N-乙醯基神經氨酸衍生物結晶及其製備方法

2023-05-05 19:07:56 3

專利名稱：N-乙醯基神經氨酸衍生物結晶及其製備方法
技術領域：
本發明涉及N-乙醯基神經氨酸衍生物和其在醫學中的應用。更具體而言，此發明關於5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(enopyranosonic acid)(DANA的4-胍基類似物；也被稱為5-(乙醯氨基)-2，6-脫水-3，4，5-三脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯酸(enonic acid))的特殊物理形式，其藥物製劑及其在治療中的應用。
PCT/AU 91/00161(公開號WO 91/16320)描述若干5-乙醯氨基-2，3，5-三脫氧-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(2，3-二脫氧-2，3-二脫氫-N-乙醯基-神經氨酸；DANA)的衍生物，其中包括DANA的4-胍基類似物。DANA的4-胍基類似物的製備方法是由O-醯基保護的DANA的4-氨基類似物與S-甲基異脲反應，繼以脫保護，用色譜法和冷凍乾燥法純化。
DANA的4-胍基類似物的結構如下所示。 DANA的4-胍基類似物我們現在已經發現，可以得到通式(1)化合物的結晶體。
因此本發明的第一個方面是提供5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體。
我們進一步發現，在特定條件下結晶化，可得到通式(1)化合物的結晶水合物(下文中的水合物I)。水合物I以低縱橫比的結晶體存在，例如，平片狀結晶。它們有利於藥物製劑，因為它們的物理性質，例如好的流動性，水合物I的水含量與相對溼度(RH)有關，水合物I的水吸收變化如下，在RH 0％時為0，在RH 90-100％時升至10％。
通式(1)化合物也可被結晶化成二水化合物(下文中的水合物II)。水合物II以高縱橫比的結晶體存在，例如針狀結晶在一個較寬的相對溼度範圍內(RH大約10-90％)。這些結晶的水含量基本上保持穩定。水合物II穩定的水含量代表此結晶體在製藥方面應用的一個優點。
本發明的另一個方面是提供低縱橫比的5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體，例如平片狀結晶。
本發明的另一方面是提供高縱橫比的5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體，例如針狀結晶。
雖然平片狀結晶被認為水合物I的代表，針狀結晶被認為水合物II的代表，但應該理解，在特定環境下，水合物I或水合物II存在其他的結晶形態的可能性不能被排除。應該理解，所有這些其他的結晶形態在被包括在本發明範圍內。
本發明也提供5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的另一種結晶體，此結晶體在寬溼度範圍內保持穩定的水含量，例如RH 10-90％。
水合物I在大約80-90℃基本上損失它所有結晶水，分解發生於299℃。
水合物II在大約84-90℃損失一摩爾結晶水，在大約135-143℃之前再損失一摩爾結晶水。
本發明的另一方面提供5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的一種結晶水合物，此種結晶水合物在80-90℃基本上損失它所有的結晶水。
本發明的又一方面提供5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的另一種結晶水合物，此種結晶水合物在84-90℃損失一摩爾結晶水，在135-143℃再損失一摩爾結晶水。
本發明的優選方面是提供這裡定義的5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水合物I，基本上不含這裡定義的水合物II。
本發明的另一優選方面提供，5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水合物II，基本上不含這裡定義的水合物I。
「基本上不含」的含義為，含有少於5％的另一種水合物，諸如少於2％，例如少於1％的另一種水合物。
5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體，可通過水溶液中其化合物的結晶化而製備。
每一個基本不含另一種水合物的水合物I和水合物II可由控制結晶化時溶液的濃度和溫度而製得。
一般，5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水合物I體的製備方法可為，在高於大約50℃，優選50-55℃的水溶液中，使此化合物結晶化。
一般，5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水合物II的製備方法可為，在低於大約40℃，優選大約20-30℃的水溶液中，使此化合物結晶化。
在大約40-50℃的水溶液中，5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶化典型產生平片狀結晶和針狀結晶的混合物。這樣的混合物不利於製備藥物製劑。藥物水合物I和水合物II具有不同的物理特性，尤其是它們的流動性不同。
把水合物I或水合物II的結晶作為晶種，放入5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水溶液中，可導致作為晶種的水合物的結晶化，因此，水合物I或水合物II的製備，必須在沒有非期望水合物晶種的情況下進行。相應地，水合物I的製備可為，以水合物I結晶為晶种放入5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水溶液中；水合物II的製備可為，以水合物II結晶為晶种放入5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖的水溶液中。
對於製備水合物II，優選使用相對稀的水溶液，諸如5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸在15-30體積水中的溶液，比如20體積水的溶液。水合物I可從相對濃的水溶液中被方便地結晶出，諸如5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸在12-20體積水中的溶液，比如12-15體積的水的溶液。
我們已發現，水合物II可在含水懸浮液或飽和溶液中被轉化為水合物I。此種互化可因水合物II的含水懸浮液或飽和溶液的延緩老化而受影響，諸如數天的老化，比如超過10天，如大約15天。另外，互化可因鹼的存在而受影響，例如一種叫作咪唑的有機鹼。
通過加入一種合適的反萃溶劑，從水溶液中重獲水合物I或II可被加速。合適的反萃溶劑為水溶性溶劑，在此種溶劑中，通式(1)化合物有弱溶解性。這種反萃溶劑是一種酮較為方便，如丙酮，或一種鏈烷醇，如丙-2-醇，優選的反萃溶劑為丙酮。
我們也已經發現，把5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的水溶液加到相同體積的如上文定義的反萃溶劑中，將導致水合物II的沉澱。例如，把5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸在12-15體積水中的溶液加到12-20體積的丙酮中，可得到水合物II的結晶。
這裡所述的製備結晶物質的方法，尤其是製備水合物I和水合物II的方法，構成本發明的其它方面。
5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體可被用作如WO 91/16320中所述的抗病毒劑，在此引入作為參考。
5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體可被配製成一種藥物組合物，用來作為如WO 91/16320中所述的抗病毒劑。
優選的5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的藥物製劑包括粉劑和水溶液或懸浮液，粉劑的製備要求藥物的微粒化。水合物I良好的流動性使它特別適用於微粒化。水合物II有適當的流動性在水中也具有特別迅速的溶解度。這些特性使得水合物II特別有利於製備水溶液/懸浮液。
水合物I和水合物II已受過X-射線粉劑衍射的研究。用Seimens D-500衍射化和CuKα輻射，得到衍射痕跡。使用閃爍計數器，每隔5分鐘增加0.02°，可測得X-射線的強度，其值為5～55°2θ。得到的水合物I和水合物II的d-空間和直線強度，分別如表1和II所示。
表1d(A)l(％)10.06 30.256.7769.816.6389.616.3512.696.0554.565.3825.115.0598.584.6112.584.42100.004.318.284.1711.673.9875.003.9052.613.7720.333.6936.173.4826.533.4153.253.3717.613.1618.393.0231.082.989.252.926.282.8713.582.8210.782.786.782.7418.032.6915.332.656.252.636.442.5911.442.4914.312.4518.812.418.64
2.35 11.362.19 5.422.13 12.252.11 6.562.02 8.331.98 5.47表 IId(A) l(％)16.8866.3410.3850.609.50 16.088.47 40.467.12 100.005.84 11.785.33 18.835.21 33.994.78 12.944.57 75.814.32 16.374.25 18.494.14 43.263.96 10.333.76 22.113.64 25.163.57 37.043.52 15.693.40 16.853.34 21.203.17 13.523.13 17.043.06 7.482.94 10.192.92 8.452.86 9.172.76 9.562.72 9.222.67 6.81
2.64 8.062.60 5.462.58 6.522.51 5.312.49 6.662.45 5.552.43 5.892.39 15.932.38 10.382.31 8.402.22 5.942.16 5.362.11 6.282.03 7.241.91 6.57以下實施例說明本發明，但不是用來做為對本發明的限制。所有溫度用℃表示。
實施例1水合物I的製備5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(5.0g)和水(60ml)的混合物在100°加熱，得澄清溶液。此溶液在30分鐘內被冷卻到55°，然後在55°-50°保持4小時，得結晶懸浮液。在90分鐘內加入丙酮(80ml)，溫度保持在48-55°。攪拌生成漿1小時，溫度降至約20°，使此懸浮液在周圍溫度中靜止17小時。用真空過濾收集產物，濾餅用4∶1的丙酮/水(2×10ml)和丙酮(10ml)依次衝洗。洗後的產物在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物I(平片狀結晶)(4.5g)。PMR(D2O)2.04(3H，s)，3.67(2H，m)，4.23(1H，m)，4.42(2H，m)，5.63(1H，d，J，2.5Hz)IR(液體石蠟)3248，3338，3253；NH，OH1692，1666，1646，1619，1575；CO(CH3CONH，CO2)，CN水含量 8.4％w/w；計算值為C12H20N4O7·1.7H2O實施例2
水合物I的製備5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(15.0g)和水(180ml)的混合物在100°加熱，得澄清溶液。此溶液用真空過濾通過濾紙澄清，然後冷卻到約55°，保持在55°-50°4小時，允許產生結晶，在2小時內攪拌下加入丙酮(210ml)，溫度保持在48-55°。攪拌生成的懸浮液，冷卻到30℃，然後在周圍溫度中保持17小時。過濾得到的固體，再用4∶1丙酮/水(2×30ml)和丙酮(30ml)依次衝洗。洗後的固體在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物I(平片狀結晶)(12.0g)。
特徵如上。
實施例3水合物II的製備5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(10.0g)和水(100ml)的混合物加熱到95°。生成的溶液用真空過濾澄清，然後冷卻到30°，在5分鐘內攪拌下加入丙酮(250ml)。生成的白色粘稠懸浮液在周圍溫度中保持20小時，用真空過濾收集得到的固體，並用4∶1丙酮/水(2×20ml)和丙酮(20ml)依次衝洗。洗後的固體在35°的真空爐中乾燥24小時，然後在周圍溫度和溼度中與大氣溼度平衡，得到水合物II(針狀結晶)(8.16g)。
特徵如上。
水含量10.6％w/w；計算值為C12H20N4O7·2H2O 9.8％w/w。
實施例4水合物II的製備5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(10.0g)和水(400ml)的混合物在2小時內加熱到20°。生成的溶液用真空過濾澄清，加入丙酮(110ml)，開始結晶出固體。生成的懸浮液在20°攪拌2.5小時，用真空過濾收集得到的固體，再用4∶1 v/v丙酮/水(2×20ml)和丙酮(20ml)依次衝洗。洗後的固體在30°的真空爐中乾燥，然後在周圍溫度和溼度中與大氣溼度平衡，得到水合物II(針狀結晶)(7.7g)。
特徵如上。
水含量11.1％w/w；計算值為C12H20N4O7·2H2O 9.8％w/w。
實施例5水合物II的製備5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(50g)和水(1150ml)的混合物加熱到75°。生成的溶液用真空過濾澄清，再用水(100ml)衝洗。此溶液經過1小時冷卻到7°，然後加入丙酮(500ml)，緩慢攪拌此溶液0.5小時，在此期間結晶出固體。用2小時加入丙酮(750ml)至懸浮液中，溫度保持在5-10°。用真空過濾收集得到的固體，再用4∶1 v/v丙酮/水(2×100ml)和丙酮(100ml)依次衝洗。洗後的固體在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物II(針狀結晶)(46.0g)。
水含量9.8％w/w；計算值為C12H20N4O7·2H2O 9.8％w/w。
XRD水合物II相符(＞99％)實施例6水合物II的製備5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(50g)和水(600ml)的混合物加熱到100°。生成的澄清熱溶液用8分鐘加到丙酮(700ml)中，同時在周圍溫度中迅速攪拌，導致混合物的溫度從20°上升至56°，沉澱出固體。攪拌冷卻生成的是懸浮液至20°。用真空過濾收集得到的固體，再用4∶1丙酮/水(2×100ml)和丙酮(100ml)依次衝洗。洗後的固體在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物II(針狀結晶)(47.9g)。
水含量10.0w/w；計算值為C12H20N4O7·2H2O 9.8％w/w。
XRD水合物II相符(＞99％)實施例7水中水合物I的結晶化5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(35.7g)和水(350ml)的混合物在95°加熱，得澄清溶液。用乙酸水溶液(100μl，10％v/v)調整其PH值至PH7.0(從PH6.4)。生成的溶液攪拌冷卻至周圍溫度，得晶體懸浮液。用真空過濾收集生成物，然後在周圍溫度中真空乾燥，得到水合物I(平片狀結晶)(28.9g)。
IR與水合物I相符。
實施例8由種晶製備水合物II5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(30.0g)和水(540ml)的混合物在75°加熱，得溶液。此溶液用真空過濾澄清，再用水(54ml)衝洗。洗後的溶液加熱到100°，再冷卻到40°，然後放入水合物II(0.3g)的晶種，在溫度進一步降至周圍溫度時開始結晶。在周圍溫度中攪拌生成漿1小時，冷卻至5°，然後用1.5小時加入丙酮(600ml)，用真空過濾收集得到的固體，再用4∶1v/v丙酮/水(2×60ml)和丙酮(60ml)依次衝洗。洗後的固體在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物II(針狀結晶)(26.5g)。
XRD90-95％水合物II(5-10％水合物I)實施例9由老化使水合物II向水合物I的轉化5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(10.0g)和水(200ml)混合物在100°加熱，得溶液。此溶液迅速冷卻至30°，放入水合物II(0.05g)的晶種，然後在無攪拌情況下留置過夜。光學顯微鏡只顯示水合物II特徵性的針形。得到的懸浮液不攪拌，在周圍溫度中老化11天(當光學顯微鏡顯示有水合物I結晶的存在時)，然後攪拌3天。加入丙酮(200ml)，攪拌生成漿1小時。用真空過濾收集生成的固體，再用4∶1 v/v丙酮/水(2×20ml)和丙酮(20ml)依次衝洗。洗後的固體在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物I(平片狀結晶)(9.0g)。
XRD與水合物I相符(＞99％)。
實施例10用鹼使水合物II向水合物I的轉化5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(5.0g，水合物II)在包含咪唑(2.96g)的30ml水中的懸浮液，在30°攪拌加熱40小時。餘下的固體用真空過濾收集，再用水(2×1ml，2×5ml)衝洗，然後在周圍溫度和溼度中風乾，得到水合物I(平片狀結晶)(3.98g)。
IR與水合物I相符。
實施例11
由種晶製備水合物I5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸(5.0g)和水(60ml)的混合物在100°加熱，得溶液。此溶液用真空過濾澄清，得到的固體冷卻至大約50°，放入水合物I的晶種，在50-55°留置1小時，不攪拌，然後在50-55°攪拌1小時。當溫度保持在48-55°時，加入丙酮(70ml)。在50-55°攪拌生成漿1小時。然後在周圍溫度中老化過夜，不攪拌。用真空過濾收集得到的固體，再用4∶1 v/v丙酮/水(2×10ml)和丙酮(2×10ml)依次衝洗。洗後的固體真空乾燥，再在周圍溫度和溼度中重新平衡，得到水合物I(平片狀結晶)(3.8g)。
XRD與水合物I相符(＞99％)。
權利要求
1. 5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體。
2.具有低縱橫比的5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體。
3.根據權利要求2的結晶體，其中結晶是平片狀的。
4.根據權利要求1-3中任何一種結晶體，其中基本上所有的結晶水在大約80-90℃損失。
5.根據權利要求1-4中任何一種結晶體，其X-射線數值見表1所示。
6.具有高縱橫比的5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體。
7.根據權利要求6中的結晶體，其中結晶是針狀的。
8.根據權利要求1，6或7中的任一種結晶體，其中在寬的相對溫度範圍內，其水含量是恆定的。
9.根據權利要求1，6-8中的任一種結晶體，其中大約在84-90℃損失1摩爾結晶水，在大約135-143℃之前損失第二摩爾結晶水。
10.根據權利要求1，6或9中的任一種結晶體，其X-射線數值見表II所示。
11.根據權利要求2-5中任一種結晶體，其中基本上不含權利要求6-10中的任一種結晶體。
12.根據權利要求6-10中任一種結晶體，其中基本上不含權利要求2-5中的任一種結晶體。
13. 5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸結晶體的製備方法，包括使5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸從其水溶液中結晶化。
14.根據權利要求13的方法，用於製備權利要求2-5之任一結晶體。
15.根據權利要求14的方法，其中水溶液的溫度高於大約50℃。
16.根據權利要求15的方法，其中水溶液的溫度為50-55℃。
17.根據權利要求14-16的方法，其中向水溶液中加入的晶種為權利要求2-5中的任一種結晶體。
18.根據權利要求13的方法，用於製備權利要求6-10的結晶體。
19.根據權利要求18的方法，其中水溶液的溫度低於大約40℃。
20.根據權利要求19的方法，其中水溶液的溫度為20-30℃。
21.根據權利要求18-20的任一方法，其中向水溶液中放入的晶種為權利要求6-10的任一種結晶體、
22.根據權利要求13-21之任一方法，包括在水溶液中加入反萃溶劑。
23.根據權利要求22的方法，其中反萃溶劑是一種酮或鏈烷醇。
24.根據權利要求23的方法，其中反萃溶劑是丙酮。
25.根據權利要求2-5的任一種結晶體的製備方法，此方法包括權利要求6-10中任一個結晶體的互變。
26.根據權利要求25的方法，其中的互變受水溶液陳化的影響。
27.根據權利要求25的方法，其中的互變受向水溶液中加入鹼的影響。
28.根據權利要求6-10中任一種結晶體的製備方法，此方法包括把5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸水溶液加入到具有相似體積的反萃溶劑中。
29.根據權利要求28的方法，其中反萃溶劑是丙酮。
30.一種藥物製劑，此製劑包括5-乙醯氨基-2，3，4，5-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體和其一種藥用載體。
31.根據權利要求30的藥物製劑，此製劑為粉劑形式。
32.根據權利要求30的藥物製劑，此製劑為水溶液或懸浮液形式。
全文摘要
乙醯氨基-2，3，4，5，-四脫氧-4-胍基-D-甘油基-D-半乳糖-酮-2-烯吡喃糖酸的結晶體。尤其以其低縱橫比結晶存在的水合物，或以其高縱橫比結晶存在的水合物。
文檔編號A61P31/12GK1142820SQ94194973
公開日1997年2月12日 申請日期1994年12月15日 優先權日1993年12月17日
發明者C·威廉遜, W·J·懷特, V·帕特爾 申請人:拜奧塔科學管理有限公司