趙心怡，韓 冬，羅紅軍，沈文斌，楊功俊

1. 中國藥科大學 藥物分析系，江蘇 南京 211100；2. 揚子江藥業(yè)集團有限公司，江蘇 泰州 225321；3. 中國藥科大學 藥物科學研究院，江蘇 南京 210009

引 言

德拉沙星葡甲胺（delafloxacin meglumine），化學名為 1-脫氧-1-(甲基氨基)-D-葡萄糖醇,1-(6-氨基-3,5-二氟吡啶-2-基)-8-氯-6-氟-7-(3-羥基氮雜環(huán)丁烷-1-基)-4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸鹽（圖 1），是由日本W(wǎng)akunaga制藥株式會社研制，美國Melinta生物公司研發(fā)上市的最新一代廣譜氟喹諾酮抗菌藥物，2017年6月19日由美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準用于急性細菌性皮膚和皮膚結構感染的治療[1-3].目前，國內(nèi)外對于德拉沙星葡甲胺的合成[4]、藥理[5]、藥代動力學[6]以及臨床研究[7]已有相關文獻報道，但其完整的波譜學數(shù)據(jù)和結構解析還未見報道.本文采用元素分析、紫外吸收（UV）光譜、紅外吸收（IR）光譜、質(zhì)譜（MS）和核磁共振（NMR）波譜（包括1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC）等方法對德拉沙星葡甲胺的結構進行解析[8,9]，對其所有的1H和13C NMR信號進行詳細的歸屬，從而提供完整的德拉沙星葡甲胺的波譜數(shù)據(jù).并通過差示掃描量熱法（DSC）、熱重分析（TGA）及粉末X-射線衍射（PXRD）分析對德拉沙星葡甲胺的晶型進行了初步研究，從而為德拉沙星葡甲胺開展后續(xù)研究工作提供參考.

圖1 德拉沙星葡甲胺的結構Fig. 1 The structure of delafloxacin meglumine

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

氘代二甲亞砜（DMSO-d6，99.9 atom% D）購自Cambridge Isotope Laboratories, Inc.；德拉沙星葡甲胺樣品（濃度為98.5%）由揚子江藥業(yè)集團提供，批號為20030401.

1.2 實驗部分

UV光譜采用Shimadzu UV-2550PC型UV光譜儀獲得，掃描波長范圍為220~600 nm，儀器狹縫寬為0.2 nm；IR光譜采用Bruker Tensor 27型IR光譜儀獲得，KBr壓片，波數(shù)掃描范圍為4 000~400 cm-1；元素分析采用PE公司2400 II型有機元素分析儀；MS采用配備了電噴霧離子源（electro spray ionizer，ESI）的Agilent 1260-6230 TOF LC-MS型液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)獲得；DSC分析采用Netzsch DSC 204型差熱分析儀，溫度范圍為40～230 ℃，升溫速率為10 ℃/min；TGA采用PerkinElmer TGA 4000型熱重分析儀，溫度范圍為 30～300 ℃，升溫速率為 10 ℃/min；PXRD分析采用 Bruker D8 Advance X射線衍射儀，電壓為40 kV，電流為40 mA，狹縫為1.0/1.0/Ni/0.2，步長為0.02°，靶型為 Cu，范圍為 3°～40°，掃描速率為 10°/min.

NMR實驗在配備了QNP探頭的Bruker AV-500型NMR譜儀上進行，樣品溶于DMSO-d6，以四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標（δH0.00，δC0.0）.1H NMR和13C NMR的工作頻率分別為500.13和125.76 MHz，實驗溫度為30 ℃，譜寬分別為6 122 Hz和31 120 Hz.二維譜包括2D梯度場1H-1H COSY、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC，均采用標準脈沖程序采集.1H-1H COSY的F2（1H）和F1（1H）維譜寬均為3 703 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣t2×t1=2 048×320，累加次數(shù)4；HSQC的F2（1H）和F1（13C）維的譜寬分別為3 703 Hz和18 863.3 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣t2×t1=1 024×280，累加次數(shù)為6；HMBC的F2（1H）和F1（13C）維的譜寬分別為3 703 Hz和23 893.5 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣t2×t1= 2 048×512，累加次數(shù)為8.

2 結果與討論

2.1 元素分析

樣品的元素分析測定值（ω/%，二次平均值，括號內(nèi)為理論值）如下：C為 47.10（47.21）；H為4.62（4.60）；N為11.06（11.01）.元素分析實測平均值與理論值誤差均小于3‰，由元素分析值可知該樣品的C、H和N的質(zhì)量百分比符合德拉沙星葡甲胺分子式C25H29ClF3N5O9，也符合德拉沙星與葡甲胺的摩爾比為1:1.

2.2 UV光譜分析

在甲醇溶液中，德拉沙星葡甲胺樣品的最大吸收波長為335.6 nm和288.8 nm，為德拉沙星整個共軛體系的π→π*躍遷特征吸收；葡甲胺沒有共軛體系，只有末端吸收.

2.3 IR光譜分析

采用KBr壓片法對德拉沙星葡甲胺樣品進行IR光譜分析.德拉沙星葡甲胺結構中含有多個羥基和氨基活潑質(zhì)子，在IR光譜中出現(xiàn)強的O-H和N-H伸縮振動和彎曲振動：3 484、3 311、3 183、1 631、1 425 cm-1以及C-O伸縮振動：1 172、1 076 cm-1；本品結構中存在共軛酮羰基、吡啶環(huán)、烯鍵和取代苯環(huán)結構等：3 080、1 631、1 586、1 552、1 491、821 cm-1；以及多個C-F鍵和C-Cl鍵：1 228、1 110 cm-1；本品結構中德拉沙星的羧基與葡甲胺的仲氨基成鹽：2 872、1 586、1 395 cm-1.IR光譜表明本品結構中存在伯胺（Ar-NH2）、烷醇（R-OH）、共軛酮羰基、吡啶環(huán)、烯鍵、取代苯環(huán)、氟代雜芳環(huán)（Ar-F）、氯代苯（Ar-Cl）、銨鹽（R1R2NH2+）、酸鹽（ArCOO—）、亞甲基、N-甲基和環(huán)丁基結構等.詳細的IR光譜數(shù)據(jù)及基團歸屬見表1.

2.4 MS譜圖分析

在溶液中德拉沙星葡甲胺以德拉沙星（記為A，分子式C18H12ClF3N4O4，分子量440.05）和葡甲胺（記為B，分子式C7H17NO5，分子量195.11）的游離態(tài)形式存在，正離子模式下，得到質(zhì)荷比（m/z）為 463.039 52（[A+Na]+）、441.057 23（[A+H]+）、218.100 30（[B+Na]+）和 196.118 32（[B+H]+）離子峰；負離子模式下，得到m/z為439.042 02（[A-H]-）和194.103 26（[B-H]-）離子峰；由A與A+2同位素峰的強度比接近3:1，可確定德拉沙星含一個氯原子（Cl）.高分辨質(zhì)譜得到德拉沙星和葡甲胺的元素組成分別為C18H12ClF3N4O4（+0.25 ppm）和C7H17NO5（+1.84 ppm）.

表1 德拉沙星葡甲胺主要的IR光譜分析Table 1 Infrared data analysis of delafloxacin meglumine

2.5 NMR譜圖分析

分析1H NMR譜圖（圖2）中的化學位移值、峰形、偶合常數(shù)值和二維譜可知：（1）δH3.89（1H，五重峰，J=3.5 Hz）、3.69（1H，d，J=4.0 Hz）、3.61（1H，dd，J=3.3/10.9 Hz）、3.52（1H，m）、3.47（1H，dd，J=1.0/8.0 Hz）、3.42（1H，dd，J=5.6/10.9 Hz）、2.94（1H，dd，J=3.4/12.4 Hz）和2.85（1H，dd，J=7.9/12.4 Hz），COSY譜（圖3）表明它們?yōu)橐粋€自旋體系，HSQC譜（圖4）表明δH3.61和3.42、δH2.94和2.85分別為二組同碳不等價質(zhì)子，為葡甲胺-NCH2CHCHCHCHCH2O-片斷上的8個質(zhì)子，它們有如下相關關系：δH2.94/2.85?3.89?3.69?3.47?3.52?3.61/3.42，其中，δH2.94/2.85的質(zhì)子與δC34.1的甲基碳在HMBC譜上遠程相關，可判斷為H-24，由此可對上述質(zhì)子進行明確歸屬；（2）δH4.64（2H，m）、4.46（1H，五重峰，J=6.2 Hz）和4.12（2H，m），COSY譜表明它們?yōu)橐粋€自旋體系，為環(huán)丁基上的5個質(zhì)子，HSQC譜表明δH4.64和4.12為同碳不等價質(zhì)子，為H-17，δH4.46 為 H-18；（3）δH8.36（1H，s）、7.88（1H，t，3JHF=9.4 Hz）和 7.76（1H，d，3JHF=14.0 Hz）為德拉沙星結構中的3個孤立的烯質(zhì)子，受氟原子的偶合產(chǎn)生不同的峰形，結合其峰形，它們分別H-2、H-13和H-5.

德拉沙星結構中含3個氟原子，對多個碳原子偶合使其產(chǎn)生裂分，使低場的碳原子信號峰形變得極其復雜（圖 5）.其中一個氟原子連在苯環(huán)上；另二個氟原子連在吡啶環(huán)的 2-位和 4-位，這 2個位置的碳原子裂分為雙二重峰（dd峰），且化學位移接近，使得對它們的區(qū)分和歸屬產(chǎn)生一定的難度.氟原子除對不飽和碳原子產(chǎn)生偶合裂分外，苯環(huán)上的氟原子還對環(huán)丁基上的2種飽和碳原子產(chǎn)生遠程偶合，使得C-17和C-18裂分為雙重峰（d峰）.由DEPT譜（圖5）與HSQC譜（圖4）可直接對本品結構中的1個伯碳（δC34.1）、3種4個仲碳[δC66.5(d)、63.5、52.0]、5個飽和叔碳[δC71.3、70.7、70.3、69.4、61.2(d)]和 3 個不飽和叔碳[δC148.3、113.6(t)、110.2(d)]進行歸屬.

圖2 德拉沙星葡甲胺的1H NMR譜Fig. 2 1H NMR spectrum of delafloxacin meglumine

圖3 德拉沙星葡甲胺的1H-1H COSY譜圖Fig. 3 1H-1H COSY spectrum of delafloxacin meglumine

圖4 德拉沙星葡甲胺的1H-13C HSQC譜Fig. 4 1H-13C HSQC spectrum of delafloxacin meglumine

圖5 德拉沙星葡甲胺的13C NMR和DEPT譜Fig. 5 13C NMR and DEPT spectra of delafloxacin meglumine

圖6 德拉沙星葡甲胺的1H-13C HMBC譜圖Fig. 6 1H-13C HMBC spectrum of delafloxacin meglumine

圖7 德拉沙星葡甲胺局部放大的1H-13C HMBC譜圖Fig. 7 The partial enlarged 1H-13C HMBC spectra of delafloxacin meglumine

德拉沙星葡甲胺結構中共有12個不飽和季碳，其歸屬可結合其峰形、偶合常數(shù)值和HMBC譜（圖6）得到.首先確定3個與氟原子直接相連的季碳的位置，1JCF約為250 Hz，在500 MHz儀器上（C的共振頻率約125 MHz）2個裂分峰相差約2 ppm，而在本品的13C NMR譜中，低場區(qū)碳原子在2 ppm范圍內(nèi)有多個信號，須仔細確認，確認方法包括2個峰之間的化學位移值差值及HMBC譜中相關峰的情況，由此可判斷出δC150.87和148.91的2個信號為C-6，它們與H-5均有遠程相關關系；同樣可判斷出δC145.70、145.66、143.69和143.64的4個信號為吡啶環(huán)上的一個與氟原子直接相連的季碳，δC143.64、143.61、141.71和141.68的4個信號為吡啶環(huán)上另一個與氟原子直接相連的季碳（圖7），它們均與H-13遠程相關，其中δC145.70、145.66、143.69和143.64的4個信號還與δH6.64的伯氨基（NH2）遠程相關，為 C-14，δC143.64、143.61、141.71和141.68的4個信號則為C-12；δC145.6(d)和134.4(dd)也均與H-13遠程相關，為吡啶環(huán)上的另外2個季碳，其中δC134.4的碳原子還與H-2遠程相關，為 C-11，δC145.6 則為 C-15；δC174.1(d)、166.9、141.6(d)、135.7、118.7(d)、115.2和104.9(d)為喹啉環(huán)上的另外7個季碳，由化學位移值可確定δC174.1(d)和166.9為2個羰基碳，它們均與H-2遠程相關，其中δC174.1還與H-5遠程相關，為C-4，δC166.9則為C-16；δC135.7和115.2為另外2個不受氟原子偶合的碳原子，結合其化學位移，分別為C-9和C-3；δC141.6(d)與H-17遠程相關，為C-7；剩下的2個季碳[δC118.7(d)和104.9(d)]均與H-2和H-5有弱的遠程相關關系，結合其化學位移值，它們分別為C-8和C-10.詳細的1H和13C NMR數(shù)據(jù)及歸屬見表2.

表2 德拉沙星葡甲胺樣品的1H和13C NMR測定結果Table 2 1H和13C NMR data of delafloxacin meglumine

2.6 晶型分析

由德拉沙星葡甲胺樣品的DSC和TGA結果可知，本品不含結晶水，熔點為173.5 ℃（onset），在約 190 ℃開始熔融分解；由 PXRD結果可知，本品為結晶性粉末，其主要吸收峰的 2θ分別為6.3°±0.2°、8.1°±0.2°、9.8°±0.2°、12.7°±0.2°、14.9°±0.2°、17.7°±0.2°、19.1°±0.2°、20.5°±0.2°、24.2°±0.2°、26.9°±0.2°和 38.3°±0.2°.

3 結論

本文通過元素分析、IR光譜、UV光譜、MS和NMR波譜等方法對德拉沙星葡甲胺的結構進行了全面的分析，確證德拉沙星葡甲胺由德拉沙星和葡甲胺二部分組成，二者的摩爾比為 1:1；德拉沙星結構中含三個氟原子，13C NMR譜信號復雜，通過1D和2D NMR技術對德拉沙星葡甲胺的1H和13C NMR信號進行了完整歸屬，確證了它的化學結構；通過DSC、TGA和PXRD分析，確證了德拉沙星葡甲胺不含結晶水，其為結晶性粉末.

利益沖突

無