CN108250257B - 双硫酸卡那霉素水合物及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双硫酸卡那霉素水合物及其制法。具体地说，本发明涉及下式所示化合物，其结晶，其制备方法，以及它们的制药用途。本发明的卡那霉素呈现优异的性质。

Description

双硫酸卡那霉素水合物及其制法

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及一种氨基糖苷类抗生素，特别涉及一种卡那霉素的结晶，更具体涉及一种卡那霉素的双硫酸盐，更特别具体的涉及一种双硫酸卡那霉素四水合物。

背景技术

卡那霉素是一种经典的氨基糖苷类抗生素，其早在1977年就已载入《中国药典》，最新的2015年版《中国药典》仍收载了此品种。另外，在各种国外的药典中，卡那霉素也是一种重要的收录品种。这些药典收载的卡那霉素多是其硫酸盐。但是，各种版本的硫酸卡那霉素在硫酸根甚至结晶水的数量上不尽相同，多以单硫酸卡那霉素或者硫酸卡那霉素的名称呈现。各种版本药典收录的卡那霉素品种大致如下表1：

表1：各种版本药典收载的卡那霉素汇总

通常而言，卡那霉素成盐后根据硫酸根的数量，分为单硫酸卡那霉素和硫酸卡那霉素。从上文可知，《中国药典》2000年版收载为硫酸卡那霉素(C₁₈H₃₆N₄O₁₁·1.7H₂SO₄)，此后在ChP2005版、ChP2010版和ChP2015版将单硫酸卡那霉素和硫酸卡那霉素合并为硫酸卡那霉素(C₁₈H₃₆N₄O₁₁·nH₂SO₄)。查阅国外药典，《欧洲药典》8.0版(EP8.0)和《英国药典》2015版(BP2015)等除了收载单硫酸卡那霉素(一水合物)外还收载了仅通过制法表征的酸性硫酸卡那霉素，《美国药典》38版(USP38)收载硫酸卡那霉素为单硫酸盐，而USP39未收载卡那霉素，《日本药局方》17版(JP17)和韩国药典KP10收载了硫酸卡那霉素(C₁₈H₃₆N₄O₁₁·xH₂SO₄)和单硫酸卡那霉素(C₁₈H₃₆N₄O₁₁·H₂SO₄)。

卡那霉素硫酸盐的制剂形式主要有硫酸卡那霉素注射液和硫酸卡那霉素滴眼液，这些水溶液形式的剂型对于原料药中的卡那霉素、硫酸根甚至结晶水比例没有特殊要求，由于原料药物加水溶解呈溶液，这种比例不会影响制剂的性质。但是，例如，中国药典2015版收载的注射液硫酸卡那霉素为无菌分装粉针剂、美国药典38版收载的硫酸卡那霉素胶囊、中国市场上销售的硫酸卡那霉素片、胶囊、颗粒等等均为呈固态的原料药与药用辅料混合制得的固体制剂，其原料药中硫酸根甚至结晶水比例、更进一步的甚至这种固体原料药的晶型，都可能会对制剂性能甚至其生物学性质产生不可预测的影响。

因此，本领域仍然期待对卡那霉素硫酸盐进行深入的研究以期为其优良的制剂制造提供依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卡那霉素的硫酸盐，期待这种硫酸盐具备一种或多种优异的性质以利于其本身作为药用原料药或者利于其用于制备制剂特别是固体形式的药物制剂。本发明人出人意料的发现通过本发明方法制备得到了一种卡那霉素硫酸盐水合物，这种卡那霉素硫酸盐水合物呈现特定的晶型并且呈现某种/某些优异的药学性能。本发明基于此发现而得以完成。

为此，本发明第一方面提供了一种卡那霉素，其具有如下化学结构式：

根据本发明第一方面任一实施方案的卡那霉素，其为双硫酸卡那霉素四水合物，其分子式为：C₁₈H₃₆N₄O₁₁·2H₂SO₄·4H₂O。在本发明中，为了称谓的方便，该水合物可以简称为卡那霉素124，即由1分子卡那霉素2分子硫酸根和4分子水组成的水合物。

进一步的，本发明第二方面提供了制备本发明第一方面任一项所述的卡那霉素的方法，其包括如下步骤：

i)在室温下使硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素溶解于水中，添加适量硫酸；

ii)在搅拌下向所得水溶液中滴加无水乙醇，直至溶液中的乙醇浓度达25％～35％，继续搅拌使析出沉淀；

iii)滤出沉淀物，在55～65℃温度下真空干燥，即得。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中所述硫酸卡那霉素符合中国药典2015年版二部第1316页所收载的“硫酸卡那霉素”的质量标准要求。这种硫酸卡那霉素在中国国家食品药品监督管理总局批准了多个生产批文，例如H35020444。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中所述单硫酸卡那霉素符合欧洲药典8.0版第2564页所收载的“KANAMYCIN MONOSULFATE”的质量标准要求。这种单硫酸卡那霉素在中国国家食品药品监督管理总局批准了多个生产批文，例如H35020443。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中步骤i)中使硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素溶解于水中时，溶质是以接近饱和的浓度溶解的。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中步骤i)中，卡那霉素碱基与添加的硫酸的摩尔量之比为1：1～2，例如1：1.5～2。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中步骤ii)中滴加无水乙醇直至溶液中的乙醇浓度达30％～35％。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中步骤i)的水中还含有0.5～2％(w/w)的乙酸，特别是其中还含有0.5～1％(w/w)的乙酸。根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其中步骤i)的水中还含有1～4％(w/w)的丙二醇，特别是其中还含有1.5～2.5％(w/w)的丙二醇。已经出人意料的发现，在水中同时含有上述少量的乙酸和丙二醇对于获得本发明形式的卡那霉素124是必须的，未添加此二者或者仅添加其一均不能获得本发明所述的卡那霉素124。另外，在卡那霉素124从此种约30％乙醇水溶液中析出时，由于乙酸和丙二醇在此水溶液中是极相容或者极易溶解的，因此它们基本上不会带入所得卡那霉素124固体中。这在本发明对所制得的卡那霉素124进行检测中亦已得到证实，即本发明所得卡那霉素124中均检测不到残余的乙酸和丙二醇(使用气相色谱法检测本发明所得卡那霉素124固体中此二者的残余量，结果显示均低于二者的检测限)。

已经发现，上述制备本发明卡那霉素时所使用的原料硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素均与本发明第一方面所述或者第二方面所制得的卡那霉素即卡那霉素124不同，表明本发明所得卡那霉素124与现有的各种形式的卡那霉素在碱基比例、结晶水的数目等方面是完全不同的。

另外，本发明第二方面方法所制得的卡那霉素124是一种结晶形式。

为此，本发明第三方面提供了下式所示卡那霉素化合物的结晶：

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，所述卡那霉素为双硫酸卡那霉素四水合物，其分子式为：C₁₈H₃₆N₄O₁₁·2H₂SO₄·4H₂O。在本发明中，为了称谓的方便，该水合物可以简称为卡那霉素124，即由1分子卡那霉素2分子硫酸根和4分子水组成的水合物。

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其得自单晶的晶胞参数为：

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其得自单晶的晶胞参数中，α＝β＝γ＝90°。

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其得自单晶的晶胞参数中，空间群：P2₁2₁2₁。

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其晶系为正交晶系。

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其晶胞体积为

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其基本上具有图5所示的粉末X射线衍射光谱。

根据本发明第三方面任一实施方案的结晶，其基本上具有图3所示的红外光谱。

进一步的，本发明第四方面提供了一种药物组合物，其中包含本发明第一方面任一实施方案所述卡那霉素或者第二方面任一实施方案所述方法制得的产物或者第三方面任一实施方案所述的结晶，以及任选的药用辅料。

进一步的，本发明第五方面提供了本发明第一方面任一实施方案所述卡那霉素或者第二方面任一实施方案所述方法制得的产物或者第三方面任一实施方案所述的结晶在制备药物中的用途，所述药物为眼用制剂并用于睑板腺炎或者用于治疗敏感大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、淋病奈瑟菌及葡萄球菌属类细菌所致结膜炎、角膜炎、泪囊炎、眼睑炎、睑板腺炎的感染；或者，所述药物为注射制剂或口服制剂并且用于敏感肠杆菌科细菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、产气肠杆菌、志贺菌属等引起的严重感染，如肺炎、败血症、腹腔感染。

本发明任一方面或该任一方面的任一实施方案所具有的任一技术特征同样适用其它任一实施方案或其它任一方面的任一实施方案，只要它们不会相互矛盾，当然在相互之间适用时，必要的话可对相应特征作适当修饰。下面对本发明的各个方面和特点作进一步的描述。

本发明所引述的所有文献，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。

本发明制得的卡那霉素，完全区别于现有技术所公开可使用的卡那霉素，并且其出人意料地呈现如本发明所述的一种或一些优异性质。

附图说明

图1：硫酸卡那霉素光学显微镜和电子显微镜晶型图。

图2：硫酸卡那霉素结晶前后与单硫酸卡那霉素红外光谱图比较。

图3：双硫酸卡那霉素四水合物的典型红外光谱图。

图4：硫酸卡那霉素结晶前后与单硫酸卡那霉素红外光谱图比较。

图5：双硫酸卡那霉素四水合物的典型粉末X射线衍射光谱。

图6：卡那霉素结晶的分子绝对构型(a为单硫酸卡那霉素KamSu1，b为双硫酸卡那霉素124KaSH1)。

图7：卡那霉素结晶的晶胞内分子构象(a为单硫酸卡那霉素KamSu1，b为双硫酸卡那霉素124KaSH1)。

图8：双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素分子结构中原子编号(a为单硫酸卡那霉素KamSu1，b为双硫酸卡那霉素124KaSH1)。

图9：双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素的晶胞填充图(a为单硫酸卡那霉素KamSu1，b为双硫酸卡那霉素124KaSH1)。

图10：双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素的氢键与盐键排布图(a为单硫酸卡那霉素KamSu1，b为双硫酸卡那霉素124KaSH1)。

具体实施方式

通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。以下实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明。

实施例1、卡那霉素药物的提供和制备

1、硫酸卡那霉素：从市场途径获得2批硫酸卡那霉素，经检测其质量符合中国药典2015年版二部第1316页所收载的“硫酸卡那霉素”的质量标准要求，其分别标示为KaxSu1和KaxSu2。

2、单硫酸卡那霉素：从市场途径获得4批单硫酸卡那霉素，经检测其质量符合欧洲药典8.0版第2564页所收载的“KANAMYCIN MONOSULFATE”的质量标准要求，其分别标示为KamSu1、KamSu2、KamSu3和KamSu4，并且它们为化学结构式、分子式、分子量为以下的单硫酸卡那霉素一水合物：

3、卡那霉素124的制备：i)在室温下使硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素溶解于水中，添加适量硫酸(卡那霉素碱基与添加的硫酸的摩尔量之比为1：1.75)；ii)在搅拌下向所得水溶液中滴加无水乙醇，直至溶液中的乙醇浓度达25％～35％，继续搅拌使析出沉淀；iii)滤出沉淀物，在60℃温度下真空干燥，即得卡那霉素124。在本制备方法的步骤i)中使硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素溶解于水(该水中还含有0.75％(w/w)乙酸和2％(w/w)丙二醇)中时，溶质是以接近饱和的浓度溶解的，步骤ii)中滴加无水乙醇直至溶液中的乙醇浓度达30％。所得产物均呈结晶的形式。

使用上述从市场途径获得的硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素，照卡那霉素124的制备的方法，得到6批卡那霉素124，经测定，6批产物收率基本相同(收率以卡那霉素碱基计均在94～97％范围内)，产物的各种性质基本无差异。例如，采用气相色谱法检测本发明所得卡那霉素124固体中乙酸和丙二醇二者的残余量，结果显示均低于二者的检测限，即二者均未检出。6批原料制得的6批卡那霉素124对应的编号分别为：KaxSu1—>124KaSH1、KaxSu2—>124KaSH2、KamSu1—>124KaSH3、KamSu2—>124KaSH4、KamSu3—>124KaSH5、KamSu4—>124KaSH6。

下面，主要以硫酸卡那霉素KaxSu1、单硫酸卡那霉素KamSu1、卡那霉素124即124KaSH1三者为考察试样，对它们进行各种性质分析和结构确认。

实施例2：显微镜观察比较

采用光学显微镜进行观察，硫酸卡那霉素原料(KaxSu1)为非结晶性粉末，制得结晶(124KaSH1)后，还利用日立S-4800冷场发射扫描电子显微镜下观察，硫酸卡那霉素结晶为柱状，结果详见图1关于硫酸卡那霉素光学显微镜和电子显微镜晶型图，图中a为结晶前硫酸卡那霉素原料(KaxSu1)的光学显微图，图中b为结晶后124KaSH1的光学显微图，图中c为结晶后124KaSH1的电子显微图。硫酸卡那霉素在光学显微镜下，结晶前后有明显的区别，原料为非结晶性粉末。并且在电子显微镜下结晶后的晶型与单硫酸卡那霉素晶型(未提供图片)也有明显的区别，这表明本发明所得卡那霉素124与硫酸卡那霉素和单硫酸卡那霉素两种原料均呈现不同的显微影像。

另外，对实施例1所得另外5种卡那霉素124亦进行光学显微镜和电子显微镜观察，结果显示它们的两种影像均分别与124KaSH1基本上相同。

实施例3：红外光谱比较

利用红外光谱仪，测定了硫酸卡那霉素KaxSu1、单硫酸卡那霉素KamSu1、卡那霉素124即124KaSH1结晶三者的红外光谱，详见图2关于硫酸卡那霉素结晶前(图中的中间谱线)后(图中的下方谱线)与单硫酸卡那霉素(图中的上方谱线)红外光谱图比较。

总体结果是利用红外光谱可以区分单硫酸卡那霉素和硫酸卡那霉素。单硫酸卡那霉素和硫酸卡那霉素的红外光谱在1500cm^-1～1750cm^-1特征吸收有明显区别，硫酸卡那霉素特征峰峰形较钝，单硫酸卡那霉素特征峰峰形尖锐。另外结晶后的硫酸卡那霉素即124KaSH1红外特征峰变化较大。因此利用红外光谱可以有效的区别结晶前后的硫酸卡那霉素，并且可以区分硫酸卡那霉素和单硫酸卡那霉素。本发明所得卡那霉素124即双硫酸卡那霉素四水合物呈现典型的图3所示的红外光谱图。

另外，对实施例1所得另外5种卡那霉素124亦进行红外光谱测定，结果显示它们的红外光谱均分别与图3所示的124KaSH1的红外光谱基本上相同。

实施例4：粉末X射线衍射光谱比较

本发明各种物料的粉末X射线衍射分析(即通常所讲的XRPD分析)，使用CN101472906B说明书[0229]段所载方法和条件进行，这种测试方法在本领域通常亦称为使用Cu-Kα辐射，可以得到以2θ角度表示的粉末X-射线衍射图谱。

本试验例测定了硫酸卡那霉素KaxSu1、单硫酸卡那霉素KamSu1、卡那霉素124即124KaSH1结晶三者的粉末X射线衍射光谱。

通过粉末X射线衍射光谱比较，硫酸卡那霉素结晶前后差异明显，并且硫酸卡那霉素结晶后与单硫酸卡那霉素X射线衍射图谱也存在明显的差异，详见图4关于硫酸卡那霉素结晶前后与单硫酸卡那霉素红外光谱图比较。

结果表明，硫酸卡那霉素原料为非结晶性粉末，结晶后的硫酸卡那霉素即卡那霉素124与单硫酸卡那霉素也有明显的差异。因此利用粉末X射线衍射可以有效的区别结晶前后的硫酸卡那霉素，并且可以区分硫酸卡那霉素和单硫酸卡那霉素，特别是，本发明所得124KaSH1在2θ角约20.6～20.9°处有一典型衍射峰。

本发明所得卡那霉素124即双硫酸卡那霉素四水合物呈现典型的图5所示的粉末X射线衍射光谱。

另外，对实施例1所得另外5种卡那霉素124亦进行粉末X射线衍射光谱测定，结果显示它们的粉末X射线衍射光谱均分别与图5所示的124KaSH1的粉末X射线衍射光谱基本上相同。

实施例5：利用单晶X射线(XRD)确定卡那霉素124的分子式

硫酸卡那霉素和单硫酸卡那霉素分子中的API分子相同(即碱基卡那霉素A)，但是分子中的硫酸和水分子的数量不同；在红外光谱和粉末X射线衍射光谱下二者有明显的区别，这种区别主要是取决于卡那霉素A的分子状态，卡那霉素A的分子排列状态的不同外在表现为硫酸卡那霉素整个分子晶型的不同，利用单晶X射线衍射可以确定单硫酸卡那霉素、硫酸卡那霉素以及本发明制得的卡那霉素124的分子的内在区别。

1、双硫酸卡那霉素四水物与单硫酸卡那霉素的单晶X射线衍射测定参数的比较

利用单晶X射线衍射仪测定单硫酸卡那霉素KamSu1、卡那霉素124即124KaSH1两种晶体的数据，结果见表2。

表2：双硫酸卡那霉素四水物与单硫酸卡那霉素的晶体结构比较结果

结论：两种物质经实验测得的化学计量式、分子量、所属晶系、空间群、晶胞中分子数Z、晶胞体积、计算所得晶体密度、晶胞参数(a、b、c；α、β、γ)均截然不同。总标度因子F(000)、基于全矩阵最小二乘法的最终可靠因子、残差因子R1、基于F0的加权残差因子wR2与拟合优度S也各不相同。根据这些结果可最终确定卡那霉素检测样品124KaSH1的分子式为C₁₈H₃₆N₄O₁₁·2H₂SO₄·4H₂O。

2、硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素分子绝对构型的比较

根据上文测定结果可以确定单硫酸卡那霉素KamSu1的分子绝对构型如图6a所示，双硫酸卡那霉素124KaSH1的分子绝对构型如图6b所示：

上述两种晶体的单晶XRD测定结果表明，单位晶胞内虽然都有卡那霉素A、硫酸分子和结晶水，但它们的分子个数并不相同。单硫酸卡那霉素分子中卡那霉素A、硫酸分子和结晶水的比例为1:1:1，而硫酸卡那霉素分子中卡那霉素A即卡那霉素碱基、硫酸分子和结晶水比例为1:2:4。

3、双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞内分子构象的比较

根据上文测定结果可以确定单硫酸卡那霉素KamSu1的晶胞内分子构象如图7a所示，双硫酸卡那霉素124KaSH1的晶胞内分子构象如图7b所示。

根据上述两种晶体的分子构象，这两种晶体的单晶XRD测定结果表明，正是由于组成不对称单位卡那霉素A、硫酸分子和结晶水分子个数的不同，致使分子内与分子间形成的氢键(包括其距离、角度及其在三维空间的坐标和等价温度因子)均各不相同。

4、双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素分子结构中原子编号的比较

上文测定中确定的双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素分子结构中原子编号，其中单硫酸卡那霉素KamSu1的分子结构中原子编号如图8a所示，双硫酸卡那霉素124KaSH1的分子结构中原子编号如图8b所示。

5、硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞填充的比较

关于上文测定中确定的双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞填充情况，其中单硫酸卡那霉素KamSu1的晶胞填充如图9a所示，双硫酸卡那霉素124KaSH1的晶胞填充如图9b所示。

根据这些晶胞填充图，结合两种晶体的单晶XRD测定结果，表明单位晶胞内虽然都有卡那霉素碱基、硫酸根和结晶水，但它们的分子个数并不相同。并且分子内与分子间形成的氢键(包括其距离、角度及其在三维空间的坐标和等价温度因子)均各不相同。

6、硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞内氢键与盐键排布的比较

双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素的晶胞内氢键与盐键的比较见表3。

表3：双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞内氢键和盐键比较结果

根据上述结果，可以确定双硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞内氢键与盐键排布的比较，其中单硫酸卡那霉素KamSu1的氢键与盐键排布图如图10a所示，双硫酸卡那霉素124KaSH1的氢键与盐键排布图如图10b所示。

可能是由于制备工艺不同的原因，导致两种晶体结构中组成不对称单位的卡那霉素A(API)、硫酸分子和结晶水分子个数的不同。晶胞内组成不对称单位卡那霉素A、硫酸根离子和结晶水分子个数的不同，分子内与分子间形成的氢键及其距离等不同，反映出在不同的分子间作用力下，(包括氢键的方向与其饱和度等作用力强度及盐键、静电力和范德华力等)，分子的构象呈现显著差异，并最终决定其晶胞参数等特性的显著差别，详见表3硫酸卡那霉素与单硫酸卡那霉素晶胞内氢键和盐键比较表。另外，在上文实施例1制备卡那霉素124时，使用从市场途径获得2批硫酸卡那霉素或者使用从市场途径获得4批单硫酸卡那霉素制得的另外5批卡那霉素124，它们在如上文实施例2-5测试时，其各项结果基本上与双硫酸卡那霉素124KaSH1试样的结果一致。另外，在制备卡那霉素124时，在步骤i)中添加的硫酸的摩尔量与卡那霉素碱基的摩尔量之比为1.5～2：1范围内时和/或添加的乙酸在0.5～1％(w/w)范围内时和/或添加的丙二醇在1.5～2.5％(w/w)范围内时所得那霉素124照上述实施例2-5测试时，其各项结果基本上与双硫酸卡那霉素124KaSH1试样的结果一致。但是出人意料的是，若在制备卡那霉素124时，在步骤i)中不添加乙酸和/或不添加丙二醇时所得沉淀物照上述实施例2-5测试时，其各项结果与双硫酸卡那霉素124KaSH1试样的结果均不符，这表明在制备时同时添加两种试剂是必要的。

另外，实施例1提供的从市场途径获得2批硫酸卡那霉素以及从市场途径获得4批单硫酸卡那霉素，这6批试样在照上述实施例2-5测试时，其各项结果与双硫酸卡那霉素124KaSH1试样的结果均不符，这表明目前药典规定的产品以及市场可得的产品均区别于本发明所得卡那霉素124。

结合以上四部分的研究(光学显微镜、红外光谱、粉末X射线衍射和单晶X射线衍射)，单硫酸卡那霉素一水物与双硫酸卡那霉素四水物的光谱特性和晶体结构有显著不同。同时也可以初步预测，两者的理化特性和/或生物活性均会有较显著差异。

根据以上各国药典对硫酸卡那霉素的收载情况分析，各国药典收载的硫酸卡那霉素分子中硫酸分子和水分子数量存在差异。本研究通过特定工艺制备得到了一种硫酸卡那霉素晶体，利用单晶X射线衍射仪，测定出该硫酸卡那霉素分子中含有一个卡那霉素碱基、2个硫酸分子和4个水分子，分子式为C₁₈H₃₆N₄O₁₁·2H₂SO₄·4H₂O。

本实验分析硫酸卡那霉素的晶型结构数据的同时，将对比列出单硫酸卡那霉素晶体结构数据，在确定硫酸卡那霉素的分子结构的同时，能对比分析出单硫酸卡那霉素和硫酸卡那霉素的区别点，为今后同剂型不同原料、同原料不同剂型的评价与开发，提供数据支持。另外，实验还初步探索了单硫酸卡那霉素和硫酸卡那霉素红外光谱和粉末X射线衍射光谱的区别。

硫酸卡那霉素是一种氨基糖苷类抗生素。本品对多数肠杆菌科细菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属、变形杆菌属、志贺菌属、沙门菌属、枸橼酸杆菌属、普罗菲登菌属、耶尔森菌属等均有良好抗菌作用；流感嗜血杆菌、布鲁菌属、脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌等对本品也大多敏感。卡那霉素对葡萄球菌属(甲氧西林敏感株)和结核分枝杆菌亦有一定作用，对铜绿假单胞菌无效。其他革兰阳性细菌如溶血性链球菌、肺炎链球菌、肠球菌属和厌氧菌等对本品多数耐药。近年来耐药菌株显着增多，由于某些细菌产生氨基糖苷类钝化酶，使之失去抗菌活性。卡那霉素与链霉素、新霉素有完全交叉耐药，与其他氨基糖苷类可有部分交叉耐药。本品主要与细菌核糖体30S亚单位结合，抑制细菌蛋白质合成。硫酸卡那霉素肌内注射后迅速吸收，于1～2小时达血药峰浓度。一次肌内注射0.5g后平均血药峰浓度(Cmax)为20mg/L。血消除半衰期(T1/2a)为2～4小时，血清蛋白结合率低。肾功能减退者T1/2a可显着延长。卡那霉素在体内可分布到各种组织，在肾脏皮质细胞中积蓄，胸水、腹水中浓度较高，可穿过胎盘进入胎儿体内。胆汁与粪便中的浓度则较低。本品很少进入脑脊液中。本品在体内不代谢，主要经肾小球滤过后由尿排出，给药后24小时内尿中排出80％～90％。血液透析和腹膜透析可清除相当药量。本品适用于敏感肠杆菌科细菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、产气肠杆菌、志贺菌属等引起的严重感染，如肺炎、败血症、腹腔感染等，常需与其他抗菌药物联合应用。本发明制得的卡那霉素为其二硫酸盐四水合物，与现有的卡那霉素产品例如现有的硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素相比具有优异的性质。例如，在进一步的实施例6中，考察了各种物质的稳定性，具体是将上文实施例1提供的2种硫酸卡那霉素、4种单硫酸卡那霉素以及制得的6种卡那霉素124分别置于45℃恒温箱中放置4月，然后测定各物料中0月时和4月时其中的卡那霉素B含量(可参照中国药典2015年版二部1316页收载的“硫酸卡那霉素”之卡那霉素B检查项下的方法测定)，以4月B含量减去0月B含量所得差值再除以0月B含量再乘以100％所得百分数作为卡那霉素B增加百分数，结果显示2种硫酸卡那霉素和4种单硫酸卡那霉素的B增加百分数均在131～169％范围内，而6种卡那霉素124的B增加百分数均在28～41％范围内，显示本发明产物具有显著更优异的化学稳定性。另外，对于上述6种原料以及本发明6种产物，分别取约5克将它们置于干燥的经精密稳重的平皿中，再精密称定，接着将它们在室温下置于相对湿度80％的环境中放置10天，精密称重，计算吸收的水分重量，以此水分重量除以初始时的药物重量再乘以100％所得百分数作为吸湿百分数，结果6种卡那霉素124的吸湿百分数均在2.1～3.8％范围内，而2种硫酸卡那霉素和4种单硫酸卡那霉素的吸湿百分数均在18.6～25.3％范围内(这一结果与药典描述的它们具有引湿性是吻合的)，显示本发明卡那霉素124具有优异的物理性能。肌注后本品迅速被吸收，局部冲洗或局部应用后亦有一定量的药物可从身体表面吸收。主要分布于细胞外液，正常婴儿脑脊液中浓度可达同时期血药浓度的10～20％，当脑膜有炎症时，可达同期血药浓度的50％。5～15％的药量经过重新分布到各种组织，可在肾脏皮质细胞中积蓄，穿过胎盘。滑膜液为血药浓度的50％以上，支气管分泌物、胆汁及房水中浓度低。胸水内药物积聚慢，但可逐渐达到与血药浓度相近。分布容积为0.26L/kg。肌内注射后血药浓度于1～2小时达峰值，胆汁中浓度在肌注后约6小时达峰值。本品肾小球滤过作用将药物代谢掉。一次给药7.5mg/kg后血药平均峰浓度为22μg/ml，发热或严重烧伤患者的浓度可能较低。尿中浓度为血药浓度的10～20倍。T1/2成人为2～4小时，肾功能损害者27～80小时；早产儿18小时，足月产新生儿一般6～8.6小时(与出生时体重和年龄成反比)。本品在体内不代谢，主要经肾小球滤过，给药后4小时内排出约50％，尿中浓度可高达800μg/ml，24小时内排出约80～90％；胆汁中排出量约1％；乳汁中亦可排出少量，血液和腹膜透析可从血中除去相当药量，从而使药物半衰期大大缩短。卡那霉素滴眼液制剂通常用于睑板腺炎，适用于治疗敏感大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、淋病奈瑟菌及葡萄球菌属等细菌所致结膜炎、角膜炎、泪囊炎、眼睑炎、睑板腺炎等感染。卡那霉素注射制剂和口服制剂通常适用于敏感肠杆菌科细菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、产气肠杆菌、志贺菌属等引起的严重感染，如肺炎、败血症、腹腔感染等，常需与其他抗菌药物联合应用。

试验例1：对上文实施例1制得的6批卡那霉素124，照中国药典2015年版二部1316页收载的“硫酸卡那霉素”之干燥失重项下的方法测定，结果显示这些卡那霉素124的干燥失重均在0.9～1.3％范围内；将卡那霉素124在105℃干燥3小时，接着照中国药典2015年版四部之“0661热分析法”之“一、热重分析”测定其中的水分含量，结果6批样品的水含量均在9.57～9.62％范围内，并显示有四个结晶水，这一结果与本发明上文确定的本发明卡那霉素124分子式C₁₈H₃₆N₄O₁₁·2H₂SO₄·4H₂O的结果是吻合的，该结果也印证了上文实施例2-5中的测定结果。在以同样方法测定实施例1所述2批硫酸卡那霉素和4批单硫酸卡那霉素时，它们干燥失重均在0.8～1.4％范围内(均符合其各自的质量标准)，2批硫酸卡那霉素未测到明显的结晶水，4批单硫酸卡那霉素测得分子中含有1个结晶水。

试验例2：取供试品约0.18g，精密称定，加水100ml使溶解，加浓氨溶液调节pH值至11后，精密加人氯化钡滴定液(0.1mol/L)10ml、酞紫指示液5滴，用乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)滴定，注意保持滴定过程中的pH值为11，滴定至紫色开始消褪，加乙醇50ml，继续滴定，至蓝紫色消失，并将滴定的结果用空白试验校正；每1ml氯化钡滴定液(0.1mol/L)相当于9.606mg的硫酸盐(SO4)；再据此数据计算每个分子中硫酸根与卡那霉素的摩尔比；结果：实施例1所述2批硫酸卡那霉素的此摩尔比值在1.59～1.64范围内，实施例1之4批单硫酸卡那霉素的此摩尔比值在0.98～1.09范围内，实施例1之6批卡那霉素124的此摩尔比值在1.97～2.06范围内。该结果也印证了上文实施例2-5中的测定结果。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (19)

1.一种卡那霉素的结晶，其为具有如下化学结构式的化合物：

该结晶具有图5所示的粉末X射线衍射光谱，并且具有图3所示的红外光谱。

2.根据权利要求1的结晶，其得自单晶的晶胞参数为：

3.根据权利要求1的结晶，其得自单晶的晶胞参数中，α＝β＝γ＝90°。

4.根据权利要求1的结晶，其得自单晶的晶胞参数中，空间群：P2₁2₁2₁。

5.根据权利要求1的结晶，其晶系为正交晶系。

6.根据权利要求1的结晶，其晶胞体积为

7.制备权利要求1-6任一项所述结晶的方法，包括如下步骤：

i)在室温下使硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素溶解于水中，添加适量硫酸；所述水中含有重量/重量百分数0.5～2％的乙酸，以及重量/重量百分数1～4％的丙二醇；

ii)在搅拌下向所得水溶液中滴加无水乙醇，直至溶液中的乙醇浓度达25％～35％，继续搅拌使析出沉淀；

iii)滤出沉淀物，在55～65℃温度下真空干燥，即得。

8.根据权利要求7的方法，步骤i)中使硫酸卡那霉素或单硫酸卡那霉素溶解于水中时，溶质是以接近饱和的浓度溶解的。

9.根据权利要求7的方法，步骤i)的水中含有重量/重量百分数0.5～1％的乙酸。

10.根据权利要求7的方法，步骤i)的水中含有重量/重量百分数1.5～2.5％的丙二醇。

11.根据权利要求7的方法，步骤i)中，卡那霉素碱基与添加的硫酸的摩尔量之比为1：1～2。

12.根据权利要求7的方法，步骤i)中，卡那霉素碱基与添加的硫酸的摩尔量之比为1：1.5～2。

13.根据权利要求7的方法，步骤ii)中滴加无水乙醇直至溶液中的乙醇浓度达30％～35％。

14.一种药物组合物，其中包含权利要求1-6任一项所述结晶，以及任选的药用辅料。

15.权利要求1-6任一项所述结晶在制备药物中的用途，所述药物为眼用制剂并用于睑板腺炎。

16.权利要求1-6任一项所述结晶在制备药物中的用途，所述药物为眼用制剂并用于治疗敏感大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、淋病奈瑟菌及葡萄球菌属类细菌所致结膜炎、角膜炎、泪囊炎、眼睑炎的感染。

17.权利要求1-6任一项所述结晶在制备药物中的用途，所述药物为注射制剂或口服制剂并且用于敏感肠杆菌科细菌引起的严重感染。

18.根据权利要求17的用途，所述药物用于大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、产气肠杆菌或志贺菌属引起的严重感染。

19.根据权利要求17的用途，所述感染是肺炎、败血症或腹腔感染。

Images