苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 插层水滑石的制备及表征

赵大洲

(陕西学前师范学院 化学与化工系，陕西 西安 710100)

水滑石 (Mg6Al2(OH)16CO3) 是一种用来治疗胃酸过多和胃溃疡的药物[1-3]，将药物分子嵌入到水滑石中以便于药物缓释是药物缓释领域的研究热点.如采用离子交换法将 Vitamin A、Vitamin C 和 Vitamin E 三种药物分子分别插入到水滑石层间，用来消炎和治疗心血管疾病[4].

苯氧甲基青霉素 (V-cillin)是一种青霉素类抗生素，常用来治疗扁桃体炎、咽喉炎、支气管炎及肺炎等疾病[5-7].其分子结构示意图见图1[8].

图1 苯氧甲基青霉素的分子结构示意图

本文采用两步法将药物分子苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 作为客体分子插入层状前驱体水滑石层间，有效利用水滑石的层间保护，为药物分子的组装和缓释提供了前期条件.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

Mg(NO3)2·6H2O (分析纯，北京化工厂)；Al(NO3)3·9H2O (分析纯，北京化工厂)；NaOH (分析纯，国药集团有限公司)；Na2CO3(分析纯，北京化工厂)；苯氧甲基青霉素 (分析纯，国药集团有限公司).

红外光谱图通过 Nicolet Impact-410 型红外光谱仪进行表征；XRD谱图在 Rigaku D/MAX 型X射线衍射仪上进行测试；紫外光谱图采用 Perkin-Elmer Lambda 20 型紫外可见光谱仪测试；样品的扫描电镜照片在 Hitachi X-650B 型扫描电子显微镜下进行测试；热重分析谱图在 Netzsch STA-449C 型测试仪上进行表征.

1.2 制备过程

1.2.1 制备水滑石(HDT)

室温下，取 120 mL 2 mol/L Mg(NO3)2溶液与 40 mL 2 mol/L Al(NO3)3溶液，混合搅拌 2 h，调节混合溶液的pH=9.5,继续搅拌 3 h 后，将混合液装入不锈钢反应釜中，120 ℃下处理 18 h，过滤，洗涤，干燥，最终得到产物前驱体层状水滑石.

1.2.2 制备苯氧甲基青霉素插层水滑石复合物(HDT-V-cillin)

取 5.0 g 上述前驱体层状水滑石，于 600 ℃高温处理 4 h.在氮气保护下，将处理好的水滑石粉末加入到 30 mL 2 mol/L 的苯氧甲基青霉素溶液中，调节混合溶液的pH=9.0，室温下搅拌 5 h，静置 3 d，洗涤，离心过滤，干燥，最终得到苯氧甲基青霉素插层水滑石复合物.

2 结果与讨论

2.1 XRD分析

图2 HDT和HDT-V-cillin的X射线衍射图

图2为HDT和HDT-V-cillin两种样品的XRD谱图，从图中可以看到HDT的XRD谱图在2θ=11.0°、23.2°及35.1°三处出现等间距的衍射峰，说明样品HDT是有序的层状结构.相对于 HDT，HDT-V-cillin 衍射谱图中衍射峰明显向低角度移动，说明苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 成功插入到 HDT 层间.依据布拉格方程：2dsinθ=λ(其中，θ是衍射角，d是层间距，λ= 0.154 18 nm)，计算出样品HDT的层间距是 0.5 nm，而HDT-V-cillin的层间距是 2.2 nm，层间距明显增大，进一步说明苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 已经嵌入到水滑石层间.

2.2 样品 HDT-V-cillin 的热重分析和元素分析

图3 样品 HDT-V-cillin 的热重分析图

Fig.3 TGA of HDT-V-cillin sample

图3为样品 HDT-V-cillin 的热重分析图，由图可以计算出，嵌入水滑石层间的药物分子 (V-cillin) 的含量约为 59%，较大的载药量也为缓释应用提供了条件.

2.3 红外光谱和紫外光谱分析

图4 HDT，V-cillin 和 HDT-V-cillin 的红外光谱图

图4是 HDT、V-cillin和HDT-V-cillin 三个样品的红外光谱图.由图可知，与 HDT 和 V-cillin 的红外光谱图相比，样品 HDT-V-cillin 的红外谱图体现出了水滑石(HDT) 和药物分子 (V-cillin) 共同的一些特征峰.1 595 cm-1和1 483 cm-1处出现的吸收峰归属于苯环的 C=C 的伸缩振动，1 765 cm-1处的吸收峰归属于-COO-的伸缩振动，1 660 cm-1处的吸收峰归属于 -C=O 的伸缩振动，1 392 cm-1处的吸收峰归属于 -CONH- 的伸缩振动，1 252 cm-1处的吸收峰归属于 C-O-C的伸缩振动，说明苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 已经嵌入到水滑石层间，与XRD 分析结果吻合.

图5 HDT，V-cillin 和 HDT-V-cillin 的紫外光谱图

Fig.5 UV-Vis spectra of HDT,V-cillin and HDT-V-cillin

图 5 为 HDT，V-cillin 和 HDT-V-cillin 三种样品的紫外光谱图，由图可知，样品 HDT-V-cillin 的紫外光谱吸收峰峰位与药物分子 V-cillin的吸收峰峰位基本一致，均由药物分子 V-cillinπ→π*跃迁所致.

2.4 SEM分析

图 6 为样品 HDT-V-cillin 的扫描电镜照片.从照片中可以清晰地观察到样品 HDT-V-cillin 由粒径约 50 nm 的薄片状微粒堆积而成，层间距约为 2 nm，说明药物分子 V-cillin 嵌入水滑石中，并未改变复合材料HDT-V-cillin 的层状结构，与 XRD 分析结果一致.

图6 HDT-V-cillin 的扫描电镜照片

3 结 论

通过两步法合成苯氧甲基青霉素 (V-cillin) 插层水滑石复合物.采用X-射线衍射、差热热重分析、扫描电镜分析、红外光谱和紫外光谱分析表征，结果表明V-cillin分子已成功嵌入到水滑石层间，层间距约为2.2 nm，为药物分子的缓释应用提供了新思路.