x射線衍射技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用

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1、.X射線衍射技術(shù)在藥物分析方面的應(yīng)用張靜華信學(xué)院10級(jí)資源勘查3班410417100313摘要x射線衍射分析技術(shù)是20世紀(jì)50年代末到60年代初進(jìn)入我國(guó)，目前廣泛應(yīng)用于我國(guó)的物理、化學(xué)、地質(zhì)、材料、石油、藥學(xué)等方面。X射線衍射分析已成為當(dāng)今藥物研究與開(kāi)發(fā)中普遍應(yīng)用的一種物理分析方法和常規(guī)檢測(cè)技術(shù)，他不僅廣泛應(yīng)用于化學(xué)藥物研究領(lǐng)域，而且在中藥研究與質(zhì)量控制方面正發(fā)揮著其他分析技術(shù)不可代替的重要作用。關(guān)鍵字x射線，化學(xué)藥物，中藥，單晶x射線衍射，多晶x射線衍射，粉末x射線衍射1前言X射線有兩方面的應(yīng)用，即X射線熒光光譜和X射線衍射。X射線熒光光譜用于檢測(cè)元素分析和元素定量，但其無(wú)法識(shí)別元素

2、價(jià)態(tài)。X射線衍射主要應(yīng)用于兩方面，一方面是單晶衍射，用于多晶型的結(jié)構(gòu)確認(rèn)，是國(guó)際上確證多晶型結(jié)構(gòu)的最可靠的方法。另一方面是粉末衍射，即根據(jù)對(duì)粉末供試品作研究得出的一系列晶面間距及相對(duì)衍射強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)得到的相應(yīng)數(shù)據(jù)，比較進(jìn)行物相鑒別的方法。X射線晶體結(jié)構(gòu)分析是晶體學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域之一。自1913年布拉格測(cè)定了氯化鈉等礦物晶體結(jié)構(gòu)，展示了其在空間排列的分子立體結(jié)構(gòu)后，使化學(xué)家對(duì)分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)開(kāi)始進(jìn)入了“真實(shí)”的微觀世界。這些成就終于使X射線衍射分析打開(kāi)了有機(jī)分子（特別是生物活性分子）立體結(jié)構(gòu)測(cè)定的大門(mén)，為研究以藥物分子結(jié)構(gòu)、藥物的結(jié)構(gòu)改造、新藥的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、藥物的結(jié)構(gòu)與功能

3、關(guān)系等為目標(biāo)的藥物晶體學(xué)奠定了基礎(chǔ)。...此外，在晶型固體化學(xué)藥物研究中，單晶X射線衍射分析技術(shù)不僅能夠提供同質(zhì)異晶（相同物質(zhì)，不同晶型）樣品的分子排列規(guī)律，同時(shí)可以給出樣品中結(jié)晶水與各種溶劑的定量數(shù)值，闡明造成固體化學(xué)藥物形成多晶型的原因，為尋找高效低毒的晶型固體化學(xué)藥物，為人們安全用藥提供可靠的技術(shù)保障。在化學(xué)藥物的制藥研究過(guò)程中，粉末X射線衍射技術(shù)主要應(yīng)用于固體狀態(tài)下單一化合物的鑒別與晶型確定、晶態(tài)與非晶態(tài)物質(zhì)判斷、多種化合物組成的多相體系中的組分分析（定性或定量）。該技術(shù)不需要制備單晶，而且快速、方便，樣品可以回收，是研究藥物多晶型最常用的方法之一。2x射線分析原理...X射線

4、衍射分析是利用晶體形成的X射線衍射，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行內(nèi)部原子在空間分布狀況的結(jié)構(gòu)分析方法。將具有一定波長(zhǎng)的X射線照射到結(jié)晶性物質(zhì)上時(shí)，X射線因在結(jié)晶內(nèi)遇到規(guī)則排列的原子或離子而發(fā)生散射，散射的X射線在某些方向上相位得到加強(qiáng)，從而顯示與結(jié)晶結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的特有的衍射現(xiàn)象。衍射X射線滿足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射線的波長(zhǎng)；θ是衍射角；d是結(jié)晶面間隔；n是整數(shù)。波長(zhǎng)λ可用已知的X射線衍射角測(cè)定，進(jìn)而求得面間隔，即結(jié)晶內(nèi)原子或離子的規(guī)則排列狀態(tài)。將求出的衍射X射線強(qiáng)度和面間隔與已知的表對(duì)照醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理，即可確定試樣結(jié)晶的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，此即定性分析。從衍射X射線

5、強(qiáng)度的比較，可進(jìn)行定量分析。本法的特點(diǎn)在于可以獲得元素存在的化合物狀態(tài)、原子間相互結(jié)合的方式，從而可進(jìn)行價(jià)態(tài)分析，可用于對(duì)環(huán)境固體污染物的物相鑒定，如大氣顆粒物中的風(fēng)砂和土壤成分、工業(yè)排放的金屬及其化合物（粉塵）、汽車(chē)排氣中鹵化鉛的組成、水體沉積物或懸浮物中金屬存在的狀態(tài)等等。X射線衍射方法具有不損傷樣品、無(wú)污染、快捷、測(cè)量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)。3單晶衍射技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用1）天然產(chǎn)物中微量成分的結(jié)構(gòu)測(cè)定從天然產(chǎn)物中尋找藥物先導(dǎo)化合物是我國(guó)藥物研究中的一條重要途徑，通常從中草藥中提取分離得到微量的有效化學(xué)成分，由于單晶X射線衍射結(jié)構(gòu)分析僅需一顆適合衍射實(shí)驗(yàn)的

6、單晶體（樣品量小于1mg），即可完成化合物分子立體結(jié)構(gòu)測(cè)定，所以衍射分析技術(shù)在微量成分的結(jié)構(gòu)研究中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。10-Deacetyl-7-epitaxol為天然紫杉醇二萜類化合物[1]，與紫杉醇具有相同的骨架和C13側(cè)鏈基團(tuán)，其活性弱于紫杉醇。樣品是從植物中提取的，獲得樣品量很少，所以只能應(yīng)用單晶X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法測(cè)定該化合物分子立體結(jié)構(gòu)（圖1），為進(jìn)一步闡明該化合物與紫杉醇結(jié)構(gòu)和藥效活性的差異提供了依據(jù)。...圖110-Deacetyl-7-epitaxol分子的相對(duì)構(gòu)型圖和立體結(jié)構(gòu)投影圖2）天然產(chǎn)物中全未知化合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定隨著提取分離技術(shù)的不斷提高，在自然界中存在的許多新穎結(jié)

7、構(gòu)骨架化合物被不斷發(fā)現(xiàn)。這些全新未知化合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定依賴于單晶X射線衍射分析，以闡明其準(zhǔn)確的立體結(jié)構(gòu)特征。目前，國(guó)際化學(xué)界對(duì)發(fā)現(xiàn)的具有新穎骨架類型的化合物結(jié)構(gòu)，需要應(yīng)用以下兩種方法之一來(lái)證明其結(jié)構(gòu)的存在：(1)利用全合成方法來(lái)證明結(jié)構(gòu)；(2)利用單晶X射線衍射結(jié)構(gòu)分析來(lái)確定結(jié)構(gòu)。龍膽草的根莖入藥歷史悠久，有瀉肝膽實(shí)火、除下焦?jié)駸岬墓π?，臨床上主要用于治療急慢性肝炎、乙型腦炎、甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)、膽囊炎、胃病等。...通過(guò)對(duì)龍膽地上部分的乙醇提取物進(jìn)