趙大洲

(陜西學(xué)前師范學(xué)院 化學(xué)與化工系，陜西 西安 710100)

水滑石 (Mg6Al2(OH)16CO3) 是一種用來治療胃酸過多和胃潰瘍的藥物[1-3]，將藥物分子嵌入到水滑石中以便于藥物緩釋是藥物緩釋領(lǐng)域的研究熱點.如采用離子交換法將 Vitamin A、Vitamin C 和 Vitamin E 三種藥物分子分別插入到水滑石層間，用來消炎和治療心血管疾病[4].

苯氧甲基青霉素 (V-cillin)是一種青霉素類抗生素，常用來治療扁桃體炎、咽喉炎、支氣管炎及肺炎等疾病[5-7].其分子結(jié)構(gòu)示意圖見圖1[8].

圖1 苯氧甲基青霉素的分子結(jié)構(gòu)示意圖

本文采用兩步法將藥物分子苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 作為客體分子插入層狀前驅(qū)體水滑石層間，有效利用水滑石的層間保護(hù)，為藥物分子的組裝和緩釋提供了前期條件.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

Mg(NO3)2·6H2O (分析純，北京化工廠)；Al(NO3)3·9H2O (分析純，北京化工廠)；NaOH (分析純，國藥集團(tuán)有限公司)；Na2CO3(分析純，北京化工廠)；苯氧甲基青霉素 (分析純，國藥集團(tuán)有限公司).

紅外光譜圖通過 Nicolet Impact-410 型紅外光譜儀進(jìn)行表征；XRD譜圖在 Rigaku D/MAX 型X射線衍射儀上進(jìn)行測試；紫外光譜圖采用 Perkin-Elmer Lambda 20 型紫外可見光譜儀測試；樣品的掃描電鏡照片在 Hitachi X-650B 型掃描電子顯微鏡下進(jìn)行測試；熱重分析譜圖在 Netzsch STA-449C 型測試儀上進(jìn)行表征.

1.2 制備過程

1.2.1 制備水滑石(HDT)

室溫下，取 120 mL 2 mol/L Mg(NO3)2溶液與 40 mL 2 mol/L Al(NO3)3溶液，混合攪拌 2 h，調(diào)節(jié)混合溶液的pH=9.5,繼續(xù)攪拌 3 h 后，將混合液裝入不銹鋼反應(yīng)釜中，120 ℃下處理 18 h，過濾，洗滌，干燥，最終得到產(chǎn)物前驅(qū)體層狀水滑石.

1.2.2 制備苯氧甲基青霉素插層水滑石復(fù)合物(HDT-V-cillin)

取 5.0 g 上述前驅(qū)體層狀水滑石，于 600 ℃高溫處理 4 h.在氮氣保護(hù)下，將處理好的水滑石粉末加入到 30 mL 2 mol/L 的苯氧甲基青霉素溶液中，調(diào)節(jié)混合溶液的pH=9.0，室溫下攪拌 5 h，靜置 3 d，洗滌，離心過濾，干燥，最終得到苯氧甲基青霉素插層水滑石復(fù)合物.

2 結(jié)果與討論

2.1 XRD分析

圖2 HDT和HDT-V-cillin的X射線衍射圖

圖2為HDT和HDT-V-cillin兩種樣品的XRD譜圖，從圖中可以看到HDT的XRD譜圖在2θ=11.0°、23.2°及35.1°三處出現(xiàn)等間距的衍射峰，說明樣品HDT是有序的層狀結(jié)構(gòu).相對于 HDT，HDT-V-cillin 衍射譜圖中衍射峰明顯向低角度移動，說明苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 成功插入到 HDT 層間.依據(jù)布拉格方程：2dsinθ=λ(其中，θ是衍射角，d是層間距，λ= 0.154 18 nm)，計算出樣品HDT的層間距是 0.5 nm，而HDT-V-cillin的層間距是 2.2 nm，層間距明顯增大，進(jìn)一步說明苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 已經(jīng)嵌入到水滑石層間.

2.2 樣品 HDT-V-cillin 的熱重分析和元素分析

圖3 樣品 HDT-V-cillin 的熱重分析圖

Fig.3 TGA of HDT-V-cillin sample

圖3為樣品 HDT-V-cillin 的熱重分析圖，由圖可以計算出，嵌入水滑石層間的藥物分子 (V-cillin) 的含量約為 59%，較大的載藥量也為緩釋應(yīng)用提供了條件.

2.3 紅外光譜和紫外光譜分析

圖4 HDT，V-cillin 和 HDT-V-cillin 的紅外光譜圖

圖4是 HDT、V-cillin和HDT-V-cillin 三個樣品的紅外光譜圖.由圖可知，與 HDT 和 V-cillin 的紅外光譜圖相比，樣品 HDT-V-cillin 的紅外譜圖體現(xiàn)出了水滑石(HDT) 和藥物分子 (V-cillin) 共同的一些特征峰.1 595 cm-1和1 483 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰歸屬于苯環(huán)的 C=C 的伸縮振動，1 765 cm-1處的吸收峰歸屬于-COO-的伸縮振動，1 660 cm-1處的吸收峰歸屬于 -C=O 的伸縮振動，1 392 cm-1處的吸收峰歸屬于 -CONH- 的伸縮振動，1 252 cm-1處的吸收峰歸屬于 C-O-C的伸縮振動，說明苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 已經(jīng)嵌入到水滑石層間，與XRD 分析結(jié)果吻合.

圖5 HDT，V-cillin 和 HDT-V-cillin 的紫外光譜圖

Fig.5 UV-Vis spectra of HDT,V-cillin and HDT-V-cillin

圖 5 為 HDT，V-cillin 和 HDT-V-cillin 三種樣品的紫外光譜圖，由圖可知，樣品 HDT-V-cillin 的紫外光譜吸收峰峰位與藥物分子 V-cillin的吸收峰峰位基本一致，均由藥物分子 V-cillinπ→π*躍遷所致.

2.4 SEM分析

圖 6 為樣品 HDT-V-cillin 的掃描電鏡照片.從照片中可以清晰地觀察到樣品 HDT-V-cillin 由粒徑約 50 nm 的薄片狀微粒堆積而成，層間距約為 2 nm，說明藥物分子 V-cillin 嵌入水滑石中，并未改變復(fù)合材料HDT-V-cillin 的層狀結(jié)構(gòu)，與 XRD 分析結(jié)果一致.

圖6 HDT-V-cillin 的掃描電鏡照片

3 結(jié) 論

通過兩步法合成苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 插層水滑石復(fù)合物.采用X-射線衍射、差熱熱重分析、掃描電鏡分析、紅外光譜和紫外光譜分析表征，結(jié)果表明V-cillin分子已成功嵌入到水滑石層間，層間距約為2.2 nm，為藥物分子的緩釋應(yīng)用提供了新思路.