利巴韦林、磷酸氯喹、盐酸阿比多尔等抗病毒药物的红外光谱表征

自新冠肺炎(COVID-19)疫情爆发以来,国内外多家研究机构和企业都在加快推进新冠病毒(SARS-CoV-2)抗体药物的研发。药物多晶型限制了有效药物的研发进度。药物生产、存储和使用环境影响了药物的稳定性。红外光谱作为一种快速无损检测手段,可从振动光谱反映出药物结构、晶型甚至生产工艺上的差异大大提高了研发效率。首次以三种临床试验被认为治疗新冠肺炎有效药物：磷酸氯喹,利巴韦林和盐酸阿比多尔为例,利用傅里叶红外光谱仪测试得到它们在远红外(1～10 THz)和中红外(400～4 000 cm-1)波段的振动光谱。远红外光谱中,利巴韦林的特征峰位于：2.01,2.68,3.37,4.05,4.83,5.45,5.92,6.42和7.14 THz附近;磷酸氯喹的特征峰位于：1.26,1.87,2.37,3.06,3.78,5.09和6.06 THz附近;盐酸阿比多尔的特征峰位于：2.24,3.14,3.72,4.25和5.38 THz附近。结合密度函理论,选择B3LYP杂化泛函和6-311++G(d,p)基组,利用Crystal14和Gaussian16软件分析了光谱中所有特征峰对应的振动模式,实现了对振动光谱的精确指认。远红外波段,振动模式源自分子的集体振动。中红外波段,2 800 cm-1以下,振动模式主要源自基团的面内外弯曲和摇摆;2 800 cm-1以上,振动模式过渡为C—H,O—H和N—H键的面内伸缩。以考虑了周期性边界条件的晶体结构作为理论计算的初始构型,会让理论光谱与实验光谱更加吻合,尤其是在远红外波段和中红外400～1 000 cm-1的低频段。该研究对深入理解磷酸氯喹,利巴韦林和盐酸阿比多尔等抗病毒药物的药学特性,药物间相互作用,控制药物生产过程,指导药物存储和使用有重大意义。     

几种常见抗生素及治疗COVID-19药物温度特性红外光谱表征研究

研究了质保期内,六种常见抗生素类药物（氧氟沙星胶囊、氧氟沙星片、诺氟沙星胶囊、阿奇霉素片、罗红霉素片和盐酸左氧氟沙星片）,三种治疗COVID-19抗病毒药物（利巴韦林片、盐酸阿比多尔片和磷酸氯喹片）和一种祛痰类药物（盐酸氨溴索片）的远红外（1～10 THz）和中红外（400～4 000 cm-1）光谱。模拟了车载等高温环境（65 ℃）对药物结构和晶型的影响,并将其反馈到红外光谱的变化上。经过两个多月连续不间断的实验发现,除盐酸氨溴索片中间可能发生了药物晶型的改变,其他药品结构和晶型均几乎未发生任何改变。胶囊类药物长期处于高温环境下,表皮变脆,容易破裂,但内部药物的药效几乎未变。以氟喹诺酮类抗生素（氧氟沙星和诺氟沙星）为例,结合密度泛函理论（DFT）,借助势能分布（PED）方法,利用Crystal14和Gaussian16软件分别以两种抗生素的单分子、多聚体和晶体构型为基础,选择B3LYP/6-311++G(d, p)基组计算其理论红外光谱,得到了所有特征峰对应的振动模式及其贡献率,实现了对实验光谱的精确指认。研究发现：从单体到多聚体再到晶体,晶格间的堆积力（π—π作用等）占分子间作用比例最大,超过90%。所以,只有以考虑了周期性边界条件的晶体为初始构型进行理论计算,更加贴合实验结果。远红外波段的振动模式主要源自分子的集体振动（其中,振动占比99%以上,转动和平动占比小于1%）,分子间氢键和范德华力引起的面外弯曲振动贡献最大,超过90%。中红外波段,也存在一定比例的分子间相互作用,如：诺氟沙星在1 440 cm-1以及氧氟沙星在1 524 cm-1处的峰只在以晶体为构型的理论光谱中重现,分别来自晶体中分子的集体振动以及O—H…O键的伸缩振动。