翁艷軍，溫靜，康艷晶

（哈藥集團制藥總廠，黑龍江哈爾濱150046）

頭孢唑啉中間體TDA的波譜特征及結(jié)構(gòu)確證研究

翁艷軍，溫靜，康艷晶

（哈藥集團制藥總廠，黑龍江哈爾濱150046）

TDA是合成一代頭孢菌素頭孢唑啉鈉及頭孢西酮鈉的重要中間體。本文采用紫外吸收光譜（UV）、紅外吸收光譜（IR）、核磁共振譜（NMR）以及質(zhì)譜（MS）等波譜分析方法對待測樣品進行化學(xué)結(jié)構(gòu)確證，通過實驗數(shù)據(jù)和圖譜解析證實樣品結(jié)構(gòu)與TDA結(jié)構(gòu)一致。

TDA；頭孢唑啉；結(jié)構(gòu)確證

TDA的化學(xué)名稱為7-氨基-3-[[（5-甲基-1, 3,4-噻二唑-2-基）硫]甲基]頭孢霉素烷酸，TDA是合成一代頭孢菌素頭孢唑林鈉及頭孢西酮鈉的重要中間體。其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　TDA的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1The structure of TDA

頭孢唑啉鈉對革蘭陽性菌及革蘭陰性菌作用較強，其特點是耐酶、高效、低毒，對敏感菌所致的呼吸道感染、泌尿生殖系統(tǒng)、膽囊炎、肝膿腫、心內(nèi)膜炎、敗血癥及軟組織及耳部感染等有顯著療效。我們對TDA進行了比較全面的波譜表征，測定了TDA的紫外（UV）、紅外（IR）、質(zhì)譜（MS）、1H-NMR、氫-氫相關(guān)譜、13C-NMR，分析了各個波譜的特征，并對所有譜峰進行了準(zhǔn)確的歸屬，上述工作對頭孢唑啉產(chǎn)品的研究具有一定指導(dǎo)意義[1]。

1　儀器與材料

ThermoScientific NICOLETiS10型紅外光譜儀，UV-2450紫外可見分光光度計（日本島津公司）；Bruker 400MHz脈沖傅里葉核磁共振譜儀，Agilent G6520A單級四級桿-飛行時間質(zhì)譜儀。

TDA（哈藥集團制藥總廠）；乙腈（色譜純，TEDIA），甲醇（色譜純，TEDIA），超純水（色譜純，TEDIA），氘代三氟乙酸（TFA），氘代二甲基亞砜（DMSO，純度質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞99.9%）。

紫外吸收光譜，紅外吸收光譜，質(zhì)譜測試均由哈藥集團制藥總廠科研開發(fā)中心測試；核磁共振譜由哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院公共儀器設(shè)備管理中心測試。

2　方法與結(jié)果

2.1紫外吸收光譜（UV）

樣品在中性條件下溶解性極差，無法測定中性條件下的紫外光譜，樣品在酸性條件下，出現(xiàn)兩處主要吸收峰，λ265.0nm（ε＞104）和λ199.0nm（ε＞104）分別歸屬于K帶吸收和E帶吸收；樣品堿性溶液中，K帶、E帶吸收有明顯長移，說明在強堿性條件下，樣品的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。以上紫外光譜性質(zhì)符合TDA化學(xué)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1　TDA紫外吸收光譜數(shù)據(jù)Tab.1The UV data of TDA

2.2紅外吸收光譜（IR）

采用溴化鉀壓片法制備TDA樣片，進行IR掃描，如圖2，數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表2　TDA紅外光譜數(shù)據(jù)Tab.2The IR data of TDA

由圖2可知，1804.89cm-1是β-內(nèi)酰胺環(huán)（βlactam）的羰基伸縮振動峰，因受四元環(huán)張力及比鄰的六元雜環(huán)影響，故羰基峰左移；1078.44、1056.26 cm-1是β-內(nèi)酰胺環(huán)C-N伸縮振動峰。1618.38cm-1是羧酸基團的羰基伸縮振動峰。1541.17～1412.64cm-1是C=C，C=N鍵的伸縮振動峰。

TDA的化學(xué)結(jié)構(gòu)存在β-內(nèi)酰胺環(huán)、羧基、碳碳雙鍵、碳氮雙鍵等特征吸收。

圖2　TDA的紅外光譜圖Fig.2The IR spectra of TDA

2.3NMR結(jié)構(gòu)解析及信號歸屬

使用氘代三氟乙酸（TFA）和氘代二甲基亞砜（DMSO）混合溶解試樣，四甲基硅烷（TMS）作內(nèi)標(biāo)，測定TDA的1H-NMR和13C-NMR圖譜及1H-1H COSY譜，見圖3～5。

圖3　TDA的1H-NMR譜圖Fig.3The1H-NMR spectra of TDA

圖4　TDA的1H-1H COSY譜圖Fig.4The1H-1H COSY spectra of TDA

從樣品1H-NMR譜的信息中可以看出，δ3.601～3.645，δ3.664～3.708ppm二重峰，積分均為1，偶合常數(shù)相同，均為18.0Hz，偶合常數(shù)及裂分方式證明這兩組氫為亞甲基同碳氫，從1H-1H COSY譜可以看出，兩組氫質(zhì)子彼此相關(guān)，結(jié)合1H-NMR譜規(guī)律將這兩組氫歸屬為1位亞甲基質(zhì)子，同理，δ4.160～4.194，δ4.406～4.439ppm結(jié)合1H-NMR譜規(guī)律將這兩組氫歸屬為7位亞甲基質(zhì)子。δ4.869～4.881ppm為一組二重峰，積分為1，J=4.8Hz，從1H-1H COSY譜的相關(guān)信息可以看出，該峰與δ5.026～5.039ppm處的質(zhì)子相關(guān)，歸屬為結(jié)構(gòu)中5位次甲基上的飽和叔碳氫，它受到鄰位叔碳氫的影響，故呈雙重裂分。同理，δ5.026～5.039ppm歸屬為結(jié)構(gòu)中6位次甲基上的飽和叔碳氫[2]。

可見，結(jié)構(gòu)中含有一組甲基氫、二組飽和亞甲基氫、二組飽和叔碳氫，氨基的2個活潑氫質(zhì)子在譜圖中沒有出現(xiàn)，樣品1H-NMR譜給出7種質(zhì)子峰，對應(yīng)于9個質(zhì)子，這與TDA的質(zhì)子的個數(shù)相符。

圖5　TDA的13C-NMR譜圖Fig.5The13C-NMR spectra of TDA

一維13C-NMR譜中除溶劑峰以外共觀察到11條譜線，高場的5條譜線對應(yīng)1個甲基碳，2個亞甲基碳，2個飽和叔碳；低場區(qū)有6條譜線，對應(yīng)6組不飽和季碳，包括2個烯碳、2個芳香季碳、1個酰胺羰基碳和1個羧酸羰基碳。以上核磁共振譜圖信息符合TDA的結(jié)構(gòu)特征，結(jié)構(gòu)歸屬見表3。

表3　TDA的NMR數(shù)據(jù)Tab.3The NMR data of TDA

2.4質(zhì)譜（MS）

取待測樣品，加流動相溶解。在正電離模式下，進行全掃描質(zhì)譜分析。測試條件：電噴霧質(zhì)譜，毛細管電壓4.00kV，毛細管出口電壓135V，噴霧氣及干燥氣均為N2，干氣溫度350℃，霧化器45psi。樣品的正離子掃描一級質(zhì)譜見圖6。

圖6　TDA的MS譜圖Fig.6The MS spectra of TDA

在樣品的正離子掃描一級質(zhì)譜中，準(zhǔn)分子離子峰的質(zhì)荷比為345.0152，是一個TDA分子加合一個質(zhì)子的離子峰，質(zhì)荷比為366.9974的離子為一個TDA分子加合一個鈉離子的離子峰；故所得樣品質(zhì)譜數(shù)據(jù)與TDA分子結(jié)構(gòu)相符。質(zhì)譜數(shù)據(jù)見表4。

表4　TDA的質(zhì)譜數(shù)據(jù)及解析Tab.4The data and analysis of TDA

3　結(jié)論

紅外光譜和核磁共振光譜證實了結(jié)構(gòu)中存在甲基，羰基，羧基等官能團。綜上所述，本工作運用UV，IR，NMR，MS技術(shù)對頭孢唑啉中間體TDA的結(jié)構(gòu)進行了詳細的解析，可以準(zhǔn)確鑒定目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)為TDA，并對樣品的1H-NMR和13C-NMR譜進行了歸屬，該方法為此類化合物的結(jié)構(gòu)解析提供了客觀依據(jù)和理論分析方法，為該類化合物的定性分析提供了科學(xué)依據(jù)[3]。

［1］王喜軍.一種制備頭孢唑啉化合物的方法［P］.CN：2012-10093006，2012-08-01.

［2］有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定與有機波譜學(xué)（2版）［M］.北京：科學(xué)出版社，2000.200-218.

［3］吳國生，陳歷勝.依巴斯汀波譜學(xué)數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)確證［J］.中國藥師，2008，11（3）：294-295.

Spectral feature and structure identification of cefazolin intermediate（TDA）

WENG Yan-jun，WUN Jing，KANG Yan-jing
（General Pharm.Factory，Harbin Pharmaceutical Group Co.Ltd.，Harbin 150046，China）

TDA which is an intermediate of Cefazolin Sodium and Cefazedone Sodium.In this study,the structure of the sample was consistent with TDA,which conformed by UV,IR,NMR,MS,etc.

TDA；cefazolin；structure identification

R593.1

A

2014-07-03

翁艷軍（1971-），男，高級工程師，1994年7月畢業(yè)于華東理工大學(xué)生物化學(xué)工程專業(yè)，學(xué)士，現(xiàn)任哈藥集團制藥總廠副廠長。