x射线衍射技术在药物分析中应用

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1、.X射线衍射技术在药物分析方面的应用张静华信学院10级资源勘查3班410417100313摘要x射线衍射分析技术是20世纪50年代末到60年代初进入我国，目前广泛应用于我国的物理、化学、地质、材料、石油、药学等方面。X射线衍射分析已成为当今药物研究与开发中普遍应用的一种物理分析方法和常规检测技术，他不仅广泛应用于化学药物研究领域，而且在中药研究与质量控制方面正发挥着其他分析技术不可代替的重要作用。关键字x射线，化学药物，中药，单晶x射线衍射，多晶x射线衍射，粉末x射线衍射1前言X射线有两方面的应用，即X射线荧光光谱和X射线衍射。X射线荧光光谱用于检测元素分析

2、和元素定量，但其无法识别元素价态。X射线衍射主要应用于两方面，一方面是单晶衍射，用于多晶型的结构确认，是国际上确证多晶型结构的最可靠的方法。另一方面是粉末衍射，即根据对粉末供试品作研究得出的一系列晶面间距及相对衍射强度与标准数据或由标准数据得到的相应数据，比较进行物相鉴别的方法。X射线晶体结构分析是晶体学中最活跃的研究领域之一。自1913年布拉格测定了氯化钠等矿物晶体结构，展示了其在空间排列的分子立体结构后，使化学家对分子结构的认识开始进入了“真实”的微观世界。这些成就终于使X射线衍射分析打开了有机分子（特别是生物活性分子）立体结构测定的大门，为研究以药物分

3、子结构、药物的结构改造、新药的结构预测、药物的结构与功能关系等为目标的药物晶体学奠定了基础。...此外，在晶型固体化学药物研究中，单晶X射线衍射分析技术不仅能够提供同质异晶（相同物质，不同晶型）样品的分子排列规律，同时可以给出样品中结晶水与各种溶剂的定量数值，阐明造成固体化学药物形成多晶型的原因，为寻找高效低毒的晶型固体化学药物，为人们安全用药提供可靠的技术保障。在化学药物的制药研究过程中，粉末X射线衍射技术主要应用于固体状态下单一化合物的鉴别与晶型确定、晶态与非晶态物质判断、多种化合物组成的多相体系中的组分分析（定性或定量）。该技术不需要制备单晶，而且快速

4、、方便，样品可以回收，是研究药物多晶型最常用的方法之一。2x射线分析原理...X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射X射线满足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的

5、衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照医`学教育网搜集整理，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。本法的特点在于可以获得元素存在的化合物状态、原子间相互结合的方式，从而可进行价态分析，可用于对环境固体污染物的物相鉴定，如大气颗粒物中的风砂和土壤成分、工业排放的金属及其化合物（粉尘）、汽车排气中卤化铅的组成、水体沉积物或悬浮物中金属存在的状态等等。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。3单晶衍射技术在药物分析中的应用1）天然产物中微量成分的结构测定从天然产物中寻找

6、药物先导化合物是我国药物研究中的一条重要途径，通常从中草药中提取分离得到微量的有效化学成分，由于单晶X射线衍射结构分析仅需一颗适合衍射实验的单晶体（样品量小于1mg），即可完成化合物分子立体结构测定，所以衍射分析技术在微量成分的结构研究中具有独特优势。10-Deacetyl-7-epitaxol为天然紫杉醇二萜类化合物[1]，与紫杉醇具有相同的骨架和C13侧链基团，其活性弱于紫杉醇。样品是从植物中提取的，获得样品量很少，所以只能应用单晶X射线衍射结构分析方法测定该化合物分子立体结构（图1），为进一步阐明该化合物与紫杉醇结构和药效活性的差异提供了依据。...图

7、110-Deacetyl-7-epitaxol分子的相对构型图和立体结构投影图2）天然产物中全未知化合物的结构测定随着提取分离技术的不断提高，在自然界中存在的许多新颖结构骨架化合物被不断发现。这些全新未知化合物的结构测定依赖于单晶X射线衍射分析，以阐明其准确的立体结构特征。目前，国际化学界对发现的具有新颖骨架类型的化合物结构，需要应用以下两种方法之一来证明其结构的存在：(1)利用全合成方法来证明结构；(2)利用单晶X射线衍射结构分析来确定结构。龙胆草的根茎入药历史悠久，有泻肝胆实火、除下焦湿热的功效，临床上主要用于治疗急慢性肝炎、乙型脑炎、甲状腺机能亢进、胆

8、囊炎、胃病等。...通过对龙胆地上部分的乙醇提取物进