
水合物是小分子药物中最常见的溶剂化物,水合物的形成或特定水合物的脱水可能影响最终药品的性能。
水合物形成是一种普遍现象,据报道,多达四分之三的药物化合物中存在水合物,并且在三分之一的药物中可以被观察到。
在整个制造过程中结晶化合物水合状态的变化通常是无法避免的。水合物及其水合物脱水条件的鉴定对于药物化合物的开发至关重要。晶格中水的存在可能导致非常不同的物理化学性质,从而影响药物化合物的生物利用度。
什么是水合物晶型
一般来说,当与药物主体分子共同形成晶体的溶剂分子为有机溶剂时,该晶体成为溶剂化物;当与药物主体分子共同形成晶体的溶剂分子为水分子时,该晶体成为水合物。与多晶型一样,药物活性成分中的水合物可能导致药物在关键特性方面有所不同。
在药物生产过程中,在各种必须溶剂(水)参与的操作中,如溶液结晶过程、溶剂蒸发过程、喷雾干燥过程、冷冻干燥过程等,化合物都会与水发生紧密接触,在一定的条件下,便会形成相应的水合物。
水合物也是某一特定化合物的整体知识产权保护策略中的一部分 。目前水合物已经成为制药行业结晶技术人员的研究重点,是研究药物稳定性和工艺流程的重要环节。
水合物对药物性质的影响
活*药性**物成分或赋形剂的水合物可能在关键特性方面有所不同,水可以诱导相变,溶解可溶性成分,并增加药物和赋形剂之间的相互作用。水分子的存在影响分子间相互作用和结晶无序,从而影响自由能、热力学活性、溶解度、溶解速率、稳定性和生物利用度。此外,许多固态性质也发生了改变,包括机械性能,如压片、研磨和颗粒习性等。所有这些都会影响活性成分的物理和化学稳定性,从而影响药品质量。
在药物结晶形式的筛选阶段,针对可能形成的水合物的研究也是非常重要的部分。研究最多的亚稳态晶型之一就是水合物。由于吸水(例如,从无水形式形成水合物结构)也可能发生多晶型转变。因此,在选择合适的多晶型以进行进一步开发和确定合适的储存条件和包装之前,必须仔细研究和考虑这一特性。水合物是除了无水晶型外最重要的晶型,必须在药物开发和制造的所有阶段都考虑到这一点。
水合物晶型分类
水合物依据不同的分类标准会有不同的分类。
溶剂化物的形成都是由于溶剂与溶质分子之间有较强的作用力而形成。根据作用力的不同,分为:
①氢键溶剂化物 :水进入溶质的晶格内,以氢键的形式与溶质相连接,打乱晶体的空间顺序,使重新排列。由于水分子体积小,进入晶格的阻力小,因此水合物极易产生,通常讲的水合物大多数是氢键溶剂化物。在这类化物中,水与化合物分子是按一定的化学计量比结合的,摩尔比多数是1、2、3等整数(少数计量比不是整数,但是从晶体成键角度看,仍属于氢键溶剂化物)。
②范德华溶剂化物 :水通过范德华作用力进入晶体的空腔内,并不打乱晶体空间结构。由于水分子填充在晶体的空腔中,不参与分子网络的构建,因而溶剂含量对溶剂化物晶体结构的影响甚微。甚至当水分子减少时,还能保持原来的晶体结构。范德华溶剂化物的化学计量比常出现 1/4、3/4、4/5 等非整数值。
此外,基于水分子在晶体结构的位置形式,将水合物分为三类。
①隔离型水合物isolated site hydrates。

(a)隔离型水合物:盐酸西拉西碱
②管道型水合物channel hydrates。

(b)管道型水合物:茶碱一水合物
③离子配位水合物ion-associated hydrates。

(c)离子配位水合物:利塞膦酸钠二水合物
我们对该领域的关键性因素有深入的研究,依托新阳唯康技术团队对水合物/溶剂合物的全局了解 - 水合物的结晶、分类及水合物多晶型(polymorphic hydrate),可以帮助您有效地寻找到可能出现的溶剂合物。
参考文献
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