专利名称：脱色药的制作方法
技术领域：
本发明涉及4-环戊基间苯二酚一水合物(4-cyclopentyl resorcinolmonohydrate)和它的I型多晶型物。
背景技术：
在人类中，肤色起因于一系列复杂细胞过程，这些过程是在称为黑素细胞的一群细胞内进行的。黑素细胞位于表皮的下部，它们的功能是合成色素、黑色素，黑色素保护身体不受紫外辐射的损害作用。
皮肤色素沉着形成，即黑素生成的机理包括以下主要步骤酪氨酸→L-多巴(Dopa)→多巴醌多巴色素→黑色素。该系列中的前两个反应由酶、酪氨酸酶催化。酪氨酸酶的活性由α-黑素细胞刺激激素和UV射线的作用促进。
典型地，黑素生成导致较暗的肤色(即棕褐色)。但是，黑素生成还可导致不受欢迎的色素沉着图案。这种不受欢迎的色素沉着的例子包括老年斑、雀斑(liver spot)、黑斑病、色素沉着过度等。这引起对寻找能抑制黑素生成的化合物的研究。该研究的一个目标是酪氨酸酶，能在黑色素产生中催化初始步骤的酶。
美国专利6132740公开了一类酪氨酸酶抑制剂。这些化合物为4-环烷基间苯二酚。′740专利中公开的一种化合物是4-环戊基间苯二酚。′740专利的实施例2描述了4-环戊基间苯二酚的制备。实施例2中描述的合成可导致油的产生。尽管这种油为有效的酪氨酸酶抑制剂，但不能以所需要的量容易地生产来支持临床发展。
实施例2的合成产生大量4-环戊基间苯二酚的各种位置异构体。这类异构体的例子包括2-环戊基间苯二酚、4，6-二环戊基间苯二酚、2，4-二环戊基间苯二酚等。难以将4-环戊基间苯二酚从其位置异构体中分离出，尤其在所有化合物作为油存在时。因此，本领域中存在对可比现有技术的无水物更容易产生的4-环戊基间苯二酚固体形式的需求。
发明概述根据本发明，发现了4-环戊基间苯二酚的新型固体形式。固体形式为4-环戊基间苯二酚一水合物。4-环戊基间苯二酚一水合物可用下面的式表示 本发明的另一方面涉及4-环戊基间苯二酚一水合物的特定结晶多晶型物。这种多晶型物称为I型多晶型物。它具有下文中描述的特征粉末X射线衍射图(XRPD)。I型多晶型物的单晶结构也在下文中测定并报告。
可使用4-环戊基间苯二酚的一水合物和其I型多晶型物使皮肤发亮(即作为脱色药(depigmentation agent))。在更特别的实施方案中，化合物被掺入到局部剂型中，患者可直接将其施用到需要变亮的皮肤区域。
在又一实施方案中，本发明涉及含有一水合物或其I型多晶型物的加工制品，其被包装用于零售，并有建议消费者如何使用产品使皮肤变亮的说明。
图1描述在2.5°2θ到40°2θ范围内I型多晶型物的X-射线粉末衍射图。
图2显示在7°2θ到28°2θ紧缩范围内I型多晶型物的X-射线粉末衍射图。
图3显示4种不同批次的I型多晶型物的X-射线粉末衍射。
发明详述A.表征方法1)试验X-射线粉末衍射利用Shimadzu XRD-6000X-射线粉末衍射仪使用Cu Kα辐射进行图3中所示的批次编号2、3和4的这些X-射线粉末衍射(XPRD)分析。仪器装备有细焦X-射线管。管电压和电流强度分别设为40kV和40mA。发散和散射狭缝设在1°，接收狭缝设在0.15mm。用NaI闪烁检测器检测衍射辐射。从2.5-40°2θ使用3°/min(0.4s/0.02°步)的θ-2θ连续扫描。分析硅标样以检查仪器校准(instrument alignment)。使用Shimadzu XRD-6000v.4.1软件收集和分析数据。通过将样品放在硅样品支架上并用磨砂载玻片对准制备分析用样品。
使用装备有弯曲位置-敏感检测器的Inel XRG-3000衍射仪使用Cu Kα辐射进行图1、2和图3(批次#1)中所示的X-射线粉末衍射(XPRD)分析。在120°的2θ范围内以0.03°的分辨力实时收集数据。管电压和电流强度分别是40kV和30mA。用硅塞入物将样品包在铝支架中并分析。每天分析硅标样以检查仪器校准度。使用INEL Winplot v3.11软件收集数据，使用Shimadzu XRD-6000v.4.1软件分析。
这对于本领域的技术人员是显而易见的，即任何X-射线粉末衍射的结果可能有变化。这种变化可归因于试验样品制备、所用X-射线衍射仪的具体型号、操作人员的技术等。如果在限定X-射线粉末衍射图中特征峰的位置时使用术语“大约”，则该术语被定义为2θ值±0.2°2θ。
2)X-射线单晶结构测定在随机取向上安放I型单晶。在可从Bruker AXS，Inc.，Madison，WI得到的Bruker SAMRT IK CCD衍射仪上利用Mo Kα辐射进行初步检查和数据收集。在3°＜θ＜28°的范围内使用6145反射的装置角从最小二乘求精法得到晶格常数和用于数据收集的取向矩阵。结构通过直接法解出。通过在F2上的满矩阵法最小二乘求结构精确解。在160K下测定晶体结构，在空间群P21/c中求解，并精确到最终R为0.04(F2＞2σ)。
B)4-环戊基间苯二酚一水合物如上所述，发现了4-环戊基间苯二酚的新形式。这种新形式为4-环戊基间苯二酚的一水合物。这种物质可用下面的式表示 术语“一水合物”一般用于描述1个水分子与一个给定化合物分子(即1∶1摩尔比)缔合(associate)的物质。本申请中使用的术语“一水合物”不应被认为具有这种限制性意义。本发明人发现水与4-环戊基间苯二酚的摩尔比可变化。本申请中使用的术语“4-环戊基间苯二酚一水合物”指每摩尔4-环戊基间苯二酚包含约0.7摩尔水到约1.4摩尔水的物质。在更具体的实施方案中，一水合物每摩尔4-环戊基间苯二酚具有约0.8至约1.2摩尔水。在更具体的实施方案中，一水合物每摩尔4-环戊基间苯二酚具有约0.9至约1.2摩尔水。
与现有技术的形式相比，这种新形式具有很多优点。一个主要优点是从上述位置异构体如2-环戊基间苯二酚、4，6-二环戊基间苯二酚、2，4-二环戊基间苯二酚中分离4-环戊基间苯二酚简单。读者可注意到实施例1-3说明了这种简化的回收。4-环戊基间苯二酚的水合物将从反应混合物中结晶。其可通过过滤而不是现有技术形式所要求的蒸馏或柱色谱法来从位置异构体中分离。
C)4-环戊基间苯二酚的I型多晶型物4-环戊基间苯二酚一水合物可作为结晶多晶型物存在。迄今已确定一种结晶多晶型物。为了简单，下文中将称为“I型多晶型物”。
I型多晶型物可通过它的特征X-射线粉末衍射图来确定。图I-III的检查表明I型多晶型物表现出三个特征峰。特征峰为在粉状XPRD图形中具有显著相对强度的峰。
一个峰出现在大约8.1°2θ处。第二个峰出现在大约23.8°2θ处。第三个峰出现在大约16.2°2θ处。这些峰中的任何一个可单独或联合用于确定I型多晶型物。
除了这些特征峰外，图I-III的检查表明还可确定其它次峰。这些附加峰的强度随多晶型物样品的具体取向而变化。这些附加峰可用于确认I型多晶型物的存在，但它们的缺少不应用于确定具体材料不是I型多晶型物。这些次要峰包括13.9，14.3，18.4，19.3，20.1，21.2，25.8和26.54(以°2θ表示，±0.2°2θ)。
还测定了I型多晶型物单晶的结构。晶胞参数示于下面的表I。表II描述了原子坐标和各向同性位移参数。表III描述了氢原子坐标和各向同性位移参数。
表II型多晶型物的空间群和晶胞参数型I晶体系统 单斜晶系空间群P21/c晶胞尺寸a() 11.313±0.001b() 7.495±0.001c() 12.881±0.001β(°)110.00±0.01体积(3)987±1Z(分子/晶胞) 4密度(g/cm3) 1.27g/cm3温度 160K表II4-环戊基间苯二酚一水合物的原子坐标和各向同性位移参数(2)原子 xyzUeqC10.33884(11) 0.34881(15) 0.46048(9) 0.0200(3)C20.37848(11) 0.44298(16) 0.55910(10) 0.0218(3)C30.34955(11) 0.62334(16) 0.55900(10) 0.0226(3)C40.28624(12) 0.70935(16) 0.46046(11) 0.0267(3)C50.24834(12) 0.61175(17) 0.36262(10) 0.0251(3)C60.27024(11) 0.42885(16) 0.35932(9) 0.0206(3)C70.22214(11) 0.31688(16) 0.25502(9) 0.0222(3)C80.15127(14) 0.41590(19) 0.14728(10) 0.0323(3)C90.07751(14) 0.2711(2)0.06620(11) 0.0334(3)C10 0.07740(13) 0.10516(19) 0.13677(11) 0.0312(3)C11 0.12575(13) 0.17259(18) 0.25632(10) 0.0307(3)O10.36575(9) 0.16912(11) 0.46057(7) 0.0265(2)O30.38290(10) 0.71979(12) 0.65606(8) 0.0301(2)O12 0.48669(10)0.52361(12) 0.84256(7) 0.0265(2)Ueq定义为正交化Uij张量迹线的三分之一。
表III4-环戊基间苯二酚一水合物的氢原子坐标和各向同性位移参数(2)
原子 x y z UegH20.42500.38480.62620.026H40.26890.83350.45960.032H50.20580.67210.29530.030H70.29600.25570.24500.027H8A 0.21100.47720.11830.039H8B 0.09320.50560.15970.039H9A 0.11870.24410.01140.040H9B -0.0096 0.31130.02630.040H10A -0.0086 0.05570.11770.037H10B 0.13350.01160.12550.037H11A 0.16620.07520.30830.037H11B 0.05650.22390.27740.037H10.4093(16)0.140(2) 0.5238(14)0.032H30.4151(16)0.654(2) 0.7117(14)0.036H12A 0.4323(15)0.477(2) 0.8658(14)0.032H12B 0.5335(16)0.440(2) 0.8378(13)0.032Ueq定义为正交化Uij张量迹线的三分之一。
C)制备方法反应图解I 可通过本领域的技术人员已知的类似方法制备4-环戊基间苯二酚一水合物和它的I型多晶型物，这些方法描述在反应图解I中。
最初的步骤是制备4-环戊基间苯二酚。这可按美国专利6132740所述完成，本文借此引入作为参考。进行Friedel-Crafts反应，其中间苯二酚与过量的环戊醇在催化剂如多磷酸存在下接触，并加热混合物直到反应完成。可通过萃取回收4-环戊基间苯二酚。蒸发萃取物的有机相产生4-环戊基间苯二酚和它的位置异构体的混合物。
为得到4-环戊基间苯二酚的一水合物，或它的I型多晶型物，必须改进上述分离和回收过程。这可使用类似于本领域中那些已知的方法在足够水存在下使无水物重结晶来实现。将无水物溶解在重结晶溶剂中，冷却，使所需的一水合物从溶液中沉淀成I型多晶型物。一种合适的重结晶溶剂为水和甲苯的混合物。甲苯与水的比可大范围变化。I型多晶型物可通过过滤或蒸发分离，这在本领域中是已知的。
发现没有必要进行单独的萃取和重结晶。I型多晶型物可通过使用甲苯和水的混合物作为萃取溶剂直接回收。冷却时，I型多晶型物从溶液中结晶。同样，也可使用其它重结晶溶剂。已从乙醇/水、甲醇/水和异丙醇/水的混合物产生I型多晶型物。读者注意到实施例1-3中更详细描述了这种重结晶。
D.药理学和剂量如上所述，美国专利6132740描述了4-环戊基间苯二酚的药理学。它是酪氨酸酶抑制剂。它可用于抑制黑素细胞产生黑色素(即抑制黑素生成)。4-环戊基间苯二酚一水合物和它的I型多晶型物也是酪氨酸酶抑制剂(下文中“化合物”)。它们可以按与‘740专利中所述相同的方式用于抑制黑素生成。因此，化合物可用于使不适当色素沉着的皮肤区域变亮。
这类不适当色素沉着的例子包括日光和简单斑点(包括老年斑/雀斑)、黑斑病/黄褐斑和发炎后色素沉着过度。化合物还可用于减少非病变的皮肤黑色素含量以便按使用者的需要使用引起较亮的肤色，或防止暴露于UV辐射的皮肤中黑色素聚集。它们还可与脱皮药(包括乙醇酸或三氯乙酸去皮素)联合使用使肤色变亮并防止色素再沉着。
化合物还可与防晒剂(UVA或UVB阻断剂)联合使用来防止色素再沉着，以抵抗日光或UV引起的皮肤变暗或增强它们减少皮肤黑色素和它们皮肤脱色作用的能力。本发明中使用的化合物还可与4-羟基苯甲醚联合使用。本发明中使用的化合物还可与抗坏血酸、它的衍生物和抗坏血酸类产品(如抗坏血酸镁)或能促进或增强它们减少皮肤黑色素和它们皮肤脱色作用能力的具有抗老化机理的其它产品(如白藜芦醇)联合使用。
作为一般准则，将局部给药化合物。它们将被直接施加到需要脱色或增亮的皮肤区域。制备包含约0.1-10w/w％化合物的局部制剂如霜剂、洗液、软膏、凝胶等。然后将化合物每天1到4次施加到受影响区域。如果系统给药化合物，则每天给药从约0.1mg/kg到约100mg/kg，任选以分剂量形式。
E.药物制剂如果需要，可直接给药化合物，而不用任何载体。但是，为便于给药，它们一般被配制到药物载体内。同样，它们大多数一般被配制到皮肤病学或化妆品载体中。在本申请中，术语“皮肤病学载体”和“化妆品载体”互换使用。它们指设计用于直接给药到皮肤或毛发的制剂(即局部制剂)。
对于口服给药，化合物可被配制成固体或液体制剂如胶囊、药丸、片剂、锭剂、熔化剂、粉剂、混悬剂或乳剂。固体单元剂型可为包含例如表面活性剂、润滑剂和惰性填料如乳糖、蔗糖和玉米淀粉的普通凝胶型胶囊，或它们可为缓释制剂。
在另一实施方案中，可利用常规片剂主要成分如乳糖、蔗糖和玉米淀粉联合粘合剂如阿拉伯胶、玉米淀粉或明胶、崩解剂如马铃薯淀粉或褐藻酸、和润滑剂如硬脂酸或硬脂酸镁将化合物制成片剂。可通过将活性成分溶解在水溶性或非水溶性药物可接受溶剂中制备液体制剂，其还可包含本领域中已知的悬浮剂、甜味剂、调味剂和防腐剂。
对于肠胃外给药，可将化合物溶解在生理学可接受的药物载体中，并作为溶液或混悬剂给药。示例性的合适药物载体为水、盐水、葡萄糖溶液、果糖溶液、乙醇或动物油、植物油或合成源油。药物载体还可包含本领域中已知的防腐剂、缓冲液等。当鞘内注射给药化合物时，它们也可溶解在脑脊液中，这在本领域中是已知的。
但是，典型地，化合物将被结合到适于局部给药的制剂中。可使用本领域中已知的任何局部制剂。这类局部制剂的例子包括洗液、喷雾剂、霜剂、软膏、油膏、凝胶等。制备局部制剂的实际方法对本领域中那些技术人员来说是已知的和显而易见的，并详细描述在Remington′s PharmaceuticalScience，1990(上文)；和Pharmaceutical Dosage Forms and Drug DeliverySystems，第6版，Williams & Wilkins(1995)。
在又一实施方案中，上述制剂可被包装用于零售(即工业试剂盒或产品)。包装将包含建议患者如何使用产品以使他们的皮肤变亮的说明。这种说明可印刷在盒上，可为单独的散页，或印刷在盛放制剂的容器的面上等。
F.实施例提供下面的实施例以进一步说明本发明。它们不应被解释为以任何方式限制本发明。
实施例I下面的实施例描述了制备4-环戊基间苯二酚一水合物I型多晶型物的一种方法。
将间苯二酚(150g，1.36mol)、环戊醇(125ml，1.38mol)和磷酸(85％，在水中)装在装备有搅拌棒的500ml圆底烧瓶中。烧瓶装有回流冷凝器，用氮气吹扫，在120℃(油浴温度)下加热混合物26小时。这段时间后，TLC分析表明原料间苯二酚仍存在。向反应混合物中再加入环戊醇(25ml，0.25mol)，继续加热2.5小时。冷却时，用水(500ml)和乙酸乙酯(600ml)稀释混合物。分离有机层，用乙酸乙酯(3×500ml)萃取水层。通过小心加入过量饱和碳酸氢钠水溶液中和合并的有机层，用盐水(300ml)洗涤，干燥(硫酸镁)和浓缩。将残余物溶解在甲苯(500ml)中，并加入水(20ml，1.11mol，0.8当量)。搅拌溶液大约30s，并在周期性搅拌下在冰/水浴中冷却。4小时后，过滤固体，并在结晶皿中放置风干16小时得到I型多晶型物，为有色晶体(118.22g)。在甲苯中重结晶得到I型多晶型物，为白色片(93g，35％)。试验得到C 67.44，H 8.22％；C11H16O3要求C 67.32，H 8.22％。IR数据(νmax/cm-1)3199.2br，2963.8s，2863.5s，1624.2m，1604.7s，1528.3s，1457.3s，1395.3s，1349.7w，1287.4m，1265.2s，1228.0s，1179.4m，1166.9m，1108.1s，977.8s，826.5s，749.1m，723.9m，703.8m和627.9m。
用如上所述产生的4-环戊基间苯二酚一水合物样品产生X-射线粉末衍射图。该测试的结果描述在图I、II和图III(批次#1)中。
实施例II通过从异丙醇和水中重结晶得到I型多晶型物的单晶。这种I型多晶型物单晶的结构报道在上面表I中。
实施例III下面的规程描述制备4-环戊基间苯二酚一水合物的可供选择的方法。使用甲苯和水作为萃取溶剂。
向充满N2的压力反应器中装入间苯二酚(44.0g，0.40mol)、环戊醇(44mL，0.49mol)和85％的H3PO4水溶液(55mL，0.80mol)。加热浆液至95-120℃，保持6-18小时。冷却粉红色反应混合物到～70℃，并用水(50mL)和甲苯(200mL)稀释。在60±5℃时分离形成层。弃掉底部橙色水层。用2×50mL水在60±5℃下萃取剩余的粉红色有机层，然后用碳(5g)在60±5℃下搅拌1-2小时。通过Supercel热过滤浆液，用热甲苯(50ml)冲洗滤饼。用5mL水稀释橙色滤液，并冷却到～30℃，此时产物结晶。冷却浆液到0-5℃，并收集产物，用冷甲苯(40mL)洗涤，并在漏斗上抽干得到41g 4-环戊基间苯二酚一水合物，为白色至浅粉红色固体(≥98％面积，HPLC)。如果需要，可从热甲苯(5mL/g)中重结晶材料，通过Supercel和/或硅胶碳(10wt％)过滤(carbon(10％by weight)filtering)得到4-环戊基间苯二酚I型多晶型物，为白色固体(≥99.7％，HPLC)。
测定按上述规程产生的三(3)种不同批次的I型多晶型物的粉末X-射线衍射图。图III描述了这种数据(批次#2-4)。
实施例IV通过Karl Fischer分析测定按实施例1产生的4-环戊基间苯二酚一水合物的水含量。按照下面的方式进行这些分析i)库伦Karl Fischer(KF)分析使用Mettler Toledo DL39Karl Fischer滴定仪进行分析。将大约15-20mg样品放在包含Hydranal-Coulomat AD的KF滴定容器中，并混合10秒种确保溶解。然后利用通过电化学氧化产生碘的发生器电极(generator electrode)滴定样品。重复测定三次以确保再现性。
ii)测定水用的容量Karl Fischer(KF)分析使用Mettler Toledo DL38Karl Fischer滴定仪进行分析。将大约10-20mg样品放在包含Hydranal无水甲醇的KF滴定容器中，并混合10秒种确保溶解。然后用Hydranal Composite 5滴定样品至合适的终点。重复测定两次以确保再现性。用Hydranal Water Standard 10.0标准化滴定剂。
得到下面的结果表II
表II中的数据说明，申请人产生了4-环戊基间苯二酚的一水合物。
权利要求
1.4-环戊基间苯二酚一水合物。
2.4-环戊基间苯二酚一水合物的I型多晶型物。
3.4-环戊基间苯二酚一水合物的结晶多晶型物，所述结晶多晶型物的X-射线粉末衍射图在约8.1处具有以°2θ表示的特征峰。
4.4-环戊基间苯二酚一水合物的结晶多晶型物，所述结晶多晶型物的X-射线粉末衍射图在约23.8处具有以°2θ表示的特征峰。
5.4-环戊基间苯二酚一水合物的结晶多晶型物，所述结晶多晶型物的X-射线粉末衍射图在约8.1和23.8处具有以°2θ表示的特征峰。
6.权利要求5的结晶多晶型物，其在约16.2处具有以°2θ表示的特征峰。
7.权利要求5的结晶多晶型物，其在约20.0和25.8处具有以°2θ表示的至少一个峰。
8.权利要求5的结晶多晶型物，其在约13.9、14.3、18.4、19.3、20.0、21.3、25.8或26.5处具有以°2θ表示的至少一个峰。
9.权利要求2的结晶多晶型物，表现出基本类似于图I所示的X-射线粉末衍射图。
10.4-环戊基间苯二酚一水合物的结晶多晶型物，在160K下表现出单晶X-射线结晶分析具有等于如下的晶体晶胞参数表II型多晶型物的空间群和晶胞参数型 I晶体系统 单斜晶系空间群 P21/c晶胞尺寸a()11.313±0.001b()7.495±0.001c()12.881±0.001β(°) 110.00±0.01体积(3) 987±1Z(分于/晶胞)4密度(g/cm3)1.27g/cm3温度160K。
11.权利要求1至10中任意一项的化合物在生产减少色素沉着用药物中的应用。
12.一种药物制剂，包含有效量的权利要求1至10或11中任意一项的化合物，并混有至少一种药物可接受载体。
全文摘要
本发明涉及4－环戊基间苯二酚一水合物，它的I型多晶型物，包含这些化合物中至少一种的制剂，和它们使皮肤变亮的用途。
文档编号A61K8/33GK1747921SQ200480003956
公开日2006年3月15日 申请日期2004年1月30日 优先权日2003年2月11日
发明者马丁·J·普罗克特, 威廉·T·加特里尔 申请人:沃纳-兰伯特公司