β-內(nèi)酰胺類抗生素(β-lactams)系指化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有β-內(nèi)酰胺環(huán)的一大類抗生素，其化學(xué)穩(wěn)定性較差經(jīng)常會產(chǎn)生開環(huán)降解雜質(zhì)，本文將重點介紹β-內(nèi)酰胺開環(huán)雜質(zhì)的相關(guān)研究和數(shù)據(jù)。
β-內(nèi)酰胺類抗生素(β-lactams)系指化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有β-內(nèi)酰胺環(huán)的一大類抗生素，包括臨床最常用的青霉素與頭孢菌素，以及新發(fā)展的頭霉素類、硫霉素類、單環(huán)β-內(nèi)酰胺類等其他非典型β-內(nèi)酰胺類抗生素。此類抗生素具有殺菌活性強、毒性低、適應(yīng)癥廣及臨床療效好的優(yōu)點。目前仿制藥主要涉及幾大類涉及到類似結(jié)構(gòu)，主要包括頭孢類，西林類以及培南類。大體的分類如圖1：
圖1：β-內(nèi)酰胺類抗生素分類
自從β-內(nèi)酰胺類抗生素藥物投入使用以來國內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為它們是療效高而毒性小的抗生素并且目前仍廣泛應(yīng)用于臨床。在此類藥物的合成制備的過程中有時候不可避免地要運用到改變?nèi)軇?、加熱、改變PH值酸或堿性等條件。這將不可避免會影響到β-內(nèi)酰胺環(huán)的穩(wěn)定性 而其開環(huán)的產(chǎn)物與蛋白質(zhì)結(jié)合形成抗原而產(chǎn)生過敏反應(yīng)；另外開環(huán)后的產(chǎn)物在儲存過程中會產(chǎn)生自身聚合反應(yīng)，聚合程度越高過敏反應(yīng)越強。
通過整理以上品種的藥典文獻，發(fā)現(xiàn)開環(huán)雜質(zhì)或開環(huán)后衍生的雜質(zhì)已經(jīng)被多部藥典收錄。例如：有部分產(chǎn)品存在β內(nèi)酰胺開環(huán)雜質(zhì)（如阿莫西林，哌拉西林，亞胺培南等等），內(nèi)酰胺開環(huán)脫羧雜質(zhì)（如阿莫西林，氯唑西林等）以及內(nèi)酰胺開環(huán)內(nèi)酯雜質(zhì)（如頭孢地尼）。液相色譜法作為常用的分析檢測手段用于該類雜質(zhì)的鑒定，但是我們經(jīng)常面臨一個實際問題是目前這些開環(huán)雜質(zhì)在指定色譜條件下到底是出單峰還是多峰？
從可以查詢到有記錄的藥典標(biāo)準(zhǔn)看，就美羅培南開環(huán)雜質(zhì)是確定為單一構(gòu)型（EP和USP都收錄為單構(gòu)型-單峰），其他收錄的開環(huán)雜質(zhì)基本上都是默認(rèn)為混合物，只是有很少部分混合物是出單峰，如氯唑西林鈉開環(huán)雜質(zhì)，頭孢唑林鈉開環(huán)雜質(zhì)。其他大部分都是開環(huán)混合物出多峰（多為雙峰），如阿莫西林開環(huán)雜質(zhì)，哌拉西林開環(huán)雜質(zhì)，氧唑西林鈉開環(huán)雜質(zhì)，二氯唑西林鈉開環(huán)雜質(zhì)，氟氯西林鈉開環(huán)雜質(zhì)，氯唑西林鈉開環(huán)雜質(zhì)，亞胺培南開環(huán)雜質(zhì)等都是被EP或者USP明確收錄為混合物，雙峰產(chǎn)物。具體產(chǎn)品相關(guān)信息整理如圖2：
圖2：β-內(nèi)酰胺開環(huán)雜質(zhì)結(jié)構(gòu)及出峰情況匯總表
這期重點想討論下頭孢妥侖匹酯的開環(huán)雜質(zhì)到底是單峰還是雙峰，進口注冊標(biāo)準(zhǔn)里面的P1雜質(zhì)并未限定于單一的手性構(gòu)型結(jié)構(gòu)，P1雜質(zhì)化學(xué)名只明確了雙鍵構(gòu)型，從標(biāo)準(zhǔn)看開環(huán)產(chǎn)品是混合物是可以肯定的，就是開環(huán)后是單手性還是雙手性中心消旋，暫時無法確認(rèn)，P1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖3所示：
圖3：頭孢妥侖匹酯開環(huán)雜質(zhì)P1進口標(biāo)準(zhǔn)和QCS網(wǎng)站收錄情況
通過模擬藥物的實際降解條件，根據(jù)我們目前實驗結(jié)果：頭孢妥侖匹酯開環(huán)產(chǎn)物基本上不可能拿到單一構(gòu)型的產(chǎn)物；不管選用何種開環(huán)條件（例如：氫氧化鈉、氫氧化鋰、碳酸氫鈉等條件），疊加幾張我們01的檢測數(shù)據(jù)，都顯示是雙峰，其次我們也嘗試過單獨制備出單峰出來，但是產(chǎn)品凍干后還是會有少量異構(gòu)體產(chǎn)生。從頭孢妥侖匹酯顆粒進口注冊標(biāo)準(zhǔn)(JX20090123)有關(guān)物質(zhì)項看，P1也不是單峰，應(yīng)該是雙峰，但是標(biāo)準(zhǔn)過于模糊，只給了一個保留時間的范圍，如圖4：
圖4：頭孢妥侖匹酯顆粒進口標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)物質(zhì)項
如上圖顯示，在酸性或堿性條件下β-內(nèi)酰胺的羰基收到親核試劑進攻而發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，同時鄰位手性中心在催化條件下發(fā)生手性的反轉(zhuǎn)生成混合物結(jié)構(gòu)。由于藥物分子中的活性官能團影響在開環(huán)過程中手性消旋反應(yīng)很容易發(fā)生。
另外該進口標(biāo)準(zhǔn)里面提到了開環(huán)雜質(zhì)(P1)，開環(huán)二聚體(P16)以及二匹酯雜質(zhì)(P17)（如圖5），都是開環(huán)或者開環(huán)后的副產(chǎn)物，如果開環(huán)二聚體很難拿到單體，那么開環(huán)雜質(zhì)的副產(chǎn)物拿到單體的概率就可想而知了。另外從我們對開環(huán)雜質(zhì)的降解條件看，基本上很難控制到只拿到單體，目前遇到很多客戶需要開環(huán)雜質(zhì)要單峰的要求，我們也對開環(huán)雜質(zhì)做了制備分離，分離出了單峰的開環(huán)雜質(zhì)，但是如果從質(zhì)量研究的角度，該產(chǎn)品在加速或者長期穩(wěn)定性的時候產(chǎn)生了開環(huán)，但是是兩個峰（我們做了相關(guān)強降解結(jié)果），如果之前把開環(huán)作為單峰研究，那么勢必就會造成一個新的很大的未知雜質(zhì)產(chǎn)生，后續(xù)如何定性和補充研究，這個問題可能需要研發(fā)老師特別注意。開環(huán)雜質(zhì)如此，那么開環(huán)二聚體(P16)以及開環(huán)二匹酯(P17)雜質(zhì)就很清晰了。
圖5：頭孢妥侖匹酯顆粒進口標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)物質(zhì)P16和P17結(jié)構(gòu)信息
最后把收集的資料做了一個匯總，有感興趣的資料，可以聯(lián)系我們獲?。ㄈ鐖D6）。
圖6：β-內(nèi)酰胺類抗生素藥典標(biāo)準(zhǔn)匯總
