蒽醌类药物及其共晶结晶热力学研究

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由于蒽醌类药物具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌等药理性质,其在临床上被广泛运用于治疗关节炎、癌症、老年痴呆、心血管等疾病,受到全球科学家的普遍关注。然而,大多数蒽醌类药物在发挥其强大药理功效的同时,不得不面对提纯精制和临床运用过程中溶解性差的现实。双醋瑞因作为蒽醌类衍生药物之一,通过研究双醋瑞因及其共晶在有机溶剂中的溶解性能和溶析结晶工艺,对于丰富大多数蒽醌类药物结晶理论及新型结晶方法具有重要的理论意义和潜在的应用价值。作为赞贝臣制药有限公司首创的IL-1抑制剂,双醋瑞因是目前最有潜力的改善骨性关节炎病情类的药物之一。不仅可以减轻骨关节炎患者的疼痛,提高关节工作能力,还可以阻滞病情的加剧。虽然双醋瑞因没有化合物专利保护,但有制备工艺专利及其精制提纯专利,导致双醋瑞因国内市场供应严重匮乏。其次,不论是共晶制备,还是双醋瑞因本身及其溶剂化物提纯过程,都需涉及到双醋瑞因在不同有机溶剂中的溶解性能。因此,本论文依据功能需求,研究了双醋瑞因多元相平衡及其溶析结晶过程。具体内容如下:(1)通过等温溶解平衡法确定了双醋瑞因在极性非质子溶剂中的溶解度明显大于其它常用有机溶剂,在助溶剂+乙醇/异丙醇混合体系中,出现了潜溶现象。溶剂效应的多元线性回归分析结果表明氢键作用以及溶剂极性增强有助于双醋瑞因的溶解,溶剂分子之间的作用力是限制双醋瑞因溶解的主要因素。混合溶剂中的优先溶剂化参数表明:在富醇和水区域,双醋瑞因先被醇和水溶剂化,而在助溶剂+乙醇/异丙醇体系中,随着助溶剂浓度增加,溶质先被助溶剂溶剂化后再次被醇溶剂化。热力学模型计算结果表明Apelblat方程和Ma模型可以更好地关联双醋瑞因在研究溶剂中的溶解度数据。并且,该溶解是吸热且熵增加的过程。(2)在加热状态下,通过湿法研磨制备双醋瑞因与烟酰胺、双醋瑞因与异烟酰胺以及双醋瑞因与茶碱共晶。采用静态平衡法,测定了308.15K,318.15K和328.15K条件下,三组共晶在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的三元固液平衡相图。溶解度数据非线性拟合结果表明三组共晶在DMAC溶剂中达到平衡状态时,可用摩尔比1:1的溶液络合模型来表述。相同温度下,溶度积常数结果表明DMAC分子与双醋瑞因-烟酰胺共晶各组元分子间的作用力强于其他两组体系。而随着温度升高时,络合常数逐渐减小,DMAC分子与共晶各组元分子间的作用力增强,双醋瑞因与配体分子之间络合作用减弱。通过共晶相图发现,摩尔组成为1:1的双醋瑞因和茶碱的DMAC溶液中适当蒸发溶剂可以得到单一共晶。而对于其它两组体系,蒸发溶剂无法得到单一共晶。(3)采用溶剂挥发法制备双醋瑞因-N,N-二甲基乙酰胺和双醋瑞因-N-甲基吡咯烷酮(NMP)两种溶剂化物并得到了对应的单晶结构数据。核磁图谱和单晶结构解析表明两组溶剂化物晶体中双醋瑞因与溶剂均以摩尔比1:1存在。Hirshfeld表面分析结果表明双醋瑞因与DMAC和NMP形成溶剂化物主要是通过氢键和π-π相互作用形成。通过密度泛函理论计算可知,两组溶剂化物由基态向激发态进行电子转移时,主要是由双醋瑞因分子上的电子云向溶剂上的原子轨道进行转移。静电势计算结果表明在两组溶剂化物体系中,羧基上的氢原子和溶剂中的氧原子对应着静电势极大值和极小值区域,由于静电相互吸引作用,正极性区域和负极性区域之间存在很强的互补性,诱发了氢键的形成。(4)通过聚焦光束反射测量(FBRM)技术研究双醋瑞因在DMAC水溶液中的溶析结晶工艺。得到最佳的双醋瑞因溶析结晶的工艺条件:20m L初始浓度为6.67g/L溶液中、水的加入量为22.5m L、滴加速度为1.5m L/min、陈化时间为6h、搅拌速度为350转/min、养晶温度为328.15K和晶种加入量为0.2%时,收率为82.03%,弦长分布在0-60μm之间,主弦长在20μm左右。该研究不仅为控制双醋瑞因微粒分布范围以达到批间的一致性和双醋瑞因的结晶提纯工艺提供参考,更重要的是改善和提高双醋瑞因的溶解性能对提高大多数蒽醌类药物溶解度有着重要的指导意义。
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