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  波谱学杂志   2018, Vol. 35 Issue (3): 385-392.  DOI: 10.11938/cjmr20182620
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林云良, 高红梅, 李锋, 等. 卢立康唑的波谱学特征和结构确证[J]. 波谱学杂志, 2018, 35(3): 385-392. DOI: 10.11938/cjmr20182620.
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LIN Yun-liang, GAO Hong-mei, LI Feng, et al. Spectral Analysis and Structural Elucidation of Luliconazole[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2018, 35(3): 385-392. DOI: 10.11938/cjmr20182620.
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林云良, Tel:0531-82605343, E-mail:wodekafei@126.com

文章历史

收稿日期:2018-03-14
在线发表日期:2018-05-18
卢立康唑的波谱学特征和结构确证
林云良 , 高红梅 , 李锋 , 陈相峰     
齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东省分析测试中心, 山东 济南 250014
摘要: 用红外吸收光谱、紫外吸收光谱、核磁共振(NMR)波谱(包含1H NMR、13C NMR、DEPT135、1H-1H COSY、1H-13C HMQC和1H-13C HMBC)、质谱、差示扫描量热分析、X-射线粉末衍射和元素分析等方法对卢立康唑进行了结构分析.对卢立康唑所有的1H和13C NMR信号进行了归属,并通过多种谱学技术确证了卢立康唑的结构.
关键词: 核磁共振(NMR)    红外吸收光谱    质谱    卢立康唑    结构确证    
Spectral Analysis and Structural Elucidation of Luliconazole
LIN Yun-liang , GAO Hong-mei , LI Feng , CHEN Xiang-feng     
Shandong Analysis and Test Center, Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences), Ji'nan 250014, China
Abstract: Infrared spectra, ultraviolet spectra, nuclear magnetic resonance (NMR) spectra (i.e., 1H NMR, 13C NMR, DEPT135, 1H-1H COSY, 1H-13C HMQC and 1H-13C HMBC) and mass spectra of luliconazole were collected and used to characterize the compound. Differential scanning calorimetry, X-ray power diffraction and elementary analysis were also performed. All 1H and 13C NMR signals of the compound were assigned. The structure of the compound was determined.
Key words: nuclear magnetic resonance (NMR)    infrared spectroscopy    mass spectroscopy    luliconazole    structure elucidation    
引言

卢立康唑(luliconazole),商品名为Luzu,化学名为(-)-(E)-4(R)-4-(2, 4-二氯苯基)-1, 3-二硫戊环-2-亚取代(1H-咪唑-1-取代)乙腈(图 1),是由日本农药株式会社研发的一种新型的咪唑类外用抗真菌药物.已上市的1%卢立康唑乳膏主要用于治疗足癣、股癣和体癣[1].目前卢立康唑用于甲癣(灰指甲)的治疗,也已进入Ⅲ期临床研究.

图 1 卢立康唑的化学结构 Figure 1 The chemical structure of luliconazole

目前,国内外已有卢立康唑的化学合成、晶型、药效、药动和临床研究的报道[2-7],但其完整的结构解析确证尚未见报道.本研究采用红外吸收光谱、紫外吸收光谱、核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)波谱(包含1H NMR、13C NMR、DEPT135、1H-1H COSY、1H-13C HMQC和1H-13C HMBC)、质谱等谱学技术,以及差示扫描量热分析、X-射线粉末衍射和元素分析等方法,对该化合物的结构及NMR数据进行了详细解析[8-10],并确证了其结构.这些数据为该化合物的定性及纯度分析提供了科学依据,同时为其合成及生产过程的质量控制提供了重要参考信息.

1 实验部分 1.1 仪器与试剂

INOVA 600型NMR谱仪(美国瓦里安有限公司);Vertex 70傅里叶红外光谱仪(德国布鲁克公司);UV 2550紫外-可见分光光度计(日本岛津制作所);6520 Accurate-Mass Q-TOF液相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦科技有限公司).

氘代二甲基亚砜(DMSO-d6,美国剑桥同位素实验室公司);甲醇(色谱纯,德国默克公司);其他试剂均为分析纯;实验用水为超纯水(电阻率为18 MΩ·cm).

1.2 样品

卢立康唑(批号:1502001)为齐鲁制药有限公司提供.利用高效液相色谱(HPLC)测定样品纯度为99.78%,符合结构鉴定所需的纯度.差示扫描量热分析显示152 ℃的吸热峰为其熔融峰温;X-射线粉末衍射显示样品为结晶态;元素分析显示样品含C:47.24%,H:2.62%,N:11.75%,符合卢立康唑分子式C14H9Cl2N3S2.

1.3 NMR实验

样品溶于DMSO-d6,1D和2D NMR实验均在配备PFG Switchable Broadband探头的Varian INOVA 600型NMR谱仪上完成,采用直径为5mm的NMR样品管.以四甲基硅烷(TMS)为内标(δH 0.00,δC 0.0).1H NMR和13C NMR的工作频率分别为599.78 MHz和150.81 MHz,谱宽分别为6 400.0 Hz和37 700.3 Hz.DEPT135的工作频率为150.83 MHz,谱宽为37 700.3 Hz.2D谱包括2D梯度场1H-1H COSY、1H-13C HMQC和1H-13C HMBC谱,均采用标准脉冲程序.1H-1H COSY的F21H)和F11H)维谱宽均为6 400.0 Hz,采样数据点阵t2×t1 = 1 024×512,累加次数为8;HMQC的F21H)和F113C)维谱宽分别为6 400.0 Hz和37 700.3 Hz,采样数据点阵t2×t1= 1 024×512,累加次数为16;HMBC的F21H)和F113C)维谱宽分别为6 400.0 Hz和37 700.3 Hz,采样数据点阵t2×t1 = 1 024×512,累加次数32.

2 结果与讨论 2.1 紫外吸收光谱分析

卢立康唑甲醇溶液的紫外吸收光谱中,λmax = 296 nm处的吸收峰为取代苯环的B带跃迁吸收峰,这与卢立康唑的化学结构相符.

2.2 红外吸收光谱分析

采用溴化钾压片法制备样片,进行红外光谱测试.样品的红外光谱数据分析与归属见表 1. 3 040 cm-1为苯环中=C-H的伸缩振动吸收,1 586 cm-1、1 556 cm-1为苯环骨架伸缩振动吸收,829 cm-1、817 cm-1为苯环中=C-H的弯曲振动吸收,说明存在苯环结构.2 201 cm-1为不饱和氰中C≡N的伸缩振动吸收,说明存在不饱和氰结构.由此说明,样品的红外光谱吸收特征与卢立康唑包含基团一致.

表 1 卢立康唑的红外吸收光谱数据 Table 1 Infrared absorption spectrum data of luliconazole
2.3 质谱

高分辨质谱(图 2)测得该样品的准分子离子峰[M+H]+的质荷比(m/z)为353.970 6,与卢立康唑(精确分子量为352.961 5)一致.

图 2 卢立康唑的高分辨质谱 Figure 2 High resolution mass spectrum of luliconazole
2.4 NMR谱图分析

卢立康唑的1H NMR谱(图 3)显示有8组质子信号.综合分析1H-1H COSY谱(图 4)、1H-13C HMQC谱(图 5)和1H-13C HMBC谱(图 6)显示,δH 4.14(1H, dd, J=12.6/5.4 Hz)和δH 4.05(1H, dd, J=12.6/5.4 Hz)分别归属为H-4a和H-4b.在HMQC谱中,δC 43.9同时与H-4a和H-4b相关,被归属为C-4.在COSY谱中,δH 5.81(1H, dd, J=5.4/4.8 Hz)与H-4a和H-4b相关,因此被归属为H-5.在HMQC谱中,δC 55.1与H-5相关,被归属为C-5.在HMBC谱中,H-5与C-4、δC 130.2、δC 133.9、δC 134.5和δC 167.2远程相关;DEPT135谱和13C NMR谱(图 7)显示δC 130.2为叔碳,δC 133.9、δC 134.5和δC 167.2为季碳,因此δC 130.2为C-11.在HMQC谱中,δH 7.78(1H, d, J=8.4 Hz)与C-11相关,被归属为H-11.在COSY谱中,δH 7.53(1H, dd, J=8.4/2.4 Hz)与H-11相关,因此被归属为H-10.在HMQC谱中,δC 128.3与H-10相关,被归属为C-10.在HMBC谱中,H-10与C-11、δC 129.8、δC 133.9和δC 134.2远程相关;DEPT135谱和13C NMR谱显示δC 129.8和C-11为叔碳,δC 133.9和δC 134.2为季碳,因此δC 129.8为C-8.在HMQC谱中,δH 7.75(1H, d, J=2.4)与C-8相关,被归属为H-8.在HMBC谱中,季碳δC 133.9与H-4a、H-4b、H-5、H-10、H-8和H-11远程相关,归属为C-6;季碳δC 134.5与H-5、H-8和H-11远程相关,归属为C-7.在HMBC谱中,δC 134.2与H-10、H-8和H-11远程相关;DEPT谱中显示δC 134.2为季碳,因此δC 134.2为C-9.

图 3 卢立康唑的1H NMR谱 Figure 3 1H NMR spectra of luliconazole
图 4 卢立康唑的1H-1H COSY谱 Figure 4 1H-1H COSY spectrum of luliconazole
图 5 卢立康唑的1H-13C HMQC谱 Figure 5 1H-13C HMQC spectrum of luliconazole
图 6 卢立康唑的1H-13C HMBC谱. (a)全谱;(b)为(a)中方框所示部分放大图 Figure 6 1H-13C HMBC spectra of luliconazole. (a) Full spectrum; (b) Local amplified spectra in the box of (a)
图 7 卢立康唑的DEPT135和13C NMR谱 Figure 7 DEPT135 and 13C NMR spectra of luliconazole

化合物的13C NMR谱(图 7)显示14个信号峰,结合DEPT谱(图 7),显示化合物结构中存在6个季碳、7个叔碳和1个仲碳.其中,上文已归属了C-4、C-5、C-6、C-7、C-8、C-9、C-10和C-11.在HMBC谱中,季碳δC 167.2与H-4a、H-4b和H-5远程相关,归属为C-2.根据DEPT谱得知,剩余两个季碳δC 92.6和δC 115.8没有归属;在HMBC谱中,δC 92.6与δH 7.42(1H, t, J=1.2 Hz)远程相关,δC 115.8无相关峰;因此δC 92.6归属为C-12,δC 115.8归属为C-13.

至此,还剩余δH 7.11(1H, dd, J=1.2/1.2 Hz)、δH 7.42(1H, dd, J=1.2/1.2 Hz)和δH 7.92(1H, dd, J=1.2/1.2 Hz),以及叔碳δC 120.4、δC 130.0和δC 138.1没有归属.在HMQC谱中,δH 7.42与δC 120.4相关;δH 7.11与δC 130.0相关;δH 7.92与δC 138.1相关.

由于H-15处于两个氮原子之间,受去屏蔽效应的影响,化学位移较H-17和H-18移向低场,所以将δH 7.92(1H, dd, J=1.2/1.2 Hz)归属为H-15,因此δC 138.1归属为C-15.在HMBC谱中,δH 7.42(1H, dd, J=1.2/1.2 Hz)与C-12远程相关,我们判断δH 7.42为H-18,因此δC 120.4归属为C-18.在HMBC谱中,叔碳δC 130.0与H-18和H-15远程相关,归属为C-17,因此δH 7.11(1H, dd, J=1.2/1.2 Hz)归属为H-17.

具体的1H NMR和13C NMR数据及归属见表 2,均与卢立康唑结构一致.

表 2 卢立康唑的1H NMR和13C NMR数据 Table 2 1H NMR and 13C NMR data of luliconazole
3 结论

综上所述,紫外吸收光谱、红外吸收光谱、高分辨质谱,以及1D和2D NMR谱图测试结果表明,所测样品与卢立康唑分子结构式一致.该结果为该药物的合成、生产中的质量控制以及同类化合物的解析提供了参考依据.


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