盐酸贝那普利多晶型的制备和表征

方 红，胡秀荣，顾建明，陈关喜，冯建跃，汤谷平

盐酸贝那普利多晶型的制备和表征

方 红，胡秀荣，顾建明，陈关喜，冯建跃，汤谷平

(浙江大学化学系，浙江杭州310027)

目的：获得制备盐酸贝那普利两种晶型——A晶型和B晶型的制备工艺，研究不同晶型的盐酸贝那普利在红外光谱、热稳定性和晶体结构上的差异，探讨两种晶型的转晶条件及稳定性关系。方法：用傅里叶红外光谱(IR)、热重(TG)、差示扫描量热法(DSC)、X射线粉末衍射(PXRD)、X射线单晶衍射(SCXRD)等分析手段，对盐酸贝那普利A晶型和B晶型分别进行表征研究。结果：获得了A晶型和B晶型的制备工艺、晶体结构及晶体稳定性。晶体结构分析表明，A晶型属单斜晶系，空间群 P21，晶胞参数 a=7.8655(4)Å，b=11.7700(6)Å，c=13.5560(7)Å，β =102.9470(10)°，晶胞体积 V=1223.07(11)Å3，晶胞内分子数 Z=2。B 晶型属正交晶系，空间群P212121，晶胞参数 a=7.9353(8)Å，b=11.6654(11)Å，c=26.6453(16)Å，晶胞体积 V=2466.5(4)Å3，晶胞内分子数Z=4。从DSC和XRD结果表明B晶型热处理后会转变成A晶型。结论：盐酸贝那普利A晶型和B晶型都是无水晶型，是分子构型不同产生的多晶型，A晶型的高温稳定性优于B晶型。

苯丙氮卓艹类/化学合成;苯丙氮卓艹类/化学;药物稳定性;盐酸贝那普利;多晶型;表征

［J Zhejiang Univ(Medical Sci)，2012，41(6):639-646.］

固体药物在结晶过程中因重结晶条件的变化，而产生其分子在晶胞中的对称规律的不同，导致药物分子之间、药物分子与溶剂分子之间相互作用力或结合方式的不同，以及某些局部构象变化等等，从而使药物晶体出现两种或两种以上的空间群和晶胞参数，产生多晶型现象。多晶型固体药物，有相同的分子结构，但有不同的空间构象和三维空间的堆叠方式。多晶型是固体有机物，特别是含多种官能基团的有机药物的普遍现象［1-2］，例如38种巴比妥药物中63%有多晶型，48种甾体化合物中67%有多晶型［3］。

对固体药物的多晶型现象的认识，始于18世纪20年代。上世纪60年代以来，伴随X射线衍射、红外光谱、核磁共振等现代结构分析技术的发展，对有机药物、农药、染料等结构与性能间关系认识的深入，发现晶型与制备条件、贮存稳定性、加工性能、生物活性间关系越来越密切，唤起了人们对晶型的重视。不同晶型的同一药物在溶解度、溶出速率、熔点、密度、硬度、外观以及生物有效性方面可能有显著差异，从而影响药物的稳定性、生物利用度及疗效的发挥［4-7］。基于晶型对药物的重要性，近年来世界各国纷纷把晶型列入药物质量控制标准，确定晶型与分析混晶药物中的晶型含量已成为新药审批中必需明确的关键问题，药物制造商更是把晶型作为专利内容范围的技术保护起来。有机药物晶型的筛选、制备和表征，在药物研究中已成为严峻的课题［8-9］。

盐酸贝那普利别名:盐酸苯那普利，化学名为:{(3S)-3-［(1S)-1-乙氧羰基-3-苯基丙基氨基］-2，3，4，5-四氢-2-氧-1H-1-苯并氮杂卓-1-基}乙酸单盐酸盐，是贝那普利的盐酸盐，是一种重要的抗高血压药，也存在多晶型。据文献报道，贝那普利有α、β、γ三种晶型，而盐酸贝那普利有A晶型和B晶型两种晶型，并报道了它们的特征X射线衍射谱线(XRD)［10-13］。盐酸贝那普利的晶型与药效的关系尚未见报道。目前市面上销售的盐酸贝那普利药物为B晶型。所有这些晶型的结构，特别是晶体结构和热稳定性均未见报道。本研究制备得到了盐酸贝那普利A晶型和B晶型，首次报道了两种晶型的晶体结构，并研究了两种晶型的转晶条件及稳定性关系。盐酸贝那普利的化学结构见图1。

图1 盐酸贝那普利的化学结构Fig.1 Chemical structure of benazepril hydrochloride

1 材料与方法

1.1 材料 盐酸贝那普利原料药，由浙江华海药业股份有限公司提供。四氢呋喃，无水乙醇，环己烷均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 盐酸贝那普利A晶型和B晶型的制备称取2 g盐酸贝那普利原料药溶于16 ml无水乙醇中，搅拌加热至60℃，再向其中缓慢加入130 ml环己烷，慢慢析出沉淀，抽滤，得固体物，60～80℃烘干，即得盐酸贝那普利A晶型。将此滤液在30～40℃下静置析晶，得无色片状单晶。称取2 g盐酸贝那普利原料药加入到45 ml四氢呋喃中，搅拌加热至65℃，待完全溶解后，自然降温析晶，得无色针状晶体，抽滤，60～80℃下烘干得盐酸贝那普利B晶型。

1.2.2 傅里叶红外光谱(IR)分析 将少量样品(盐酸贝那普利A晶型和B晶型)平铺在VECTOR-22傅里叶红外光谱仪(Bruker公司，德国)上测定，扫描的波数范围是2000～600 cm-1。

1.2.3 热分析 5 mg样品(盐酸贝那普利 A晶型和 B晶型)在氮气流(流速 =120 cm3/min)中，从30℃以10℃/min升到390℃，在TA SDT Q600热重分析仪(美国TA公司)上测定。5 mg样品(盐酸贝那普利A晶型和B晶型)在氮气流(流速 =50 cm3/min)中，从 30℃ 以10℃/min升到250℃，在 TA DSCQ100差示扫描量热仪(美国TA公司)上测定。

1.2.4 X射线粉末衍射(XRD)分析 适量研磨后的A晶型和B晶型的粉末制样后，置于Rigaku D/Max-2550粉末衍射仪(日本Rigaku公司)上测定。测试条件为:Cu靶(λ=1.54059 Å)，电压40 kV，电流 250 mA，扫描范围是3.0 ～ 50.0°2θ，步宽0.02°，扫描速度5°/min。所得数据用 MDI-Jade version 7.5.1［14］软件处理。

1.2.5 X 射线单晶衍射(SCXRD)分析 取合适尺寸的单晶，置于Rigaku R-AXIS-RAPID单晶衍射仪(日本Rigaku公司)上，在室温下用Mo靶 (λ=0.71073Å)测定。并分别用SHELXS 97(Sheldrick，2008)［15］和 SHELXL97(Sheldrick，2008)［16］进行结构解析和修正。使用程序 ORTEP［17］获得结构图。

2 结果

2.1 IR分析结果 图2是盐酸贝那普利A晶型和B晶型的IR图谱。比较它们的红外图谱可知，两种晶型的红外图谱大致相同，但在峰的位置及相对强度上有些差别。1730 cm-1左右的峰是酯基中羰基的伸缩振动峰，A晶型的这个峰较B晶型的吸收波长小一些。1670 cm-1左右的峰是酰胺中羰基的吸收峰，其位置在两种晶型中相近，但是峰形有所不同，A晶型明显比较尖锐。1200 cm-1左右的吸收峰区域也有较大区别，A晶型的图上表现为两个同等强度的峰，B晶型图上这两个峰的强度相差很大。700 cm-1，750 cm-1两组峰是苯环单取代的峰，A晶型中两组峰是等强度的，但B晶型中700 cm-1的峰强度明显大于750 cm-1的吸收峰。

2.2 热分析结果 图3、4分别是盐酸贝那普利A晶型和B晶型的热重(TG)图和差示扫描量热(DSC)分析图。从TG图中可以看出，A晶型和B晶型在分解前都没有重量损失，即都是不含溶剂(包括水)的晶型，并且都在180℃左右开始熔融分解。从DSC图可知，A晶型与B晶型的热稳定性完全不同，A晶型和B晶型的熔融分解温度均为180℃(峰顶值)，但B晶型在熔融分解前还有一个相变过程，表现在DSC图中，129.79℃(峰顶值)处有一吸热峰。

2.3 X射线单晶衍射分析结果 图5、6分别是盐酸贝那普利A晶型的分子结构图和分子堆叠图，图7、8分别是盐酸贝那普利B晶型的分子结构图和分子堆叠图。晶体结构分析表明，A晶型属单斜晶系，空间群P21，晶胞参数a=7.8655(4)Å，b=11.7700(6)Å，c=13.5560(7)Å，β =102.9470(10)°，晶胞体积 V=1223.07(11)Å3，晶胞内分子数 Z=2。B 晶型属正交晶系，空间群 P212121，晶胞参数 a=7.9353(8)Å，b=11.6654(11)Å，c=26.6453(16)Å，晶胞体积 V=2466.5(4)Å3，晶胞内分子数Z=4。A晶型和B晶型的晶体结构研究表明，HCl上的H+转移到了贝那普利分子的氨基N上，Cl-与贝那普利分子通过分子内氢键N-H…Cl相连，形成离子对。在A晶型和B晶型中，贝那普利分子的构型不同(见图5和图7)，主要是1-乙氧羰基-3-苯基丙基氨基的构型不同，从几个扭角C13-C14-C15-C16［A晶型:179.3(2)°;B晶型:79.9(2)°］，C14-C15-C16-C17［A 晶型:-87.2(2)°;B 晶型:-108.6(2)°］，C14-C15-C16-C21［A 晶型:91.4(2)°;B晶型:73.4(2)°］的差异得以充分体现。在这两种晶型中，盐酸贝那普利分子在三维空间的堆叠方式也不同(图6，图8)，导致A晶型和B晶型的稳定性不同。

2.4 多晶X射线衍射分析(XRD)分析结果多晶X射线衍射分析表明，A晶型与B晶型的特征衍射谱线有明显差异，除掉两者的重叠峰，A晶型的最特征衍射峰(以衍射角2θ表示为):11.93°，13.78°，16.45°，17.37°，19.31°，19.65°，21.06°，25.53°，而 B 晶型的最特征衍射峰(以衍射角 2θ 表示为):8.24°，13.92°，16.84°，18.20°，23.44°，24.66°，30.24°。图 9是盐酸贝那普利A晶型和B晶型的X射线衍射实验图与由单晶衍射结果计算得到的模拟图，结果表明，实验图与计算图完全一致，说明在本实验条件下制备得到的A晶型与B晶型均是单一晶型。通过两种晶型的稳定性研究表明，B晶型在热处理条件下，可转变成A晶型，即A晶型的高温稳定性优于B晶型，这与DSC结果一致。B晶型在129.79℃有一个吸热峰，伴随的是一个相变过程，因此B晶型在120℃下加热0.5 h后即有部分转变成A晶型，而1.5 h后即完全转变成A晶型(图10)。这充分说明了高温下A晶型较B晶型稳定。

3 讨论

本实验采用重结晶的方法制备得到了A晶型和B晶型的盐酸贝那普利，并成功获得了制备盐酸贝那普利A晶型和B晶型的工艺。通过IR、TG、DSC、PXRD、SCXRD 等分析手段对两种晶型的化学结构和晶体结构进行了表征研究。结果表明，A晶型和B晶型分子中都不含溶剂，属无水晶型，HCl上的H+均转移到了贝那普利分子的氨基N上，形成了离子对。但A晶型与B晶型的分子构型有差异，主要表现在1-乙氧羰基-3-苯基丙基氨基的构型差异，同时A晶型与B晶型在三维空间的堆叠方式也不同，这就导致这两种晶型的稳定性的不同。

热分析结果表明两种晶型在室温下都很稳定，在高温下B晶型会转变成A晶型，由此可知A晶型在高温下比B晶型更稳定。热分析结果进一步证实了晶体结构的研究结果。

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Preparation and characterization of Forms A and B of benazepril hydrochloride

FANG Hong，HU Xiu-rong，GU Jian-ming，CHEN Guan-xi，FENG Jian-yue，TANG Gu-ping
(Department of Chemistry，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China)

Objective:To prepare Form A and Form B of benazepril hydrochloride and to compare the differences in spectrums，thermodynamics and crystal structure between two polymorphic forms.Methods:Form A and Form B of benazepril hydrochloride were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(IR)，thermal gravimetric analysis(TG)，differential scanning calorimetry(DSC)，powder x-ray diffraction(PXRD)and single crystal x-ray diffraction(SCXRD).Results:Preparation method，crystal structure and polymorphic stability of Form A and Form B of benazepril hydrochloride were obtained.Based on the analysis of crystal structure of both polymorphs，Form A belonged to monocline space group P21with a=7.8655(4)Å，b=11.7700(6)Å，c=13.5560(7)Å，β =102.9470(10)°，V=1223.07(11)Å3and Z=2，while Form B belonged to orthorhombic space group P212121，witha=7.9353(8)Å，b=11.6654(11)Å，c=26.6453(16)Å，V=2466.5(4)Å3and Z=4.From the DSC and XRD results，Form B of benazepril hydrochloride could be transformed into Form A after heating treatment.Conclusions:Form A and Form B of benazepril hydrochloride are both anhydrous and displayed different polymorphs due to different molecular configuration.Furthermore，Form A exhibits more stable than Form B at high temperatures.

Benzazepines/chemical synthesis;Benzazepines/chemistry;Drug stability;Benazepril hydrochloride;Polymorphism;Characterization

R 972.4

A

1008-9292(2012)06-0639-08

http:∥www.journals.zju.edu.cn/med

10.3785/j.issn.1008-9292.2012.06.006

2012-09-07

2012-10-08

浙江省自然科学基金资助项目(Y407162).

方 红(1988-)，女，硕士研究生，主要从事药物多晶型的研究.

冯建跃(1960-)，男，博士，教授，硕士生导师，主要从事有机硅材料的合成及药物研究;E-mail:jyfeng@ema.zju.edu.cn

［责任编辑 张荣连］