药物的多晶型精选课件.ppt
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1、关于药物的多晶型第一页,本课件共有26页一、晶型一、晶型(Crystallization,CrystalStructure)1.1.晶体概念晶体概念晶体概念晶体概念晶体是由原子、分子或离子在空间晶体是由原子、分子或离子在空间周期地排列周期地排列构成的固体构成的固体物质。也可以这样定义:晶体是一种具有长程、三维分子有物质。也可以这样定义:晶体是一种具有长程、三维分子有序的固体序的固体2.2.晶型的命名晶型的命名晶型的命名晶型的命名晶型的名称通常是以发现的先后顺序来表示晶型的名称通常是以发现的先后顺序来表示,、或或a a、b b、c c名称与晶型的特征常数无关名称名称与晶型的特征常数无关名称一般越
2、稳定的晶型越容易发现一般越稳定的晶型越容易发现,所以从名称编号也可看出他们所以从名称编号也可看出他们的稳定性情况的稳定性情况第二页,本课件共有26页二、多晶型的形成和分类二、多晶型的形成和分类1 1晶型晶型 晶晶型型(crystalline(crystalline forms,forms,polymorphs)polymorphs)是是指指结结晶晶物物质质晶晶格格内内分分子子的的排排列列形形式式。由由于于分分子子间间力力和和分分子子构构象象的的影影响响,有有机机化化合合物物分分子子在在晶晶格格内内的的排排列列不不可可能能象象无无机机离离子子等等类类球球体体粒粒子子的的排排列列那那样样规规整整和
3、和一一致致,例例如如图图中中最最简简单单的的L L型型长长链链模模型型分分子子至至少少可可以以出出现现两两种种排排列列a a和和b b,虽虽然然a a和和b b两两者者都都能能够够达达到到短短程程有有序序和和长长程程有有序序,但但是是分分子子间间的的距距离离L L和和分分子子间作用力很明显会有一定的差别。间作用力很明显会有一定的差别。多晶型形成的示意图多晶型形成的示意图 第三页,本课件共有26页 在在另另一一方方面面,正正因因为为分分子子的的排排列列不不同同,不不同同晶晶型型中中的的分分子子也也会会因因相相互互极极化化作作用用而而发发生生形形状状的的差差异异,主主要要是是分分子子的的共共振振结
4、结构构变变化化、某某些些共共价价键键的的旋旋转转、键键长长变变化化和和键键角角的的微微小小扭扭曲曲等等。所所以以,晶晶型型之之间间的的差差异异实实质质上上是是结结晶晶的的基基本本单单元元晶晶胞胞微微观结构上的差异。观结构上的差异。同同一一种种物物质质的的分分子子能能够够形形成成多多种种晶晶型型的的现现象象即即称称为为同同质质多多晶晶现现象象(polymorphism)。当当物物质质被被溶溶解解或或熔熔融融后后晶晶格格结结构构被被破破坏,多晶型现象也就消失。坏,多晶型现象也就消失。同质多晶现象同质多晶现象(polymorphism)(polymorphism)第四页,本课件共有26页 晶晶型型不
5、不同同于于晶晶癖癖(crystalline(crystalline habits)habits)。晶晶癖癖(或或称称晶晶形形)是是指指结结晶晶的的外外观观形形状状。在在不不同同的的结结晶晶条条件件下下,由由于于晶晶胞胞在在生生长长过过程程中中优优先先生生长长面面不不相相同同,同同一一晶晶型型的的物物质质可可以以有有多多种种不不同同形形状状的的结结晶晶,如如常常见见的的针针状状结结晶晶、片片状状结结晶晶、柱柱状状结结晶晶等等;而而对对于于外外形形相相同同的的物物质质,它它们们的的晶晶型型却却很很可可能能完完全全不不同。同。晶型与晶癖晶型与晶癖第五页,本课件共有26页 因此仅根据结晶形状不能确定晶
6、型。换言因此仅根据结晶形状不能确定晶型。换言之,之,晶癖之间的差异是宏观外形上的差异,晶癖之间的差异是宏观外形上的差异,用普通光学显微镜很容易观察到各种结晶用普通光学显微镜很容易观察到各种结晶形状,形状,而判断晶型的差异却需要应用偏振而判断晶型的差异却需要应用偏振显微镜、热分析、红外分光光谱或显微镜、热分析、红外分光光谱或xx射线射线衍射等工具。衍射等工具。晶型与晶癖相区别晶型与晶癖相区别第六页,本课件共有26页2稳定型、亚稳定型和无定形 同同种种物物质质可可能能有有多多种种不不同同晶晶型型,但但在在一一定定的的温温度度和压力条件下,多晶型中最稳定的一种和压力条件下,多晶型中最稳定的一种 除除
7、稳稳定定性性的的差差异异以以外外,稳稳定定型型和和亚亚稳稳定定型型在在其其它它理理化化性性质质方方面面如如熔熔点点、密密度度、溶溶解解度度等等都都可可能能存存在在或或大大或或小小的的差差异异。在在适当的条件下稳定型和亚稳定型之间可以互相转换。适当的条件下稳定型和亚稳定型之间可以互相转换。稳定型稳定型(stable form)(stable form)稳定型以外的晶型稳定型以外的晶型 亚稳定型亚稳定型(metastable form)(metastable form)第七页,本课件共有26页无无定定形形不不是是多多晶晶型型中中的的一一种种类类型型,无无定定形形物物质质的的微微观观结结构构是是分分
8、子子或或原原子子的的无无序序集集合合,同同物物质只有一种无定形存在。质只有一种无定形存在。无定形与晶型可以转换无定形与晶型可以转换在在其其它它物物理理性性质质方方面面无无定定形形与与晶晶型型也也有有很很大大差差别别。无无定定形形与与晶晶型型在在定定结结晶晶条条件件下下也也同同样样可可以以转转换。换。无定形与晶型无定形与晶型第八页,本课件共有26页无味氯霉素晶型转换示意图无味氯霉素晶型转换示意图 在在20条条件件下下,无无味味氯氯霉霉素素的的无无定定形形转转变变成成亚亚稳稳定定型型(B型型)的的半半衰衰期期为为315h,无无定定型型和和B型型的的混混合合物物转转变变成成稳稳定定型型(A型型)的的
9、半半衰衰期期为为10524 h,而而由由B型型转转 变变 成成A型型 的的 半半 衰衰 期期 为为24415h,A型型在在临临床床上上属属无无效效型型,由由此此可可见见只只有有B型型无无味味氯氯霉霉素素具具有有实实用用价价值值,无无味味氯氯霉霉素素的的晶晶型型转转换换见见图。图。第九页,本课件共有26页假晶型假晶型 当当化化合合物物从从某某种种溶溶剂剂中中结结晶晶时时,如如果果在在晶晶格格中中化化合合物物分分子子与与溶溶剂剂分分子子发发生生结结合合,则则该该物物质质可可能能从从一一种种晶晶型型转转变变成成另另一一种种晶晶型型,或者由无定形转变成晶型。或者由无定形转变成晶型。因因 溶溶 剂剂 化
10、化 作作 用用 产产 生生 的的 这这 种种 新新 的的 晶晶 型型 称称 为为 假假 晶晶 型型(pseudocrystallineforms)或或溶溶剂剂化化物物(solvates)。所所以以,在在药药物物的的重重结结晶晶过过程程中中,如如果果使使用用不不同同的的溶溶剂剂就就可可能能得得到到不不同同的晶型、假晶型,同时也可能伴有晶癖的改变。的晶型、假晶型,同时也可能伴有晶癖的改变。第十页,本课件共有26页 区区分分晶晶型型和和假假晶晶型型的的简简单单方方法法是是用用热热台台显显微微镜镜观观察察分分散散在在硅硅油油中中的的粉粉末末的的熔熔融融过过程程。假假晶晶型型物物质质在在受受热热时时将将
11、因因溶溶剂剂的的气气化化而而使使油油中中出出现现气气泡泡,溶溶剂剂气气化化温温度度接接近近于于该该重重结结晶晶溶溶剂剂的的沸沸点点,而而晶晶型型物物质质仅仅在在熔熔融融时时成成为为油油滴滴。利利用用热热分分析析手手段段检检查查溶溶剂剂峰峰的的存存在亦可作出同样判断在亦可作出同样判断。水、甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、甲苯水、甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、甲苯等多种溶剂都可以导致假晶型的出现!等多种溶剂都可以导致假晶型的出现!第十一页,本课件共有26页三、晶型转换和制备三、晶型转换和制备1 1晶型转换晶型转换:不同晶型在一定条件下的互变称为不同晶型在一定条件下的互变称为 晶型转换晶型转换(crystalli
12、ne transition)(crystalline transition)。互变性晶型系统的相变曲线互变性晶型系统的相变曲线 单变性晶型系统的相变曲线单变性晶型系统的相变曲线 第十二页,本课件共有26页 从从乙乙醇醇、苯苯和和乙乙醚醚中中重重结结晶晶吲吲哚哚美美辛辛可可以以形形成成三三种种不不同同晶晶型型。在在4545的的乙乙醇醇溶溶液液中中,吲吲哚哚美美辛辛从从型型转转变变成成型型只只需需要要18h18h,然然而而在在3030却却需需要要l00hl00h,如如果果同同时时加加入入大大约约1%1%的的型型晶晶种种,则转变时间缩短至则转变时间缩短至50h50h。2.多晶型的制备多晶型的制备影响
13、因素影响因素2.1.溶剂种类、浓度与晶种的影响溶剂种类、浓度与晶种的影响2.22.2制备方法的影响制备方法的影响 如研磨、混合、搅拌、压片等情况如研磨、混合、搅拌、压片等情况卡卡马马西西平平的的假假晶晶型型(二二水水合合物物)在在球球磨磨机机中中粉粉碎碎以以及及压压片片过过程程中中有有50%50%因因失失水水而而转转变变成成亚亚稳稳定定的的型型,其其可可压压性性下下降降,咖咖啡啡因因、盐盐酸酸马马普普替替林林、磺磺胺胺苯苯酰酰等等也也均均有有在在压压片片过过程程中中发发生生晶晶型型变变化化的的报报道道。在在湿湿法法制制粒粒时时使使用用溶溶剂剂也也能能使使少少量量药药物物溶溶解解而而在在干干燥燥
14、过过程程中中重重结晶形成新的晶型。结晶形成新的晶型。第十三页,本课件共有26页四、多晶型药物的理化性质 前前已已述述及及,多多晶晶型型是是物物质质晶晶格格内内部部分分子子依依不不同同方方式式排排列列或或堆堆积积产产生生的的同同质质多多晶晶现现象象。因因此此,由由于于分分子子间间力力的的差差异异可可能能引引起起物质各种理化性质的变化。物质各种理化性质的变化。(1 1)晶晶格格能能的的差差异异使使同同质质多多晶晶药药物物具具有有不不同同的的熔熔点点、溶溶解解度度及及溶溶出出速速率率、稳稳定定性性、有有效效性性等等。以以西西米米替替丁丁为为例例,缓缓慢慢蒸蒸发发西西米米替替丁丁水水溶溶液液可可以以得
15、得到到四四种种晶晶型型,它它们们的的一些理化性质如表。一些理化性质如表。第十四页,本课件共有26页 晶型晶型 熔点熔点,特性溶出速率比特性溶出速率比 晶癖晶癖 A 147152 1 片状结晶片状结晶 B 152154 0.68 针状结晶针状结晶 C 8183 1.29 棱状结晶棱状结晶 D 146147 0.76 方晶方晶表表 西米替丁不同晶型的理化性质西米替丁不同晶型的理化性质 在在四四种种晶晶型型中中,C C型型为为结结合合一一分分子子水水的的假假晶晶型型,在在加加热热时时失失水水即即可可转转变变成成A A型型。从从临临床床效效果果观观察察,C C型型对对胃胃和和十十二二指指肠肠溃溃疡疡的
16、的抑抑制制效效果果最最好好,对对照照熔熔点点和和溶溶出出数数据据,不不难难看看出出,疗疗效效和和晶晶型型之之间间可可能能有有一一定定关关系系。X-X-射射线线衍衍射射等等研研究究的的结结果果表表明明,溃溃疡疡抑抑制制率率与与其其晶晶格格中中分分子构象有关。子构象有关。第十五页,本课件共有26页 在在该该药药物物分分子子结结构构中中,咪咪唑唑环环与与胍胍基基构构象象偏偏转转的的方方向向性性是是影影响响其其与与组组织织胺胺H H2 2受受体体有有效效结结合合的的重重要要因因素素。在在西西米米替替丁丁的的四四种种晶晶型型中中,A A、B B、D D三三种种晶晶型型的的分分子子排排列列的的差差异异与与
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