凝膠色譜法考察頭孢唑林鈉聚合反應

哈 婧,周培培,王秋平

(河北科技大學化學與制藥工程學院,河北石家莊 050018)

凝膠色譜法考察頭孢唑林鈉聚合反應

哈 婧,周培培,王秋平

(河北科技大學化學與制藥工程學院,河北石家莊 050018)

通過模擬不同貯存條件,采用凝膠色譜法對頭孢唑林鈉的聚合反應進行了研究,證明溫度和水分兩種因素是控制頭孢唑林鈉聚合反應的關鍵因素,并推斷頭孢唑林鈉聚合反應可能為N型聚合反應。

頭孢唑林鈉;聚合反應;凝膠色譜法

頭孢類抗生素引起的速發型過敏反應與所含的高分子雜質有關(有些還與藥物的毒性有關)[1],所以對抗菌藥物中的高分子雜質進行控制有著重要的意義。中國藥典2005年版對大部分常用注射用頭孢菌素進行了聚合物控制[2]。金少鴻等通過一系列實驗證明了頭孢噻肟本身的聚合物是其過敏性雜質[3-4]。胡昌勤等探討了幾種頭孢菌素聚合物的形成機制[5]。但對于過敏性休克與死亡病例最多的頭孢品種——頭孢唑林,目前只有對其測定方法的報道[6-7],沒有對其自身聚合形成的過敏性雜質的報道。筆者試圖通過模擬不同的貯存條件,對固態下頭孢唑林鈉聚合反應進行探討,尋找影響聚合反應最大的因素,有利于下一步分離富集高分子雜質,為過敏原研究提供基礎,進而對頭孢唑林鈉的開發研制、工業生產等方面起一定指導作用。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

日本島津LC-10AT泵、SPD-10vp紫外檢測器、SIL-10AD自動進樣器、DGU-14A在線脫氣、CLASS-VP色譜工作站;依利特不銹鋼凝膠色譜柱(400 mm×10 mm);UV-2600型紫外測定儀(上海天美公司提供);SYZ550型石英亞沸水蒸餾器(江蘇金壇公司提供);AL204型電子天平(梅特勒公司提供);KQ2250E型超聲波清洗器(昆山超聲儀器公司提供);SHH-250G型光照培養箱(重慶惠達試驗儀器有限公司提供);Sh10A型水分測定儀(上海民橋精密科學儀器有限公司提供)。

磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉均為分析純,藍色葡聚糖2000(Pharmacia公司提供),頭孢唑林對照品(中國藥品生物制品檢定所提供,批號:0421-9603,純度為99.3%),樣品頭孢唑林鈉由河北某廠提供。水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

1)溫度處理:取一定質量的固體樣品放入安瓿瓶中,熔封后,分別同時放入30,35,40,45,50℃恒溫水浴鍋中,于2,5,7 d取樣。

2)水分處理:將密封的樣品放入裝有干燥硅膠的干燥器中,作為干燥密封樣品;將各個樣品放入裝有干燥硅膠的廣口瓶,嚴封,作為低水分樣品;廣口瓶中放入濕棉球,放入開口的各個樣品,7 d后除去濕棉球,作為高水分樣品。3種樣品26 d后處理,由水分測定儀測樣品中的水分。

3)光照處理:取一定量的頭孢唑林鈉固體樣品放入表面皿,然后放入光照箱,溫度為25℃,相對濕度為30%,光照強度為3 000 lx,按所需光照天數取樣。

1.2.2 色譜條件

實驗所用的頭孢唑林鈉的質量濃度為20 mg/mL,最佳色譜分離條件為葡聚糖凝膠柱(Φ400 mm ×10 mm,40～120μm),流動相 A:0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液(由0.1 mol/L磷酸氫二鈉和0.1 mol/L磷酸二氫鈉以體積比61∶39調配,調節pH值為7.0);流動相B:二次蒸餾水,流速為0.8 mL/min,柱溫為室溫(約26 ℃),進樣量為100 μL,檢測波長為254 nm。

1.2.3 系統適用性試驗

以流動相B為流動相,0.1 mg/mL藍色葡聚糖2000進行測定,記錄色譜圖,見圖1,理論塔板數為1 128,拖尾因子為0.89,精密量取對照溶液連續進樣5針,所得RSD為2.53%,滿足實驗要求。

2 結果與討論

2.1 溫度對聚合反應的影響

試驗分別考察了2,5,7 d溫度為30,35,40,45,50℃恒溫水浴條件下頭孢唑林鈉中高分子雜質的變化。按實驗方法中的色譜條件進行測定,結果見表1。

表1 恒溫水浴溫度對聚合反應的影響Tab.1 Effect of constant temperature on polymerization

由表1的數據可以看出:隨著恒溫時間的延長,高分子雜質含量(質量分數,下同)增加。圖2是在不同的水浴溫度下保存7 d后,頭孢唑林鈉中高分子雜質凝膠過濾色譜圖。在所建立的色譜條件下,高分子雜質被分離成3個色譜峰,高分子雜質的定性研究正在進行中并將在后續工作中報道。在本項研究中,高分子雜質的含量以3個色譜峰的峰面積合計。實驗結果表明,隨著恒溫溫度的升高,聚合物的含量(質量分數,下同)也隨之增加。

2.2 水分對聚合反應的影響

試驗考察了室溫(約26℃)干燥密封條件、低水分條件、高水分條件對聚合反應的影響,結果見表2和表3。

表2 不同天數樣品的含水量Tab.2 Proportion of water in different days

表3 水分對聚合反應的影響Tab.3 Effect of water on polymerization

由表2和表3的數據可以得出:隨著樣品含水量的增加,聚合物的含量也隨之增加;隨著貯存時間的延長,含水量大的樣品高分子雜質也增加。試驗結果表明:水分對聚合反應的影響很大,它影響高分子雜質聚合的速度。

2.3 光照對聚合反應的影響

試驗考察了1,3,5,7 d光照條件對樣品的高分子雜質含量的影響,如表4所示。

表4 光照對聚合反應的影響Tab.4 Effect of light on polymerization

由表4的數據可以看出,光照對樣品中高分子雜質含量的影響不大,試驗研究結果表明:光照主要影響樣品的光澤,樣品經光照后呈現淡黃色,并且如果樣品密封保存不好,在常溫下表面也會呈淡黃色。

3 結 論

實驗模擬了不同水浴溫度、光照、水分等各種因素對頭孢唑林鈉貯存過程中聚合反應的影響,研究結果表明:溫度和水分兩種因素是控制頭孢唑林鈉高分子雜質的關鍵因素。隨著水浴溫度的增加,高分子含量也增加;隨著含水量的增加,高分子雜質的含量顯著增加,光照主要影響樣品的光澤,對聚合反應的影響較小。

頭孢菌素聚合反應的機制被認為是親核加成反應,它包括2種類型[5]:一種是只與母核有關的N型聚合反應,一種是與側鏈有關的L型聚合反應。由于頭孢唑林鈉本身不具有與羰基直接縮合的活性基團,所以β-內酰胺環結構的破壞可能提供新的具有聚合反應能力的活性基團,使得聚合反應得以發生。而頭孢菌素β-內酰胺環結構的特征吸收峰在260 nm附近,β-內酰胺環開環后,該吸收峰消失,如圖3所示。

頭孢唑林鈉中的β-內酰胺環開環,發生了與母核有關的N型聚合反應。聚合反應結構式見圖4。

[1]胡昌勤.高效液相色譜法在抗生素質控分析中的應用(下冊)[M].北京:氣象出版社,2001.176-204.

[2]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(二部)[M].北京:化學工業出版社,2005.134-159.

[3]金少鴻,經 潔,鄭昌亮.頭孢噻肟中高分子雜質和過敏反應關系的研究Ⅰ:頭孢噻肟中高分子過敏性雜質的分離和免疫學研究[J].抗生素,1986,11(5):409-413.

[4]金少鴻,經 潔,鄭昌亮.頭孢噻肟中高分子雜質和過敏反應關系的研究Ⅱ:頭孢噻肟中高分子過敏性雜質的本質探討[J].抗生素,1986,11(6):463-467.

[5]胡昌勤,金少鴻,孫學蘭.頭孢菌素結構和其聚合反應關系的探討Ⅰ:結構對反應類型的影響[J].中國抗生素雜志,1991,16(1):25-28.

[6]艾則孜·木哈買提,馬曉康,等.高效液相色譜法測定頭孢唑林鈉的聚合物[J].中國抗生素雜質,2003,28(7):397-398.

[7]王友紅,徐 娟.注射用頭孢唑林鈉中高分子雜質檢查法[J].江蘇藥學與臨床研究,2004,12(6):65-66.

Study on polymerization of cefazolin sodium by gel filter chromatography

HA Jing,ZHOU Pei-pei,WANG Qiu-ping
(College of Chemistry and Pharmaceutical Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang Hebei 050018,China)

The polymerization of cefazolin sodium in solid state in different simulated conditions was studied by using gel filter chromatography.The results show that water and temperature conditions in the drugs are the key facfors to affect the polymerization.The likely type of polimerization of cefazolin sodium is type N.

cefazolin sodium;polymerization;gel filterchromatography

R922.71

A

1008-1534(2011)04-0260-03

2011-03-14

責任編輯:王海云

國家科技支撐計劃項目(2007BAI26B04)

哈 婧(1970-),女,河北肅寧人,教授,博士,主要從事藥物分析方面的研究。