论文部分内容阅读
环磷酸腺苷在神经系统、心血管系统等疾病的治疗中具有广泛的应用,其市场需求逐年增大,但是目前关于环磷酸腺苷的研究主要集中于其在细胞内的调控机制、重组细胞的构建、以及生理活性作用等,在结晶过程方面却鲜有报道。环磷酸腺苷的生产方法主要为有化学合成法和微生物发酵法,无论哪种方法,在其分离纯化的最后一道工序都需要通过结晶的手段来实现,而结晶技术的好坏直接影响最终产品的晶型、晶习及纯度,进而会严重影响其药效。在环磷酸腺苷钠盐(cAMPNa)溶析结晶体系中,其溶质分子具有表面张力大、成核能垒高、初级成核困难,结晶过程不易控制,最终产品粒度小、分布宽、纯度不达标等问题。本文解析了cAMPNa单晶结构,并在研究了其溶析结晶过程的热力学和动力学性质的基础上,对其结晶工艺进行了探索和优化,主要内容如下: 一、cAMPNa单晶结构的解析:采用红外(IR)和高效液相色谱法(HPLC)分析cAMPNa的纯度,采用梯度降温法获得cAMPNa的单晶,申请获得CCDC号:976996;利用四圆衍射仪对单晶结构进行分析获得衍射强度和晶胞参数等数据,结合SHELXTL和diamond软件对衍射结果进行了结构精修和分子间作用力分析。单晶分析结果表明在高浓度乙醇和水体系下得到的晶体是cAMPNa的二水化合物,其晶胞含有六个cAMPNa分子,属于三方晶系。一分子水与钠离子形成配位键,令一水分子以氢键作用存在于晶格分子中,cAMPNa单晶结构内的氢键是由五种类型组成。 二、结晶热力学分析:静态法测定常压下cAMPNa在293.15-313.15 K间,不同配比的乙醇-水、甲醇-水和丙酮-水体系下的溶解度,用CNIBS/Redlich-Kister模型、ModifiedApelblat equation方程对不同反溶剂比、不同温度下cAMPNa的溶解度进行关联,得到较好结果。通过Vant Hoff方程拟合求解溶解过程的焓变、熵变和吉布斯自由能变,并进行了焓熵补偿分析。计算结果表明随着有机溶剂浓度的提高溶解过程由焓驱动变为熵驱动。用激光法测量了温度、初始浓度、搅拌速度对乙醇水体系下cAMPNa超溶解度的影响,当温度、搅拌速度、有机溶剂流加速度降低时,相应的超溶解度降低;测定了cAMPNa的结晶诱导期,由初级成核理论计算得到的表面张力、临界晶核粒径、和成核能垒,得出cAMPNa在所研究体系下的表面张力很大、初级成核能垒高,初级成核不易发生。 三、结晶动力学和工艺优化:根据表面张力计算出生长因子,并与扫描电镜图片相结合,初步判断乙醇作为反溶剂结晶中所得晶体的生长模式为螺旋错位生长。以粒数衡算方程为基础,并采用间歇取样法测量了不同条件下cAMPNa的结晶成核和生长速率,以粒度无关经验模型拟合得到cAMPNa的晶体成核(B)和生长(G)速率方程。G=5.38×10-10△C4.52B=1.57×109 NT2.56△C0.21MT0.76 在cAMPNa溶析结晶热力学、动力学过程分析的基础上,对cAMPNa的结晶工艺进行了探索和优化。考察了pH、搅拌强度、反溶剂流速、温度等条件对晶体粒度分布的影响,最终确定了cAMPNa的结晶工艺条件:pH=9.4、V=0.14 BV/h、180 r/min和质量分数为2.5%的晶种添加量,在此工艺条件下得到的产品粒度大,晶习好,纯度高,满足工业化生产要求。