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头孢曲松钠晶体的晶胞投影如Fig.7所示，晶胞中每2个头孢曲松钠分子和7个水分子按Fig.6所示组成一个不对称单元。由Fig.1可知，头孢曲松钠是一种大分子有机羧酸钠盐，存在钠离子(Na+)与头孢曲松酸根离子(C18H16N8O7S3)2-之间强的离子键；除此之外，每个晶胞中还存在众多既是质子受体又能提供质子的水分子，而且每个(C18H16N8O7S3)2-中还含有2个-NH(与电负性大的N原子形成强极性键的氢原子)和6个-CO-(电负性大且又能提供孤对电子的氧原子)，易与水分子或其它头孢曲松钠分子之间的-CO-和-NH形成氢键，如Fig.7中虚线所示。
2.6 头孢曲松钠晶习预测
在获得头孢曲松钠晶体结构以及晶胞参数等数据以后，应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的morphology模块，分别选取BFDH模型、AE模型对头孢曲松钠进行晶习预测，结果如Fig.8、Fig.9所示。由于完全基于晶体几何结构理论的BFDH模型没有考虑原子、键型、局部电荷、生长环境等对晶习的影响，当晶体中分子间的键能越大，各向异性越明显时，模型预测的晶习与实际晶习的一致性也就越差［8］。头孢曲松钠是一种大分子有机钠盐，金属钠离子以及分子间氢键的存在，以及生长环境中溶剂极性、杂质的影响，使得采用BFDH模型预测的头孢曲松钠晶习(呈短棒状)与在水-丙酮体系中生长的头孢曲松钠实际晶习(呈薄片状)相差较大(Fig.10)。
较之BFDH模型，AE模型考虑了晶体的内部结构单元以及相互作用对晶习的影响，因而采用AE模型预测的晶习与实际晶习更相近，也呈薄片状(如Fig.10所示)， 这也表明晶体内部结构基元以及相互作用键能对晶体的形态有重要的影响。AE模型预测的头孢曲松钠晶习由10个晶面包围构成，101、101、002、011、011及其对应的等价晶面101、101、002、011、011。应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的surface builder模块中的cleave crystal surface命令，可以展现出头孢曲松钠晶体不同晶面上的分子排列方式和密度，如Fig.11所示。
由Fig.11可见，不同晶面显露出的原子或基团及其排列密度是不一样的，图中小球代表氧原子。虽然晶面氨基和羰基交替显露，但羰基上的甲基基团增加了空间位阻，不利于头孢曲松钠分子之间或头孢曲松钠分子与极性溶剂分子之间形成氢键。101晶面上的氨基以一定角度显露，羰基沿法线方向显露，较101晶面更易形成分子间氢键。002、011、011晶面也都有羰基、氨基显露，而没有甲基显露增加空间位阻，更有利于氢键的形成。因此101及其等价对称晶面101具有较慢的生长速率，表现出较大的显露面，而101、002、011、011晶面较101有更快的生长速率，表现出较小的显露面，导致头孢曲松钠晶体呈片状晶习。
2.7 生长环境对头孢曲松钠晶习的影响
影响晶习的主要因素除了晶体内部结构外，还有晶体生长过程中所处的外部环境， 例如温度、 溶剂体系、杂质等［2～4］。本文定性考察了不同结晶操作条件以及含钠离子添加剂对头孢曲松钠溶析结晶产品晶习的影响。
由于头孢曲松钠的热敏性以及溶解度特性［9，11，14，17～20］，一般采用溶析结晶法分离、提纯头孢曲松钠［11，21］。相同实验条件下分别采用乙醇和丙酮作溶析剂得到的头孢曲松钠结晶产品的电镜照片如Fig.12所示，晶习都呈薄片状。这表明在实验范围内选用不同的溶析剂并未从宏观上改变头孢曲松钠结晶产品的晶习。
相同溶析剂不同溶析结晶温度得到的头孢曲松钠产品晶习的电镜照片如Fig.13所示，在实验选定温度范围内，虽然温度升高会导致晶面生长速率增大，但各晶面的相对生长速率并没有明显变化，所以温度并没有对头孢曲松钠溶析结晶产品的晶习造成明显的影响，只是使得温度较高时得到的产品的平均粒度有所增大。
相同操作条件下，考察了氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对头孢曲松钠溶析结晶产品晶习的影响，结果如Fig.14所示。含钠离子添加剂的加入，头孢曲松钠溶析结晶产品的晶习并没有什么明显的变化，还是呈薄片状，这说明在实验条件下氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对头孢曲松钠晶体各晶面的相对生长速率没有明显的影响。
3 结论
(1)头孢曲松钠溶析结晶产品的DSC、TG、FT-IR和XRPD分析测试结果表明，在实验条件下得到的头孢曲松钠晶体具有相同的晶体结构。
(2)采用JADE 4.0软件对XRPD数据进行指标化、精修，得到头孢曲松钠晶胞参数为a=9.2493，b=15.779，c=20.619，α=γ=90°，β=121.34°，属于单斜晶系，空间群为P21/c。
(3)在Cerius2工作站SGI IRIX上应用能量最小化法确定了头孢曲松钠的晶体结构；基于BFDH、AE模型预测了头孢曲松钠晶体的晶习，其中AE模型预测的晶习与实际生长晶习相近，呈薄片状。
(4)定性实验研究范围内，溶析剂种类、结晶温度、含钠粒子添加剂对头孢曲松钠溶析结晶过程产品的晶习没产生明显的影响。
(5)为获得片状晶习的头孢曲松钠晶体产品，工业上可以采用乙醇或丙酮作为溶析剂，但氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠不宜选作头孢曲松钠结晶产品晶习的改进剂。
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