制备匹莫迪韦盐酸盐半水合物的结晶形式的等温反应性结晶方法与流程

本发明是在由美国防备及应对助理部长办公室生物医学高级研究与发展局(officeoftheassistantsecretaryforpreparednessandresponse,biomedicaladvancedresearchanddevelopmentauthority)授予的合同号hhso100201500014c下在政府支持下完成的。政府在本发明中享有一定的权利。

本发明涉及一种使用溶剂体系以获得呈结晶形式的(2s,3s)-3-{[5-氟-2-(5-氟-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-基)嘧啶-4-基]氨基}二环[2.2.2]辛烷-2-甲酸半水合物的hcl盐的等温反应性结晶程序，该溶剂体系包含水和一种或多种有机溶剂的混合物。

化合物(1)，即(2s,3s)-3-{[5-氟-2-(5-氟-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-基)嘧啶-4-基]氨基}二环[2.2.2]辛烷-2-甲酸，其可以由以下结构式表示：

以及其药学上可接受的盐可以抑制流感病毒的复制，并且已描述于wo-2010/148197中。此化合物还以其国际非专利药名(inn)匹莫迪韦(pimodivir)已知。

在wo-2015/073476中披露了化合物(1)的半水合物形式的hcl盐。在此还披露了用于制备化合物(1)半水合物的盐酸盐的方法。

化合物(1)能以不同的多晶型形式存在或形成不同的多晶型形式。如本领域已知的，同质多晶是化合物结晶为多于一种不同的结晶或“多晶型”物的能力。多晶型物是化合物的固体结晶相，其具有处于固态的化合物分子的至少两种不同的排列或多晶型形式。任何给定化合物的多晶型形式都由相同的化学式或组成定义，该化学式或组成在结晶结构方面不同并且典型地具有不同的物理-化学特性。通常，不同的多晶型物可以通过如x射线粉末衍射(xrpd)图谱、热重量分析(tga)、和差示扫描量热法(dsc)的分析方法，或通过其熔点，或本领域已知的其他技术来表征。根据本发明的结晶程序，化合物(1)的半水合物形式的hcl盐与在wo-2015/073476中披露的化合物(1)半水合物的hcl盐的多晶型形式a相同。

如本文所用，“化合物(1)”意指化合物(1)的游离碱形式。因此，“化合物(1)的hcl盐”意指游离碱化合物的1比1的hcl盐。化合物(1)半水合物的hcl盐是化合物(1)的hcl盐，该hcl盐包含半当量水(作为溶剂化物)/个化合物(1)。

晶体工程在活性药物成分(api)的生产中具有重要意义。在结晶期间，限定了api或药物物质的许多物理化学特征，包括晶体多晶型物、形状、尺寸、粒度分布、化学纯度和稳定性。这些特征影响在分离过程期间的可搅拌性、残余溶剂水平、干燥时间、附聚、碎裂和磨损，这进而通过测定粒子流、可压缩性、溶解度、溶解速率和生物利用度来影响药物产品制造。针对由药物产品制造影响的api的物理特性的规范就粒度分布、比表面积、堆积密度、摩擦起电和流动性而言是非常窄的。

wo-2015/073476在11页0053段以及实例3披露了用于制备化合物(1)半水合物的hcl盐的传统反应性结晶方法，该方法使用：加热溶液然后冷却以诱导在溶剂体系中结晶，该溶剂系统由水和一种或多种有机溶剂构成、具有0.05至0.85水活度。此方法的特征在于：在水和有机溶剂(如丙酮、正丙醇、异丙醇、乙酸、或其混合物)的混合物中制备化合物(1)的2-甲基四氢呋喃(2-methf)溶剂化物的溶液、浆液或悬浮液，并且随后加热所述溶液、浆液或悬浮液，并且用hcl处理，然后冷却至0℃并通过过滤分离形成的晶体。

已经观察到，根据上述wo-2015/073476的程序制备的化合物(1)的半水合物形式的hcl盐产生化合物(1)半水合物的结晶hcl盐，其具有形成附聚的非常宽的粒度分布，如图1和图2所示。

现在已经发现，可替代地，可以使用等温程序(即不经冷却以获得结晶)来制备化合物(1)的半水合物形式的结晶hcl盐，其中将化合物(1)或其溶剂化物溶解于水和一种或多种有机溶剂的混合物中，然后在此溶液中添加hcl水溶液，从而原位形成晶种床(seedbed)，然后进一步添加化合物(1)或其溶剂化物，由此在整个过程期间保持温度恒定(即等温)。根据此方法制备的化合物(1)的结晶hcl盐(呈其半水合物形式)具有窄的粒度分布和明确的形态，如图3和图4所示。

根据本发明制备的化合物(1)的半水合物形式的结晶hcl盐的窄的粒度分布和明确的形态具有以下优点：

-较少受扩大效应的主观影响、过程更稳定

-更易于洗涤和干燥(更小的干燥失重)，防止不需要的附聚

-较小的内聚力和静电荷倾向(由于较大的粒度以及减小的比表面积)

-增加的堆积密度

-较好的粉末流动性

在一个实施例中，本发明涉及用于制备化合物(1)的半水合物形式的结晶hcl盐的方法，该方法包括以下连续的步骤：

a)将化合物(1)或其溶剂化物溶解于包含水和一种或多种有机溶剂的混合物并且具有0.05至0.85的水活度的溶剂体系中；

b)加热步骤a)的混合物直至化合物(1)或其溶剂化物全部溶解；

c)向步骤b)的混合物中逐步添加适量的hcl水溶液；

d)将步骤c)的混合物保持延长的时间段；

e)逐步添加另外的化合物(1)或其溶剂化物；

f)将步骤e)的混合物冷却至室温；以及

g)分离由此形成的化合物(1)半水合物的hcl盐的晶体；

该方法的特征在于步骤b)至e)是等温(即在相同的恒温下)进行的，此温度可以是范围从20℃至该溶剂体系的回流温度的任何特定的温度。

化合物(1)的溶剂化物的实例包括2-methf、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇、二甲苯、丙酮、2-丁醇、乙酸甲酯、1-戊醇、2-丙醇、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、1,4-二噁烷、1-戊醇、2-甲基-1-丙醇、甲基乙基酮、3-甲基-1-丁醇、庚烷、甲酸乙酯、1-丁醇、乙酸、和乙二醇的溶剂化物。在特定实施例中，采用2-methf(即化合物(1)·1(2-methf))的溶剂化物。

适合于制备化合物(1)半水合物的hcl盐的溶剂体系由水和一种或多种有机溶剂的多种组合构成。合适的有机溶剂包括国际协调指南会议(internationalconferenceonharmonizationguidelines)中列出的ii类或iii类有机溶剂。合适的ii类有机溶剂的特定实施例包括氯苯、环己烷、1,2-二氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、1,4-二噁烷、2-乙氧基乙醇、甲酰胺、己烷、2-甲氧基乙醇、甲基丁基酮、甲基环己烷、n-甲基吡咯烷酮、硝基甲烷、吡啶、环丁砜、四氢呋喃(thf)、四氢化萘、甲苯、1,1,2-三氯乙烯和二甲苯。合适的iii类有机溶剂的特定实例包括：乙酸、丙酮、苯甲醚、1-丁醇、2-丁醇、乙酸丁酯、叔丁基甲基醚、枯烯、庚烷、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、2-甲基-1-丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、2-甲基-1-丙醇、乙酸乙酯、乙醚、甲酸乙酯、戊烷、1-戊醇、1-丙醇、2-丙醇和乙酸丙酯。在一个特定实施例中，溶剂体系的有机溶剂选自由以下组成的组：氯苯、环己烷、1,2-二氯甲烷、二氯甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、己烷、2-甲氧基乙醇、甲基丁基酮、甲基环己烷、硝基甲烷、四氢化萘、二甲苯、甲苯、1,1,2-三氯乙烯、丙酮、苯甲醚、1-丁醇、2-丁醇、乙酸丁酯、叔丁基甲基醚、枯烯、乙醇、乙酸乙酯、乙醚、甲酸乙酯、庚烷、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、3-甲基-1-丁醇、甲基乙基酮、2-甲基-1-丙醇、戊烷、1-丙醇、1-戊醇、2-丙醇、乙酸丙酯、四氢呋喃和甲基四氢呋喃。在另一个特定实施例中，溶剂体系的有机溶剂选自由以下组成的组：2-乙氧基-乙醇、乙二醇、甲醇、2-甲氧基乙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丙醇、乙醇、1-戊醇、1-丙醇、2-丙醇、甲基丁基酮、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、吡啶、甲苯和二甲苯。在又另一个实施例中，有机溶剂选自由以下组成的组：丙酮、乙醇、二氯甲烷、甲基乙基酮、2-甲基-1-丁醇和乙酸乙酯。在又另一个实施例中，溶剂体系由水和丙酮组成。

由水和一种或多种有机溶剂的混合物构成的溶剂体系具有0.05至0.85的水活度。在其中溶剂体系是水和丙酮的混合物的实施例中，水活度的值是0.2至0.8，特别地从0.4至0.6。

术语‘水活度’(aw)在本文中如本领域已知使用并且意指溶剂体系中水的能量状态的量度。它被定义为液体的蒸气压除以在相同温度下纯水的蒸气压。特别地，水活度被定义为aw＝p/po，其中p是液体中水的蒸气压，并且po是在相同温度下纯水的蒸气压，或被定义为aw＝lwxxw，其中lw是水的活度系数并且xw是在水性部分中水的摩尔分数。例如，纯水具有1.0的水活度值。水活度值可以典型地通过电容湿度计或露点湿度计来获得。各种类型的水活度测量仪器也是可商购的。可替代地，可以基于溶剂的量和溶剂的已知水活度值来计算两种或更多种溶剂的混合物的水活度值。

结晶方法步骤b)至e)是等温(由此保持温度恒定)进行的，此温度可以是范围从20℃至该溶剂体系的回流温度的任何特定的温度。典型地，步骤b)至e)的等温温度为从40℃至80℃的任何温度。在其中溶剂体系由水和丙酮的混合物组成的实施例中，等温温度是从20℃至56℃、或从40℃至56℃的任何温度，特别地等温温度为50℃。

在步骤a)中使用的化合物(1)或其溶剂化物的量的范围可以为在步骤a)和e)中共同使用的化合物(1)或其溶剂化物的总量的从5％至30％。在一个实施例中，在步骤a)中使用的化合物(1)或其溶剂化物的量的范围可以为在步骤a)和e)中共同使用的化合物(1)或其溶剂化物的总量的从10％至20％。

在步骤c)中添加的hcl水溶液中hcl的量与在步骤b)和e)中共同使用的化合物(1)或其溶剂化物的总量相比，范围为从1.0当量至2.0当量。在一个实施例中，hcl的量的范围为从1.0当量至1.30当量、或从1.10当量至1.20当量。在另一个实施例中，hcl的量为1.15当量。

经5分钟至120分钟的时间段，向步骤b)中获得的混合物中逐步添加在步骤c)中添加的hcl水溶液。在一个实施例中，时间段的范围为从45分钟至75分钟。在另一个实施例中，时间段为60分钟。

在步骤d)中，将混合物保持在与步骤b)中的混合物相同的温度下持续延长的时间段。在一个实施例中，此延长的时间段是6小时至36小时的时间段，优选为7小时至25小时的时间段，更优选为7小时至15小时的时间段。在另一个实施例中，此时间段的范围为从7至9小时。在又另一个实施例中，时间段为8小时。在此时间段(也称为陈化期，原因是它允许奥斯特瓦尔德(ostwald)熟化发生)，形成了化合物(1)半水合物的结晶hcl盐的晶种床。

在步骤e)中，向步骤d)的混合物中添加另外量的化合物(1)或其溶剂化物。在一个优选的实施例中，化合物(1)的添加量是从0.4至0.99当量、优选地从0.6至0.97当量、更优选地从0.7至0.9当量、最优选地从0.57至0.86当量。化合物(1)或其溶剂化物能以固体形式添加或溶解于包含水和一种或多种有机溶剂的混合物的溶剂体系中，其中所述溶剂体系具有0.05至0.85的水活度。此溶剂体系可以与步骤a)中使用的溶剂体系相同或不同。在实践中，步骤e)中的溶剂体系与步骤a)中的不同，并且比在步骤a)中使用的溶剂体系具有更高的水活度。步骤e)中的溶剂体系与步骤a)中的溶剂体系的水活度比率为1:1、优选1:1.4、更优选1:1.8、甚至更优选1:2、最优选1:3。

在步骤e)中，经1小时至12小时的时间段，逐步添加包含化合物(1)或其溶剂化物的另外的溶液。在一个实施例中，时间段的范围为从7小时至9小时。在另一个实施例中，时间段为8小时。

在步骤f)中允许结晶混合物冷却至室温，然后在步骤g)中分离形成的晶体。冷却可以通过自然冷却或者根据特定温度冷却曲线进行。例如，温度冷却曲线可以是线性曲线，例如0.1℃/分钟、0.3℃/分钟、0.5℃/分钟、0.75℃/分钟、1℃/分钟、2℃/分钟、或任何其他值。

步骤g)中的化合物(1)的半水合物形式的结晶hcl盐的分离可以通过任何常规方式进行，例如通过过滤或离心。

在结晶过程期间，悬浮液中的化合物(1)半水合物的结晶hcl盐的粒度分析可以使用例如来自梅特勒-托利多公司(mettler-toledo)的产品、用在线过程分析技术(如聚焦光束反射测量(fbrm))进行。可替代地，在结晶程序期间在不同时间采集样品，并且使用激光衍射技术用合适的设备例如像马尔文mastersizer2000激光衍射仪(英国马尔文公司(malvern,uk))进行分析。

在另外的实施例中，本发明的等温反应性结晶方法也可以用于结晶任何其他药物物质。术语‘药物物质’是作为旨在提供药理活性或在诊断、治愈、缓解、治疗、或预防疾病中的其他直接效果或者影响人类或其他动物的身体的结构或任何功能的药物产品的任何组分的‘活性成分’。活性成分包括在药物产品制造期间可以经历化学变化并且能以修改形式存在于药物产品中的、旨在提供特定活性或效果的产品中的那些组分。在一个优选的实施例中，活性成分是盐。

实例1

向反应器1装入0.14当量的(2s,3s)-3-{[5-氟-2-(5-氟-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-基)嘧啶-4-基]氨基}二环[2.2.2]辛烷-2-甲酸的2-甲基四氢呋喃溶剂化物、2.80l/摩尔丙酮和0.093l/摩尔水。将混合物搅拌并经1小时加热至50℃。将所得溶液经过滤器转移至反应器2中，以去除任何残余的不溶性物质。将反应器2中的溶液保持在50℃，同时经1小时加入1.15当量(最低34w％)的hcl(水溶液)。用0.3l/摩尔丙酮冲洗管路，以去除任何残留的hcl溶液。将(2s,3s)-3-{[5-氟-2-(5-氟-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-基)嘧啶-4-基]氨基}二环[2.2.2]辛烷-2-甲酸半水合物的hcl盐的原位沉淀晶种床陈化8小时。同时，在反应器1中，在50℃，将0.86当量的(2s,3s)-3-{[5-氟-2-(5-氟-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-基)嘧啶-4-基]氨基}二环[2.2.2]辛烷-2-甲酸的2-甲基四氢呋喃溶剂化物溶解于4.81l/摩尔丙酮和0.42l/摩尔水的混合物中。在50℃，经8小时，将反应器1的均质内容物经过滤器加入反应器2的晶种床中。在完成基液的加入后，将悬浮液冷却至20℃以通过过滤分离产物。立即用1l/摩尔丙酮洗涤滤饼以去除母液。将(2s,3s)-3-{[5-氟-2-(5-氟-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-基)嘧啶-4-基]氨基}二环[2.2.2]辛烷-2-甲酸半水合物产物的hcl盐在40℃/200毫巴下干燥。

附图说明：

图1：根据wo-2015/073476的实例3表1的第一行所述的程序制备的化合物(1)半水合物的hcl盐的粒度分布(200μm和50μm标度的sem)

图2：根据wo-2015/073476的实例3表1的第一行所述的程序制备的化合物(1)半水合物的hcl盐的晶体形态

图3：根据本发明制备的化合物(1)半水合物的hcl盐的粒度分布

图4：根据本发明的程序制备的化合物(1)半水合物的hcl盐的晶体形态(200μm和50μm标度的sem)