何新蕾 郝二軍 常選妞 李 偉

1.漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，河南漯河 462002；2.河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453007；3.鄭州牧業(yè)工程高等專科學(xué)校，河南鄭州 450009

利塞膦酸鈉的波譜學(xué)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)確證

何新蕾1郝二軍2常選妞3李 偉2

1.漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南漯河 462002；2.河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453007；3.鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校，河南鄭州 450009

目的 確證利塞膦酸鈉的結(jié)構(gòu)。 方法 采用紅外（IR）、紫外（UV）、氫譜（1HNMR）、碳譜（13CNMR，DEPT）等進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析。 結(jié)果 根據(jù)氫-氫相關(guān)譜（1H-1H COSY）、碳?xì)湎嚓P(guān)譜（HMQC）、碳?xì)溥h(yuǎn)程相關(guān)譜（HMBC）對所有的1HNMR和13CNMR譜信號進(jìn)行了歸屬；討論了紅外特征吸收峰所對應(yīng)的官能團(tuán)的振動形式。 結(jié)論 確證了利塞膦酸鈉的結(jié)構(gòu)。

利塞膦酸鈉；核磁共振；歸屬；紅外；紫外

利塞膦酸鈉是雙膦酸鹽類藥物，化學(xué)名為 [1-羥基-2-（3-吡啶基）乙叉基]雙膦酸單鈉鹽，其結(jié)構(gòu)式見圖1。在臨床研究中顯現(xiàn)出其對變形性骨炎及骨質(zhì)疏松癥具有優(yōu)異的療效[1-4]。文獻(xiàn)對利塞膦酸鈉的制備與藥理方面的報道較多，波譜學(xué)方面報道較少。本研究報道了該化合物的紅外、紫外、氫氫相關(guān)譜、碳譜、碳?xì)湎嚓P(guān)譜、碳?xì)溥h(yuǎn)程相關(guān)譜并予以解析，對所有的1HNMR和13CNMR譜信號進(jìn)行了歸屬；同時討論了紅外特征吸收峰所對應(yīng)的官能團(tuán)的振動形式，并對樣品進(jìn)行熱差和熱重分析。現(xiàn)報道如下：

圖1 利塞膦酸鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1 資料與方法

1.1 儀器和測定條件

1HNMR、13CNMR、HMQC和HMBC均在超導(dǎo)核磁共振波譜儀（德國Bruker DPX-400M）核磁共振儀上完成。以D2O為溶劑，二維譜采用反相檢測探頭，1HNMR的觀測頻率為400.144 MHz；13CNMR 的觀測頻率為 100.625 MHz；PE-2400型元素分析儀；PERKIN-ELMER LAMBDA17紫外可見分光光度計；美國BIO-RAD FTS-40型傅立葉變換紅外分光光度儀，KBr壓片；日本島津DT-40型熱分析儀。

1.2 樣品制備

以3-吡啶乙酸鹽酸鹽為起始原料，與亞磷酸和PCl3縮合、水解得利塞膦酸鈉。以異丙醇、水精制[4]。對樣品進(jìn)行HPLC分析，結(jié)果表明純度為99.5%，符合結(jié)構(gòu)鑒定所需純度。樣品的元素分析測定值（m%）為：C 23.98，H 4.29，N 3.98，P 17.6，與理論值基本符合。

2 結(jié)果

2.1 利塞膦酸鈉的核磁共振譜

利塞膦酸鈉分子結(jié)構(gòu)中有7個碳原子，10個質(zhì)子，1個氮原子，2個磷原子和7個氧原子，2.5個結(jié)晶水。其13CNMR譜上出現(xiàn)7組碳原子信號。利用一維13CDEPT譜可以確定：無伯碳峰，1組仲碳峰，4組叔碳峰，2組季碳峰，與利塞膦酸鈉的分子結(jié)構(gòu)相符。

1HNMR譜顯示有5組氫，由低場到高場的積分比例為1∶1∶1∶1∶2，與利塞膦酸鈉的結(jié)構(gòu)相符。 δ3.33 的三重峰，相當(dāng)于2個氫，為7位亞甲基上的兩個H。δ7.79的三重峰，相當(dāng)于1個氫，為5位氫與4位氫和6位氫發(fā)生偶合裂分為三重峰，COSY譜（見圖2）顯示這兩組氫相關(guān)。δ8.45的雙重峰，相當(dāng)于1個氫，為4位氫與5位氫發(fā)生偶合裂分為雙重峰，COSY譜顯示這兩組氫相關(guān)。δ8.47的單峰，相當(dāng)于1個氫，為6位氫。δ8.61的單峰，相當(dāng)于1個氫，為2位氫。結(jié)構(gòu)中有一個亞甲基，化學(xué)位移在最高場，四個吡啶環(huán)上的氫，化學(xué)位移在低場，其中2位氫由于受N原子和3位上取代基的影響，化學(xué)位移在最低場。6位氫受N原子影響移向低場。

由于用氘代水作溶劑，一些活潑氫如磷酸羥基氫和結(jié)晶水中的氫與氘發(fā)生快速交換而在氫譜中不出現(xiàn)吸收峰。HMBC譜（見圖3）顯示無伯碳峰存在。利塞膦酸鈉結(jié)構(gòu)中共有1個仲碳，4個叔碳，2個季碳，碳譜、HMQC （見圖4）和HMBC也顯示出這幾個不同類型的碳的特征。δ36.03的碳為仲碳，化學(xué)位移在最高場，為7位碳，HMQC顯示該碳與7位氫相關(guān)。HMBC顯示該碳與δ8.45、δ8.61氫遠(yuǎn)程相關(guān)。δ73.52的碳為季碳，為8位碳，HMBC也顯示該碳無相關(guān)氫。HMBC顯示該碳與δ3.33氫遠(yuǎn)程相關(guān)。δ125.95為吡啶環(huán)上的叔碳，HMQC顯示該碳與5位氫相關(guān)，HMBC顯示該碳與δ8.45、δ8.47兩組氫遠(yuǎn)程相關(guān)，歸屬為5位碳。δ138.68為吡啶環(huán)上的叔碳，為6位碳，HMQC顯示該碳與δ8.47氫相關(guān)。δ138.50為吡啶環(huán)上的叔碳，為4位碳，HMQC顯示該碳與δ8.45氫相關(guān)。δ142.33為吡啶環(huán)上的叔碳，為2位碳，HMQC顯示該碳與δ8.61氫相關(guān)。δ149.08為吡啶環(huán)上的季碳，為3位碳，HMQC顯示該碳無相關(guān)氫。HMBC顯示該碳與δ8.61，δ8.45，δ7.79遠(yuǎn)程相關(guān)。結(jié)構(gòu)中有兩個季碳，8位碳為飽和季碳，化學(xué)位移在次高場；3位碳為吡啶環(huán)上不飽和季碳，化學(xué)位移在最低場。吡啶環(huán)上另外四個叔碳，其中2位碳由于受N原子和3位上取代基的影響，化學(xué)位移在次低場[5-8]。

2.2 利塞膦酸鈉的紅外吸收光譜

3 368 cm-1為羥基的O-H伸縮振動吸收峰，該峰比較強(qiáng)且寬證明分子中有多個羥基和結(jié)晶水。1 662 cm-1，1 569 cm-1為吡啶環(huán)上的C=C、C=N伸縮振動吸收，說明結(jié)構(gòu)中有吡啶環(huán)。1 479 cm-1，1 387 cm-1為亞甲基的變形振動吸收，說明結(jié)構(gòu)中含有亞甲基。936 cm-1為P-O的伸縮振動峰，強(qiáng)度中等，537 cm-1，476 cm-1為磷酸基團(tuán)的骨架振動，說明分子中含有磷酸基團(tuán)。 890 cm-1，802 cm-1，688 cm-1，630 cm-1為 C=C的振動吸收峰（見圖5）。各官能團(tuán)吸收峰符合該化合物結(jié)構(gòu)特征[5-8]。

2.3 利塞膦酸鈉的紫外吸收光譜

樣品在水、0.1 mol/L NaOH溶液中的最大吸收波長一致，均為262 nm。

2.4 熱分析性質(zhì)

熱差和熱重分析結(jié)果顯示，在200℃以下有3個強(qiáng)吸熱峰，63.5℃峰為失去1個結(jié)晶水時的吸熱峰；150.6℃的峰為又失去1個結(jié)晶水時的吸熱峰；198.0℃峰為失去剩余結(jié)晶水時的吸熱峰，說明樣品中結(jié)晶水比較穩(wěn)定不易失去。本品在50～200℃區(qū)域發(fā)生明顯的失重，其質(zhì)量損失大約為13.0%，與利塞膦酸鈉樣品失去2.5分子結(jié)晶水（質(zhì)量損失為：12.8%）相一致。

3 討論

本研究對利塞膦酸鈉進(jìn)行了比較全面的波譜表征，1HNMR和13CNMR譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其結(jié)構(gòu)式一致，紅外吸收光譜中顯示出各基團(tuán)的特征吸收峰，各圖譜歸屬合理，根據(jù)以上分析結(jié)果確證了利塞膦酸鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)，對該類產(chǎn)品的進(jìn)一步研究有一定的指導(dǎo)意義。

圖2 利塞膦酸鈉的H-HCOSY譜

圖3 利塞膦酸鈉的HMBC譜

圖4 利塞膦酸鈉的HMQC譜

圖5 利塞膦酸鈉的IR譜

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Spectral data and analysis and structure identification of Risedronate sodium

HE Xinlei1HAO Erjun2CHANG Xuanniu3LI Wei2
1.Luohe Medical College,Luohe 462002,China;2.College of Chemistry and Environmental Science,He'nan Normal U-niversity,Xinxiang 453007,China;3.Zhengzhou College of Animal Husbandry Engineering,Zhengzhou 450009,China

Objective To identify the structure of risedronate sodium.Methods The structure of Risedronate sodium was analyzed by means of infrared spectrum,ultraviolet spectrum,H-NMR and C-NMR et al.Results All the1H nuclear magnetic resonance(NMR)and13CNMR chemical shift were assigned by means of1H-1H COSY,HMQC and HMBC.The vibrations of functional groups of this compound were discussed.Conclusion The molecular structure of risedronate sodium was determined.

Risedronate sodium;Nuclear magnetic resonance;Assignment;Infrared spectrum;Ultraviolet spectrum

R641

A

1674-4721（2012）10（b）-0070-02

何新蕾，女，碩士，講師。

2012-06-20 本文編輯：袁 成）