶的制備本試驗采用培養(yǎng)單晶的方法制備Ⅰ晶型、Ⅱ晶型替勃龍晶體。Ⅰ晶型:室溫下取少量替勃龍原料溶于無水乙醇中,利用微孔膜過濾器濾去溶液中少量的不溶物,將配置好的飽和溶液置于帶塞子的玻璃容器中,調(diào)節(jié)容器的密封程度,使溶液緩慢蒸發(fā),7d后可得單晶。Ⅱ晶型:溶劑為甲苯,制備方法與Ⅰ晶型相同。1.3酶系統(tǒng)優(yōu)化本試驗采用了兩種研磨方式進行研究,分別為瑪瑙研缽研磨與陶瓷研缽研磨。研磨條件:溫度為20℃,濕度為32%。瑪瑙研缽研磨:將待測樣品置于瑪瑙研缽中,對試樣進行順時針輕微研磨,研磨速度為30r/min。陶瓷研缽研磨:將待測樣品置于陶瓷研缽中,對試樣進行順時針輕微研磨,研磨速度為30r/min。1.4研缽、陶瓷研缽研磨稱取替勃龍Ⅰ晶型1.5g。分別用瑪瑙研缽、陶瓷研缽研磨1、6和9min。每次研磨過后取樣約0.5g進行差式量熱掃描和X射線粉末衍射分析。1.5x-射線衍射分析稱取一定質(zhì)量的替勃龍Ⅰ晶型。用以上兩種研磨方式對其進行研磨,每次研磨過后取樣約0.5g進行差式量熱掃描及粉末X射線衍射分析。試驗內(nèi)容如表1所示。1.6pxrd分析準確稱量Ⅰ晶型與Ⅱ晶型產(chǎn)品,配置Ⅰ晶型質(zhì)量分數(shù)分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的標準樣品。采用陶瓷研缽進行順時針輕微研磨2min,研磨速度為30r/min,并用藥匙均勻混合10min。將混合均勻的樣品進行X射線粉末衍射,得到PXRD圖譜。為了使標準曲線更精確,每組樣品測量5次,衍射角及特征峰強度均取5組數(shù)據(jù)的平均值。再將Ⅰ晶型的百分含量與特征峰強度比進行擬合得到標準曲線。2結(jié)果與討論2.1實驗室條件下制備的晶型pxrd圖譜運用jade5.0軟件調(diào)用替勃龍Ⅰ晶型與Ⅱ晶型的標準圖譜,與實驗室條件下制備的Ⅰ晶型與Ⅱ晶型進行對比,如圖1所示。本試驗制備的Ⅰ晶型與Ⅱ晶型的PXRD圖譜與標準圖譜基本一致。因此Ⅰ晶型與Ⅱ晶型具有較高的純度。實驗室條件下制備的Ⅰ晶型與Ⅱ晶型PXRD圖譜如圖2所示。對比兩種晶型的PXRD圖譜,選取特征峰。Ⅰ晶型特征峰衍射角為13.64°,Ⅱ晶型特征峰衍射角為20.84°,以特征峰強度比,即I13.64°/(I13.64°+I20.84°)表示Ⅰ晶型含量的相對值。2.2研磨方式及研磨時間對樣品性能的影響各研磨方式的PXRD圖譜如圖3所示。對比同一研磨方式的PXRD圖譜,沒有新峰出現(xiàn),并且基線不出現(xiàn)飄移,說明研磨過后沒有產(chǎn)生新晶型與無定型。由圖3和表2可知,在同一研磨條件下,各特征峰強度發(fā)生改變,隨著研磨時間的延長,Ⅰ晶型的特征峰強度逐漸降低,Ⅱ晶型的特征峰強度逐漸升高。未研磨樣品的Ⅰ晶型特征峰強度比為0.9496,瑪瑙研缽研磨1、6和9min樣品的特征峰強度比分別為0.9412、0.7973和0.7734,陶瓷研缽研磨1、6和9min樣品的特征峰強度比分別為0.9494、0.9402和0.8423。由此可知,研磨使樣品的特征峰強度比降低,并且特征峰強度比與研磨時間及研磨材料有關(guān)。隨著研磨時間的延長,同一研磨材料的特征峰強度比逐漸降低。同一研磨時間下,陶瓷研磨過后樣品的特征峰強度比均高于瑪瑙研磨后樣品的特征峰強度比。各研磨方式的DSC圖譜如圖4所示,對比同一研磨方式的DSC圖譜,隨著研磨時間的延長,測量樣品熔融后出現(xiàn)小的放熱峰,說明樣品融化后進行了重結(jié)晶。由表2可知,未研磨樣品的熔點峰值為173.7℃?，旇а心?、6和9min樣品的熔點峰值分別為172.5、168.6和167.8℃,陶瓷研磨1、6和9min樣品的熔點峰值分別為173.4、172.2和168.2℃。由此可知,研磨使樣品的熔點峰值降低,并且熔點峰值與研磨時間和研磨材料相關(guān)。隨著研磨時間的延長,同一研磨材料的熔點峰值逐漸降低。同一研磨時間下,陶瓷研磨過后樣品的熔點峰值均高于瑪瑙研磨后樣品的熔點峰值。圖3表明研磨過后沒有產(chǎn)生無定型及新晶型,但樣品的特征峰強度比降低,即Ⅰ晶型百分含量減少,Ⅱ晶型百分含量增加。Ⅰ晶型為穩(wěn)定晶型,其熔點大于Ⅱ晶型,由圖4可知,研磨過后樣品的熔點降低。由此可知研磨使Ⅰ晶型向Ⅱ晶型發(fā)生轉(zhuǎn)化。選用同一種材料進行研磨時,研磨時間越長,轉(zhuǎn)晶量越大。當研磨時間相同時,陶瓷研缽與瑪瑙研缽相比較,前者研磨過后樣品的轉(zhuǎn)晶量較少,為較優(yōu)的研磨材料。2.2研磨時間和效率PXRD與DSC圖譜如圖5~6所示,熔點與特征峰強度比如表3所示。由表3可知,未研磨樣品的特征峰強度比和熔點峰值分別為0.9496和173.7℃?，旇а欣徰心?、2和4min的特征峰強度比分別為0.9391、0.9260和0.8829,與未研磨樣品的特征峰強度相比分別降低了0.01050、0.0236和0.0667,熔點峰值分別為173.3、172.5和169.8℃,與未研磨樣品的熔點峰值相比分別降低了0.4、1.2和3.9℃?？芍旇а心?min后,轉(zhuǎn)晶量較少,但研磨2min后,轉(zhuǎn)晶量較大。為保證樣品達到研磨要求的同時盡量少的發(fā)生轉(zhuǎn)晶,可將研磨時間確定為1min。由表3可知,陶瓷研磨1、2、4和6min樣品的特征峰強度比分別為0.9467、0.9431、0.9372和0.9145,與未研磨樣品的特征峰強度相比分別降低了0.0029、0.0065、0.0124和0.0315;熔點峰值分別為173.4、173.2、172.1和171.2℃,與未研磨樣品的熔點峰值相比分別降低了0.3、0.5、1.6和2.5℃。由此可知當研磨時間延長至4min時,Ⅰ晶型向Ⅱ晶型的轉(zhuǎn)晶量較大。為使研磨過后的粒度達到要求的同時盡量少的發(fā)生轉(zhuǎn)晶,可將研磨時間確定為2min。2.3標準曲線方程本試驗配置的標準樣品中Ⅰ晶型的質(zhì)量分數(shù)如表4所示。對所有樣品進行PXRD分析,衍射角及特征峰強度比如表5所示。以特征峰強度比,即I13.64°/(I13.64°+I20.84°)為橫坐標,Ⅰ晶型質(zhì)量分數(shù)為縱坐標做標準曲線,見圖7。標準曲線方程為Y=322.52X-206.54,X為特征峰強度比,Y為Ⅰ晶型的質(zhì)量分數(shù),相關(guān)系數(shù)R2=0.9994。未考慮研磨條件的標準曲線方程為Y=989.93X-279.82,相關(guān)系數(shù)R2=0.9694。可知選取最佳研磨條件后可得到相關(guān)度較高的標準曲線。2.4相對誤差的測定配置已知晶型Ⅰ含量的樣品,運用標準曲線進行定量分析,分析結(jié)果如表6所示。由表6可知當晶型Ⅰ含量大于10.00%時,各組樣品的相對誤差均小于2.000%。證明該標準曲線具有一定的準確性。當晶型Ⅰ的含量為5.340%,相對誤差為5.243%。此時標準曲線出現(xiàn)了較大的誤差,因此將該標準曲線的檢測下限定為10.00%。2.5質(zhì)量百分數(shù)的計算結(jié)果運用建立的標準曲線計算表2和3中各批樣品的Ⅰ晶型質(zhì)量百分數(shù),計算結(jié)果如表7和8所示。由計算結(jié)果可知兩種研磨方式的Ⅰ晶型百分含量均隨著研磨時間的延長而減小,與DSC曲線描述的熔點數(shù)據(jù)相一致。3標準曲線和檢測下限本文運用差式量熱掃描法、X射線粉末衍射技術(shù),分別考察了研磨材料與研磨時間對替勃龍轉(zhuǎn)晶過程的影響。由XRD與DSC圖譜可知,研磨促使替勃龍晶體由Ⅰ晶型向Ⅱ晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變。陶瓷研缽與瑪瑙研缽相比較,發(fā)現(xiàn)陶瓷研磨過后樣品的轉(zhuǎn)晶量較小。對于同一種研磨方式,研磨時間越長Ⅰ晶型向Ⅱ晶型的轉(zhuǎn)晶量越大。確定了瑪瑙研缽研磨與陶瓷研缽研磨的最佳研磨時間,分別為1和2min。選用陶瓷研缽對標準樣品研磨2min,進行PXRD測量,繪制用于Ⅰ晶型定量分析的標準曲線。標準曲