CN109796404B - 一种甲磺酸恩诺沙星晶体及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲磺酸恩诺沙星晶体及其制备方法和用途，该甲磺酸恩诺沙星晶体的X‑Ray粉末衍射表征在2θ为7.93、9.61、11.89、22.07、22.95、23.68、24.36、24.97、35.29、35.97处具有特征衍射峰，其中2θ值误差范围为±0.2。本发明的晶体熔点为298.5℃，其溶解度是恩诺沙星的几十倍至千倍，是盐酸恩诺沙星的几十倍至百倍，其在纯水、pH＝1和pH＝7.6磷酸盐缓冲液中的溶解度差别不大，保证了其在体内能够很好的吸收，相对生物利用度很好。

Description

一种甲磺酸恩诺沙星晶体及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种恩诺沙星盐，具体涉及一种甲磺酸恩诺沙星晶体及其制备方法和用途。

背景技术

氟喹诺酮类药物具有广谱、高效、低毒等特点，成为目前医学临床上治疗各种感染性疾病的常用药物。恩诺沙星做为上市的第一个动物专用品种，被广泛用于禽类、小动物(狗、猫)、猪及牛，治疗消化系统、呼吸系统、泌尿系统及皮肤感染，是最受关注的兽医专用氟喹诺酮类药物之一。此外，根据《中华人民共和国农业部公告第2292号》，为保障动物产品质量安全和公共卫生安全中国农业部组织开展的部分兽药的安全性评价工作，认为洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、诺氟沙星4种原料药的各种盐、酯及其各种制剂可能对养殖业、人体健康造成危害或者存在潜在风险。根据《兽药管理条例》第六十九条规定，自2016年12月31日起，在食品动物中停止使用洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、诺氟沙星4种兽药，撤销相关兽药产品批准文号。因此，作为动物专用的氟喹诺酮类抗菌药物，恩诺沙星在兽药领域会迎来更大的需求。

然而，恩诺沙星水溶性很差，一方面极大的限制了恩诺沙星制剂的发展，另一方面常常导致临床使用时需投更多药量，造成了恩诺沙星的浪费，增大了细菌耐恩诺沙星的可能性。现有的改善恩诺沙星溶解性的方法大多为通过各种制剂手段增溶。但这些方式并不能有效改善其溶解性且成本过高。而被中国兽药典收录的成盐的目前只有盐酸恩诺沙星，其对恩诺沙星的水溶性提高并不十分明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲磺酸恩诺沙星晶体及其制备方法和用途，该甲磺酸恩诺沙星晶体解决了现有恩诺沙星的水溶性差，生物利用度低的问题，其在水中的溶解度很好，且生物利用度高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种甲磺酸恩诺沙星晶体，该甲磺酸恩诺沙星晶体的X-Ray粉末衍射表征在2θ为7.93、9.61、11.89、22.07、22.95、23.68、24.36、24.97、35.29、35.97处具有特征衍射峰，其中2θ值误差范围为±0.2。

优选地，所述甲磺酸恩诺沙星晶体的熔点为298.5℃。

优选地，所述甲磺酸恩诺沙星晶体的在水中饱和溶解度为483.01±4.06mg/mL。

本发明提供了一种所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，该方法包含：

(1)将恩诺沙星分散于水中，加入甲磺酸，搅拌溶解，得恩诺沙星甲磺酸盐溶液，去溶剂，得甲磺酸恩诺沙星粗盐固体；

(2)以异丙醇作为反溶剂，采用溶剂与反溶剂法进行重结晶，将甲磺酸恩诺沙星粗盐固体溶于水中，加入异丙醇在低温1～15℃重结晶，得到纯化的甲磺酸恩诺沙星晶体；其中，所述异丙醇体积与甲磺酸恩诺沙星粗盐固体质量之比为20～50mL：0.5g。

优选地，在步骤(1)中，所述恩诺沙星与甲磺酸的质量比为1：(0.25～0.28)。

优选地，在步骤(2)中，所述重结晶在低温1～10℃进行，在1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃均可进行析晶。

优选地，在步骤(2)中，所述水体积与甲磺酸恩诺沙星粗盐固体质量之比为0.5～2mL：0.5g。

优选地，在步骤(2)中，加入异丙醇低温搅拌，析出晶体，过滤，干燥，得到纯化的甲磺酸恩诺沙星晶体；所述干燥条件为：45℃，90～180min。

优选地，所述搅拌时间为1.5h～3h。

本发明还公开了一种如所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的用途，该甲磺酸恩诺沙星晶体作为动物专用的氟喹诺酮类抗菌药物。

本发明的甲磺酸恩诺沙星晶体及其制备方法和用途，解决了现有恩诺沙星的水溶性差，生物利用度低的问题，具有以下优点：

(1)本发明的甲磺酸恩诺沙星晶体，通过将恩诺沙星与甲磺酸成盐得到晶体，该晶体的X-Ray粉末衍射表征在2θ为7.93、9.61、11.89、22.07、22.95、23.68、24.36、24.97、35.29、35.97处具有特征衍射峰，甲磺酸恩诺沙星的高能衍射峰比恩诺沙星少，表明甲磺酸恩诺沙星晶体粒径更小，其熔点为298.5℃，明显高于恩诺沙星的熔点225.5℃。对本发明的甲磺酸恩诺沙星晶体溶解度测定，是恩诺沙星的几十倍至千倍，是盐酸恩诺沙星的几十倍至百倍，其在水、pH＝1和pH＝7.6磷酸盐缓冲液中的溶解度差别不大，保证了其在体内能够很好的吸收。本发明的甲磺酸恩诺沙星的相对生物利用度最高；

(2)本发明的方法，通过以异丙醇作为反溶剂，能够将甲磺酸恩诺沙星晶体析出，而其它反溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈均不能将甲磺酸恩诺沙星晶体析出；

(3)本发明的方法，通过以异丙醇体积与甲磺酸恩诺沙星粗盐固体质量之比为20～50mL：0.5g，控制异丙醇的用量，保证了甲磺酸恩诺沙星晶体析出，并且能够很好地过滤，当采用10mL的异丙醇时，则会由于粘稠，无法过滤得到晶体；

(4)本发明的方法，水体积与甲磺酸恩诺沙星粗盐固体质量之比为0.5～2mL：0.5g，通过控制加入的水量以确保不会导致晶体溶解过多导致。

附图说明

图1为本发明的甲磺酸恩诺沙星晶体的¹H-NMR核磁谱图。

图2为恩诺沙星原药¹H-NMR核磁谱图。

图3为本发明的甲磺酸恩诺沙星晶体的¹³C-NMR核磁谱图。

图4为恩诺沙星原药¹³C-NMR核磁谱图。

图5为本发明的甲磺酸恩诺沙星的质谱图。

图6为恩诺沙星的质谱图。

图7为本发明的甲磺酸恩诺沙星和恩诺沙星的红外图谱。

图8为本发明的甲磺酸恩诺沙星和恩诺沙星的DSC-TGA曲线图。

图9为本发明的甲磺酸恩诺沙星和恩诺沙星的X射线粉末衍射图。

图10为恩诺沙星、甲磺酸恩诺沙星和盐酸恩诺沙星给药的药时曲线图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法

(1)将1g恩诺沙星用2mL水分散，加6.2mL浓度为0.45mol/L的甲磺酸，在25℃以20～30rpm的速度搅拌至反应澄清，得恩诺沙星甲磺酸盐溶液，缓慢蒸发溶剂得甲磺酸恩诺沙星粗盐固体；

(2)采用溶剂与反溶剂法进行重结晶，采用的溶剂为水，将0.5g甲磺酸恩诺沙星粗盐固体溶于1mL水中，配制甲磺酸恩诺沙星盐水溶液，加入20mL反溶剂异丙醇，在4℃搅拌1.5h，过滤，烘干，得到纯化的甲磺酸恩诺沙星晶体，其呈白色疏松状固体。

对实施例1步骤(2)中烘干时间进行研究，发现将滤饼放入45℃烘箱，按预定时间称取重量。当烘干时长达到2h后，再延长烘干时间纯化盐的质量也基本不再降低。

实施例1制备的甲磺酸恩诺沙星晶体的¹H-NMR核磁谱图如图1所示，恩诺沙星原药¹H-NMR核磁谱图如图2所示，甲磺酸恩诺沙星晶体的¹³C-NMR核磁谱图如图3所示，恩诺沙星原药¹³C-NMR核磁谱图如图4所示，恩诺沙星测试溶剂为氘代氯仿(CDCl₃)，内标为TMS。甲磺酸恩诺沙星测试溶剂为氘代重水(D₂O)，二者观察频率均为400MHz，用于测定氢原子化学位移值。从图1和2对比及图3和4对比可知，甲磺酸分子成功与恩诺沙星分子以1:1比例结合成盐，图1中红色箭头所指为甲磺酸恩诺沙星盐分子中甲磺酸基团上的三个H的峰，图3中红色箭头所指为甲磺酸恩诺沙星盐分子中甲磺酸基团上的甲基C的峰。

如图5所示，为本发明的甲磺酸恩诺沙星的质谱图，如图6所示，为恩诺沙星的质谱图，质谱图中的分子离子峰([M+H]⁺)为360.1728，与甲磺酸恩诺沙星中的恩诺沙星C₁₉H₂₂FN₃O₃分子量相符合。

如图7所示，为本发明的甲磺酸恩诺沙星和恩诺沙星的红外图谱，从图中可以看出，甲磺酸恩诺沙星除了保留有恩诺沙星特征基团的峰外，还出现了存在于甲磺酸中S-O伸缩振动峰(峰1)和S＝O伸缩振动峰(峰2)。而且，甲磺酸恩诺沙星红外图还在2250～2700cm^-1宽吸收带上出现了一个至数个峰，这是甲磺酸与恩诺沙星结构式中的N原子反应生成的铵盐吸收峰。因此，红外谱图进一步表明了甲磺酸与恩诺沙星N原子反应生成了甲磺酸恩诺沙星。

如下表1所示，为本发明的甲磺酸恩诺沙星的元素分析表，从表中可以看出，甲磺酸恩诺沙星的N、C、H和S元素的实测比例与理论的分子式C₁₉H₂₂FN₃O₃·CH₄O₃S相近。进一步确定，甲磺酸恩诺沙星分子式为C₁₉H₂₂FN₃O₃·CH₄O₃S。

表1为本发明的甲磺酸恩诺沙星的元素分析表

如图8所示，为本发明的甲磺酸恩诺沙星和恩诺沙星的DSC-TGA曲线图，从图8可以出，恩诺沙星的熔点为225.5℃，甲磺酸恩诺沙星的熔点为298.5℃，高于恩诺沙星。甲磺酸恩诺沙星在298.5℃后DSC曲线上的吸热峰和热重曲线TGA上的显著失重，表明甲磺酸恩诺沙星在熔融时分解。表明了甲磺酸恩诺沙星是不同于恩诺沙星晶体的另一种晶体，且其热稳定性较恩诺沙星高。

如图9所示，为本发明的甲磺酸恩诺沙星和恩诺沙星的X射线粉末衍射图(XRPD)，从图9可以看出，与恩诺沙星相比，甲磺酸恩诺沙星在2θ分别为7.93、9.61、11.89、22.07、22.95、23.68、24.36、24.97、35.29、35.97处具有特征衍射峰，其中2θ值误差范围为±0.2，说明它是一种不同于恩诺沙星的新晶体。此外，甲磺酸恩诺沙星的高能衍射峰比恩诺沙星少，表明甲磺酸恩诺沙星晶体粒径更小，利于其快速溶解。

对甲磺酸恩诺沙星晶体的溶解度进行测定，采用平衡法测定其在水、pH＝1和pH＝7.6溶剂中溶解度，并与恩诺沙星、恩诺沙星钠和盐酸恩诺沙星进行比较，具体如下：

取过量的恩诺沙星、恩诺沙星钠、盐酸恩诺沙星和甲磺酸恩诺沙星，加入到含有2mL水/pH＝1/pH＝7.6的磷酸盐缓冲液4mL离心管中，一式三份，涡旋5min助溶，然后置于25±2℃水浴条件下以100r/min的速度震荡，至溶液平衡后过滤，稀释并测定。

如下表2所示，为恩诺沙星、恩诺沙星钠(购自浙江国邦，以下简称钠盐)、盐酸恩诺沙星(购自浙江国邦，以下简称盐酸盐)和甲磺酸恩诺沙星(以下简称甲磺酸盐)溶解度和脂水分配系数测定结果表，从表2可以看出，三种恩诺沙星盐在水、pH＝1和pH＝7.6三种溶剂中的溶解度均比恩诺沙星的大(除盐酸恩诺沙星在pH＝1溶剂中的溶解度小于恩诺沙星的溶解度)。本发明的甲磺酸恩诺沙星在三种溶剂中的溶解度差别不大，含量均接近50％，极显著高于《中国兽药典》收录的盐酸恩诺沙星和临床常用的恩诺沙星钠，具有良好的溶解优势。

表2为恩诺沙星、恩诺沙星钠、盐酸恩诺沙星和甲磺酸恩诺沙星溶解度和脂水分配系数测定结果表

对比例1～5

采用实施例1的步骤(1)制备甲磺酸恩诺沙星粗盐固体，对比例1～5分别采用甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃和乙腈作为反溶剂，对甲磺酸盐水溶液进行重结晶。

重结晶实验结果对比：

如下表3，为本发明实施例1与对比例1～5中甲磺酸恩诺沙星粗盐的溶解度对比表，从表3可以看出，甲磺酸恩诺沙星粗盐在甲醇中的溶解度很大，丙酮和乙腈中次之，在乙醇、四氢呋喃和异丙醇的溶解度均很差，其中在异丙醇中的溶解度最差。如下表4，为本发明实施例1与对比例1～5中甲磺酸恩诺沙星粗盐的析晶情况对比表，从表4可以看出，甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃和乙腈作为反溶剂均无晶体析出。

表3为本发明实施例1与对比例1～5中甲磺酸恩诺沙星粗盐的溶解度对比表

表4为本发明实施例1与对比例1～5中甲磺酸恩诺沙星粗盐在相同体积反溶剂中的析晶情况对比表

实施例2～4

制备方法同实施例1，实施例2～4采用的异丙醇体积分别为30mL、40mL和50mL。

对比例6

制备方法同实施例1，采用的异丙醇体积分别为10mL。

如下表5，为本发明实施例1～4和对比例6异丙醇体积对结晶收率影响对比表，从表5可以看出，异丙醇体积为10mL时太过粘稠，无法过滤，不利于析晶，在30mL时收率最好，随着体积的增大，由于异丙醇对于甲磺酸恩诺沙星有一定的溶解性，其用量越大就可能导致残留在溶剂中的甲磺酸恩诺沙星越多，造成收率降低。

表5为本发明实施例1～4和对比例6异丙醇体积对结晶收率影响对比表

实施例5～7

制备方法同实施例1，实施例5～7重结晶搅拌时间分别为2h、2.5h和3h。

如下表6，为本发明实施例1和实施例5～7搅拌时间对结晶收率影响对比表，从表6可以看出，随着搅拌时间增加收率提高，但增加至大于2h后收率增加不明显。

表6为本发明实施例1和实施例5～7搅拌时间对结晶收率影响对比表

实施例8～10

制备方法同实施例1，实施例8～10重结晶使用的水体积分别为0.5、1.5和2。具体地，称取0.5g粗盐，用不同体积水溶解，加入30mL异丙醇，在室温搅拌2h，过滤，烘干。

如下表7，为本发明实施例1和实施例8～10重结晶使用的水体积对结晶收率影响对比表，从表7可以看出，水用量为0.5mL时结晶收率最高，当水用量从0.5mL逐渐增加到2mL的过程中，纯化收率有明显下降，可见水用量对纯化收率影响很大。

表7为本发明实施例1和实施例8～10重结晶使用的水体积对结晶收率影响对比表

实验例1甲磺酸恩诺沙星的体外药动学研究

将18只獭兔，随机分为三组，雌雄各半，分别用于恩诺沙星、甲磺酸恩诺沙星以及盐酸恩诺沙星灌胃给药。灌胃药液均用蒸馏水配成混悬液或水溶液，给药剂量为10mg/kg体重(含量均以恩诺沙星计)。

一次性给药后，采用带有肝素钠的真空管按0h、0.083h、0.167h、0.333h、0.667h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、4h、6h、9h、12h、24h、36h、48h分别进行獭兔耳缘静脉采血，将血液置于SC-3614型低速离心机中离心5min，转速为4000r/min，取上层血浆进行样品处理。

用HPLC法测定恩诺沙星的含量，如表8所示，为恩诺沙星、甲磺酸恩诺沙星和盐酸恩诺沙星的血药浓度比较表，并绘制给药的药时曲线图，如图10所示，并用DAS2.0软件处理相应数据，计算各药的药动学参数，结果见表9。从表9中可以看出，甲磺酸恩诺沙星的达峰浓度(C_max)最高，为1.391±0.158mg/L，极显著高于盐酸恩诺沙星(0.989±0.195mg/L)(P＜0.01)和恩诺沙星(0.877±0.155mg/L)(P＜0.01)，这与三者的溶解度大小顺序一致(前述测得甲磺酸恩诺沙星的溶解度为483.01±4.06mg/mL，盐酸恩诺沙星的溶解度为11.90±0.22mg/mL，恩诺沙星的溶解度为0.26±0.02mg/mL)。

甲磺酸恩诺沙星的达峰浓度最高可能由于其溶解度最大，能在胃肠道内形成较高的药物浓度，利于药物的大量吸收。甲磺酸恩诺沙星的药时曲线下面积(AUC_(0-t))显著高于恩诺沙星和盐酸恩诺沙星(P＜0.05)。将恩诺沙星作为参比药物时，甲磺酸恩诺沙星和盐酸恩诺沙星的相对生物利用度可按照下式计算：

式中，AUC_(0-t)R是参比药物的药时曲线下面积；AUC_(0-t)S为受试药物的药时曲线下面积。

通过上式计算，得甲磺酸恩诺沙星的相对生物利用度F＝179.78±28.91％，盐酸恩诺沙星的相对生物利用度F＝121.02±18.85％。其中，甲磺酸恩诺沙星与恩诺沙星和盐酸恩诺沙星相比，相对生物利用度最高，说明恩诺沙星与甲磺酸成盐后相对生物利用度得到提高，这可能是与甲磺酸恩诺沙星较高的溶解度有关。

表8为恩诺沙星、甲磺酸恩诺沙星和盐酸恩诺沙星的血药浓度比较表

表9为恩诺沙星、甲磺酸恩诺沙星和盐酸恩诺沙星的药动学参数比较表(n＝6)

注：AB表示极显著；a b c表示显著。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种甲磺酸恩诺沙星晶体，其特征在于，该甲磺酸恩诺沙星晶体的X-Ray粉末衍射表征在2θ为7.93、9.61、11.89、22.07、22.95、23.68、24.36、24.97、35.29、35.97处具有特征衍射峰，其中2θ值误差范围为±0.2。

2.根据权利要求1所述的甲磺酸恩诺沙星晶体，其特征在于，所述甲磺酸恩诺沙星晶体的熔点为298.5℃。

3.根据权利要求1所述的甲磺酸恩诺沙星晶体，其特征在于，所述甲磺酸恩诺沙星晶体的在水中饱和溶解度为483.01±4.06mg/mL。

4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，其特征在于，该方法包含：

(1)将恩诺沙星分散于水中，加入甲磺酸，搅拌溶解，得恩诺沙星甲磺酸盐溶液，去溶剂，得甲磺酸恩诺沙星粗盐固体；

(2)以异丙醇作为反溶剂，采用溶剂与反溶剂法进行重结晶，将甲磺酸恩诺沙星粗盐固体溶于水中，加入异丙醇在低温1～15℃重结晶，得到纯化的甲磺酸恩诺沙星晶体；其中，所述异丙醇体积与甲磺酸恩诺沙星粗盐固体质量之比为20～50mL：0.5g。

5.根据权利要求4所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述恩诺沙星与甲磺酸的质量比为1：(0.25～0.28)。

6.根据权利要求4所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述重结晶在低温1～10℃进行。

7.根据权利要求4所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水体积与甲磺酸恩诺沙星粗盐固体质量之比为0.5～2mL：0.5g。

8.根据权利要求4所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，加入异丙醇低温搅拌，析出晶体，过滤，干燥，得到纯化的甲磺酸恩诺沙星晶体；所述干燥条件为：45℃，90～180min。

9.根据权利要求8所述的甲磺酸恩诺沙星晶体的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为1.5h～3h。

10.一种如权利要求1-3中任意一项所述的甲磺酸恩诺沙星晶体在作为制备动物专用的氟喹诺酮类抗菌药物中的用途。

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