CN113402458B - 一种恩诺沙星共晶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恩诺沙星共晶及其制备方法，涉及药物共晶技术领域，所述恩诺沙星共晶是由恩诺沙星与共晶形成物通过O‑H...O氢键结合形成的药物共晶；所述共晶形成物为香兰素、糖精、辛二酸中的任意一种；其制备方法是采用溶剂蒸发结晶法、溶液冷却结晶法、湿法研磨结晶法中的任意一种方法。本发明提出了一种恩诺沙星药物共晶，拓宽了恩诺沙星的固体形态，改善了恩诺沙星药物的水溶性、稳定性和生物利用度，且制备方法简单、便于操作。

Description

一种恩诺沙星共晶及其制备方法
技术领域
本发明涉及药物共晶技术领域，尤其涉及一种恩诺沙星共晶及其制备方法。
背景技术
恩诺沙星是一种兽用氟喹诺酮类药物，为畜禽和水产专用的抗菌药物。其药物作用机理是抑制细菌脱氧核糖核酸回旋酶，阻止细菌DNA的正常转录与复制，从而呈现抗菌作用。恩诺沙星具有广谱抗菌活性及很强的渗透性，但是由于其极低的溶解性所以通常会限制难溶性药物的生物利用度。
药物共晶，即药物活性成分(API)与共晶形成物(CCF)通过弱的分子间作用力(如氢键、卤键、范德华力等)而形成的一种新晶型。药物共晶不改变药物活性成分的分子结构，但可以改变药物活性成分的溶解度、溶出速率、稳定性、生物利用度、可压缩性及流动性等，是当前药物晶体研究的前沿和焦点。药物形成共晶后，由于分子间作用力、晶格内晶体堆积方式改变，可以防止药物发生水解、氧化等化学降解反应或发生晶型转化。例如，API与CCF之间形成氢键后，其结构中可与水分子形成氢键的基团被占用，从而阻碍了药物与水之间的作用，降低了药物的吸湿性。药物共晶的合成方法有很多，其中最常用的是溶液结晶法，即将API和CCF按照一定的化学计量比加入到合适的溶剂中进行共结晶，溶液结晶法又分为反应结晶法、溶剂介导相变法、溶剂挥发法、不良溶剂扩散法、溶剂热法、混悬法及熔融结晶法等。
药物共晶作为一种新的固体形态，已经成为新药开发的一个重要方向，因此，世界上有关药物共晶的专利申请数量逐年增加。2014年1月，FDA批准了第一个药物共晶糖尿病药物Farxiga上市。2016年8月FDA修订了“药物共晶监管分类指南”，并将药物共晶归为药物制剂中间体，无需单独作为新的原料药注册，简化了审批手续，极大地节约了研发成本，降低了风险。
目前，临床上常用的恩诺沙星制剂主要有盐酸恩诺沙星、乳酸恩诺沙星、恩诺沙星可溶性粉、恩诺沙星钠、恩诺沙星固体分散体和微囊制剂等，还没有恩诺沙星共晶的制剂上市。本发明以发现新的兽药分子共晶为目的之一，应用于药物制剂中，可以改善恩诺沙星的水溶性、稳定性和生物利用度，具有广阔的临床应用前景。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种恩诺沙星共晶，以改善恩诺沙星药物的水溶性、稳定性和生物利用度；本发明的另一个目的是提供一种上述恩诺沙星共晶的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种恩诺沙星共晶，是由恩诺沙星与共晶形成物通过O-H...O氢键结合形成的药物共晶；所述共晶形成物为香兰素、糖精、辛二酸中的任意一种。
优选地，所述恩诺沙星与香兰素形成的恩诺沙星-香兰素共晶，是通过O-H...O氢键结合，其空间群为单斜晶系、P21/c，其晶体学数据为：键长
Figure BDA0003078668920000021
键角α＝90°、β＝108.170(5)°、γ＝90°，Z＝4，V＝2463.2(2)，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子、1个香兰素分子；
所述恩诺沙星与糖精形成的恩诺沙星-糖精共晶，是通过O-H...O氢键结合，其空间群为单斜晶系、P21/c，其晶胞参数为：键长
Figure BDA0003078668920000022
Figure BDA0003078668920000023
键角α＝90°、β＝98.967(2)°、γ＝90°，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子、1个糖精分子和1个H2O分子；
所述恩诺沙星与辛二酸形成的恩诺沙星-辛二酸共晶，是通过O-H...O氢键结合，其空间群为三斜晶系、P-1，其晶胞参数为：键长
Figure BDA0003078668920000031
Figure BDA0003078668920000032
键角α＝91.066(2)°、β＝93.354(2)°、γ＝101.223(2)°，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子和1个辛二酸分子。
在本发明中，恩诺沙星-香兰素共晶的化学式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0003078668920000033
恩诺沙星-糖精共晶的化学式如式(Ⅱ)所示：
Figure BDA0003078668920000034
恩诺沙星-辛二酸共晶的化学式如式(Ⅲ)所示：
Figure BDA0003078668920000035
优选地，所述恩诺沙星-香兰素共晶的X射线粉末衍射谱的特征衍射峰2θ为：5.325±0.2°、8.736±0.2°、11.606±0.2°、12.906±0.2°、15.830±0.2°、16.588±0.2°、17.617±0.2°、19.946±0.2°、21.787±0.2°、23.249±0.2°、24.170±0.2°、24.874±0.2°、25.848±0.2°、26.444±0.2°、28.502±0.2°、33.538±0.2°；
所述恩诺沙星-香兰素共晶的红外光谱图在2713.22、1711.24、1681.42cm-1处有特征峰吸收；
所述恩诺沙星-香兰素共晶的熔点在110.73±5℃。
优选地，所述恩诺沙星-糖精共晶的X射线粉末衍射谱的特征衍射峰2θ为：9.711±0.2°、11.661±0.2°、13.123±0.2°、15.993±0.2°、19.729±0.2°、20.110±0.2°、20.704±0.2°、22.220±0.2°、24.386±0.2°、26.011±0.2°、28.069±0.2°；
所述恩诺沙星-糖精共晶的红外光谱图在3510.97、3445.33、2611.42、2462.99、1718.72、1632.44cm-1处有特征峰吸收；
所述恩诺沙星-糖精共晶的熔点在223.93±5℃。
优选地，所述恩诺沙星-辛二酸共晶的X射线粉末衍射谱的特征衍射峰2θ为：7.545±0.2°、9.711±0.2°、11.173±0.2°、11.769±0.2°、13.394±0.2°、14.477±0.2°、15.884±0.2°、18.159±0.2°、18.971±0.2°、19.567±0.2°、20.325±0.2°、21.191±0.2°、23.087±0.2°、24.549±0.2°、25.686±0.2°、26.877±0.2°、30.505±0.2°；
所述恩诺沙星-辛二酸共晶的红外光谱图在3492.34、3433.37、2547.21、2511.52、2456.75、1729.07、1629.76cm-1处有特征峰吸收；
所述恩诺沙星-辛二酸共晶的熔点在112.47±5℃。
本发明还提出了一种上述恩诺沙星共晶的制备方法，是采用溶剂蒸发结晶法制备，具体步骤如下：将恩诺沙星和共晶形成物按摩尔比0.5～4：1混合，向其中加入有机溶剂，加热至40～80℃搅拌至完全溶解；然后于0～40℃静置挥发1～5d后析出淡黄色晶体，30～60℃真空干燥，即得恩诺沙星药物共晶。
上述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、氯仿、乙腈、四氢呋喃中的一种或一种以上混合物，优选二氯甲烷或乙腈。
优选地，加入有机溶剂后控制料液比g/mL为1：8～30。
本发明还提出了一种上述恩诺沙星共晶的制备方法，是采用溶液冷却结晶法制备，步骤如下：将恩诺沙星和共晶形成物按摩尔比0.5～4：1混合，向其中加入有机溶剂，升温40～80℃溶解，趁热过滤除去不溶物，密封；在-10～15℃下静置12～72h，冷却析出结晶，过滤，即得恩诺沙星药物共晶。
上述有机溶剂包括甲醇、乙醇、DMF、二甲基亚砜、丙酮、二氯甲烷、乙腈中的一种或一种以上混合物，优选二氯甲烷或甲醇。
本发明还提出了一种上述恩诺沙星共晶的制备方法，是采用湿法研磨结晶法制备，步骤如下：将恩诺沙星和共晶形成物按摩尔比0.5～4：1加入到研钵中，加入少量溶剂，研磨15min～4h，即得恩诺沙星药物共晶。
上述溶剂包括水、甲醇、乙醇中的一种，优选乙醇。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：
1.本发明提出了一种恩诺沙星药物共晶，拓宽了恩诺沙星的固体形态，改善了恩诺沙星药物的水溶性、稳定性和生物利用度；
2.本发明制备方法简单，可采用溶剂蒸发结晶法、溶液冷却结晶法、湿法研磨结晶法制备，便于操作。
附图说明
图1为本发明恩诺沙星-香兰素共晶的结构单元示意图；
图2为本发明恩诺沙星-香兰素共晶的结构堆积图；
图3为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-香兰素共晶的粉末衍射对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-香兰素共晶；
图4为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-香兰素共晶的FT-IR对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-香兰素共晶；
图5为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-香兰素共晶的DSC对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-香兰素共晶；
图6为本发明恩诺沙星-糖精共晶的结构单元示意图；
图7为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-糖精共晶的粉末衍射对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-糖精共晶；
图8为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-糖精共晶、恩诺沙星-辛二酸共晶的FT-IR对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-糖精共晶，c为恩诺沙星-辛二酸共晶；
图9为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-糖精共晶的DSC对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-糖精共晶；
图10为本发明恩诺沙星-辛二酸共晶的结构单元示意图；
图11为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-辛二酸共晶的粉末衍射对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-辛二酸共晶；
图12为本发明恩诺沙星、恩诺沙星-辛二酸共晶的DSC对比图；其中，a为恩诺沙星，b为恩诺沙星-辛二酸共晶。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明实施例中所用的测试仪器参考如下：晶体结构由Rigaku OxfordDiffraction超新星衍射仪铜靶
Figure BDA0003078668920000061
测定；粉末XRD图谱是由Rigaku-Ultima IV射线粉末衍射仪测定，测试范围为5～80℃(
Figure BDA0003078668920000062
V＝40KV，and I＝40A)；FT-IR图谱采用德国布鲁克公司的Vertex 70FT-IR红外光谱仪测定，测试范围为4000cm-1～400cm-1；DSC采用TA Q200测定，温度范围为25～280℃，氮气保护，升温速率为20℃/min。
实施例1
一种恩诺沙星-香兰素共晶的制备
步骤1：称恩诺沙星(0.23g，0.64mmol)和香兰素(0.09g，0.64mmol)混合后，搅拌均匀倒入锥形瓶中，向其中加入4ml二氯甲烷溶液，50℃加热搅拌至完全溶解；
步骤2：用玻璃塞封口，瓶口放入滤纸留下空隙，25℃静置挥发3天后析出淡黄色晶体，过滤，二氯甲烷洗涤后，55℃真空干燥，得淡黄色恩诺沙星-香兰素共晶0.158g。
实施例2
一种恩诺沙星-糖精共晶的制备
步骤1：称恩诺沙星(0.23g，0.64mmol)和糖精(0.135g，0.74mmol)混合后，搅拌均匀倒入锥形瓶中，向其中加入5ml四氢呋喃溶液，60℃加热搅拌至完全溶解；
步骤2：用玻璃塞封口，瓶口放入滤纸留下空隙，20℃静置挥发5天后析出淡黄色晶体，过滤，四氢呋喃洗涤后，52℃真空干燥，得白色恩诺沙星-糖精共晶0.167g。
实施例3
一种恩诺沙星-辛二酸共晶的制备
步骤1：称恩诺沙星(0.21g，0.58mmol)和辛二酸(0.165g，0.95mmol)混合后，搅拌均匀倒入锥形瓶中，向其中加入5ml丙酮溶液，56℃加热搅拌至完全溶解；
步骤2：用玻璃塞封口，瓶口放入滤纸留下空隙，35℃静置挥发5天后析出淡黄色晶体，过滤，丙酮洗涤后，55℃真空干燥，得白色或类白色恩诺沙星-辛二酸共晶0.172g。
实施例4
一种恩诺沙星-香兰素共晶的制备
步骤1：称取2.3g(6.4mmol)恩诺沙星、0.9g香兰素(6.4mmol)置于50ml烧瓶中，加入70ml乙腈搅拌溶解，过滤除去不溶物，滤液加入100ml三角瓶中；
步骤2：用保鲜膜密封，保鲜膜用针扎数个小孔，放置在通风柜中3天，析出恩诺沙星-香兰素共晶，过滤，60℃真空干燥，得到淡黄色共晶物2.1g。
实施例5
一种恩诺沙星-香兰素共晶的制备
称取2.3g(6.4mmol)恩诺沙星、0.9g香兰素(6.4mmol)置于研钵中，加入1ml乙醇，研磨90min，得到恩诺沙星-香兰素共晶1.9g。
实施例6
一种恩诺沙星-香兰素共晶的制备
步骤1：称取2.3g(6.4mmol)恩诺沙星、0.9g香兰素(6.4mmol)置于100ml烧瓶中，加入50ml甲醇升温40℃搅拌溶解，趁热过滤除去不溶物，滤液加入100ml三角瓶中；
步骤2：三角瓶密封，4℃下静置36h，析出恩诺沙星-香兰素共晶，过滤，60℃真空干燥，得到淡黄色共晶物2.0g。
对本发明实施例1-6制备的恩诺沙星共晶进行表征和性能测试。
1.恩诺沙星药物共晶结构表征
晶体结构由日本理学Rigaku Oxford Diffraction超新星衍射仪采集，采用CuKα射线
Figure BDA0003078668920000081
电压50KV，电流30mA，收集的数据通过OLEX2软件进行结构的解析。
本发明实施例1和实施例4-6制备的恩诺沙星-香兰素共晶的结构单元示意图如图1所示、结构堆积图如图2所示，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子、1个香兰素分子通过O-H...O氢键结合，其空间群为单斜晶系、P21/c，其晶体学数据为：键长
Figure BDA0003078668920000091
键角α＝90°、β＝108.170(5)°、γ＝90°，Z＝4，V＝2463.2(2)；共晶熔点在110.73±5℃。
上述恩诺沙星-香兰素共晶的粉末衍射对比图如图3所示，从图中可以看出，恩诺沙星-香兰素共晶的X射线粉末衍射谱特征衍射峰2θ为：5.325±0.2°、8.736±0.2°、11.606±0.2°、12.906±0.2°、15.830±0.2°、16.588±0.2°、17.617±0.2°、19.946±0.2°、21.787±0.2°、23.249±0.2°、24.170±0.2°、24.874±0.2°、25.848±0.2°、26.444±0.2°、28.502±0.2°、33.538±0.2°，与恩诺沙星原料的特征峰差异明显，说明生成了新晶相；FT-IR图如图4所示，从图中可以看出恩诺沙星-香兰素共晶中恩诺沙星的酮羰基因为与香兰素的羟基形成氢键，红外吸收峰的位置发生明显地偏移，迁移范围从1628.7cm-1到1681.4cm-1，结果与单晶解析一致；DSC图如图5所示，从图中可以看出，恩诺沙星的DSC吸热峰位置在228.06℃，恩诺沙星-香兰素共晶的DSC吸热峰位置在110.73℃，产生了新相。
实施例2制备的恩诺沙星-糖精共晶的结构单元示意图如图6所示，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子、1个糖精分子和1个H2O分子，通过O-H...O氢键结合，其空间群为单斜晶系、P21/c，其晶胞参数为：键长
Figure BDA0003078668920000092
Figure BDA0003078668920000093
键角α＝90°、β＝98.967(2)°、γ＝90°；
图7-9分别为恩诺沙星及恩诺沙星-糖精共晶的粉末衍射对比图、FT-IR对比图和DSC对比图，从图中可以看出，上述恩诺沙星-糖精共晶的X射线粉末衍射谱的特征衍射峰2θ为：9.711±0.2°、11.661±0.2°、13.123±0.2°、15.993±0.2°、19.729±0.2°、20.110±0.2°、20.704±0.2°、22.220±0.2°、24.386±0.2°、26.011±0.2°、28.069±0.2°；红外光谱图在3510.97、3445.33、2611.42、2462.99、1718.72、1632.44cm-1处有特征峰吸收；共晶熔点在223.93±5℃。
实施例3制备的恩诺沙星-辛二酸共晶的结构单元示意图如图10所示，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子和1个辛二酸分子通过O-H...O氢键结合，其空间群为三斜晶系、P-1，其晶胞参数为：键长
Figure BDA0003078668920000101
Figure BDA0003078668920000102
键角α＝91.066(2)°、β＝93.354(2)°、γ＝101.223(2)°；
图11、图8和图12分别为恩诺沙星及恩诺沙星-辛二酸共晶的粉末衍射对比图、FT-IR对比图和DSC对比图，从图中可以看出，上述恩诺沙星-辛二酸共晶的X射线粉末衍射谱的特征衍射峰2θ为：7.545±0.2°、9.711±0.2°、11.173±0.2°、11.769±0.2°、13.394±0.2°、14.477±0.2°、15.884±0.2°、18.159±0.2°、18.971±0.2°、19.567±0.2°、20.325±0.2°、21.191±0.2°、23.087±0.2°、24.549±0.2°、25.686±0.2°、26.877±0.2°、30.505±0.2°；红外光谱图在3492.34、3433.37、2547.21、2511.52、2456.75、1729.07、1629.76cm-1处有特征峰吸收；共晶熔点在112.47±5℃。
2、恩诺沙星药物共晶在水中的溶解度测试。
取过量的恩诺沙星药物共晶放到5ml试管中，加入2.5ml超纯水，涡旋半分钟后放到25±5℃的恒温振荡器中震荡24h后用0.22um滤膜过滤，适当稀释后用安捷伦1260Infinity II高效液相色谱测试，样品做三个平行。结果如表1所示。
表1恩诺沙星药物共晶在水中的溶解度数据
Figure BDA0003078668920000103
Figure BDA0003078668920000111
结果表明，与恩诺沙星相比较，恩诺沙星共晶的溶解度增加了5～120倍，明显提升了恩诺沙星的溶解度。
3、恩诺沙星-香兰素共晶的稳定性试验(影响因素试验)
a.高温试验：按处方制备3批供试品，将其置密封洁净容器中，在60℃条件下放置10天，于第0、5、10天取样检测；
b.高湿试验：按处方制备3批供试品，将其置密封洁净容器中，在25℃、相对湿度(90±5)％放置10天，于第0、5、10天取样检测；
c.强光照射试验：按处方制备3批供试品(置于棕色瓶)，将其置有日光灯的光照箱内，于强度4500±500lx条件下放置10天，于第0、5、10天取样检测。
结果如表2所示。
表2恩诺沙星-香兰素共晶的稳定性数据
Figure BDA0003078668920000112
Figure BDA0003078668920000121
由实验结果可知，与实验样品开始相比较，恩诺沙星-香兰素共晶的外观色泽未发生变化，含量无明显变化(含量变化<5％)。由此可见，恩诺沙星香兰素共晶的晶型结构较稳定，适合长期储存。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种恩诺沙星共晶，其特征在于，是由恩诺沙星与辛二酸通过O-H...O氢键结合形成的药物共晶；
所述恩诺沙星与辛二酸形成的恩诺沙星-辛二酸共晶，是通过O-H...O氢键结合，其空间群为三斜晶系、P-1，其晶胞参数为：键长
Figure FDA0003884848420000011
Figure FDA0003884848420000012
键角α＝91.066(2)°、β＝93.354(2)°、γ＝101.223(2)°，不对称结构单元包括1个恩诺沙星分子和1个辛二酸分子；
所述恩诺沙星-辛二酸共晶的X射线粉末衍射谱的特征衍射峰2θ为：7.545±0.2°、9.711±0.2°、11.173±0.2°、11.769±0.2°、13.394±0.2°、14.477±0.2°、15.884±0.2°、18.159±0.2°、18.971±0.2°、19.567±0.2°、20.325±0.2°、21.191±0.2°、23.087±0.2°、24.549±0.2°、25.686±0.2°、26.877±0.2°、30.505±0.2°；
所述恩诺沙星-辛二酸共晶的红外光谱图在3492.34、3433.37、2547.21、2511.52、2456.75、1729.07、1629.76cm-1处有特征峰吸收；
所述恩诺沙星-辛二酸共晶的熔点在112.47±5℃。
2.一种基于权利要求1所述的恩诺沙星共晶的制备方法，其特征在于，是采用溶剂蒸发结晶法制备，具体步骤如下：将恩诺沙星和辛二酸按摩尔比0.5～4：1混合，向其中加入有机溶剂，加热至40～80℃搅拌至完全溶解；然后于0～40℃静置挥发1～5d后析出淡黄色晶体，30～60℃真空干燥，即得恩诺沙星药物共晶。
3.一种基于权利要求1所述的恩诺沙星共晶的制备方法，其特征在于，是采用溶液冷却结晶法制备，步骤如下：将恩诺沙星和辛二酸按摩尔比0.5～4：1混合，向其中加入有机溶剂，升温40～80℃溶解，趁热过滤除去不溶物，密封；在-10～15℃下静置12～72h，冷却析出结晶，过滤，即得恩诺沙星药物共晶。
4.一种基于权利要求1所述的恩诺沙星共晶的制备方法，其特征在于，是采用湿法研磨结晶法制备，步骤如下：将恩诺沙星和辛二酸按摩尔比0.5～4：1加入到研钵中，加入少量溶剂，研磨15min～4h，即得恩诺沙星药物共晶。
5.根据权利要求2所述的恩诺沙星共晶的制备方法，其特征在于，加入有机溶剂后控制料液比g/mL为1：8～30。
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