一、基本概念
1. 定义
药物共晶是由API(药物活性成分)与CCF(共晶配体)通过氢键、卤键、π-π堆积等非共价键作用形成的均一结晶固体,CCF可为药用辅料、维生素、氨基酸等。
2. 分类
- 按组分:二元/三元/四元共晶、离子共晶
- 多晶型:合成子/构象/堆积/互变异构多晶型
- 特殊类型:溶剂合物/水合物
3. 研究意义
- 改善理化性质:溶解度、稳定性、机械性能
- 延长专利保护期
- 为难成盐药物提供解决方案
- 突破原研药专利壁垒
二、设计与筛选
1. 设计方法
- 基于晶体工程超分子合成子理论
- 关键参数:氢键几何构型(链状/环状/分子内)、官能团类型匹配
2. 筛选技术
方法 |
优点 |
缺点 |
球磨法 |
快速筛选、避免溶剂化物 |
机械力可能破坏结构 |
混悬法 |
降低单组分结晶概率 |
条件控制难度大 |
高通量法 |
平行筛选多种条件 |
样品消耗较大 |
3. 预测工具
- 剑桥结构数据库(CSD)
- 氢键形成规则:酰胺>酸>醇;优先六元环氢键
三、制备与表征
1. 制备方法
- 溶剂蒸发法
- 反溶剂沉淀法
- 熔融淬冷法
- 超临界流体技术
2. 表征技术
- 结构鉴定:单晶XRD(SXRD)、粉末XRD(PXRD)
- 热力学分析:DSC、TGA
- 表面形貌:SEM、AFM
- 纯度检测:HPLC、GC
四、共晶与盐的判别
1. 关键指标
- 化学键本质:共晶(非离子键)vs 盐(离子键)
- ΔpKa阈值:≥1倾向成盐,<1倾向共晶
2. 鉴别方法
技术 |
判别依据 |
典型图谱特征 |
单晶XRD |
观察质子转移情况 |
是否存在离子键结构 |
固态核磁 |
C13/N15化学位移变化 |
质子化状态差异 |
XPS |
氮元素结合能位移 |
C=N峰位偏移≥2.3eV视为盐 |
红外光谱 |
羧酸特征峰位移 |
COOH vs COO-振动模式变化 |
五、法规与产业化
1. 监管定义
- FDA/EMA:视为多晶型或固定剂量复方
- 中国药典:属晶型物质范畴
2. 产业化案例
药物名称 |
组分 |
优势 |
上市年份 |
Entresto® |
沙库比曲-缬沙坦钠 |
双重抑制、提高生物利用度 |
2015 |
Suglat® |
伊格列净-L-脯氨酸 |
改善吸湿性、规避水合物问题 |
2014 |
Cafcit® |
水合三氯乙醛-甜菜碱 |
提升溶解度 |
1970S |
六、发展趋势
- 构效关系指导定向设计
- 复杂体系质量控制研究
- 工业化放大工艺优化
- 多药共晶开发(如Entresto®)