纯度和结晶水、结晶溶剂、残留溶剂等情况。
随着科学的发展,目前在药物研究中也采用了GC-MS、MS-MS、LC-MS等方法,研发者应根据药物的组成和结构特征选择适宜的方法。 3.1.6 粉末X-衍射(PXRD) 固态物质可以由晶态物质、非晶态物质或混合形态组成。X-射线衍射就是用一定波长的X光从不同角度对供试品(药物)进行照射,光遇供试品发生衍射,记录衍射数据并经计算即可获得有关供试品晶型相关信息的测试过程,它属于波谱分析中的一种,与传统的谱学方法相互佐证。
粉末X-衍射技术主要可提供固态状态下单一化合物的鉴别与晶型确定、晶态与非晶态物质的判断、多种化合物组成的多项(组分)体系中的组分(物相)分析(定性或定量)、原料药(晶型)的稳定性研究等信息。 3.2 手性药物的结构确证
手性药物的结构(或通过生成其衍生物)确证应在上述一般研究的基础上,采用特殊手段对其绝对构型进行确证,特别是对于创新药物,绝对构型的确定具有非常重要的意义。常用方法为单晶X-衍射(XRSD)、核磁共振谱(NMR)、圆二色谱(CD)、旋光光谱(ORD)以及上述的NOESY或NOE差谱(主要适用于具有刚性结构的药物)等。其中单晶X-衍射(XRSD)为直接方法,后三种为间接方法。
3.2.1 单晶X-衍射(XRSD) 通过用一定波长的X光从不同角度对具有一定几何尺寸大小的有多晶胞组成的药物单一晶体进行照射,记录衍射数据并经计算即可获得有关药物晶型的相关信息,药物的相对或绝对构型以及与药物以结晶形式存在的水/溶剂及含量等一系列信息。
对于手性药物,需确定其绝对构型,最常用方法为单晶X-衍射。目前有多
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种X-衍射仪,靶材亦不同,绝对构型的测试建议采用单晶X射线四园衍射仪,CuKα,衍射实验的θ角范围不低于57°。
值得注意的是普通的单晶X-衍射不能区分对映体,仅能推导出在空间的相对位置和药物的相对构型。
3.2.2 圆二色谱(CD ) 该项测试通过测定光学活性物质(药物)在圆偏振光下的Cotton效应,根据Cotton效应的符号获得药物结构中发色团周围环境的立体化学信息,并与一个绝对构型已知的与待测药物结构相似化合物(药物)的Cotton效应相比较,即可能推导出待测物(药物)的绝对构型。
此外对于一般具有刚性结构的环体系的羰基药物,通过比较其Cotton效应的符号并结合经验规律“八区律”,亦可能预言某些羰基药物的绝对构型。 3.2.3旋光光谱 手性药物(溶液)在偏振光下存在旋光现象,其比旋值随入射偏振光波长的改变而改变。在相关系列中,相同的化学反应使旋光值按相同的方向改变,而不改变其旋光的符号,通过比较相关化合物(药物)的旋光性,可得到手性药物的相对构型信息。如能得知药物旋光的可测范围,则在一系列反应后,药物绝对构型可从用于制备该药物的底物构型推导得到。
应注意的是,在采用该方法测定药物绝对构型时,要在相同的溶剂中以相同的浓度和近乎相同的温度测定旋光,以保证比较的可靠性,旋光的方向将指示产物的绝对构型。
3.2.4 NOESY或NOE差谱 通过对具有刚性结构(或优势构象)药物官能团上质子的选择性照射,致使与其相关质子峰强度的增减和相互间偶合作用的消失,从而推测出邻近官能团的空间构象,进而可获得药物构型的信息。 3.2.5 其他方法 例如化学比较法、核磁共振法等。 3.3 药物晶型的研究
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在药物研发过程中,多晶型现象是普遍存在的,其中有部分药物因晶型不同具有不同的生物利用度和/或生物活性,特别是水溶性差的口服固体药物。
创新药物研究中对不同结晶条件下(溶剂、温度、结晶速率等)晶型是否一致、不同晶型是否影响药物活性和毒性等研究有助于加深对创新药物的认识。
对于仿制已上市的药物,将自制药物的晶型与已上市药物晶型的一致性研究对保证自制药物有效性和安全性、加快药物研发具有重要意义。进行连续多批样品晶型一致性的研究,是判断工艺是否稳定的一个依据。
药物晶型测定方法通常有粉末X-衍射、红外光谱、热分析、熔点、光学显微镜法等。
3.3.1粉末X-衍射(XRPD ) 粉末X-射线衍射原理及可提供的结构信息见上,该项测试是判断化合物(药物)晶型的首选方法。
3.3.2红外光谱(IR) 结构相同但晶型不同的药物其红外光谱在某些区域可能存在一定的差异,因此比较药物的IR可以用于区分药物的晶型,但应注意药物的晶型在研磨、压片时常常会发生改变。
3.3.3熔点(Melt point,mp) 结构相同但不同晶型的药物其熔点可能存在一定的差异,熔点也可以用于晶型研究。
3.3.4 热分析 该法是采用程序控温下,精确记录待测物质理化性质与温度的关系,研究其受热过程中晶型转变、熔融、升华等物理变化和脱水、热分解、氧化、还原等化学变化,用于药物的物理常数、熔点和沸点的确定,并作为鉴别和纯度检查的方法。晶型不同的药物其热分析(DSC或DTA)图谱有一定的差异,常用热分析方法有差示扫描量热法(DSC)和差热分析法(DTA)。 3.3.5其他方法 光学显微镜法等。 3.4药物结晶水或结晶溶剂的分析
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对于含有结晶水或结晶溶剂的药物,应对药物中的水分/溶剂进行分析、控制。
常用分析方法为热重、差热、干燥失重、水分测定、核磁共振以及上述的单晶X-衍射(XRSD)。
3.4.1 热重分析 该方法通过测定药物在程序升温条件下物质质量(或重量)随温度变化即可获得药物的吸附水/溶剂、结晶水/溶剂及初步的分解温度等信息,结合差热分析的信息,还可判断测试药物在熔融时是否分解。
3.4.2 差热分析 该项测试是通过药物在程序升温条件下获得药物的物理状态与温度关系,进而推测出测试药物的吸附水/溶剂、结晶水/溶剂以及熔点、有无多晶型存在和热焓值等信息。
3.4.3 干燥失重 该方法通过测定药物在规定的条件下干燥至恒重,计算减失的重量以获得结晶水或溶剂、吸附水或溶剂在测试药物中的比例,有时可采用不同的干燥条件获得以吸附形式或结晶形式存在的水或溶剂在样品中量的信息。
3.4.4 水分测定 利用该方法可以得到样品中所有水(以吸附或结晶形式存在)量的信息,但不能得到非水溶剂量的信息。
3.4.5 单晶X-衍射(XRSD) 单晶X-衍射在提供药物元素组成分子量及结构的同时,还可提供药物中以结晶形式存在的结晶水或溶剂的信息,包括结晶水或溶剂的种类、数量、存在方式等信息。
3.4.6 其他方法 如通过核磁共振测试,有可能获得药物中含有的部分结晶溶剂的信息。
以上分析方法均有各自的优、缺点,在药物的结构确证研究中应根据药物的结构特征,选择适宜的方法,同时也可利用不同方法所得结果进行相互补充、
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佐证,达到对存在于药物中水或溶剂的种类及其在样品中存在量确切认知的目的。
3.5其他具有特殊结构药物的结构确证
对于结构中含有金属离子以及P、F等元素的药物,进行相应金属原子吸收测定以及F、P等元素的测定结果,对其结构确证有重要意义。
3.5.1原子发射光谱法、原子吸收分光光度法(Atomic emission spectrophotometry、Atomic absorption spectrophotometry,AES 、AAS):原子发射光谱法和原子吸收分光光度法是利用被测元素的发射光谱和基态原子蒸气对其共振辐射线的吸收特征进行元素定性、定量分析的方法。上述方法具有专属性强、精密度好、灵敏度高、应用范围广、干扰少、试样用量少、快速简便、易于自动化等特点。对于含有多种金属离子的药物以及中草药中无机微量元素的含量分析常用这些方法测定。
一般地AES常用于金属元素的定性研究,而AAS可提供准确的药物中金属元素量的信息。
3.5.2络合金属离子存在方式的检测:对于分子中含有顺磁性金属离子的药物,常用的核磁共振(NMR)方法不能得到金属离子在药物中存在方式的确切信息,可采用单晶X-衍射方法进行检测。
4、参考文献和对照品对结构确证的意义及要求
在结构确证研究中,参考文献、对照品对结构确证具有重要的佐证意义,但因某些客观因素的存在以及测试方法的发展,参考文献和/或对照品不是药物结构确证研究的必要条件。
4.1 参考文献对结构确证的意义和要求
参考文献对药物的结构确证具有重要的佐证作用,但应注意的是不同的测
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