刘 颖，高松琳，彭亭涛，崔彩霞，褚光松

(山东第一医科大学(山东省医学科学院)，山东 泰安 271016)

白桦脂酸(Betulinic acid)为羽扇豆烷型五环三萜类化合物，在植物界分布广泛[1-5]。药理学研究表明，白桦脂酸具有抗炎、抗癌、抗病毒等多方面的药理活性[6-9]，目前所报导的白桦脂酸的单晶体均为含有机溶剂晶型[10-12]。含有机溶剂晶型研究的意义在于：① 某些情况下有含机溶剂晶型可能为该化合物唯一可用于单晶X-射线衍射分析的晶体形式。例如，和白桦脂酸同属于五环三萜类化合物的齐墩果酸(CCDC: 799580)和熊果酸(CCDC:1266561; 1838656)目前仅有其含乙醇溶剂的单晶结构报道。②含有机溶剂晶型在药学上同样具有重要意义，如可作为中间态用于药物的纯化或新晶型的制备，某些情况下也可作为药物的最终药用固体物质状态进入临床研究或市场等[10]。

单晶分析是国际公认的确证固体物质晶体结构和晶型的绝对、权威技术。通过单晶结构分析，可以获得详细、准确的定性定量信息以应用于药物多晶型或共晶的定性鉴别和定量分析；Hirshfeld surface分析法通过划分晶体空间产生光滑而又不重叠的表面，来揭示邻近分子、原子间的相互作用力，并依据电子云密度清楚地揭示分子内、分子间的键能联系，它可以通过形成Hirshfeld 面以及指纹图谱来更直观地反应分子间的相互作用，是研究晶体结构的可视化新方法。目前Hirshfeld surface分析已被广泛应用于药物多晶型、溶剂合物以及共晶的晶体结构研究中[13-15]。

在所报导的白桦脂酸含有机溶剂单晶体中，含乙醇晶体中的乙醇毒性小、价格低廉、易获得，从成药性和易制备性的角度更具有研究价值。目前所报道的有关该晶型的研究侧重于多手段综合表征，没有对单晶体信息进行详细阐述。本研究成功制备了该单晶体并对其进行了全面综合分析，获得了更多的晶体数据信息，为后续相关研究提供了理论支持。

1 实 验

1.1 仪器与试剂

单晶X-射线衍射仪：Agilent Gemini E，配备：Eos CCD 检测器，增强型Mo光源，四圆 kappa 测角仪。仪器的控制、数据采集和处理采用CrysAlispro软件。

白桦脂酸(购自山东德翰实验室设备有限公司，样品批号：20201221，纯度98%)。

1.2 实验方法

1.2.1 单晶培养

缓慢溶剂挥发法，称取原料药样品30 mg，40 ℃加热并搅拌条件下逐渐加入无水乙醇至样品刚好完全溶解，过滤，滤液置于玻璃瓶中，室温环境下静置。

1.2.2 单晶数据收集与结构解析

单晶数据收集采用钼靶照射，ω与2θ扫描方式，最大2θ角为59.018°。

在计算机上用直接法(Shelxs)解析晶体结构，从E图上获得非氢原子位置，使用最小二乘法(Shelxl)修正结构参数和判别原子种类，使用几何计算法和差值Fourier法获得全部氢原子位置。

2 结果与讨论

2.1 单晶体与数据收集

按1.2.1所述方法配置的溶液，放置7天后得到无色透明柱状晶体，利用该晶体进行单晶X射线衍射，收集独立衍射点为3632个，可观察衍射点3622个，数据完整度为100.0%。

2.2 单晶结构分析

本次实验(钼靶收集)得到的单晶体与文献报导的含相同溶剂晶体(铜靶收集)的晶体参数参数对比如表1所示。

表1 实验与文献报导的单晶体数据

图1 分子结构图

如图1单晶解析所得分子结构所示：白桦脂酸为五环三萜类化合物，该化合物分子骨架由4个六元环A(椅式)、环B(椅式)、环C(椅式)、环D(椅式)、1个五元环E(信封式)组成，其中A/B环、B/C环、C/D环、D/E环均为反式连接。

图2 晶胞堆积图

由图2所示的晶胞堆积图可知，白桦脂酸-乙醇单晶体的每一个晶胞由4分子白桦脂酸和4分子乙醇构成。

本研究解析并获得了白桦脂酸-乙醇晶体的成键原子间的键长、键角值及分子间氢键信息如表2～表4所示。

表2 键长值

表3 键角值

表4 分子间氢键

2.3 Hirshfeld surface分析

图3为白桦脂酸-乙醇晶体中白桦脂酸分子部分，以归一化的距离dnrom为基准的Hirshfeld surface 分析图，图中箭头所指的环形区域表示分子间的氢键作用，其它区域表示比氢键距离更长的作用。

图3 Hirshfeld surfaces 分析图

图中D1、D2区域为白桦脂酸分子中的氧原子作为供体的氢键作用(D1：O1-H1... O2；D2：O3-H3... O1E)，A1、A2为白桦脂酸分子中的氧原子作为受体的氢键作用(A1：O1E-H1E... O1； A2：O1-H1... O2)。

图4 分子间作用指纹图谱

图4中a,b分别为晶体中白桦脂酸分子和乙醇分子的分子间作用力2D指纹图谱，指纹图谱中较强的突出代表具有较强作用的分子间氢键，其中上方的突出(de>di)代表氢键供体的作用，下方的突出(de

分别对晶体中白桦脂酸和乙醇分子的分子间作用力贡献值的百分比分布进行分析。如图5所示，两个分子中均以H...H/H...H和O...H/H...O作用为主。

图5 分子间作用力贡献值百分比分布图

2.4 理论粉末衍射图谱计算

通过计算得到白桦脂酸-乙醇晶体的理论粉末X射线衍射图谱如图6所示。

图6 计算粉末X射线衍射图谱

3 结 论

本实验所制备的白桦脂酸-乙醇(1:1)单晶体经钼靶测试后的各项晶胞参数与文献报导的经铜靶测定的单晶体的参数相同，说明本实验所制备的单晶体和文献报导的单晶体为同一晶型。

通过化白桦脂酸-乙醇晶体的单晶X-射线衍射分析及Hirshfeld surface分析为揭示晶体的理化性质与多晶型的成因等提供了基础科学数据。通过计算得到的该晶体的理论粉末X射线衍射图谱，为晶型的定性、定量研究及大规模制备的工艺研究提供了标准参照。另外，本研究所获得的数据对白桦脂酸的多晶型筛选及共晶设计也具有参考价值。