胡婭琪 ，魏媛媛，楊寬 ，楊莉?qū)?，余麗麗，秦?

1.西安醫(yī)學(xué)院 西安市多靶協(xié)同抗高血壓創(chuàng)新藥物研制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 西安市智創(chuàng)抗高血壓藥物國(guó)際科技合作基地，陜西西安 710021

2.西安醫(yī)學(xué)院 藥物研究所，陜西 西安 710021

3.西安醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，陜西 西安 710021

目前在高血壓的治療方面，血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑（ACEI）類抗高血壓藥物是一種普遍使用的藥物[1-2]，該類藥物不僅降壓效果良好，還具有擴(kuò)張冠脈血管、增加心肌供血量以及有效改善腎臟血流量的作用，但存在偶發(fā)刺激性干咳的問(wèn)題[3]?；谝陨蠁?wèn)題，本課題組設(shè)計(jì)合成了以卡托普利為母核，以冰片為初始原料，引入丹參素，采用組合分子化學(xué)的策略，通過(guò)縮合酯化、脫保護(hù)、酰胺化、脫保護(hù)、酰胺化合成了由丹參酚、冰片和ACEI 母核組成的創(chuàng)新實(shí)體分子丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯（圖1），并進(jìn)行了相關(guān)研究[4-5]，結(jié)果表明目標(biāo)分子丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的安全性好，具有與卡托普利相當(dāng)?shù)慕祲盒Ч团K器保護(hù)作用，能夠減緩普利類藥物普遍存在的干咳反應(yīng)[5]。由于藥物理化性質(zhì)受立體化學(xué)結(jié)構(gòu)如分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)型、構(gòu)象、分子作用力等各種因素的影響，因此確定其立體結(jié)構(gòu)尤其重要[6]。丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR、13C-NMR、高分辨質(zhì)譜確證，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.5%，但是其立體構(gòu)型尚未確證。X 射線單晶衍射技術(shù)可以提供藥物分子的三維立體結(jié)構(gòu)信息，確定手性藥物分子絕對(duì)構(gòu)型、分子立體結(jié)構(gòu)中差象異構(gòu)體[7-8]。通過(guò)對(duì)不同培養(yǎng)條件的摸索和考察，培養(yǎng)該藥物的單晶，并進(jìn)行X 射線單晶衍射測(cè)試，可以確定其立體構(gòu)型。本文根據(jù)丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的理化性質(zhì)，通過(guò)常溫溶劑揮發(fā)法，在醋酸乙酯-水雙溶劑體系中獲得透明度較高、形狀較規(guī)則的單晶，并解析其空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了晶型分析和熱穩(wěn)定性分析。

圖1 丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of tanshinol acyl-L-alanyl-Lproline bornyl ester

1 儀器與試劑

1.1 儀器

Bruker D8 VENTURE 單晶衍射儀（德國(guó)Bruker公司），N-125 生物顯微鏡（永新光學(xué)股份有限公司），Bruker D8 Advance X 射線衍射儀（德國(guó)Bruker公司），同步熱分析儀（瑞士Mettler TGA/DSC3+）。

1.2 試劑

丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯由實(shí)驗(yàn)室自制，樣品經(jīng)HPLC 法測(cè)定質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.73%，產(chǎn)品批號(hào) 220615；水為超純水，醋酸乙酯、正己烷、石油醚、甲苯等均為天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供的分析純?cè)噭?/p>

2 方法與結(jié)果

2.1 單晶的培養(yǎng)

根據(jù)丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的理化性質(zhì)，參考溶解度試驗(yàn)結(jié)果，由于單溶劑培養(yǎng)體系未得到理想的晶體，因此對(duì)良溶劑/不良溶劑雙溶劑培養(yǎng)體系進(jìn)行了考察，見(jiàn)表1。

表1 單晶培養(yǎng)條件Table 1 Culturing condition of single crystal

良溶劑選擇醋酸乙酯，不良溶劑選擇正己烷、水、甲苯、石油醚。良溶劑和不良溶劑體積比例為1∶2，藥物質(zhì)量濃度范圍為5～50 mg/mL。將上述各溶液置于室溫條件下緩慢揮發(fā)，比較不同溶劑體系中單晶培養(yǎng)的結(jié)果。發(fā)現(xiàn)醋酸乙酯-正己烷體系揮發(fā)5 d 所得結(jié)晶為白色毛狀固體。醋酸乙酯-水體系18 d 析出結(jié)晶為無(wú)色透明晶體，可用于X 射線單晶衍射檢測(cè)。

2.2 單晶的結(jié)構(gòu)確證

丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯晶體呈現(xiàn)無(wú)色透明針狀，衍射分析所用晶體為0.13 mm×0.12 mm×0.1 mm，Cu Kα 輻射為光源，在204 K 溫度下進(jìn)行衍射數(shù)據(jù)收集，檢測(cè)到衍射點(diǎn)為35 960 個(gè)（3.772°≤2θ≤179.29°），獨(dú)立衍射點(diǎn)為9 530 個(gè)，最終的R1＝0.089[I＞2σ(I)]，wR2＝0.268 8。

如表2 所示，最終確定該單晶屬于單斜晶系，空間群為P21，晶胞參數(shù)：a＝14.385 5(15) nm，b＝7.836 8(8) nm，c＝23.452(3) nm，α＝90°，β＝92.578(9)，γ＝90°，晶胞體積V＝2 641.2(5) nm3，晶胞內(nèi)分子數(shù)Z＝4。不對(duì)稱單位化學(xué)計(jì)量式為C27H38N2O7，計(jì)算單個(gè)分子的相對(duì)分子質(zhì)量為502.59，計(jì)算結(jié)晶密度為1.264 g/cm3。原子坐標(biāo)和等價(jià)各向同性位移參數(shù)見(jiàn)表2，扭轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4，單晶分子立體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，分子晶胞堆積圖見(jiàn)圖3。

表2 原子坐標(biāo)參數(shù)和等價(jià)各向同性位移參數(shù)Table 2 Atomic coordinates and equivalent temperature factor

表3 成鍵原子的扭轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)Table 3 Torsion angles data of bonded atoms

表4 成鍵原子的鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)Table 4 Bond lengths of bonded atoms

圖2 丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的立體結(jié)構(gòu)Fig.2 Stereostructure of tanshinol acyl-L-alanyl-L-proline bornyl ester

圖3 丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的晶胞堆積圖Fig.3 Cell stacking diagram of tanshinol acyl-L-alanyl-Lproline bornyl ester

通過(guò)單晶表征結(jié)果可見(jiàn)1 個(gè)晶胞由4 個(gè)分子組成，如表5 所示，氫鍵主要存在于分子間，以常見(jiàn)的O—H·····O 相連，1 個(gè)分子的丹參酰結(jié)構(gòu)的酚羥基與另1 個(gè)分子丹參酰結(jié)構(gòu)的羰基氧頭尾相接形成氫鍵作用（O1—H1·····O42，O8—H8·····O113），1 個(gè)分子的丹參酰結(jié)構(gòu)的醇羥基和另1 個(gè)分子的L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的羰基氧頭尾相接形成氫鍵作用（O3—H3·····O54，O10—H10·····O121），形成了一維鏈。一維鏈通過(guò)分子間氫鍵形成二維鏈，進(jìn)一步通過(guò)二維鏈分子間氫鍵作用形成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

表5 氫鍵的鍵長(zhǎng)和鍵角Table 5 Data of hydrogen bond

單晶解析結(jié)果表明分子中存在6 個(gè)手性碳原子，分別為C8、C10、C16、C18、C20和C23，其中C8、C20和C23絕對(duì)構(gòu)型為R構(gòu)型，C10、C16和C18絕對(duì)構(gòu)型為S構(gòu)型，F(xiàn)lack 參數(shù)為0.00(13)，繼而證明絕對(duì)構(gòu)型正確，并與實(shí)際預(yù)想結(jié)果一致。

2.3 粉末X 射線衍射分析

對(duì)丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的晶體粉末采用X 射線粉末衍射進(jìn)行晶型分析，X 射線粉末衍射儀以石墨單器的Cu Kα 輻射為光源，管壓40 kV，管流100 mA，2θ掃描范圍5°～50°，掃描速率9°/min。圖4 為該藥物的實(shí)測(cè)粉末衍射圖，特征峰位置分別在6.7°、10.6°、11.6°、13.4°、15.1°、16.7°、21.2°，與理論衍射峰大致相同，只是衍射強(qiáng)度稍有差異，因此，該藥物的晶型與采用醋酸乙酯-水雙溶劑體系培養(yǎng)的單晶的晶型基本符合。

圖4 丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯X 射線粉末衍射圖Fig.4 X-ray powder diffraction of tanshinol acyl-L-alanyl-L-proline bornyl ester

2.4 熱重分析法（TGA）-差示掃描量熱法（DSC）分析

通過(guò)TGA-DSC 進(jìn)行熱穩(wěn)定性分析，見(jiàn)圖5、6。溫度范圍為30～800 ℃，升溫速率為10 K/min，參比物為Al2O3，氣氛為N2。TGA 結(jié)果表明該藥物在30～254 ℃為直線，說(shuō)明本樣品為非水合物和低沸點(diǎn)溶劑合物，熱穩(wěn)定性較好[9]。當(dāng)溫度高于254 ℃，樣品發(fā)生分解，峰頂溫度為314 ℃，開(kāi)始失重，約有79.998 7%的失重。

圖5 丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的TGA 圖Fig.5 TGA graph of tanshinol acyl-L-alanyl-L-proline bornyl ester

圖6 丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的DSC 圖Fig.6 DSC graph of tanshinol acyl-L-alanyl-L-proline bornyl ester

DSC 結(jié)果顯示在146.5～152.3 ℃出現(xiàn)1 個(gè)明顯的尖銳吸熱峰，吸收熱量為646.7 mJ，對(duì)應(yīng)該藥物的晶型轉(zhuǎn)換。在170.4～174.2 ℃出現(xiàn)較弱的吸熱峰，吸收熱量為370.4 mJ，為該藥物熔化形成的吸熱峰，在260.8～305.2 ℃吸收熱量約1 776.5 mJ，出現(xiàn)較強(qiáng)的吸熱峰，對(duì)應(yīng)該藥物的樣品分解峰。與TGA 圖結(jié)果一致，為熱失重過(guò)程。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)采用溶劑揮發(fā)法制備了丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的單晶。通過(guò)考察單晶培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中體系溶劑的揮發(fā)或擴(kuò)散速率，使其緩慢析晶，在醋酸乙酯-水雙溶劑體系中能夠得到透明度較高、形狀較規(guī)則的晶體。通過(guò)單晶X 射線衍射儀分別對(duì)丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯晶體空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析。結(jié)果表明分子中存在6 個(gè)手性碳原子，R、S型各有3 個(gè)碳原子。分子間存在氫鍵，晶體分子以氫鍵作用維持其空間排列。丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯單晶衍射預(yù)測(cè)的X 射線粉末衍射與實(shí)際測(cè)得的圖譜一致，熱分析技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)定性和晶型表征，為丹參酰-L-丙氨酰-L-脯氨酸冰片酯的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供了參考。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突