具有新晶型的苯甲基吡唑啉酮化合物的制作方法

具有新晶型的苯甲基吡唑啉酮化合物
1.说明书
2.本发明涉及药物和医学，特别是某些用于脑缺血的具有抑制脂质过氧化能力的药物，更具体地，涉及吡唑啉酮衍生物的药物，特别是苯甲基吡唑啉酮。
3.在人体内，脂质氧化通过链式反应发生[yamamoto y、niki e、kamiya y、shimasaki h，oxidation of lipids.oxidation of phosphatidylcholines in homogeneous solution and in water dispersion.(脂质的氧化.磷脂酰胆碱在均匀溶液中和在水分散体中的氧化.)biochim biophys acta(《生物化学与生物物理学报：生物膜》).1984；795:332
–
340；yamamoto y、niki e、eguchi j、kamiya y、shimasaki h，oxidation of biological membranes and its inhibition(生物膜的氧化及其抑制).free radical chain oxidation of erythrocyte ghost membranes by oxygen(红细胞空壳膜在氧作用下的自由基链式氧化).biochim biophys acta(《生物化学与生物物理学报：生物膜).1985；819:29
–
36]，其中单个自由基可以产生数千个脂质氢过氧化物分子，导致生物膜损伤和细胞功能受损[yamamoto y、niki e、kamiya y、miki m、tamai h、mino m，free radical chain oxidation and hemolysis of erythrocytes by molecular oxygen and their inhibition by vitamin e(红细胞在分子氧作用下的自由基链式氧化和溶血及其受维生素e的抑制).j nutr sci vitaminol(tokyo)(《营养科学和维生素杂志》(东京)).1986；32:475
–
479]。全脑缺血或局部缺血后再灌注增加了自由基的产生，这些自由基通过将磷脂的不饱和脂肪酸氧化成过氧化物化合物而损伤脑细胞膜。这导致缺血性脑损伤、水肿、心脏病发作和神经元病。所以，中和这种氧化是非常重要的任务。因此，需要创造用于治疗急性缺血性中风的自由基受体药物。
[0004]
现在已知的苯甲基吡唑啉酮(fmp)化合物，其化学名为1
‑
苯基
‑3‑
甲基
‑5‑
吡唑啉酮，分子式为c
10
h
10
n2o。fmp是一种中和上述氧化的化合物，因此可以用于治疗急性缺血性中风和治疗肌萎缩侧索硬化症。
[0005]
所提及的fmp是低分子量的抗氧化剂，它主动地与过氧化氢自由基相互作用。由于其两亲性质，fmp吸收脂肪和水溶性过氧化氢自由基，从而将电子传递给该自由基。因此，它通过吸收引发链式化学反应的水溶性过氧化氢自由基以及支持该链的脂溶性过氧化氢自由基来抑制脂质氧化。据发现，fmp治疗肌萎缩侧索硬化症的作用机制是吸收过氧亚硝酸盐。
[0006]
除了所述化合物与这些病理有关的高效能之外，也存在一些问题，解决这些问题将改善药物的治疗性质并且使其更安全。
[0007]
例如，特定物质具有低水平的溶解度，这使得药物的使用和其有效浓度溶液的制造变得复杂。
[0008]
还已知fmp在与空气接触时或与溶液一起加热时不稳定，在此期间物质被破坏并且形成大量有害杂质。
[0009]
除此之外，在用所述化合物制备药物时，相当大量的该化合物沉积在设备的部件上，这导致损失以及恢复现成溶液的所需浓度的问题。
[0010]
所提及的问题通过在药物的制造中添加增大溶解度的试剂得到部分解决，但这显著延长了工艺过程并且需要额外试剂的复合物，如例如专利cn108324683中所述。
[0011]
特定物质的不稳定性问题可以通过向组合物中引入稳定剂来克服，如例如专利cn107823128中所述。
[0012]
因此，通过扩展工艺和向生产方法中引入新步骤，以及将成分添加到成品药物的组合物中，解决了所述问题。然而，这只能部分解决该问题。药物的活性成分需要小心混合，因为混合伴随着活性物质沉积在设备壁上而造成的大量损失。或者需要引入具有潜在危险性的增溶剂。
[0013]
将附加组分引入成品药物中和附加处理增加了药物在包装中储存期间的稳定性，但是在打开包装容器后第一次与空气接触时，化合物的破坏过程是不可避免的—化合物本身在药物制备中保持不变，具有其通常的性质，因此当其与空气接触时开始崩解。
[0014]
因此，需要解决的fmp的生产和使用中的问题以及本发明的作者的实际目标是增加活性物质的溶解度、药物在储存和与空气接触期间的稳定性，以及找到减少活性物质在成品医药产品的制备中的损失的方法。
[0015]
这些问题通过创造新的fmp多晶型来解决，由于所提出的晶体结构特征，该多晶型获得了新的性质。一种苯甲基吡唑啉酮化合物，其具有对应于由德拜
‑
谢勒(debye
‑
scherer)粉末x射线衍射法测定的参数的晶型，其中晶胞的参数对应于：
[0016][0017]
对于该化合物，其中晶体衍射图案的角度2θ对应于：4.73
°
、5.98
°
、9.11
°
、9.94
°
、11.45
°
、14.74
°
、15.85
°
、17.09
°
、21.60
°
。对于该化合物，其中晶体的晶面间距对应于：2.37、
[0018]
另外，还创造了用于制备具有晶型的化合物的方法，涉及对所获得的物质进行重结晶，并且包括以下步骤：i)将合成中获得的晶体溶解在乙醇中，在回流下加热至45℃；ii)在不冷却的情况下，通过惰性材料过滤器过滤所得的溶液；iii)将所述溶液冷却至5℃，以形成沉淀物(晶体)；iv)用乙酸乙酯洗涤所获得的晶体，以除去杂质；v)在旋转蒸发仪中在真空下干燥经洗涤的晶体。在该方法中，步骤i)在65％乙醇中进行，其中步骤ii)使用由选自下组的惰性材料制成的过滤器进行：玻璃纤维、钢、聚丙烯；步骤iv)在室温下用乙酸乙酯溶液进行；步骤v)在30℃下进行。
具体实施方式
[0019]
fmp的特征在于酮
‑
烯醇互变异构，并且它具有三种异构结构：酮型、烯醇型和胺型。与中性分子一样，fmp阴离子也具有三种共振结构。因此，在生理条件下(在ph 7.4的水
中)，fmp作为中性形式和阴离子形式的混合物存在，每种形式都含有互变异构形式和共振结构。这些性质的存在在某种程度上为fmp提供了抗氧化活性[how is edaravone effective against acute ischemic stroke and amyotrophic lateral sclerosis？(依达拉奉如何有效对抗急性缺血性卒中和肌萎缩侧索硬化症？)kazutoshi watanabe、masahiko tanaka、satoshi yuki、manabu hirai、yorihiro yamamoto.j clin biochem nutr(《生物化学与营养杂志》).2018年1月；62(1):20
–
38.在线发布时间：2017年11月11日]。
[0020][0021]
fmp具有三种异构结构：酮型、在第5位具有羟基基团的烯醇型(类酚结构)，以及在第二个原子上具有氢原子的胺型。与中性分子一样，fmp阴离子也具有三种共振结构。
[0022]
酮型比烯醇型更稳定，后者更容易与氧气和其他氧化剂反应。因此，fmp的形式的酮
‑
烯醇比的变化可以提高化合物的稳定性并且延长其保存期限。
[0023]
酮型的结构式为：
[0024]
烯醇型的结构式为：
[0025]
本发明的作者研究了fmp的性质，并且提出改变化合物的酮
‑
烯醇平衡可以改变其
性质，使得化合物更稳定，并且延长其保存期限。然而，前提条件是保持治疗性质不变并且增加使用的安全性。考虑到物质晶型的变化不改变治疗性质，进行了一系列实验来改变fmp分子晶体的结构。
[0026]
另外，已知化合物的溶解度受晶格性质的影响，即，通过改变晶格可以改善物质的可溶性。
[0027]
考虑到晶体能够在其表面上聚积静电荷，容器壁上和零件表面上沉积相对大量的药物的问题是由于静电吸引到相反符号的电荷在其上聚积而造成的。这种性质可以根据晶格的结构而变化。
[0028]
因此，通过实验获得了在fmp的酮
‑
烯醇比中具有60％至90％的酮型的化合物，而其他已知的多晶型含有约50％的每种形式的fmp。酮
‑
烯醇比通过x射线衍射分析来确定。
[0029]
通过在25℃和60％湿度的气候室中的实验证实了所得多晶型的稳定性提高。在这些条件下的24个月内，该物质的样品没有改变其关键特征：碱性物质的含量、杂质的含量、ph。
[0030]
fmp的新形式使所获得的化合物在水中的溶解度为0.3mg/ml，而对于已知形式，该数字小于0.2mg/ml。所获得的样品的溶解度通过在25℃下剧烈搅拌30分钟溶解在水中来检查。
[0031]
基于德拜
‑
谢勒的粉末x射线衍射分析方法(通过x射线衍射调查研究小晶体材料的结构的方法(多晶法))对所获得的fmp新晶型的结构分析显示其与已知fmp晶型具有显著的差异。本发明的作者假设晶格的变化伴随着fmp晶格中分子取向的变化，这进而导致化合物晶体聚积电荷的能力的变化。
[0032]
进行以下模型实验以测试新多晶型的静电粘附能力。将fmp样品放置在316l不锈钢罐中，类似于用于制造工业制药设备的工作零件的钢。在罐中充分混合之后，pmf从中释放出来，并且测量罐覆盖有fmp晶体的表面积。对于已知的多晶型，该数字是19.5％，对于新晶型则为12.8％，减少了约三分之一。
[0033]
因此，根据已知的合成方法制备了特定化合物：
[0034][0035]
在下文中，为了改变晶型，通过根据下一个通用技术方案将fmp重结晶，对物质进行了进一步的纯化：
[0036]
·
将所获得的fmp晶体溶解在65％乙醇中，通过在回流下加热至45℃。
[0037]
·
在不冷却的情况下，通过惰性材料过滤器过滤所得的溶液。
[0038]
·
将溶液冷却。
[0039]
·
在室温下用乙酸乙酯洗涤所获得的fmp晶体，以除去可溶性杂质。
[0040]
·
在旋转蒸发仪中在真空下干燥经洗涤的晶体。
[0041]
产品收率大约为60％。
[0042]
重结晶过程是在溶解阶段的温度和时间变化、经洗涤的晶体的冷却和干燥期间的温度变化的情况下连续进行的。
[0043]
通过x射线衍射分析验证所获得的样品。
[0044]
样品#1
[0045]
，将合成过程中获得的fmp晶体溶解在65％乙醇中，在45℃条件下回流加热30分钟。
[0046]
在不冷却的情况下，通过惰性材料过滤器过滤所得的溶液。
[0047]
将溶液冷却至8℃。
[0048]
在室温下用乙酸乙酯洗涤所获得的fmp晶体20分钟，以除易溶解在其中的杂质。
[0049]
在旋转蒸发仪中在真空和20℃下干燥经洗涤的晶体。
[0050]
测试单晶胞参数。
[0051]
研究了单晶之一的衍射指数，并且通过x射线衍射分析来确定化合物的结构。应用
了粉末x射线衍射分析方法(德拜
‑
谢勒方法)。
[0052]
根据样品#1的晶胞参数
[0053][0054]
是晶胞的长度；
[0055]
是晶胞的高度；
[0056]
是晶胞的宽度；
[0057]
β
°
是晶胞的对称角；
[0058]
是晶胞的体积。
[0059]
获得了粉末#1的衍射图案，并且使用布拉格公式确定2θ衍射角和晶面间距。
[0060]
从样品#1的衍射图案获得的角度2θ为：5.15、6.17、8.95、10.00、11.45、14.35、15.44、16.95、21.60
°
。
[0061]
为样本#1限定的平面距离为：7.91、6.64、4.55、4.08、3.56、2.84、2.65、2.41、
[0062]
样品#2
[0063]
将合成过程中获得的fmp晶体溶解在65％乙醇中，通过在回流下加热至45℃维持20分钟。
[0064]
在不冷却的情况下，通过惰性材料过滤器(玻璃纤维、钢、聚丙烯等)过滤所得的溶液。
[0065]
将溶液冷却至5℃。在冷却期间，发生fmp的结晶(沉淀)。
[0066]
在室温下用乙酸乙酯洗涤所获得的fmp晶体20分钟，以除去易溶解在其中的杂质。
[0067]
在旋转蒸发仪中在真空和30℃下干燥经洗涤的晶体。
[0068]
测试了单晶胞参数。
[0069]
对于单晶之一，通过x射线衍射分析研究了衍射指数以确定化合物的结构。
[0070]
研究单晶之一的衍射指数以确定化合物的结构。
[0071]
根据晶体#2的样品的晶胞参数
[0072][0073][0074]
样品#2的晶体的衍射图案的角度2θ为：4.73
°
、5.98
°
、9.11
°
、9.94
°
、11.45
°
、14.74
°
、15.85
°
、17.09
°
、21.60
°
。
[0075]
样品#2的晶体的晶面间距为：样品#2的晶体的晶面间距为：2.37、
[0076]
样品#3
[0077]
重结晶过程根据针对样品#2的方案进行，但洗涤步骤进行30分钟，并且冷却阶段在10℃下进行，直至沉淀。
[0078]
该样品不含适用于测定单位晶胞参数的晶体，因此将其用作粉末来测定主衍射角和晶面间距。
[0079]
从样品#3的衍射图案获得的角度2θ为：5.24、6.19、8.92、9.98、11.43、14.33、15.46、16.99、21.51。
[0080]
平面距离为：7.77、6.58、4.57、4.08、3.57、2.85、2.64、2.41、1.90
°
。
[0081]
样品#4
[0082]
重结晶过程根据针对样品#2的方案进行，但洗涤步骤在40℃的温度下进行30分钟，并且冷却阶段在10℃的温度下进行，直至沉淀。
[0083]
在样品材料中发现了适用于测定单位晶胞的参数的单晶。
[0084]
样品#4的晶胞参数
[0085][0086]
样品#5
[0087]
重结晶过程根据针对样品#2的方案进行，但洗涤步骤在40℃的温度下进行30分钟，并且冷却阶段在7℃的温度下进行以使沉积物沉淀，在35℃下干燥经洗涤的晶体。
[0088]
该样品不含适用于测定单位晶胞参数的晶体，因此将其用来测定主衍射角和晶面间距。
[0089]
从样品#5的衍射图案获得的角度2θ为：5.15、6.19、9.00、9.92、11.39、14.24、15.36、16.88、21.40。
[0090]
平面距离为：7.91、6.58、4.53、4.11、3.58、2.87、2.66、2.42、1.91。
[0091]
样品#6
[0092]
重结晶过程根据针对样品#2的方案进行，但洗涤步骤在35℃的温度下进行35分钟，并且冷却阶段在10℃的温度下进行以使沉积物沉淀，在35℃下干燥经洗涤的晶体。
[0093]
在样品材料中发现了单晶，其适用于测定单位晶胞的参数。
[0094]
样品#6的晶胞参数
[0095]
[0096]
根据剑桥结晶学数据中心的剑桥结构数据库(csd)，样品物质对应于苯甲基吡唑啉酮化合物。
[0097]
测量了测试样本的分子的基本键长和价角。
[0098][0099][0100]
与已知的fmp形式相比，调查研究了示出最佳溶解度和静电指数的样品#2的关键质量指标。
[0101]
在25℃和60％相对湿度下储存24个月之后，fmp的已知多晶型和新颖多晶型的关键质量指标的比较
[0102][0103][0104]
从上表可以看出，fmp的新形式更加稳定，并且其中杂质形成的速度低得多。
[0105]
较好的溶解度使得制造所述药物更容易且更便宜，并且避免使用潜在有毒的增溶剂(溶解度增强剂)。
[0106]
实验中证实的静电粘附减少使得可以降低生产损失并且优化基于fmp的药物的工业生产过程。