头孢孟多酯钠的波谱学特征和结构确证

林云良，高红梅，李锋，魏祥玉，王志伟，姜海龙，王岱杰

(齐鲁工业大学(山东省科学院)，山东省分析测试中心，山东 济南 250014)

头孢孟多酯钠(cefamandole nafate)属第二代头孢菌素(图1)，抗菌范围广，对各种葡萄球菌、溶血性链球菌和肺炎球菌等革兰阳性球菌具有较强的抗菌活性，对革兰阴性杆菌的抗菌作用明显比第一代头孢菌素强，对部分吲哚阳性变形杆菌、肠杆菌属和枸椽酸杆菌也有一定的抗菌作用[1-2]。该成分为头孢孟多的前体药物，静脉或肌肉注射后在体内迅速水解为有效成分头孢孟多，具有副作用较少、安全性较高、疗效较为确切的优点，受到临床医生的广泛认可[3]。国外临床用以治疗肺炎、脑膜炎、败血症、尿路感染、骨髓炎和盆腔感染等各种细菌感染，均获满意疗效。

图1 头孢孟多酯钠的化学结构式Fig.1 Chemical structure of cefamandole nafate

目前，国内外已有关于头孢孟多酯钠的化学合成、含量测定和临床研究的报道[4-6]，但其完整的结构解释尚未见报道。为确证其结构，本文较全面地报道了头孢孟多酯钠的红外(IR)、紫外(UV)、质谱(MS)、氢谱(1H-NMR)、氢-氢相关谱(gCOSY)、碳谱(13C-NMR，DEPT)、碳氢相关谱(gHMQC)以及碳氢远程相关谱(gHMBC)。利用gHMQC和gHMBC所提供的碳氢相关和远程相关信息对所有的1H-NMR和13C-NMR谱信号进行了归属，这些参数能够准确证明头孢孟多酯钠的结构，为合成及生产过程质量控制提供了重要的参考信息[7-9]。

1 仪器与试药

1.1 仪器与测定条件

所有核磁共振实验均在Varian INOVA 600超导核磁共振仪(美国瓦里安公司)上测定，以氘代二甲基亚砜为溶剂，TMS为内标，氢谱共振频率为600 MHz, 碳谱共振频率为150 MHz；Bruker Vertex-70红外光谱仪(KBr压片)(瑞士布鲁克公司)；Shimadzu UV-2550 紫外-可见分光光度计(日本岛津公司)；德国Elementarvario EL Ⅲ 元素分析仪(德国艾力蒙塔公司)；Agilent Technonlgies 6520 Accuratr-Mass Q-TOF 质谱仪(美国安捷伦公司)。

1.2 样品

头孢孟多酯钠(C19H17N6O6S2Na)样品(齐鲁安替制药有限公司，批号：T-50001IJ86H-C)元素分析测定值(w/%，括号内为计算值)为C：44.43(44.53)；H：3.40(3.34)；N：16.30(16.40)。元素分析测定结果与理论计算值基本一致，符合分子式。

2 结果与讨论

2.1 紫外吸收光谱(UV)

分别配制样品的水溶液、0.1 mol·L-1HCl溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液进行测定。该化合物在中性和酸性溶液中紫外吸收光谱没有显著变化；在碱性溶液中吸收波长红移且峰形发生变化，结果见表1。紫外吸收光谱图检测结果与头孢孟多酯钠结构相符。

表1 头孢孟多酯钠样品的UV谱测定数据

2.2 红外光谱(IR)

表2 头孢孟多酯钠样品的IR谱各吸收峰归属

2.3 核磁共振谱(NMR)

2.3.11H核磁共振谱(1H-NMR)

表3 头孢孟多酯钠样品的1H-NMR数据

图2 头孢孟多酯钠的1H-NMR图谱Fig 2 1H-NMR spectra of cefamandole nafate

2.3.213C核磁共振谱(13C-NMR)

头孢孟多酯钠样品的13C-NMR谱测定数据见表4，13C-NMR图谱见图3。

图3 头孢孟多酯钠的13C-NMR图谱Fig 3 13C-NMR spectra of cefamandole nafate

归属化学位移(ppm)碳类型gHMQC(ppm)gHMBC(ppm)C10168.787C-5.514C19164.584C--C8162.974C-9.350, 4.860C18161.616CH8.3686.109C22155.147C-4.408,4.188, 3.902C12135.320C-7.394～7.358C3134.198C--C15129.224CH7.394～7.3587.502C14,C16128.813CH7.394～7.358-C13,C17127.798CH7.5026.109C4115.355C-4.408,4.188, 3.484,3.284C1173.992CH6.1099.350, 8.368, 7.502C758.384CH5.514-C657.713CH4.8609.350, 3.484,3.284C2037.115CH24.408,4.1883.484,3.284C2734.010CH33.902-C226.618CH23.484,3.2844.860, 4.408,4.188

根据13C-NMR、DEPT、gHMBC、gHMQC图谱，可对头孢孟多酯钠样品的13C-NMR谱进行归属。(1)头孢孟多酯钠的分子结构中共有19个碳，而本品的13C谱显示17组碳峰，说明分子中含有等价碳，由DEPT谱可知，化学位移为168.787×10-6、164.584×10-6、162.974×10-6、155.147×10-6、135.320×10-6、134.198×10-6、115.355×10-6的峰为季碳(7个)，161.616、129.224、128.813、127.798、73.992、58.384、57.713 ppm 的峰为叔碳(7个)，37.115×10-6、26.618×10-6的峰为仲碳(2个)，34.010×10-6的峰为伯碳(1个)，这与头孢孟多酯钠的分子结构相符。(2)δ34.010的伯碳峰，在gHMQC谱中与δ3.902氢27相关，归属为27位的甲基碳。(3)δ26.618的仲碳峰, 在gHMQC谱中与δ3.484,3.284氢2相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ4.860氢6和δ4.408，4.188氢20远程相关，归属为2位亚甲基碳。(4)δ37.115的仲碳峰, 在gHMQC谱中与δ4.408,4.188氢20相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ3.484，3.284氢2远程相关，归属为20位亚甲基碳。(5)δ57.713的叔碳峰，在gHMQC谱中与δ4.860氢6相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ9.350氢9和δ3.484,3.284氢2远程相关，归属为6位次甲基碳。(6)δ58.384的叔碳峰，在gHMQC谱中与δ5.514氢7相关，归属为7位次甲基碳。(7)δ73.992的叔碳峰，在gHMQC谱中与δ6.109氢11相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ9.350氢9、δ8.368氢18和δ7.502氢13,17远程相关，归属为11位次甲基碳。(8)δ127.798的叔碳峰，在gHMQC谱中与δ7.502氢13，17相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ6.109氢11远程相关，归属为13，17位碳。(9)δ128.813的叔碳峰，在gHMQC谱中与δ7.394～7.358氢14,16相关，归属为14,16位碳。(10)δ129.224的叔碳峰，在gHMQC谱中与δ7.394～7.358氢15相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ7.502氢13,17远程相关，归属为15位碳。(11)δ161.616的叔碳峰, 在gHMQC谱中与δ8.368氢18相关，在gHMBC谱显示，该碳峰与δ6.109氢11远程相关，归属为18位碳。(12)δ115.355为季碳峰，在gHMBC上谱上与δ4.408，4.188氢20和δ3.484，3.284氢2远程相关，归属为4位烯碳。(13)δ135.320为季碳峰，在gHMBC上谱上与δ7.394～7.358氢14,16远程相关，归属为12位烯碳。(14)δ155.147为季碳峰，在gHMBC上谱上与δ4.408,4.188氢20和δ3.902氢27远程相关，归属为22位碳。(15)δ162.974为季碳峰，在gHMBC上谱上与δ9.350氢9和δ4.860氢6远程相关，归属为8位羰基碳。(16)δ168.787为季碳峰，在gHMBC上谱上与δ5.514氢7远程相关，归属为10位羰基季碳。

综上所述，所有碳氢信号归属分析后，样品所得的氢谱和碳谱信号均与头孢孟多酯钠结构一致，鉴定结构为头孢孟多酯钠。

2.4 质谱(MS)

质谱测得样品的分子离子峰[M+H]+，其质荷比m/z为513.1，与头孢孟多酯钠的分子离子峰(分子量为512.49)一致。

3 结论

综上所述，紫外光谱,红外光谱,核磁共振一维、二维谱以及质谱的测试结果表明，样品与头孢孟多酯钠分子结构式一致。测试所得各谱图和数据为头孢孟多酯钠以及同类化合物的解析奠定了准确的数据和理论基础，也为该药物的合成以及生产中的质量控制提供了重要的参考依据。

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