文档介绍：头孢曲松钠晶体结构与晶习预测的研究
作者:张春桃王静康王永莉陈巍
【摘要】差示扫描量热法(DSC)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)和X-射线粉末衍射(XRPD)研究表明实验室精制得到的头孢曲松钠晶体属单斜晶系,P21/c空间群。在Cerius2工作站SGI IRIX上应用能量最小化法确定了头孢曲松钠的晶体结构;基于BFDH、AE模型预测了头孢曲松钠晶体的晶习,其中AE模型预测的晶习与实际生长晶习相近,呈薄片状。实验定性考察了生长环境对头孢曲松钠晶习的影响。
【关键词】头孢曲松钠; 晶体结构; 晶习; X-射线衍射
ABSTRACT Studies of differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and X-ray powder diffraction (XRPD) on ceftriaxone sodium purified in laboratory indicate that the ceftriaxone sodium crystal belongs to monoclinic crystal system and space group of P21/c. The crystal structure of ceftriaxone sodium was determined on workstation SGI IRIX of Cerius2 based on the minimizing energy law; the crystal habit was predicted by BFDH law and AE law, respectively, of which the crystal habit predic-ted by AE law was plate, close to the practical habit grown from solution. The effects of crystal growth conditions on crystal habit of ceftriaxone sodium were qualitatively studied by experiments.
KEY WORDS Ceftriaxone sodium; Crystal structure; Crystal habit; X-ray powder diffraction
晶体的微观结构与物质的宏观物理、化学性质密切相关,决定着物质的晶形、密度、熔点等。对物质晶体结构的了解,将有助于在原子尺度上阐明物质各种性能的机制,对研究物质结构与性能之间的关系和规律具有重要意义[1]。晶习是表征晶体外部整体形态的量[2]。晶态有机固体的外形是其固液分离体系设计和操作的一个重要参数,影响下游操作过程(如过滤、洗涤、干燥)的效率和物质的性能(如堆密度、机械应力、润湿性)[2~4]。晶体内部结构特性以及外部生长环境都能影响晶习[5],如何利用这些信息去预测和控制真实条件下生长晶体的晶习在精细化工领域,尤其是制药业,越来越受到关注和重视[6~8]。头孢曲松钠(ceftriaxone sodium,C18H16N8Na2O7S3·),曾译头孢三嗪,是新型、长效、广谱的第三代半合成头孢菌素,属于β-内酰胺类抗生素,[9],1978年由瑞士Roche公司研发成功,1982年首次在瑞士上市,1984年12月21日获得FDA认证,1996年专利到期。自上市以来,产品畅销全世界,2000年头孢曲松钠在世界前200个畅销药中列第43位,在国内的销售额居各抗感染药物之首[10,11]。目前头孢曲松钠的研究热点集中于合成以及药理,鲜有报道其晶体结构和晶习方面的研究。由于头孢曲松钠难以培养出满足测试要求的单晶,本文通过X-射线粉末衍射分析,应用分子设计软件Cerius2(
Structure of ceftriaxone sodium
版本)根据能量最小化方法得到了头孢曲松钠分子空间结构,并在此基础上预测了产品晶习,为头孢曲松钠工业结晶过程的设计、优化提供了理论指导。
1 实验部分
实验原料
头孢曲松钠粗品由山东瑞阳制药有限公司提供,实验室精制后产品纯度经高压液相色谱(HPLC)%。试样再经研磨、筛分,选取粒度范围在38~45μm之间的细晶用于X-射线粉末衍射测试。
DSC分析
ZSCH Thermal Analysis DSC204):样品置于封口的Al2O3坩锅中,参比物为空