专利名称：头孢哌酮钠新晶型及其制备方法
技术领域：
本发明涉及制药领域，具体说涉及一种稳定的头孢哌酮钠晶型，同时涉及所述晶型的三种亚型的制备方法和应用。
背景技术：
头孢哌酮钠(cefoperazone sodium)，其化学名称为(6R，7R)-3-[[(1-甲基-1H-四唑-5基)硫]甲基]-7-[(R)-2-(4-乙基-2，3-二氧代-1-哌嗪碳酰氨基)-2-对羟基苯基-乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸钠盐。它属于第三代头孢类抗生素，其具有抗菌谱广，抗菌作用强等优点，广泛应用于临床，如注射用头孢哌酮钠，与舒巴坦制成的复方制剂为注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠等。
目前头孢哌酮钠在国内外均有较大规模的生产，为全面了解国产注射用头孢哌酮钠的质量现状，中国药品生物制品检定所抗生素室在2000年对其进行了重点抽验。本次抽验的样品来自28个生产企业，分布于17个省、市、自治区，总批数为112批，其中72批直接由生产企业抽取，占总批数的64.3％；40批自流通领域抽取，占35.7％。
依据中国药典1995年版对抽取的样品进行检验，结果统计如下1、次抽验的总合格率为88.4％；13批样品不符合规定，不合格率为11.6％。
2、从检验项目上看，性状、澄明度、溶液的颜色、结晶性均符合规定，不合格产品中含量测定项不符合规定的有8批(分5个厂家)，占不合格总数的61.5％；澄清度不合格的有2批(分2个厂家)，占15.4％；水分不合格的有3批(1个厂家)，占23.1％。
3、从样品来源上看，不合格产品中来自流通领域的有8批，占不合格总数的61.5％，均为含量测定项不符合规定；而澄清度与水分不合格者均抽自生产厂家(共5批，占不合格总数的38.5％)。
结果显示，含量不合格是造成国产注射用头孢哌酮钠产品不合格的主要原因，而该项检查不符合规定的8批产品全部抽自流通领域。通过对产品的效期与含量作相关分析，发现总的趋势为越接近效期的样品，含量越低。提示头孢哌酮钠在储存期内逐渐分解。
所以，从生产领域提高头孢哌酮钠的稳定性，对其安全、有效的用药有着重要的意义。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明的目的旨在提供一种稳定的有利于用作药物制剂的头孢哌酮钠晶体，并提供稳定的头孢哌酮钠晶型的制备方法及其在制备抗感染药物中的应用。
(二)技术方案本发明的发明人研究发现，头孢哌酮钠结晶型样品存在不同的两种晶型，我们分别称之为A晶型和B晶型。高温粉末X-ray衍射实验、热分析实验及加速稳定性试验都证实A晶型头孢哌酮钠较B晶型更稳定。
对头孢哌酮钠A晶型做聚类分析，又将其分成五个亚型，进一步比较不同亚型的结晶度，发现亚型I的稳定性最好，亚型II和亚型III稍次之，但均好于亚型IV和亚型V。
本发明提供的稳定的头孢哌酮钠是由头孢哌酮钠A晶型的亚型I、II、III中的一种或几种组成。该晶型为三斜晶系，晶胞参数为a＝1.5888nm、b＝1.3070nm、c＝1.1007nm、α＝115.98、β＝161.76、γ＝80.60，空间群为P-1，P1。其中各亚型的特征为亚型I在2θ为7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5和25.1的10个衍射特征峰位处，分别对应的相对衍射峰强(I/I0)参数为29.63±3.01、26.50±3.21、41.75±4.50、100±0、44.88±5.39、39.38、±4.89、63.88±5.99、63.88±3.28、65.13±3.92和37.88±4.71(以均值±2SD表示)。
亚型II在2θ为7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5和25.1的10个衍射特征峰位处，分别对应的相对衍射峰强(I/I0)参数为31.6±6.63、26.6±6.42、44.8±1.67、100±0、57.2±4.56、49.6±2.28、79±6.16、72.6±5.02、72.8±3.29和44.4±4.15(以均值±2SD表示)。
亚型III在2θ为7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5和25.1的10个衍射特征峰位处，分别对应的相对衍射峰强(I/I0)参数为32.14±2.69、27.86±4.07、43.57±7.29、100.0±0、66.57±5.52、57.57±6.41、94.00±7.66、83.00±6.93、78.86±5.35和50.00±3.27(以均值±2SD表示)。
本发明的头孢哌酮钠A晶型是通过下述步骤制备的(1)在丙酮或无水乙醇溶液中，搅拌下加入头孢哌酮酸和蒸馏水，三者按体积重量比为1-2.5∶1∶1，搅拌并加入碱成盐，调节pH5.0-7.0之间。
(2)搅拌0.5-1小时后过滤混合物并压入无菌结晶釜中，控制温度20-40℃，搅拌下加入与头孢哌酮酸体积重量比0.4-0.6∶1的丙酮或无水乙醇。
(3)加入少量头孢哌酮钠A晶型亚型I、II或III晶种，搅拌，然后加入与头孢哌酮酸体积重量比10-16∶1的丙酮进行结晶，搅拌。
(4)养晶0.5-1.5小时，过滤，用丙酮洗涤结晶，干燥。
其中步骤(1)中搅拌时温度控制在10-30℃，所用的碱选自碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠和异辛酸钠中的一种或几种。
其中步骤(3)中加入晶种后搅拌转速控制在10-60转/分钟，加入丙酮速度控制在8-16升/分钟。
其中步骤(4)中所得的结晶优选在真空干燥箱内40℃干燥20小时。
本发明还提供了头孢哌酮钠A晶型的I、II、III亚型在制备抗感染药物中的应用，可将选自上述三种晶型中的一种或几种作为有效成分，按照本领域的常规方法制成注射用头孢哌酮钠，或者与舒巴坦β-内酰胺酶抑制剂一起制成注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠，或者与克拉维酸、他唑巴坦等β-内酰胺酶抑制剂制成医药学上可接受的复方制剂，复方制剂中头孢哌酮钠A晶型与β-内酰胺酶抑制剂的配比例如可以是1∶10-10∶1的重量比。这样的组合可以进一步增强抗感染的作用。
(三)有益效果本发明的头孢哌酮钠晶型与目前常用头孢哌酮钠相比表现出更好的稳定性。
图1为头孢哌酮钠粉末X-ray衍射图谱图2为头孢哌酮钠A晶型的高温粉末X-ray衍射图谱图3为头孢哌酮钠B晶型的高温粉末X-ray衍射图谱图4为头孢哌酮钠A、B两种晶型的DSC图谱图5为温度对A、B两种晶型和无定型头孢哌酮钠的稳定性的影响曲线6为湿度对A、B两种晶型和无定型头孢哌酮钠的稳定性的影响曲线7-9为头孢哌酮钠A晶型亚型I、II、III样品的粉末X-ray衍射代表图谱图10-12为头孢哌酮钠A晶型亚型I、II、III样品的电镜照片(8000倍)图13-16为头孢哌酮钠A晶型亚型I、II、III、V样品的HPLC色谱17为头孢哌酮钠对照样品的HPLC色谱图具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地理解本发明，但下述实施例不是对本发明的限定。
实施例1 头孢哌酮钠结晶型样品的分类将抽验的112批国产注射用头孢哌酮钠进行粉末X-ray衍射分析时发现，同为结晶型样品但具有两种不同的衍射图谱，二者的衍射峰分布位置和强度均不相同，见图1。提示头孢哌酮钠结晶型样品可能具有两种不同的晶型，我们分别称之为A晶型和B晶型。将A晶型和B晶型各自的特征八强谱线的I/I0、2θ、d/n值(d/n值由布拉格方程2d sin θ＝nλ计算得到)分别列于表1中。可见A晶型和B晶型的d/n值明显不同，进一步说明结晶型头孢哌酮钠存在两种不同的晶型。
表1两种不同晶型的头孢哌酮钠的粉末X-ray衍射数据
实施例2 A晶型和B晶型稳定性的比较2.1.晶格稳定性2.1.1高温粉末X-ray衍射实验对头孢哌酮钠A、B两种晶型分别进行高温粉末X-ray衍射实验，发现A晶型加热至120℃时，衍射峰的峰强度开始减弱；2θ为28.58，28.30的衍射峰从肩峰合并成单峰而后有分成两个强度较小的衍射峰；至140℃时，各衍射峰位置及强度在其衍射图谱中的变化均不大，表明晶格并未发生太大变化，热稳定性较好。头孢哌酮钠A、B两种晶型的高温粉末X-ray衍射图谱见图2及图3。
2.1.2热分析实验晶型不同的同一种药物，熔点往往存在差异，通常只有一种晶型在热力学上稳定，表现为熔点较高。对头孢哌酮钠A、B两种晶型分别进行DSC实验，发现A晶型的DSC曲线较平缓，没有明显的热量变化，表明A晶型较稳定。头孢哌酮钠A、B两种晶型的DSC图谱比较见图4。
3.2加速稳定性试验3.2.1温度影响头孢哌酮钠随温度的升高而降解加速，但温度对不同晶型头孢哌酮钠稳定性的影响不同。在较低温度下(60℃以下)，结晶型样品较无定型样品稳定，三者的稳定性顺序为A晶型＞B晶型＞无定型；而高温条件下(70℃以上)，B晶型样品最不稳定，三者的稳定性顺序为A晶型＞无定型＞B晶型，且随着温度的升高，B晶型样品的降解速度增加最快。表明头孢哌酮钠的稳定性不仅与是否为结晶型有关，而且与结晶的类型有关，A晶型的稳定性最好。温度对A、B两种晶型和无定型头孢哌酮钠的稳定性的影响的比较见图5。
3.2.2湿度影响头孢哌酮钠随湿度的增加，降解加快。三者的稳定性顺序为A晶型＞B晶型＞无定型。无定型样品的稳定性受湿度的影响最大随着湿度的增加，其稳定性下降，降解加快。结晶型样品随也具有此趋势，但变化不明显。湿度对A、B两种晶型和无定型头孢哌酮钠的稳定性的影响的比较见图6。
实施例3 头孢哌酮钠A晶型样品的聚类分析选取不同生产工艺所得的共24批头孢哌酮钠A晶型样品进行粉末X-ray衍射实验，谱图用随机RISM.Qualitative Analysis软件进行分析，得到10强峰的平均衍射峰位(2θ)及各样品图谱中与之相对应的峰强(I)，结果见表2-1，以及相对峰强(I/I0)，结果见表2-2。运用SPSS软件提供的系统聚类法对A晶型样品进行分类，A晶型头孢哌酮钠样品可以进一步划分成5个亚型编号为13、14、15、6和7的样品为第I亚型；编号为4、17、12、19、11、8、10、1、2、3、16和24的样品为第II亚型；编号为5、20和18的样品为第III亚型；编号为9的样品为第IV亚型；编号为21、23和22的样品为第V亚型。
表2-1头孢哌酮钠A晶型样品衍射特征聚类数据
表2-2头孢哌酮钠A晶型样品衍射特征聚类数据
实施例4 头孢哌酮钠A晶型第I、II、III亚型特征参数测定进一步选取头孢哌酮钠A晶型第I、II、III亚型的样品进行粉末X-ray衍射实验，在衍射特征峰位(2θ＝7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5、25.1)处分别提取各样品的衍射峰相对峰强(I/I0)作为指标参数，其中亚型I、II、III特征参数见表2-3，样品的粉末X-ray衍射代表图谱见图7-9，各亚型样品的电镜照片(8000倍)见图10-12。
表2-3头孢哌酮钠A晶型第I、II、III 型样品的粉末X-ray衍射特征参数
实施例5 头孢哌酮钠A晶型各亚型之间的比较5.1结晶度的比较结晶度定义为样品中结晶部分和无定型部分两者的百分比，其数值在一定程度上反映了样品结晶程度的好坏。以A晶型头孢哌酮钠各样品的衍射峰面积之和占总峰积分面积的百分比计算各样品的相对结晶度，结果显示，各亚型样品的平均结晶度不同，亚型I的平均结晶度最高，亚型II和亚型III稍次之，但均高于亚型IV和亚型V。
5.2化学稳定性的比较选取A晶型头孢哌酮钠各亚型的代表样品，经室温放置一定时间后用HPLC法进行含量及有关物质的测定，比较各亚型样品的化学稳定性，结果见图13-16。由于第IV亚型样品数量少，提示其不具有普遍意义，因此不做进一步讨论。
在图13-16中，相对于头孢哌酮钠主峰的相对保留时间(RRT)为0.31、0.88和1.48的杂质峰(分别对应图谱中1、2、3号色谱峰)峰面积较大，为样品中的主要有关物质，其中RRT为0.88的2号杂质结构已知，为头孢哌酮降解物B。
以一批未经放置的A晶型头孢哌酮钠样品作为对照，，比较不同亚型样品经室温放置一定时间后含量及有关物质变化情况的差异，色谱图见图17，数据结果见表3。
表3A晶型头孢哌酮钠各亚型样品的化学稳定性比较
结果显示，头孢哌酮钠在放置过程中会发生降解，含量降低、有关物质增加。通过与对照样品进行比较可以推测，样品中除结构已知的2号杂质为降解产物外，1号和3号杂质也应主要由降解产生。另一方面，通过比较各亚型样品经相同时间放置后的含量降低值及有关物质增加值可知，各亚型样品的化学稳定性不同，其中亚型I、II、III的稳定性较好。
5.3结晶度与样品化学稳定性的关系结晶型药物晶型相同但不一定具有相同的化学稳定性。通过对A晶型头孢哌酮钠各亚型样品间结晶度和化学稳定性的比较可以看出，样品的化学稳定性与其结晶度呈正相关，随着结晶度的减小，稳定性降低。在5个亚型中，亚型I的稳定性最好，亚型II和亚型III稍次之，但均好于亚型IV和亚型V。就稳定性而言，实验结果表明，A晶型头孢哌酮钠各亚型样品的平均结晶度不同，且结晶度越高化学稳定性越好。而头孢哌酮钠的质量差异正是所制得的制剂及复合制剂的差异。
实施例6 头孢哌酮钠A晶型亚型I的制备(1)在反应釜中加入45L丙酮，开启搅拌加入25kg头孢哌酮酸，然后加入25L蒸馏水，搅拌15分钟，温度控制在20℃，然后在搅拌下缓慢加入碳酸氢钠，调节pH5.0；(2)搅拌1小时后通过无菌过滤板框和0.22μm折叠式过滤器压入无菌室内结晶釜中，结晶温度控制在20℃，开启搅拌加入15L丙酮；(3)加入少量头孢哌酮钠A晶型亚型I，继续搅拌0.5小时，加入400L丙酮结晶，搅拌转速控制在20转/分，加入丙酮速度控制在8升/分钟；(4)搅拌下养晶1小时，过滤，再用丙酮洗涤，滤干后在40℃真空干燥箱内干燥20小时。
得到23.2kg头孢哌酮钠，经过x-ray衍射分析结果为A晶型亚型I。
实施例7 头孢哌酮钠A晶型亚型I的制备(1)在反应釜中加入62L丙酮，开启搅拌加入25kg头孢哌酮酸，然后加入25L蒸馏水，搅拌15分钟，温度控制在30℃，然后在搅拌下缓慢加入碳酸氢钠，调节pH7.0；(2)搅拌0.5小时后通过无菌过滤板框和0.22μm折叠式过滤器压入无菌室内结晶釜中，结晶温度控制在40℃，开启搅拌加入12L丙酮；(3)加入少量头孢哌酮钠A晶型亚型I，继续搅拌0.5小时，加入250L丙酮结晶，搅拌转速控制在50转/分，加入丙酮速度控制在15升/分钟；(4)搅拌下养晶0.5小时，过滤，再用丙酮洗涤，滤干后在40℃真空干燥箱内干燥20小时。
得到23.2kg头孢哌酮钠，经过x-ray衍射分析结果为A晶型亚型I。
实施例8 头孢哌酮钠A晶型亚型II的制备(1)在反应釜中加入25L丙酮，开启搅拌加入25kg头孢哌酮酸，然后加入25L蒸馏水，搅拌15分钟，温度控制在10℃，然后在搅拌下缓慢加入异辛酸钠和醋酸钠，调节pH6.0；(2)搅拌0.5小时后通过无菌过滤板框和0.22μm折叠式过滤器压入无菌室内结晶釜中，结晶温度控制在30℃，开启搅拌加入10L无水乙醇；(3)加入少量头孢哌酮钠A晶型亚型II，继续搅拌0.5小时，加入300L丙酮结晶，搅拌转速控制在60转/分，加入丙酮速度控制在10升/分钟；(4)搅拌下养晶1.5小时，过滤，再用丙酮洗涤，滤干后在40℃真空干燥箱内干燥20小时。
得到23.0kg头孢哌酮钠，经过x-ray衍射分析结果为A晶型亚型II。
实施例9 头孢哌酮钠A晶型亚型III的制备(1)在反应釜中加入45L丙酮，开启搅拌加入25kg头孢哌酮酸，然后加入25L蒸馏水，搅拌15分钟，温度控制在20℃，然后在搅拌下缓慢加入碳酸氢钠，调节pH5.0；(2)搅拌1小时后通过无菌过滤板框和0.22μm折叠式过滤器压入无菌室内结晶釜中，结晶温度控制在20℃，开启搅拌加入15L丙酮；(3)加入少量头孢哌酮钠A晶型亚型III，继续搅拌0.5小时，加入350L丙酮结晶，搅拌转速控制在30转/分，加入丙酮速度控制在13升/分钟；(4)搅拌下养晶1.5小时，过滤，再用丙酮洗涤，滤干后在40℃真空干燥箱内干燥20小时。
得到23.1kg头孢哌酮钠，经过x-ray衍射分析结果为A型第三类晶型。
实施例10 含头孢哌酮钠A晶型的制剂的制备将实施例4-6所得头孢哌酮钠A晶型的各亚型分别在无菌条件下分装，即得注射用头孢哌酮钠。
将实施例4-6所得头孢哌酮钠A晶型的各亚型以任意比例混合，与舒巴坦钠以1∶1的重量比混粉，无菌分装后即得注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠。
权利要求
1.一种头孢哌酮钠A晶型，其特征在于该晶型为三斜晶系，晶胞参数为a＝1.5888nm、b＝1.3070nm、c＝1.1007nm、α＝115.98、β＝161.76、γ＝80.60，空间群为P-1，P1。
2.如权利要求1所述的头孢哌酮钠A晶型，其特征在于它是由选自下列亚型中的一种或几种组成亚型I在2θ为7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5和25.1的10个衍射特征峰位处，分别对应的相对衍射峰强参数为29.63±3.01、26.50±3.21、41.75±4.50、100±0、44.88±5.39、39.38±4.89、63.88±5.99、63.88±3.28、65.13±3.92和37.88±4.71。亚型II在2θ为7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5和25.1的10个衍射特征峰位处，分别对应的相对衍射峰强参数为31.6±6.63、26.6±6.42、44.8±1.67、100±0、57.2±4.56、49.6±2.28、79±6.16、72.6±5.02、72.8±3.29和44.4±4.15。亚型III在2θ为7.5、10.1、13.9、14.4、18.0、18.6、19.8、20.4、21.5和25.1的10个衍射特征峰位处，分别对应的相对衍射峰强参数为32.14±2.69、27.86±4.07、43.57±7.29、100.0±0、66.57±5.52、57.57±6.41、94.00±7.66、83.00±6.93、78.86±5.35和50.00±3.27。
3.如权利要求2所述的头孢哌酮钠A晶型的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)在丙酮或无水乙醇中，搅拌下加入头孢哌酮酸和蒸馏水，三者按体积重量比为1-2.5∶1∶1，加入碱成盐，调节pH5.0-7.0之间；(2)搅拌0.5-1小时后过滤混合物并压入无菌结晶釜中，控制温度20-40℃，搅拌下加入与头孢哌酮酸体积重量比0.4-0.6∶1的丙酮或无水乙醇；(3)加入少量头孢哌酮钠A晶型亚型I、II或III晶种，搅拌，然后加入与头孢哌酮酸体积重量比10-16∶1的丙酮进行结晶，搅拌；(4)养晶0.5-1.5小时，过滤，用丙酮洗涤结晶，干燥。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于其中步骤(1)中搅拌时温度为10-30℃，所用的碱选自碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠和异辛酸钠中的一种或几种。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于其中步骤(3)中加入晶种后搅拌转速控制在10-60转/分钟，加入丙酮速度控制在8-16升/分钟。
6.如权利要求1或2所述的头孢哌酮钠A晶型在制备抗感染药物中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于用有效量的头孢哌酮钠A晶型制成注射剂。
8.如权利要求6所述的应用，其特征在于将有效量的头孢哌酮钠A晶型和舒巴坦钠制成注射剂。
9.如权利要求6所述的应用，其特征在于将有效量的头孢哌酮钠A晶型和β-内酰胺酶抑制剂制成医药学上可接受的复方剂型。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于所述的β-内酰胺酶抑制剂为克拉维酸或他唑巴坦。
全文摘要
本发明提供了一种稳定的头孢哌酮钠新晶型，它是由A晶型的亚型I、II、III中的一种或几种组成，本发明还提供了这三种亚型的制备方法，以及这三种亚型在制备抗感染药物中的应用。本发明的晶型具有比现有技术的晶型更好的稳定性。
文档编号A61K9/08GK1970561SQ200510086950
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月22日 优先权日2005年11月22日
发明者侯秉章, 胡昌勤, 魏瑞萍, 薛晶 申请人:上海新先锋药业有限公司, 中国药品生物制品检定所