沙库必曲缬沙坦钠超分子复合物共结晶过程的研究

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在制药行业中,确定和选择活性药物成分的固体型态具有举足轻重的意义。药物的不同固体形态在晶型、晶习与粒度分布等方面的差异,会影响晶体产品的后续加工及最终药品的质量,进而影响其药效。超分子作为新型的药物固体形态,展现出了很好的发展前景,将是未来医药领域不可或缺的制备药物的方式之一。但是对于超分子药物结晶,尤其是药-药超分子药物结晶的研究还处于初级阶段。本课题结合沙库必曲缬沙坦钠(LCZ696)研究药-药超分子药物的结晶工艺。LCZ69是缬沙坦与沙库必曲的超分子复合物,具有特殊的的双重作用机制,针对的是人类最大的一类慢性疾病,即慢性心衰。其上市时间虽然不长,市场对该药及其原料药需求量巨大。文献中有报道,在其工业生产中由于晶体粒度和形貌的原因造成过滤等生产效率的问题,但是文献中缺少对其结晶工艺的研究。本文以LCZ696体系为基础,采用实验和模拟相结合的方法,从结晶热力学、晶型表征、晶体形貌、结晶动力学、手性自组装机理等方面逐层深入研究。研究了S-缬沙坦的热力学性质,测定了其在乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙基酯、乙酸正丁酯、丙酮、丁酮、三氯甲烷、乙腈中的溶解度,并采用van’t Hoff方程、Apelblat方程和二次多项式方程三种热力学模型对实验数据进行了关联与分析,对溶解焓与溶解熵进行了估算,并采用Materials Studio分子模拟软件对不同溶剂下的溶解度数据进行了理论分析,为S-缬沙坦原料药的相关研究提供了指导,并且对LCZ696的共结晶过程提供了热力学依据。首先采用沙库必曲钙盐制备了沙库必曲,之后与缬沙坦共同制备了LCZ696晶体,并结合LCZ696分子结构对其进行了XRPD、SEM、DSC-TG、IR、Raman与HPLC的表征分析。采用浊度法测量了LCZ696的溶解度,据此制备了LCZ696晶种,用于后续添加晶种的实验。同时考察了沙库必曲与不同手性构型的缬沙坦共结晶的结果,并对得到的固体产物进行了分析。以LCZ696晶胞结构为基础,采用Materials Studio分子模拟软件,选用了六种力场和三种电荷分配方式的不同组合对LCZ696晶胞进行了几何优化,选择了对晶胞参数改变最小的力场和电荷分配方式作为后续模拟计算的基础,在此基础上分析了LCZ696的空间结构,考察了分子内氢键的连接方式,并从氢键出发,分析了S-缬沙坦与R-缬沙坦的手性自组装机理,对不同构型缬沙坦与沙库必曲反应出现不同实验结果进行了理论层面上的解释。以LCZ696晶胞结构为基础,采用Materials Studio分子模拟软件通过BFDH模型、AE模型、EM模型获得了LCZ696的理论晶习。从AE模型出发,考虑了不同比例的丙酮与异丙醇对LCZ696晶体形貌的影响。建立了MAE模型,模拟了丙酮-异丙醇不同质量比的混合溶剂条件下LCZ696的修正晶习,同时从分子层面解释了溶剂对LCZ696晶体形貌的影响,实验制备的晶体形貌验证了模拟的晶体形貌。采用在线红外光谱仪对S-缬沙坦和沙库必曲在丙酮中生成LCZ696的共结晶过程进行了深入研究,同时结合在线二维成像技术共同确定了LCZ696共结晶过程中的诱导时间和转化时间,并采用经典的Johnson-Mehl-Avram方程对实验数据进行了拟合,确定了LCZ696共结晶过程的动力学参数,并考察了转速、晶种加入量等因素对共结晶过程的及最终产品粒度的影响。
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