利奈唑胺的波譜學特征和結構確證

黃 進，葛永紅，朱 琳，袁 磊，羅玉全，高浩凌,*

(1.浙江醫藥股份有限公司昌海生物分公司，浙江 紹興 312300；2.浙江醫藥股份有限公司新昌制藥廠，浙江 紹興 312500；3.浙江醫藥股份有限公司研究院，浙江 紹興 312300)

利奈唑胺（Linezolid），化學名為(S)-N-[[3-[3-氟-4-(4-嗎啉基) 苯基]-2-氧代-5-噁唑烷基]甲基]-乙酰胺，是Pharmacia &Upijohn 公司研制的第一個噁唑烷酮類抗菌藥，于2000 年4 月首次獲得美國FDA 批準，商品名為Zyvox，2006 年9月被批準進入中國銷售。用于治療由耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）引起的院內獲得性肺炎、社區獲得性肺炎、復雜性皮膚和皮膚軟組織感染以及萬古霉素耐藥的屎腸球菌感染[1-2]。其化學結構見圖1。

圖1 利奈唑胺的化學結構Fig.1 Chemical structure of linezolid

利奈唑胺及其有關物質的合成已有大量報道[3-10]，同時也是多晶型藥物[11-13]。本研究通過UV、IR、HRMS、NMR、TGA/DSC、PXRD 對利奈唑胺進行較為全面的結構表征，有助于原料藥及其雜質的結構研究，對其質量控制和其他藥物的分析具有借鑒意義。

1 分析方法與結果

1.1 儀器與材料

儀器：島津UV-2450 型紫外分光光度計、島津IRA-1S WL 型傅里葉紅外光譜儀、Agilent 1290-G6520B 型液相色譜-質譜聯用儀、BRUKER AVANCE Ⅲ400 型超導核磁共振波譜儀、熱重分析儀TAQ500、差示掃描量熱儀TAQ2000、Brucker D8 Advance X-射線粉末衍射儀。

材料：利奈唑胺（純度99.99%，浙江醫藥股份有限公司研究院）。

1.2 紫外光譜（UV）分析

以甲醇為溶劑，將利奈唑胺配制成0.01 mg/mL的溶液，該溶液在258 nm 處有強吸收譜帶（圖2），為π→π*躍遷，紫外吸收圖譜顯示了芳香族的特征吸收，顯示苯環或雜芳環的存在。

圖2 利奈唑胺的紫外吸收光譜Fig.2 UV spectrum of linezolid

1.3 紅外光譜（IR）分析

以溴化鉀壓片法測試IR 光譜（圖3），樣品紅外光譜吸收峰在3361.93 cm-1、1751.36 cm-1、1674.21 cm-1、1516.05 cm-1、1444.68 cm-1、1409.96 cm-1、1357.89 cm-1、1328.95 cm-1、1273.02 cm-1、1236.37 cm-1、1219.01 cm-1、1143.79 cm-1、1114.86 cm-1、1076.28 cm-1、1064.71 cm-1、1049.28 cm-1、906.54 cm-1、850.61 cm-1、756.10 cm-1，與文獻[11]報道的晶型Ⅱ基本一致。

圖3 利奈唑胺的紅外吸收光譜Fig.3 IR spectrum of linezolid

1.4 高分辨質譜（HRMS）分析

樣品的HRMS 結果顯示，樣品的離子峰[M+H]+的質荷比（m/z）為338.1522，分子式為C16H20FN3O4，與利奈唑胺（其[C16H20FN3O4+H]+理論值為338.1511）一致。

1.5 核磁共振分析

由圖4～圖8 可知，利奈唑胺供試品的1H NMR譜含有20 個氫，這與利奈唑胺供試品分子中的氫原子個數相符。13C NMR 譜顯示樣品有21 個碳原子，結合DEPT 135°譜，δC41.83 ppm、δC47.61 ppm、δC50.93 ppm、δC50.96 ppm、δC66.90 ppm 處的碳為仲碳，其中根據HSQC 譜δC66.90 ppm 與δH3.03～3.05 ppm 處4 個氫相關，故δC66.90 ppm為2 個仲碳；δC22.94 ppm 與單峰δH2.02 ppm 處3 個氫相關，DEPT 135°譜顯示δC22.94 ppm 向上，故δC22.94 ppm 歸屬為甲基碳C-17，δH2.02 ppm歸屬為甲基氫H-17。根據HSQC 譜δC107.37 ppm 與δC107.63 ppm（d 峰，JC-F=26 Hz）、δC113.96 ppm 與δC113.99 ppm（d 峰，JC-F=3 Hz）、δC118.79 ppm 與δC118.83 ppm（d 峰，JC-F=4 Hz）分別為同一叔碳。由于苯環有氟原子，結合HMBC 譜可知：δC132.89 ppm 與δC133.00 ppm（d 峰，JC-F=11 Hz）、δC136.41 ppm 與δC136.50 ppm（d 峰，JC-F=9 Hz）、δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm（d 峰，JC-F=202 Hz）分別為同一季碳。綜合1H NMR 譜、13C NMR 譜、DEPT 135°譜、HSQC 譜，樣品分子中含有16 種碳原子，其中1 個伯碳，6 個仲碳，4 個叔碳，5 個季碳，與利奈唑胺供試品分子結構的伯碳、仲碳、叔碳、季碳個數一致。

圖4 利奈唑胺的1H NMR 譜Fig.4 1H NMR spectrum of linezolid

圖5 利奈唑胺的D2O 交換譜Fig.5 D2O spectrum of linezolid

圖6 利奈唑胺的13C NMR 譜Fig.6 13C NMR spectrum of linezolid

圖7 利奈唑胺的DEPT 135°譜Fig.7 DEPT 135° spectrum of linezolid

圖8 利奈唑胺的HSQC 譜Fig.8 HSQC spectrum of linezolid

HSQC 譜（圖8）中δC66.90 ppm 與δH3.85～3.87 ppm 處4 個氫相關，δC50.93 ppm 和δC50.96 ppm與δH3.03～3.05 ppm 處4 個氫相關，HMBC 譜δH3.03～3.05 ppm 與季碳δC136.41 ppm 和δC136.50 ppm 相關，可將δH3.03～3.05 ppm 歸屬為H-7 和H-8、δH3.85～3.87 ppm 歸屬為H-9 和H-10、δC50.93 ppm 和δC50.96 ppm 歸屬為C-7 和C-8、δC66.90ppm歸屬為C-9和C-10、季碳δC136.41ppm和δC136.50 ppm（d 峰，2JC-F=9 Hz）歸屬為C-4。

COSY 譜（圖9）中低場δH6.88～6.93 ppm 與δH7.02～7.05 ppm 相 關，δH7.39～7.44 ppm 與δH7.02～7.05 ppm 相關（信號較弱），HMBC 譜中δH7.39～7.44 ppm、δH6.88～6.93 ppm 與季碳δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm（d 峰，1JC-F=202 Hz）相關，δH7.02～7.05 ppm 與季碳δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm（d 峰，1JC-F=202 Hz）相關（信號較弱），可將δH7.39～7.44 ppm、δH7.02～7.05 ppm、δH6.88～6.93 ppm 分別歸屬為H-2、H-6、H-5，季碳δC154.16 ppm 與δC156.61 ppm 歸屬為C-3，結合HSQC 譜，可將δC107.37 ppm 與δC107.63 ppm（d 峰，2JC-F=26 Hz）、δC113.96 ppm 與δC113.99 ppm（d 峰，4JC-F=3 Hz）、δC118.79 ppm 與δC118.83 ppm（d 峰，3JC-F=4 Hz）分別歸屬為C-2、C-6、C-5。HMBC 譜中H-2、H-6、H-5 都與δC132.89 ppm與δC133.00 ppm（d 峰，3JC-F=11 Hz）相關，可將δC133.34 ppm 與δC133.45 ppm 歸屬為C-1。

圖9 利奈唑胺的1H-1H COSY 譜Fig.9 1H-1H COSY spectrum of linezolid

HMBC 譜（圖10）中H-17 和δH3.63～3.66 ppm與低場δC171.49 ppm 相關，可將δC171.49 ppm歸屬為羰基碳C-16，δH3.63～3.66 ppm 歸屬為H-14，結合HSQC 譜可將δC41.83 ppm 歸屬為C-14。COSY 譜中δH3.76～3.80 ppm 與δH4.00～4.04 ppm相關，HSQC譜中δH3.76～3.80ppm和δH4.00～4.04 ppm與δC47.61 ppm 相關（DEPT135°譜顯示其為亞甲基碳），可將δH3.76～3.80 ppm 和δH4.00～4.04 ppm 歸屬為H-11，δC47.61 ppm 歸屬為C-11。HMBC 譜中H-11 與低場季碳δC154.59 ppm 相關，可將δC154.59 ppm 歸屬為C-13。COSY 譜中H-11、H-14 分別于δH4.76～4.82 ppm 相關，可將δH4.76～4.82 ppm 歸屬為H-11，結合HSQC 譜可將δC72.11 ppm 歸屬為C-12。利奈唑胺的1H NMR 和13C NMR 數據歸屬見表1。

圖10 利奈唑胺的HMBC 譜Fig.10 HMBC spectrum of linezolid

表1 利奈唑胺的1H NMR 和13C NMR 數據歸屬Tab.1 1H NMR and 13C NMR data assignments of linezolid

1.6 TGA/DSC 譜圖分析

對樣品進行TGA-DSC 熱穩定分析，確定其熔融溫度。TGA 用Pt 坩堝，升溫范圍為25 ℃～400 ℃，升溫速率為10 ℃/min 結果顯示，樣品隨溫度升高失重變化經歷1 個階段，在約180 ℃以上，樣品開始失重（圖11）。

圖11 利奈唑胺的TGAFig.11 TGA of linezolid

DSC 用Al 坩堝，升溫范圍為25 ℃～200 ℃，升溫速率為10 ℃/min，結果見圖12。圖12 顯示，樣品隨溫度升高經歷2 個吸熱峰，外推起點和峰值分別為154.16 ℃、155.60 ℃，為樣品的轉晶（晶型Ⅱ轉變為晶型Ⅳ）；外推起點和峰值分別為176.81 ℃、179.44 ℃，為樣品的熔融[12]。

圖12 利奈唑胺的DSC 圖Fig.12 DSC of linezolid

1.7 粉末X-射線衍射分析

采用X 射線粉末衍射儀對樣品進行分析。Cu-Kα 輻射，石墨單色器，管壓:40 kV，管流:40 mA，2θ 掃描范圍：4°～50°，掃描速率：6 °/min，步長:0.02°。其主要特征峰見表2，與專利[11]衍射峰對比，可確定利奈唑胺樣品的晶型為晶型Ⅱ。

表2 利奈唑胺的X-射線粉末衍射峰Tab.2 X-ray diffraction peak of linezolid

2 結論

通過對樣品進行檢測分析，樣品的甲醇溶液在258 nm 處有強吸收譜帶、HRMS 確定樣品的分子式為：C16H20FN3O4，NMR 波譜數據表明樣品與利奈唑胺分子結構一致；IR、TGA/DSC 和PXRD的檢測結果與文獻對比，確定樣品為晶型Ⅱ。綜合各譜數據可確定樣品與利奈唑胺分子結構一致，為利奈唑胺的合成研究、制劑開發、質量控制提供了參考依據。