改變結晶工藝提高阿莫西林質量的分析

張霞，王建斌，張輝(聯邦制藥(內蒙古)有限公司，內蒙古 巴彥淖爾 015000)

0 引言

阿莫西林(Amoxicillin Trihydrate)又名羥氨芐青霉素，屬于β-內酰胺類抗生素，具有較強的殺菌作用，是目前臨床上應用最廣泛的抗菌藥物之一，常見制劑包括片劑、膠囊、顆粒劑、注射劑等。

國內大部分酶法阿莫西林生產工藝為6-APA在堿性條件下全部溶解在水相中，在青霉素G酰基轉移酶的作用下，6-APA和D-對羥基苯甘氨酸甲酯鹽酸鹽在酸性條件下，在水中合成阿莫西林，阿莫西林在酸性條件下能夠完全溶解在水相中，阿莫西林在水相中采用等電點結晶的方法從水相中析出晶體，經過濾、純化水、丙酮洗滌后達到提純和干燥，在真空條件下加熱干燥，再將其進行制粒、篩分后得到。

阿莫西林原料藥由于均勻性差，需進行多項處理才能滿足制劑要求，在此過程中可能破壞晶體結構。基于此，本研究對阿莫西林的結晶工藝進行優化，進一步提高藥品質量。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

使用儀器包括：結晶器、電子天平、高效液相色譜儀(HPLC)、真空干燥箱、激光粒度儀。使用的試劑主要有：阿莫西林原粉、純化水、色譜純乙腈、其他分析純試劑。

1.2 結晶工藝

阿莫西林結晶工藝，是在一定溫度、攪拌作用下，將一定濃度的氨水作為調節pH值的物質，以一定速率加入阿莫西林鹽酸鹽水溶液中。隨著氨水的加入，溶液pH值不斷增高，直至阿莫西林等電點，進而析出阿莫西林晶體。阿莫西林的具體結晶工藝操作如下：(1)選擇合適結晶器，準確稱量阿莫西林原粉置于結晶器中，加入純化水使其均勻分散。(2)在室溫下，加入鹽酸溶解，加入氨水提高pH值，降低溶解度以析出晶體。(3)繼續調整pH值至5.0左右，溫度降低至2～10 ℃，促使晶體完全析出。(4)抽取結晶液，冷水洗滌后真空條件下干燥，即可得到阿莫西林干燥粉。

1.3 含量測定方法

參考《中華人民共和國藥典》[4]，采用HPLC法進行檢測。首先配制流動相，制備對照品溶液、供試品溶液；然后吸取對照品溶液20 μL注入高效液相色譜儀，記錄峰面積、保留時間；最后取供試品溶液20 μL注入高效液相色譜儀，采用外標法測定含量。

2 結果與分析

2.1 結晶濃度與析晶pH值對阿莫西林結晶的影響

2.1.1 結晶濃度對阿莫西林結晶的影響

實驗結果顯示：(1)當結晶濃度為0.10 mg/mL時，晶型不佳，呈細長狀、細絲狀，收率較低，收率為70.22%～75.81%。(2)結晶濃度為0.15～0.20 mg/mL時，能得到顆粒狀、棒狀、長針狀晶型，收率和純度較好，收率為72.13%～90.73%，純度為97.24%～99.13%。(3)結晶濃度為0.30 mg/mL時，晶型為細長棒狀，粒度增大、收率較高。綜上，阿莫西林結晶濃度為0.15～0.20 mg/mL時，能獲得良好的晶型，且收率和純度較高。

2.1.2 析晶pH值對阿莫西林結晶的影響

改變溶液pH值，會對溶解度產生影響[5]。實驗結果顯示：(1)當析晶pH值＜1時，晶型為顆粒狀，收率低于80%，純度高于98%。(2)析晶pH值為1.1～1.3時，晶型為棒狀，收率、純度均較高，收率為88.62%～91.52%，純度高于98%。(3)析晶pH值＞2.8時，晶型為長針狀或細絲狀，純度較低，純度在95.33%～97.24%之間。綜上，阿莫西林析晶pH值為1.1～1.3時，能獲得良好的晶型，且收率和純度較高。

2.2 原料藥粒度對阿莫西林膠囊溶出的影響

藥物在體內溶出，判斷固體制劑、參比制劑的溶出行為是否相似，可引入溶出曲線這一指標[6]。在影響制劑溶出度的因素中，原料藥晶型、粒度是一個重要參數。本次研究中，我們制備不同粒度、相同晶型的原料藥，然后采用同一個處方制成阿莫西林膠囊，放在水、pH 4.0緩沖液、pH 4.5緩沖液、pH 6.8緩沖液四種介質中。采用相似因子法?2，評價阿莫西林膠囊與參比制劑溶出曲線的相似性，計算公式如下。

式中：Rt為原研藥的平均溶出度；Tt為仿制藥的平均溶出度；n為溶出時間點的數量；?2>50為兩條曲線相似。

原工藝中，原料藥體積的平均粒徑D[4,3]為110.33 μm，實驗 1～6 分別是 33.64、41.25、52.28、65.29、79.57、93.56 μm。實驗結果顯示：(1)原工藝、實驗 1、實驗5、實驗6中的阿莫西林膠囊，在四種介質中的溶出曲線?2值均＜50，不符合一致性要求。(2)實驗1中的阿莫西林膠囊，由于粒徑過小，會影響溶出相似性。(3)實驗5、實驗6中的阿莫西林膠囊，由于粒徑較大，溶出速度明顯減慢。綜上，阿莫西林原料藥體積的平均粒徑控制在40～65 μm時，制備出的膠囊溶出性良好。

2.3 晶種加入量對晶體粒度的影響

選擇阿莫西林精制粉，先過篩處理，選擇適宜晶體當作晶種。采用上文描述的結晶工藝，配制濃度為0.20 mg/mL的溶液，加入適量氨水將溶液pH值控制在1.20。然后等量分為4份，編號為A、B、C、D，分別加入2%晶種、4%晶種、6%晶種、8%晶種。采用相同方法養晶30 min，將pH值提高至5.0，維持溫度2～10 ℃，促使晶體完全析出。抽取結晶液，冷水洗滌后真空條件下干燥，對晶體粒度進行測定。

實驗結果顯示：(1)A溶液晶體D[4,3]為38.62 μm，40～65 μm體積分數為21.42%，因晶種加入量少，體系的過飽和度作用弱，體系爆發成核、造成產品粒度小、均勻度差，分布曲線的峰型是雙峰。(2)D溶液晶體D[4,3]為 36.52 μm，40～65 μm 體積分數為 25.83%，因晶種加入量大，體系的過飽和度作用強，晶體析出速度快、影響成長，造成產品粒度小。(3)B、C溶液D[4,3]為 44.83～59.31 μm，40～65 μm 體積分數為42.42%～48.40%，分布曲線的峰型均是單峰。綜上，晶種加入量為4%～6%，晶體粒度大小適宜、均勻度好，分布曲線峰型為單峰，可滿足制劑要求。

2.4 原料藥阿莫西林溶液pH值對晶體粒度的影響

選擇阿莫西林精制粉，重復2.3的操作方法，配制濃度為0.20 mg/mL的溶液。加入適量氨水，將溶液的 pH 值分別控制在 1.10、1.15、1.20、1.25、1.30，編號為 E、F、G、H、I。均加入 5% 晶種，采用相同方法養晶30 min，將pH值提高至5.0，維持溫度2～10 ℃，促使晶體完全析出。抽取結晶液，冷水洗滌后真空條件下干燥，對晶體粒度進行測定。

實驗結果顯示：(1)E溶液pH值為1.10，此時加入晶種，體系過飽和度作用弱，造成產品粒度大、均勻度差，晶體 D[4,3]為 67.20 μm，40～65 μm 體積分數為35.22%，分布曲線的峰型是單峰。(2)I溶液pH值為1.30，體系處于過飽和狀態，加入晶種后引起二次成核，雖然粒子總數增加，但晶體的顆粒小、均勻性差，晶體 D[4,3]為 38.72 μm，40～65 μm 體積分數為30.82%，分布曲線峰型為雙峰。(3)F、G、H溶液，晶體D[4,3]為 42.11～58.31 μm，40～65 μm 體積分數為47.63%～56.20%，分布曲線的峰型均是單峰。綜上，當原料藥阿莫西林溶液的pH值為1.15～1.25時，此時加入晶種，晶體粒度大小適宜、均勻度好，可滿足制劑要求。

2.5 最優結晶工藝的驗證

結合以上研究結果，采用優化后的結晶工藝，進行3個批次的驗證實驗。原工藝晶體D[4,3]為98.81 μm，40～65 μm體積分數為18.22%；第1個批次～第3個批次的晶體 D[4,3]分別為 44.22、51.32、62.53 μm，40～65 μm體積分數分別為53.11%、54.68%、51.29%。

實驗結果顯示：(1)原工藝收率為92.13%，純度為99.04%。(2)第1個批次～第3個批次的收率分別為91.62%、92.32%、91.22%，純度分別為99.31%、99.40%、99.23%。綜上，采用優化后的結晶工藝，阿莫西林原料藥體積的平均粒徑均在40～65 μm之間，晶體大小均勻、粒度分布窄，收率和純度較高，滿足制劑要求。

3 討論與結論

3.1 結晶方法和特點

結晶主要有5種方法：(1)冷卻法。通過降低溫度，促使溶液冷卻后成為過飽和溶液，適用于隨著溫度降低、溶解度也降低的物質。(2)蒸發法。在加壓、減壓或常壓條件下，通過加熱蒸發促使溶液達到過飽和狀態，適用于隨著溫度降低、溶解度變化不大的物質，或具有逆溶解度的物質。(3)溶析法。加入某種物質，例如固體、液體或氣體狀態的沉淀劑、稀釋劑，降低溶質在溶劑中的溶解度，達到結晶效果，其中NaCl是一種常用的沉淀劑[7]。(4)反應結晶法，液體與液體之間，或液體與氣體之間，通過化學反應得到的結晶產物。(5)真空冷卻法，在真空狀態下，溶劑先閃急蒸發、再絕熱冷卻，促使溶液過飽和，從而析出晶體。

和其他分離法相比，結晶工藝的特點包括：(1)在多組分混合物中、雜質含量高的溶液中，能分離出純度較高的晶體，方便進行運輸、貯存和使用。(2)對于部分混合物系，例如熱敏性物系、共沸物系、同分異構體混合物等，普通分離方法難以適用，可采用結晶工藝。(3)結晶過程中對能量的消耗小，可在溫度較低的條件下完成，對設備、材質要求不高，而且操作過程更為安全[8]。(4)從微觀角度看，結晶是一個多組分傳熱、傳質的過程，而且涉及表面反應，需要控制的變量較多，結晶液中的粒度及其分布存在不確定性。

3.2 阿莫西林的結晶工藝的影響因素

阿莫西林的結晶工藝，是等電點結晶過程，從動力學和熱力學的角度看，各種工藝參數均會影響結晶的純度和質量，例如：結晶溫度、氨水加入速率、結晶液pH值、攪拌速度、反應濃度等，因此結晶過程中必須嚴格控制各項參數。崇小萌[9]等的研究中，建立阿莫西

林晶型分析方法，探索晶型與關鍵性雜質的相關性，

結果顯示阿莫西林原料藥的結晶水的丟失，會導致晶體形態改變，兩者呈正相關性，采用紅外光譜法能快速確定原料藥的晶型優劣，對制劑關鍵性雜質進行初步判斷，是一種有效的質控方法。倪行輝[10]的研究中，在阿莫西林結晶過程中采用連續結晶工藝，相比于原工藝間歇結晶工藝，結果顯示收率提高3.7%，產品平均D50由14.2 μm增加到41.4 μm，提高了阿莫西林的收率與產品質量穩定性。

3.3 本次研究結論

藥物在生產過程中，晶型和療效密切相關，會影響藥品溶解性、生物利用度、制劑質量等指標[11-12]。結晶工藝參數不同，最終得到的晶型不同，因此對結晶工藝進行控制，成為藥品生產企業的關注要點，也是藥品質量控制的一個關鍵環節。

本研究中，分析了不同結晶工藝對阿莫西林結晶及藥品質量的影響，得到結論如下：(1)濃度、pH值對阿莫西林結晶有影響。阿莫西林結晶濃度為0.20 mg/mL、析晶pH值為1.1～1.3時，能獲得良好的晶型，且收率和純度較高。(2)原料藥粒徑對阿莫西林膠囊溶出有影響。阿莫西林原料藥體積的平均粒徑控制在40～65 μm時，制備出的膠囊溶出性良好。(3)晶種加入量對晶體粒度有影響。晶種加入量為4%～6%，晶體粒度大小適宜、均勻度好，分布曲線峰型為單峰，可滿足制劑要求。(4)原料藥阿莫西林溶液pH值對晶體粒度有影響。當溶液的pH值為1.15～1.25時，此時加入晶種，晶體粒度大小適宜、均勻度好，可滿足制劑要求。(5)對最優結晶工藝進行驗證時，采用優化后的結晶工藝，阿莫西林原料藥體積的平均粒徑均在40～65 μm之間，晶體大小均勻、粒度分布窄，收率和純度較高，可滿足制劑要求。

4 結語

綜上所述，阿莫西林原料藥體積的平均粒徑控制在40～65 μm，結晶液濃度為0.20 mg/mL，晶種加入量為4%～6%，溶液pH值為1.15～1.25時，制備的阿莫西林晶體均勻規整，與參比制劑的溶出行為基本一致，是最優結晶工藝。該結晶工藝可在生產環節進行推廣，進一步提高阿莫西林的純度和質量，達到藥品質量的穩定性和可控性。