富马酸沃诺拉赞单晶及其制备方法和用途与流程

本发明属于化学合成领域，具体而言，本发明涉及一种富马酸沃诺拉赞单晶及其制备方法和用途。

背景技术：

武田制药研制的口服抗胃酸新药——富马酸沃诺拉赞(式I所示化合物)属于钾离子(K⁺)竞争性酸阻滞剂(P-CAB)的新一类胃酸分泌抑制剂，能够在胃壁细胞胃酸分泌的最后一步中，通过抑制K⁺对H⁺-K⁺-ATP酶(质子泵)的结合作用，提前终止胃酸的分泌，具有强劲、持久的抑制胃酸分泌作用。

武田制药已于2014年2月28日向日本劳动卫生福利部(MHLW)提交了富马酸沃诺拉赞的新药申请(NDA)，2014年12月26日在日本获得富马酸沃诺拉赞上市许可。此新药获批是基于III期临床试验的良好数据。武田制药在日本已开展了数个III期临床试验，旨在调查TAK-438用于糜烂性食管炎、胃溃疡、十二指肠溃疡、幽门螺杆菌根除适应证的疗效。在临床试验中，富马酸沃诺拉赞不仅表现出一定的疗效，同时具有良好的耐受性和安全性。

然而，现阶段的富马酸沃诺拉赞杂质含量较高，且不易分离。因而，目前高纯度的富马酸沃诺拉赞单晶的获得及其制备方法的研究，意义重大。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出了一种纯度高、形态好的富马酸沃诺拉赞单晶及其制备方法。

根据本发明的第一方面，本发明提出了一种富马酸沃诺拉赞单晶。根据本发明的实施 例，富马酸沃诺拉赞的化学结构式如式I所示，所述富马酸沃诺拉赞单晶的X射线粉末衍射在衍射角2θ＝11.4，12.3，13.5，15.1，15.3，16.9，18.6，20.4，20.7，22.4和25.1度处有特征峰；所述富马酸沃诺拉赞单晶晶体结构为单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞内分子数Z＝4，常温下是无色斜方结晶。

发明人惊奇地发现，于CCDC(Cambridge Crystallographic Data Centre)和Acta E(晶体学报E)进行晶体数据检索未发现富马酸沃诺拉赞的单晶结构描述信息，即本发明的富马酸沃诺拉赞单晶未见报道。并且本发明的富马酸沃诺拉赞单晶形态良好，HPLC纯度可高达99.5％以上，且通过X射线衍射分析即可容易地确定晶体的绝对结构，从而在应用时能够保证含有该富马酸沃诺拉赞单晶的药物的准确性。

此外，需要说明的是，单晶结构分析可以提供一个化合物在固态中所有原子的精确空间位置，包括原子的连接形式、分子构象、准确的键长和键角等数据，从而能够为化学、材料科学和生命科学等研究提供广泛而重要的信息。同时，发明人对本发明的富马酸沃诺拉赞单晶进行了X-射线粉末衍射测试，确定了该富马酸沃诺拉赞单晶的X射线粉末衍射中具有特征峰的衍射角。

根据本发明的实施例，所述富马酸沃诺拉赞单晶的X射线粉末衍射还在衍射角2θ＝17.4，21.6，25.5，26.1，26.9，27.8，28.7和29.2度处有特征峰。

根据本发明的实施例，所述富马酸沃诺拉赞单晶具有如图1所示的X射线粉末衍射图谱。

根据本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备上述的富马酸沃诺拉赞单晶的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：向富马酸沃诺拉赞粗品中加入结晶溶剂；在预定温度下，缓慢挥发结晶溶剂，并进行培养，以便得到结晶产品，所述结晶产品构成所述富马酸沃诺拉赞单晶。

发明人惊奇地发现，利用本发明的方法制备富马酸沃诺拉赞单晶时，富马酸沃诺拉赞易于与其他杂质分离，得到的富马酸沃诺拉赞单晶形态良好，HPLC纯度可高达99.5％以上，并且该方法的重现性非常好。此外，利用本发明的方法制备得到的富马酸沃诺拉赞单晶，易于通过单晶的X射线衍射分析确定产品的绝对结构，进而，应用时能够保证含有富马酸沃诺拉赞单晶的药物的准确性。

根据本发明的实施例，所述结晶溶剂为甲醇和水。

根据本发明的实施例，所述结晶溶剂中甲醇和水的体积比为0.25～4:1，优选为1:1。这是因为，发明人发现，如果甲醇体积比大于4:1，则挥发过快，形成单晶的可能性小；如果甲醇体积比小于0.25:1，则单晶成长慢，耗时较长。

根据本发明的实施例，每1.0g所述富马酸沃诺拉赞粗品中，加入10～20毫升所述结晶溶剂。由此，按该比例得到的富马酸沃诺拉赞溶液尚未完全饱和，适合培养单晶。

根据本发明的实施例，所述预定温度为20～30℃。在此温度下易于控制反应，甲醇挥发速度适合，利于晶体成长。

根据本发明的实施例，所述培养的时间为5～10天根据多次试验观察的结果，一般培养5天到10天可以成长为良好的单晶形态。

此外，需要说明的是，富马酸沃诺拉赞的来源不受特别限制，可以通过市购获得，也可以自行合成。其中，合成富马酸沃诺拉赞的路线也不受特别限制。根据本发明的一些具体示例，合成富马酸沃诺拉赞的化学反应路线为：

步骤1以5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲醛为原料在乙腈为溶剂、4-二甲氨基吡啶为催化剂、N,N-二异丙基乙胺为碱的条件下加入吡啶-3-磺酰氯经后处理得到中间体1，即5-(2-氟苯基)-1-[(吡啶-3-基)磺酰基]-1H-吡咯-3-甲醛，反应体系简单，中间体1的质量能够有效控制。步骤2以中间体1为原料，通过甲胺和硼氢化钠还原胺化，之后与富马酸成盐，再进一步结晶得到富马酸沃诺拉赞。

根据本发明的再一方面，本发明还提出了富马酸沃诺拉赞单晶在制备药物中的用途。根据本发明的实施例，所述药物用于预防或治疗糜烂性食管炎、胃溃疡、十二指肠溃疡，或者幽门螺杆菌根除。

本发明附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的富马酸沃诺拉赞单晶的X-射线粉末衍射图；

图2为根据本发明实施例的富马酸沃诺拉赞单晶的分子晶胞堆积图；

图3为根据本发明实施例的富马酸沃诺拉赞单晶的分子立体结构投影图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照文本或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。

实施例1 富马酸沃诺拉赞粗品的合成

按照下列2个步骤合成富马酸沃诺拉赞粗品，具体合成方法如下：

步骤1 合成5-(2-氟苯基)-1-[(吡啶-3-基)磺酰基]-1H-吡咯-3-甲醛，具体方法如下：

室温下向反应瓶加入乙腈(50ml)，5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲醛(10g)，4-二甲氨基吡啶(1.3g)和N,N-二异丙基乙基胺(13g)，40℃～50℃搅拌反应2小时后至薄层色谱跟踪反应完全。向反应体系加入1mol/L盐酸溶液调节pH＝4～5，再加入水(60ml)搅拌。过滤，干燥，得到5-(2-氟苯基)-1-[(吡啶-3-基)磺酰基]-1H-吡咯-3-甲醛(15.5g，黄色固体)。

步骤2 合成富马酸沃诺拉赞粗品，具体方法如下：

室温下向反应瓶加入甲醇(40ml)，5-(2-氟苯基)-1-[(吡啶-3-基)磺酰基]-1H-吡咯-3-甲醛(10g)和30％甲胺甲醇溶液(4.2g)。0℃下加入硼氢化钠(0.5g)和N,N-二甲基乙酰胺(20ml)的溶液。搅拌反应1小时后至薄层色谱跟踪反应完全。向反应体系加入1mol/L盐酸溶液调节pH＝4～5，搅拌半小时。再加入12.5％氨水，调节pH＝9～10。用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用10％盐水洗涤。分层得到的有机相浓缩。加入乙酸乙酯(30ml)和N,N-二甲基乙酰胺(60ml)，升温至50℃～60℃后加入富马酸(3.6g)。

冷却至室温过滤，干燥，得到富马酸沃诺拉赞粗品(7.5g，白色固体)。

实施例2 富马酸沃诺拉赞单晶的制备

称取实施例1得到的富马酸沃诺拉赞粗品1.0克，加入结晶溶剂甲醇/水(5毫升/5毫升)混合液，升温至60℃～70℃，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为25℃，培 养5天，有无色结晶析出，经显微镜观测，该结晶即为富马酸沃诺拉赞单晶，HPLC纯度为99.5％。

实施例3 富马酸沃诺拉赞单晶的制备

称取实施例1得到的富马酸沃诺拉赞粗品1.0克，加入结晶溶剂甲醇/水(4毫升/16毫升)混合液，升温至60℃～70℃，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为30℃，培养10天，有无色结晶析出，经显微镜观测，该结晶即为富马酸沃诺拉赞单晶，HPLC纯度为99.6％。

实施例4 富马酸沃诺拉赞单晶的制备

称取实施例1得到的富马酸沃诺拉赞粗品1.0克，加入结晶溶剂甲醇/水(12毫升/3毫升)混合液，升温至60℃～70℃，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为20℃，培养8天，有无色结晶析出，经显微镜观测，该结晶即为富马酸沃诺拉赞单晶，HPLC纯度为99.6％。

实施例5 X-射线粉末衍射测试

将实施例2-4制备获得的富马酸沃诺拉赞单晶碾成粉末，利用X射线衍射仪进行X-射线粉末衍射测试，具体如下：

仪器型号：荷兰PANalytical EMPYREAN X-射线衍射仪；

测定条件为管压：40kV，管流：100mA，Cu Kα辐射。

富马酸沃诺拉赞单晶的X-射线粉末衍射图谱见图1。富马酸沃诺拉赞单晶晶体粉末的衍射角度(2θ)、晶面间距d(nm)、相对丰度(I/I₀)等晶体参数，具体数据见下表1。

表1富马酸沃诺拉赞晶体粉末X-射线衍射测试结果

另外选取尺寸为0.20×0.20×0.10mm³的单晶，用Bruker Apex DUO(JY/T 008-1996)单晶衍射仪进行检测。测量方法为f扫描，用石墨单色化的MoKa射线辐射，在298(2)K温度下，在θ为1.17～31.00°，-11<＝h<＝11,-11<＝k<＝10,-51<＝l<＝51范围内以25个衍射点精确测定取向矩阵和晶胞参数。在θ＝1.17～31.00°扫描范围内共收集到22515个衍射点，其中，独立衍射点6907个。分析结果表明：晶体属单斜晶系，空间群：P2(1)/c，晶胞参数：a＝7.8466(11)，α＝90°，b＝7.9890(11)，β＝100.237(3)°，c＝35.456(5)，γ＝90°；晶胞体积V＝2187.2(5)；晶胞内分子数Z＝4。

利用几何计算法和差值Fourier法解析晶体结构，最终收敛偏差因子R₁＝0.0686，wR₂＝0.1652，最终确定该富马酸沃诺拉赞单晶的化学计量式为C₂₁H₂₀FN₃O₆S，计算分子量为461.46。计算该富马酸沃诺拉赞单晶的晶体密度值为1.401克/厘米³，化合物的分子结构图如式I所示，图2为该富马酸沃诺拉赞单晶的分子晶胞堆积图，图3为该富马酸沃诺拉赞单晶的分子立体结构投影图。其中，富马酸沃诺拉赞单晶的原子坐标参数及等价温度因子见表2，成键原子的键长和键角见表3。

表2原子坐标(×10⁴)和等效各向同性位移参数

表3成键原子的键长和键角

综上可知，本发明的富马酸沃诺拉赞单晶的X射线粉末衍射在衍射角2θ＝11.4，12.3，13.5，15.1，15.3，16.9，18.6，20.4，20.7，22.4和25.1度，以及17.4，21.6，25.5，26.1，26.9，27.8，28.7和29.2度处有特征峰；该富马酸沃诺拉赞单晶晶体结构为单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶包内分子数Z＝4，常温下是无色斜方结晶，形态良好，HPLC纯度高达99％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一 定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。