酒石酸诺氟沙星的制备与表征

应会荣，蒋成君

（1.浙江海翔药业有限公司，浙江 台州 318000；2.浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023）

诺氟沙星 （Norfloxacin， 又名 Noroxin、Fulgram），别名：力醇罗、氟哌酸、淋克星。其化学名为1-乙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代-7-（1-哌嗪基）-3-喹啉羧酸，为第三代喹诺酮类抗菌药，通过阻碍消化道内致病细菌的DNA旋转酶 （DNA Gyrase）阻碍细菌DNA复制，对细菌有抑制作用，是治疗肠炎痢疾的常用药[1-2]。

诺氟沙星的水溶性强烈依赖于质子从羧酸转移到碱性哌嗪环导致两性离子物种形成[3]。强pH依赖性导致在中性pH值中溶解度低，渗透性差，生物利用度低。故诺氟沙星属于低溶解性、低渗透性、难溶性药物[4]。这些缺陷导致了诺氟沙星在传统剂型片剂、眼科用药方面的应用得到了限制。诺氟沙星及其水合物具有多种晶型，但是不能改变其溶解性质[5-9]。为提高其溶解度 ，Basavoju S等[10]制备了诺氟沙星异烟酰胺的共晶，溶解度提高到0.59 mg/mL。制备成脂质体[11]、共聚物胶束[12]也是提高溶解度的方法，然而这种方法难以在实际中得到应用。改善药物溶解性的常用方法是选择合适的离子对成盐[13]。国内相继制备了烟酸、盐酸、琥珀酸单酰、L-天冬氨酸、L-谷氨酸、D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖酸的诺氟沙星盐[14]。最近，Artem O.Surov[15]开发了富马酸诺氟沙星，发现在pH=6.8左右溶解度能提高3倍左右。酒石酸是美国FDA GRAS注册的食品添加剂，常用于难溶性药物的成盐。本文制备了酒石酸诺氟沙星，采用X射线粉末衍射、差示扫描量热法（DSC）、红外光谱（IR）对其进行了表征，并比较了其在纯水中的溶解度。

1 试验

1.1 药品与仪器

药品：诺氟沙星（浙江新东港药业股份有限公司赠送），酒石酸（安耐吉化学）。

仪器：STA449F3同步热分析仪 （德国耐驰仪器公司），Ultima IV系列X射线衍射仪 （日本Rigaku公司），VERTEX 70红外光谱仪 （德国Bruker公司）。

1.2 试验过程

1.2.1 酒石酸诺氟沙星的制备

准确称量319 mg诺氟沙星（1 mmol）和150 mg酒石酸（1 mmol），摩尔比为 1 ∶1，加入到100 mL小烧杯中，加入30 mL蒸馏水，在恒温磁力搅拌器中搅拌并升温。直至80℃时，烧杯中固体粉末基本溶解。趁热过滤，在小烧杯上盖上滤纸（防止杂质进入）后放置2～3天，待水慢慢挥发，析出晶体，过滤，置于60℃真空烘箱烘干，得到315 mg共晶 。

1.2.2 差示扫描量热法

取诺氟沙星、酒石酸和酒石酸诺氟沙星粉末各10 mg，以空白坩埚为参比，升温速率5℃/min，测试温度范围50℃～300℃，在氮气保护条件下测试。

1.2.3 粉末 X 射线衍射

采用UltimaⅣ系列X射线衍射仪，射线源为Cu/Kα （λ=0.154 nm）， 扫描范围为 5°～60°（2θ，θ为衍射角），扫描步长为 0.02°，扫描速度为4°/min，电源设置为 40 kV，40 mA。

1.2.4 傅里叶红外光谱

分别取诺氟沙星、酒石酸和酒石酸诺氟沙星粉末与溴化钾混合在玛瑙研钵中碾磨均匀，并压成透明的片状用于测试。样品的扫描范围为4 000 ～ 400 cm-1，分辨率 4 cm-1。

1.2.5 溶解度的测定

采用重量法测定诺氟沙星、酒石酸诺氟沙星在纯水中的溶解度。取100 g蒸馏水加入到洁净的西林瓶中（瓶中有少许玻璃珠），向瓶中分别加入过量的诺氟沙星或酒石酸诺氟沙星，密封好放入温度一定的振荡器中，恒温振荡24 h（保证温度波动在25℃±0.5℃内），使其充分达到溶解平衡。然后静置12 h以上，使未溶解的过量固体完全沉淀。取上层清液，用0.45 μm的滤膜进行过滤后放入表面皿，将其放入50℃的干燥箱干燥24 h以上，然后每隔1 h称量1次，直到表面皿的总质量不变。在同一条件下，重复实验3并取平均值，用于溶解度计算。

2 结果与讨论

2.1 酒石酸诺氟沙星制备

在诺氟沙星与酒石酸等摩尔溶液法共晶过程中，固体外观从淡黄色粉末变成了淡黄色针状晶体，如图1所示。

图1 固体外观变化Fig.1 Change of solid appearance

由于诺氟沙星难溶于水，吸水性强，制粒遇水后体积膨胀，黏性增加。因其黏性，已分散的细颗粒又重新聚集成团状，长时间不溶散，阻碍原料的溶出。酒石酸诺氟沙星为针状晶体，有利于提高诺氟沙星制剂化过程中的流动性，不易集聚成团，有助于溶出。

2.2 差示扫描量热法分析

诺氟沙星、酒石酸及酒石酸诺氟沙星的差示扫描量热法分析结果见图2。

由图2可知，诺氟沙星在223.8℃处出现一个熔融吸热峰，吸热为 1.069 mW/mg；酒石酸在178.3℃ 处出现一个熔融吸热峰，吸热为1.787 mW/mg； 诺氟沙星-酒石酸盐在 275.7 ℃处出现一个熔融吸热峰，吸热为0.3514 mW/mg，推测为其熔点。盐熔点的改变是由于API和CCF之间形成氢键后，改变了原材料分子晶体排列，从而形成了新晶相的缘故。

图2 诺氟沙星、酒石酸及其盐的DSC图Fig.2 DSC spectra of norfloxacin， tartaric acid and their salt

2.3 X射线粉末衍射分析

诺氟沙星、酒石酸及酒石酸诺氟沙星的X射线衍射分析结果见图3。

图3 诺氟沙星、酒石酸及其盐的PXRD图Fig.3 PXRD pattern of norfloxacin， tartaric acid and their salt

由图3可知：酒石酸诺氟沙星在12.799°、19.878°、24.519°和 26.802°出现了新的特征峰，原本归属于诺氟沙星的 7.920°、10.579°、22.420°和25.060°和 酒 石 酸 的 11.758°、20.877°、23.459°和25.198°的特征峰消失。图谱显示，酒石酸诺氟沙星的粉末衍射并不是两种组成物诺氟沙星和酒石酸的简单叠加，而是具有明确的特征峰，符合形成盐的特征。

2.4 傅里叶红外光谱分析

红外光谱采用溴化钾压片法，收集4000～400 cm-1数据。图4为诺氟沙星、酒石酸及其盐的傅里叶红外光谱图。

图4 诺氟沙星、酒石酸及其盐的FTIR图Fig.4 FTIR spectra of norfloxacin， tartaric acid and their salt

由图4可知，诺氟沙星与酒石酸诺氟沙星在表征C=O部分的特征谱带1600～1750cm-1处并没有发生明显的改变，说明诺氟沙星的-COOH部分是稳定的，并没有参与两性离子的形成。诺氟沙星的N-H伸缩振动位于3425 cm-1，酒石酸中-COOH的质子转移到诺氟沙星哌啶环上N的形成-NH2-，谱带在较低频率3405 cm-1出现。

2.5 溶解度的测定

采用重量法测定诺氟沙星、酒石酸诺氟沙星在纯水中的溶解度，结果如表1所示。

表1 诺氟沙星和酒石酸诺氟沙星的溶解度Table 1 Solubility Data for Norfloxacin and norfloxacin tartaric acid salt

由表1可知，诺氟沙星通过酒石酸成盐后，其在纯水中的溶解度提高到诺氟沙星的40倍，大大提高了诺氟沙星的溶解度。然而，有限的实验数据很难将溶解度与晶体的结构联系起来。酒石酸与诺氟沙星成盐，使之成为离子型极性化合物，从而增加其溶解度。

3 结论

本研究采用酒石酸作为盐形成物，通过溶液共晶法，得到酒石酸诺氟沙星。在制备盐的过程中没有加入其他溶剂，减少了非盐组分对结晶过程的影响，减少了溶剂的负效应。DSC测定发现盐只有一个熔点（275.7℃），PXRD测定发现盐并不是两种组合物的简单叠加，在12.799°、19.878°、24.519°和26.802°有新的衍射角出现；对FTIR进一步分析，诺氟沙星哌嗪环上的-NH形成了-NH2-，红外振动的特征峰发生了红移。酒石酸诺氟沙星在蒸馏水溶剂中结晶得到淡黄色柱状结晶。酒石酸诺氟沙星的毒性以及生物相容性有待进一步研究。

[1] 李奕良，黄水琼.氟喹诺酮类药的临床应用与不良反应分析[J].中国现代药物应用， 2017， 11（20）：142-143.

[2] Isabe G H，Paula G，Irma G，et al.Norfloxacin is more effective than Rifaximin in avoiding bacterial translocation in an animal model of cirrhosis[J].Liver international，2018， 38（2）， 295-302.

[3] Gopi S P，Ganguly S， Desiraju G R.A drug-drug salt hydrate of norfloxacin and sulfathiazole：enhancement of in vitro biological properties via improved physicochemical properties[J].Molecular Pharmaceutics， 2016， 13（10）：3590-3594.

[4] Barbas R，Prohens R ，Puigjaner C.A new polymorph of norfloxacin complete characterization and relative stability of its trimorphic system[J].Journal of Thermal Analysis and Calorimetry， 2007，89（3）：687-692.

[5] Roy S， Goud N R， Babu N J， et al.Crystal structures of norfloxacin hydrates[J].Crystal Growth&Design，2008，8（12）：4343-4346.

[6] Chongcharoen W，Byrn S R，Utanthavibul N.Solid state interconversion between anhydrous norfloxacin and its hydrates[J].Journal of Pharmaceutical Sciences， 2008，97（1）： 473-488.

[7]Bratu I，Borodi G， Kacso I， et al.New solid form of Norfloxacin： Structural studies[J].Spectroscopy，2011，25：53-62.

[8] Barbas R，Marti F，Puigjaner R P C.Polymorphism of norfloxacin:evidence of the enantiotropic relationship between polymorphs A and B[J].Crystal Growth&Design，2006，6（6）：1463-1467.

[9] Xu Y，Jiang M X.Supramolecular structures and physicochemical properties of norfloxacin salts[J].Acta Crystallographica Section B-Structural Science Crystal Engineering and materials， 2014， B70：750-760.

[10]Basavoju S， Bostrom D，Velaga S P.Pharmaceutical cocrystal and salts of norfloxacin[J].Crystal Growth&Design， 2006，6（6）：2699-2708.

[11]Sharma P C，Piplant M，Rajak H.Synthesis，characterization and antimicrobial evaluation of lipid based Norfloxacin prodrug[J].Current Drug Delivery， 2018，15（2）：219-226

[12]Muniz G S V，Teixeira L R，Louro S R W.Interaction of the antibiotic norfloxacin with ionic micelles：pH-dependent binding[J].European Biophysics Journal with Biophysics Letters， 2014，43： （10-11）：477-483.

[13]Florindo C ，Costa A，Matos C，et al.Novel organic salts based on fluoroquinolone drugs： Synthesis， bioavailability and toxicological profiles[J].International Journal of Pharmaceutics，2014，469：179–189.

[14]刘永琼，祝宏.几种诺氟沙星盐的制备[J].中国兽药杂志，2006， 40（4）：25-28.

[15]Surov A O，Voronin A， Drozd K V，et al.Diversity of crystalstructures and physicochemicalproperties of ciprofloxacin and norfloxacin salts with fumaric acid[J].CrystEngComm，2018， 20（6）：755-767.