Ampicillina: studio vibrazionale mediante FT-IR, micro-Raman e SERS di forme solvate e polimorfe

Dalla letteratura è noto che numerosi principi attivi farmaceutici (APIs) tendono a cristallizzare in differenti impaccamenti cristallini (polimorfi) oppure comprendendo molecole di solvente come parte della struttura cristallina (pseudopolimorfi). All’interno di una formulazione farmaceutica, l’identità o la possibilità di conversione del’API potrebbe alterare le caratteristiche e l’efficacia della forma farmaceutica, in particolare portando a differente biodisponibilità.L’ampicillina o α-aminobenzylpenicillina o 6-[D (-)-α aminophenylacetamido] penicillanic acid esiste come forma anidra (attestate 2 forme polimorfe) ed in altre forme idrate, in particolare triidrata e monoidrata. All’interno delle diverse formulazioni farmaceutiche in commercio, come polveri per uso iniettabile o orale, oppure come compresse o capsule, l’ampicillina è presente come forma triidrata, talora come anidra o come sale sodico.Dalla letteratura è noto che numerosi principi attivi farmaceutici (APIs) tendono a cristallizzare in differenti impaccamenti cristallini (polimorfi) oppure comprendendo molecole di solvente come parte della struttura cristallina (pseudopolimorfi). All’interno di una formulazione farmaceutica, l’identità o la possibilità di conversione del’API potrebbe alterare le caratteristiche e l’efficacia della forma farmaceutica, in particolare portando a differente biodisponibilità.L’ampicillina o α-aminobenzylpenicillina o 6-[D (-)-α aminophenylacetamido] penicillanic acid esiste come forma anidra (attestate 2 forme polimorfe) ed in altre forme idrate, in particolare triidrata e monoidrata [1-3]. All’interno delle diverse formulazioni farmaceutiche in commercio, come polveri per uso iniettabile o orale, oppure come compresse o capsule, l’ampicillina è presente come forma triidrata, talora come anidra o come sale sodico.Il presente studio ha compreso la cristallizzazione e la caratterizzazione delle varie forme polimorfe e solvate dell’ampicillina. La forma triidrata, la monoidrata (detta forma A) e la forma anidra γ (o forma B) sono state ottenute con tecniche riportate in letteratura [4]. Per la forma δ, meno nota e studiata (sono riportati XRPD e IR) si è seguito il metodo di cristallizzazione riportato da Parker et al. [5]. Tali metodi di cristallizzazione (forme A, B, δ) hanno portato ad un prodotto finale di colore giallo chiaro, che potrebbe indicare decomposizione dei campioni [1]. In questo lavoro viene riportato come le due forme anidre siano state cristallizzate da riscaldamento in un capillare sigillato: a seconda della velocità diriscaldamento si sono ottenute la forma y (riscaldamento lento) e δ (riscaldamento rapido) senza alcun cambiamento di colore della polvere (cristalli bianchi). Le forme ottenute allo stato solido sono poi state caratterizzate mediante differenti tecniche analitiche (FT-IR, XRPD e DSC) ed i dati sperimentali sono stati confrontati con la bibliografia [1,4,5]. Inoltre, le differenti forme sono state studiate anche mediante la microscopia Raman (laser 632 nm). Per la prima volta in questo studio viene riportato uno studio SERS della molecola di ampicillina, utilizzando una soluzione colloidale di nanoparticelle d’argento secondo Lee e Meisel [6]. L'uso della Hot Stage Raman Microscopy (HSRM) ha permesso di seguire il passaggio dalla forma triidrata ad ampicillina monoidrata amorfa. Inoltre, con la stessa tecnica si sono potute studiare le trasformazioni solido-solido dal triidrato alle due forme anidre.Bibliografia[1] E. Shefter et al., J. Pharm. Sci. 1973, 62/5 791.[2] M.N.J. James et al. Nature 1968, 220 168.[3] E. Ivashkiv, In: Analytical Profiles of Drug Substances, vol. 2., Academic Press, New York, K. Florey, (Ed.), 1973.[4] K.W.B. Austin et al., Nature 1965, 208, 999.[5] Parker et al., 1976, USP 3933796.[6] P.C. Lee and D. Meisel J. Phys. Chem. 1982, 86, 3391