
化學(xué)藥物結(jié)構(gòu)確證的研究手段與方法介紹匯總


藥物結(jié)構(gòu)確證是確保藥物安全、有效和質(zhì)量可控的重要環(huán)節(jié)。藥物結(jié)構(gòu)確證的目的是為了準(zhǔn)確識別藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和立體構(gòu)型,以確保藥物的安全性、有效性和一致性。這些要求確保了藥物從原料合成到最終產(chǎn)品的整個過程中,其結(jié)構(gòu)和質(zhì)量得到了充分的確認(rèn)和控制。原料藥的結(jié)構(gòu)確證,屬于藥物申報的必需內(nèi)容。
中科檢測實驗室可對原料藥、中間體、化合物等完成結(jié)構(gòu)確證項目,為客戶總結(jié)分析報告,助力藥企及科研機構(gòu)結(jié)構(gòu)確證工作的進行,完成對藥品的申報。
化學(xué)藥物進行結(jié)構(gòu)確證的一般順序
單一組分化合物通常是定向合成、天然產(chǎn)物提取、發(fā)酵提取或半制備等方式制備得到,通過液相或氣相等檢測手段評估純度(原料藥純度通?!?9.0%;雜質(zhì)純度通?!?0.0%)后,主要通過核磁共振氫譜(1H-NMR)、光譜及常規(guī)質(zhì)譜(MS)等方法,基于合成機理推斷平面結(jié)構(gòu);如合成機理不明確,采用提取方式獲得,或氫譜及質(zhì)譜等常規(guī)方法對化合物結(jié)構(gòu)判斷的信息作用不大,則需要投入更多確證方法來輔助結(jié)構(gòu)判斷,如借助碳譜(13C-NMR),二維核磁等來確證;在解析得到平面結(jié)構(gòu)后,如判斷存在立體構(gòu)型,應(yīng)采用針對立體結(jié)構(gòu)相應(yīng)的研究手段,如NOESY、圓二色譜(CD)、單晶衍射等進行確證。
化學(xué)藥物進行結(jié)構(gòu)確證的研究手段
化合物結(jié)構(gòu)初步確證后,按照相關(guān)指導(dǎo)原則,筆者根據(jù)化合物類別,對原料藥(新化學(xué)實體、已知化合物)、起始物料/中間體/雜質(zhì)(新化合物、已知化合物)結(jié)構(gòu)確證的相關(guān)研究內(nèi)容列表整理如下。
表1 不同類別化合物的結(jié)構(gòu)確證方法判斷
化學(xué)藥物結(jié)構(gòu)確證方法介紹
1、高分辨質(zhì)譜(HRMS)/質(zhì)譜(MS)
與常規(guī)質(zhì)譜相比,高分辨質(zhì)譜(HRMS)測得化合物的分子量可精確至小數(shù)點后第四位,常用于輔助確定化合物的分子質(zhì)量和和分子式,前提是通過核磁共振波譜已初步確定化合物結(jié)構(gòu)。某些情況下,質(zhì)譜可以起到結(jié)構(gòu)確證的關(guān)鍵作用。
2、 元素分析
元素分析對化合物中的各元素進行含量測定,確定各元素的百分含量。
針對各元素的特點,元素分析可選擇的方法較為多樣。碳、氫、氮元素檢測通常采用燃燒分解法;含鹵素或硫的化合物,采用氧瓶燃燒-滴定法(中國藥典2020年版四部通則0703);金屬元素可采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP-OES);磷元素可采用酸分解-比色法等。
3、 一維核磁共振波譜
取化合物2mg~10mg裝入核磁管,用合適的氘代試劑進行溶解,用核磁共振波譜儀(頻率通常400M~800M)進行檢測,內(nèi)標(biāo)物為四甲基硅烷(TMS)。
4、 二維核磁共振波譜;
二維核磁共振波譜是對平面結(jié)構(gòu)進行確證的關(guān)鍵。常用的為:HMBC(檢出1H異核多鍵相干技術(shù))、HSQC(檢出1H異核單量子相干技術(shù))、COSY(同核位移相關(guān)譜)、NOESY(核極化效應(yīng)相關(guān)譜)。
5、圓二色譜(CD)
圓二色譜(CD)是用于推斷非對稱分子的構(gòu)型和構(gòu)象的一種旋光光譜,可用于確證化合物的絕對構(gòu)型。
6、單晶X-射線衍射(XRSD)
單晶X-射線衍射(XRSD)也是確定絕對構(gòu)型的常用方法,可測定晶態(tài)分子的晶胞參數(shù)、晶系、空間群,可提供一個化合物在晶態(tài)中所具有原子的精確空間位置。該技術(shù)主要涉及單晶培養(yǎng)和檢測。晶體培養(yǎng)難度較大,需不斷嘗試且有足夠耐心。
7、其他結(jié)構(gòu)確證技術(shù)
除上述結(jié)構(gòu)確證方法外,還有很多其他的結(jié)構(gòu)確證技術(shù),如紅外、紫外、拉曼光譜、熱重分析(TG)、差示掃描量熱法(DSC)、旋光光譜等。
紅外光譜、熱重分析(TG)、差示掃描量熱法(DSC)、偏光顯微鏡法等對化合物晶型的判斷也可起到輔助作用。
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