CN103429603A - 甘油磷酰胆碱的i型和ii型结晶及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及甘油磷酰胆碱的I型和II型结晶及其制造方法，具体是，比传统的液相甘油磷酰胆碱原料具有纯度高，从制剂学上剂型和容量易于变更，吸湿性比传统的多型结晶极低而贮存稳定性优异的甘油磷酰胆碱的新型I型结晶和II型结晶及其制造方法。所述甘油磷酰胆碱的I型结晶是，其特征在于，在差示扫描热量（DSC）分析中具有147℃的始温（onset）和150℃的吸热高峰，在粉末X射线衍射（XRD）分析中2θ衍射角具有9.8±0.2°、12.0±0.2°、14.3±0.2°、15.8±0.2°、19.6±0.2°的衍射模式。所述甘油磷酰胆碱的II型结晶，其特征在于，在差示扫描热量（DSC）分析中具有62℃的始温（onset）、66℃的吸热高峰，和141℃的始温（onset）、145℃的吸热高峰，粉末X射线衍射（XRD）分析中2θ衍射角具有10.3±0.2°、12.0±0.2°、13.4±0.2°、14.8±0.2°、20.6±0.2°的衍射模式。

Description

甘油磷酰胆碱的I型和II型结晶及其制造方法

技术领域

本发明涉及甘油磷酰胆碱的I型和II型结晶及其制造方法，具体是，比传统的液相甘油磷酰胆碱原料具有纯度高，从制剂学上剂型和容量易于变更，吸湿性比传统的多形体极低而贮存稳定性优异的甘油磷酰胆碱的I型和II型结晶及其制造方法。

背景技术

以下化学式1表示的甘油磷酰胆碱（L-a-glyceryl phosphoryl choline，以下简称“GPC”）作为一种脑功能改善剂，是用于治疗痴呆的公知物质。

化学式1

传统的甘油磷酰胆碱的制造方法大体上分为纯合成方法和从大豆的副产品即卵磷脂中萃取的方法。例如，欧洲专利第486，100号、意大利专利第1，243，724号、意大利专利第1，247，496号等介绍的方法是纯合成方法；美国专利第5，250，719号、英国专利第2，058，792号、欧洲专利第217，765号等介绍的方法是从卵磷脂中萃取的方法。用所述方法制造的传统的GPC全部都是含大量水分的液体状态。

此外，上述液相甘油磷酰胆碱结晶化的方法也已公开。首先，根据J.Am.Chem.Soc.70,1394-1399(1948)提出的纯合成方法，制造出的含有水分的GPC可以在酒精溶液中固体化，但没有提出具体的结晶化方法或结晶结构。

韩国专利第262，281号（注册日期2000年04月29日）是在含有碱性离子交换树脂的反应器内利用醇解实施脱酰反应制造出GPC，利用非极性吸附树脂除去亲脂性杂质之后将上述GPC用甲醇溶解， 在这里重新添加约20倍量的正丁醇真空浓缩之后冷却过滤回收酐型结晶的方法。但该方法只是表成吸湿性大的微晶，没有提到具体的结晶结构。

韩国专利第966，627号（注册日期2010年06月21日） 介绍了一种利用C1-C6酒精、C1-C6酮及其混合物合成的结晶化溶剂，制造出用以下化学式2表示的GPC氢氯化物的方法，但也没提到结晶结构。

化学式2

如上所述，传统上没有为GPC结晶化而做出过努力，而且提出过其可能性，但并没有提到具体的结晶化条件或结晶结构。而且至今尚未生产出可以用于工业的结晶型GPC原料。

发明内容

技术问题

如上所述，至今工业上生产的GPC原料全部都是液相，目前市售的GPC制剂也只限于利用上述液相原料的软胶囊。但该GPC软胶囊是时间一长，活性成分有可能融化凝胶膜，具有制造设备复杂，需使用从微生物学上防止变质的防腐剂，患者服用不方便等缺点。

因此本发明人为制造出可替代GPC软胶襄的GPC片剂而对GPC进行研究的过程中得知，用传统的结晶化方法取得的GPC结晶均属于多型结晶，而且除了上述多型结晶之外，还存在结晶学上的特征截然不同的新型结晶形态即I型和II型结晶的事实。并开发出使用晶种（Seed crystal）和使结晶化条件优化从工业上对上述I型和II型结晶分别进行生产的有效方法而完成了本发明。

本发明的目的是提供一种甘油磷酰胆碱I型和II型结晶及其制造方法。

技术方案

本发明的甘油磷酰胆碱的I型结晶，其特征在于，在差示扫描热量（DSC）分析中具有147℃的始温（onset）和150℃的吸热高峰，在粉末X射线衍射（XRD）分析中2θ衍射角具有9.8±0.2°、12.0±0.2°、14.3±0.2°、15.8±0.2°、19.6±0.2°的衍射模式。

上述I型结晶的制造方法是，其特征在于，该实施工序包括：A）将普通的液相甘油磷酰胆碱在45~65℃的温度下浓缩，使水分含量减少到6~12%；B）将在上述A）工序获得的浓缩甘油磷酰胆碱用45~65℃的温度放入1~5倍量的酒精溶液溶解，用5~20℃的温度冷却；C）在上述B）工序获得的甘油磷酰胆碱的酒精溶液放入作为晶种（Seed crystal）的甘油磷酰胆碱的I型结晶0.1~0.5mol%，以30~60rpm的速度搅拌的同时使成熟2~5小时之后过滤掉析出的结晶。

本发明的甘油磷酰胆碱的II型结晶是，其特征在于，在差示扫描热量（DSC）分析中具有62℃的始温（onset）、66℃的吸热高峰，和141℃的始温（onset）、145℃的吸热高峰，粉末X射线衍射（XRD）分析中2θ衍射角具有10.3±0.2°、12.0±0.2°、13.4±0.2°、14.8±0.2°、20.6±0.2°的衍射模式。

上述II型结晶的制造方法，其特征在于，该实施工序包括：A）将普通的液相甘油磷酰胆碱在45~65℃的温度下浓缩，使水分含量减少到6~12%；B）将在上述A）工序获得的浓缩甘油磷酰胆碱放入1~5倍量的酒精溶液溶解，用5~20℃的温度冷却；C）在上述B）工序获得的甘油磷酰胆碱的酒精溶液放入作为晶种（Seed crystal）的甘油磷酰胆碱的II型结晶0.1~0.5mol%，不搅拌并使成熟2~5小时之后过滤掉析出的结晶。

有益效果

根据本发明，其有益效果在于，甘油磷酰胆碱的I型和II型结晶比传统的液相甘油磷酰胆碱原料，纯度高，从制剂学上剂型变更更容易，便于生产出患者的服药依从性高的多种制剂。

上述I型和II型结晶与传统的多型结晶相比，吸收空气中水分的吸湿性极低而具有贮存稳定性好，在制剂化过程中便于操作。

附图说明

图1是本发明的GPC I型结晶的X射线衍射谱；

图2是本发明的GPC II型结晶的X射线衍射谱；

图3是传统的GPC多型结晶的X射线衍射谱；

图4是本发明的GPC I型结晶的差示扫描热量谱；

图5是本发明的GPC II型结晶的差示扫描变量谱；

图6是传统的GPC多型结晶的差示扫描热谱；

图7是比较GPC I型和II型多型结晶含湿性的图表；

图8是GPC I型和II型多型结晶的IR谱。

具体实施方式

本发明的甘油磷酰胆碱的I型为酐，在差示扫描热量（DSC）分析中具有147℃的始温（onset）和150℃的吸热高峰，在粉末X射线衍射（XRD）分析中2θ衍射角具有9.8±0.2°、12.0±0.2°、14.3±0.2°、15.8±0.2°、19.6±0.2°的衍射模式。

所述甘油磷酰胆碱的I型结晶为正方晶系的直四面体结构，结晶粒子大小均匀，达95~115μm左右，溶解温度约达150℃左右（1度/分）。而且与传统的多型结晶相比，吸湿性低，将水分含量即含水率为0.1%的原料在30%湿度的条件下放置10小时左右，其含水率只增加0.2%左右。

甘油磷酰胆碱的II型结晶为一水化物，在差示扫描热量（DSC）分析中具有62℃的始温（onset）、66℃的吸热高峰，和141℃的始温（onset）、145℃的吸热高峰，在粉末X射线衍射（XRD）分析中2θ衍射角具有10.3±0.2°、12.0±0.2°、13.4±0.2°、14.8±0.2°、20.6±0.2°的衍射模式。

 所述甘油磷酰胆碱的II型结晶具有六方晶系的多角面体形态，结晶粒子的大小均匀，达200~300μm左右，溶解温度约达66℃左右（1度/分）。与传统的多型结晶相比，吸湿性低而水分含量即含水率6.5%的原料在30%湿度的条件下放置10小时左右，依然保持6.5%的初始含水率。

 作为参考，传统的多型结晶是吸湿性相对高，将含水率6.5%的原料在30%湿度的条件下放置时，时间一长就会吸收空气中的水分，过十小时则含水率上升到4.2%。如此，吸湿性大，则原料贮存或制剂化过程中重量和物理性质变化的可能性大而需要特别处理。

 所述甘油磷酰胆碱的I型和II型结晶的制造方法分为以下三个工序。

 A）液相甘油磷酰胆碱的浓缩工序

 首先，将普通的液相甘油磷酰胆碱在45~65℃的温度下浓缩，使水分含量减少到6~12%。所述浓缩温度小于低于45℃或高于65℃时，会产生杂质而增加净化过程的难度。而且浓缩后的水分含量低于6%，则可能发生不必要的多型结晶，反之高于12%，则结晶化率减少而并不适宜。

 作为参考，普通的液相甘油磷酰胆碱原料的水分含量即含水率在15~18%左右，这些液相甘油磷酰胆碱原料不需浓缩可以直接使用，但其结晶化率低，而本发明中不宜将所述液相甘油磷酰胆碱原料的水分含量浓缩到6~12%。

将含水率15~18%的液相甘油磷酰胆碱作为起始原料，用45~65℃的温度浓缩8~10小时水分含量会减少到6~12%。

 B）浓缩甘油磷酰胆碱的溶解工序

 然后将在上述A）工序浓缩的甘油磷酰胆碱用45~65℃的温度放入酒精溶液溶解，用薄膜滤器过滤排除异物之后用5~20℃的温度冷却。

 此时，作为结晶化溶剂使用的所述酒精溶液可以使用乙醇和异丙醇，其使用量为浓缩甘油磷酰胆碱的1~5倍，优选的是2~5倍的量。所述酒精溶液的使用量超过所述范围，则结晶化效率下降而降低收率及纯度。

 所述酒精溶液的冷却温度低于5℃，则结晶形成加快，导致结晶粒子的大小无法充分成长，反之，超过20℃以上，则剩余水分和酒精中残留GPC而降低结晶收率。

 C）结晶化工序

 最后结晶化工序是I型结晶和II型结晶分离。首先，在上述B）工序获得的甘油磷酰胆碱的酒精溶液作为晶种（Seed crystal）投入甘油磷酰胆碱的I型结晶0.1~0.5mol%，以30~60rpm的速度搅拌的同时使成熟后过滤掉析出的结晶后获得酐形态I型。

 根据本发明的试验结果，不需投入所述晶种（Seed crystal）也可以获得I型结晶，但需要把酒精溶液冷却到-5℃以下的低温，而且还发生结晶粒子的大小不能充分成长的问题。在所述成熟过程中如果不搅拌，则II型会一起生成而需注意。本发明人最初获得的I型结晶是用不使用晶种的方法制造。

 在所述B）工序获得的甘油磷酰胆碱的酒精溶液中作为晶种放入甘油磷酰胆碱的II型结晶0.1~0.5mol%，不搅拌，使成熟2~5小时后过滤析出的结晶即可获得一水化物形态的II型结晶。

 根据本发明人的试验结果，不放所述晶种（Seed crystal）也可以获得II型结晶，但需24小时以上的成熟时间，结晶大小也无法充分成长。而且在所述成熟过程中进行搅拌，则I型结晶会一同被析出而需注意。本发明者们最初获得的II型结晶是用不使用晶种的方法制造的。

 如上所述，本发明中在所述成熟过程中以晶种（Seed crystal）为中心，I型是结晶粒子的大小成长为95~115μm左右，II是成长为200~300μm左右。结晶粒子大小如此成长则粉末粒子的整体表面积减少而吸湿性相对减少。

 下面描述优选实施例，以加强对本发明的理解。但仅限于实施例，并不是对本发明的权利要求范围进行限制。

 [实施例1]

 将水分含量达到18%以上的液相甘油磷酰胆碱（1.5kg）用50℃的温度真空浓缩9小时，使水分含量减少7%左右。在这里放入3L的乙醇，使温度保持50℃的同时搅拌充分溶解之后用1.0μm薄膜滤器过滤排除异物。

 然后将所述甘油磷酰胆碱溶液用9℃冷却，在这里作为晶种放入甘油磷酰胆碱的I型结晶2.0g之后以50rpm的速度搅拌使成熟2个小时的时间。然后将析出的结晶过滤真空干燥后获得水分含量达0.1%的甘油磷酰胆碱的I型结晶1.04kg（收率：85%）。

 [实施例2]

 将水分含量达到18%以上的液相甘油磷酰胆碱（1.5kg）用50℃的温度真空浓缩9小时，使水分含量减少9%左右。在这里放入3L的乙醇，使温度保持50℃的同时搅拌充分溶解之后用1.0μm薄膜滤器过滤排除异物。

 然后将所述甘油磷酰胆碱溶液用10℃冷却，在这里作为晶种放入甘油磷酰胆碱的II型结晶2.0g之后以不搅拌使成熟4个小时的时间。然后将析出的结晶过滤真空干燥后获得水分含量达6.5%的甘油磷酰胆碱的II型结晶1.02kg（收率：83%）。

 [比较例]

 将水分含量18%以上的液相甘油磷酰胆碱（30g）用50℃的温度真空浓缩8小时，用60g乙醇共沸（azeotropy）后确认水分含量为4%。然后将用5℃冷却后生成的结晶成熟1小时以后过滤析出的结晶真空干燥后获得水分约达2.9%的甘油磷酰胆碱多型结晶17g（收率：69%）。

 作为参考，所述比较例是参考J.Am.Chem.Soc.70，1394-1399(1948)和韩国专利第262,281号中描述的结晶化方法进行。

 [结晶分析与物理性能试验]

 A、粉末X射线衍射（XRD）分析

 对上述实施例中获得的GPC结晶进行粉末X射线衍射（XRD）分析结果，I型结晶如图1所示，2θ折射角在9.8±0.2°、12.0±0.2°、14.3±0.2°、15.8±0.2°、19.6±0.2°分别达到高峰，II结晶是如图2所示，2θ折射角在10.3±0.2°、12.2±0.2°、13.4±0.2°、14.8±0.2°、20.6±0.2°分别达到高峰。

 对上述比较例中获得的GPC多型结晶进行粉末X射线衍射（XRD）分析的结果，如图3所示，2θ折射角在9.8±0.2°、10.3±0.2°、12.0±0.2°、12.2±0.2°、13.4±0.2°、14.3±0.2°、14.8±0.2°、15.8±0.2°、19.6±0.2°分别达到高峰。

 上述粉末X射线衍射（XRD）谱的测定条件如下。

 1）装置：PANalytical，X’Pert-Pro/X射线源:Cu

 2)管电压：40kV/管电流：30mA

 3)发散缝隙：1/2°/散射缝隙：1/2°/接收缝隙：0.15mm

 4)扫描范围：5至40° 2θ/样本间隔：0.02°

 5)扫描速度：0.02°秒

 B、差示扫描热量（DSC）分析

 对上述实施例中获得的GPC结晶进行差示扫描热量（DSC）分析结果，I型结晶如图3所示，在147℃显示始温（onset），在150℃显示吸热高峰，II结晶如图5所示，显示60℃的始温（onset）和66℃的吸热高峰以及141℃的始温（onset）和145℃的吸热高峰。

 对上述比较例中获得的GPC多型结晶进行差示扫描热量（DSC）分析的结果，如图6所示，在60℃显示始温，在60.4℃显示吸热高峰，在62℃显示始温,在64℃显示吸热高峰，在143℃显示始温，在146℃显示吸热高峰，在147℃显示始温，在149℃显示吸热高峰。

 上述差示扫描热量仪（DSC）谱的测定条件如下。

 1）装置：Mettler DSC 1102-R081，X

 2）测定范围：50至200℃/升温间隔：1℃/min

 3）N₂速度：50ml/min

 C、显微镜图片拍摄

 对上述GPC结晶拍摄显微镜图片（100倍率）结果，I型结晶为正方晶系直四面体形态，各结晶粒子大小为95~115μm左右，成长均匀，粒子表面光滑，II结晶是六方晶系的多角面体形态，粒子大小为200~300μm左右，成长均匀，粒子表面也光滑。

 但是，在上述比较例中获得的多型结晶是大小为20~25μm的结晶粒子凝结在一起形成150~160μm大小的块，表面形成粗糙的凹凸。

 D、吸湿性（Hygroscopicity）试验

 图7是将GPCI型、II型及多型结晶分别在30%湿度条件下放置10小时时显示的含水率日变化的图表，X轴表示经过时间（T），Y轴表示含水率（%）。上述I型和II型结晶是经过10小时以后基本保持初期的含水率而表现出吸湿性低。

 但多型结晶是初期含水率为2.9%，但随着时间的变化，经过逐渐吸收空气中的水分，过10小时以后含水率上升到4.2%。多型结晶的吸湿性之所以显示得高，有可能是因为比I型和II型结晶，表面粗糙，凹凸较多。

 E、红外线吸收（IR）谱

 最后，图8是GPC I型和II型多型结晶的各红外线吸收（IR）谱的测定结果，不仅显示I型和II型结晶固有的吸收谱，还可以看出多型结晶包含了I型和II型结晶的特征。

 1）装置：FT/IR-4100（Jasco）

 2）测定范围：4000至650cm-1

 3）分辨能力：4.00cm^-1

 4）扫描次数：36。

Claims (8)

1.一种甘油磷酰胆碱的I型结晶，其特征在于，

在差示扫描热量分析中具有147℃的始温和150℃的吸热高峰，在粉末X射线衍射分析中2θ衍射角具有9.8±0.2°、12.0±0.2°、14.3±0.2°、15.8±0.2°、19.6±0.2°的衍射模式。

2.根据权利要求1所述的甘油磷酰胆碱的I型结晶，其特征在于，

所述甘油磷酰胆碱的I型结晶为酐，具有正方晶系的直四面体结构。

3.一种甘油磷酰胆碱的II型结晶，其特征在于，

在差示扫描热量分析中具有62℃的始温、66℃的吸热高峰，和141℃的始温、145℃的吸热高峰，粉末X射线衍射分析中2θ衍射角具有10.3±0.2°、12.0±0.2°、13.4±0.2°、14.8±0.2°、20.6±0.2°的衍射模式。

4.根据权利要求3所述的甘油磷酰胆碱的II型结晶，其特征在于，

所述甘油磷酰胆碱的II型结晶为一水化物，具有六方晶系的多角面体结构。

5.一种甘油磷酰胆碱的I型结晶的制造方法，其特征在于，该实施工序包括：

A）将普通的液相甘油磷酰胆碱在45~65℃的温度下浓缩，使水分含量减少到6~12%；

B）将在上述A）工序获得的浓缩甘油磷酰胆碱用45~65℃的温度放入1~5倍量的酒精溶液溶解，用5~20℃的温度冷却；

C）在上述B）工序获得的甘油磷酰胆碱的酒精溶液放入作为晶种的甘油磷酰胆碱的I型结晶0.1~0.5mol%，以30~60rpm的速度搅拌的同时使成熟2~5小时之后过滤掉析出的结晶。

6.一种甘油磷酰胆碱的II型结晶的制造方法，其特征在于，该实施工序包括：

A）将普通的液相甘油磷酰胆碱在45~65℃的温度下浓缩，使水分含量减少到6~12%；

B）将在上述A）工序获得的浓缩甘油磷酰胆碱放入1~5倍量的酒精溶液溶解，用5~20℃的温度冷却；

C）在上述B）工序获得的甘油磷酰胆碱的酒精溶液放入作为晶种的甘油磷酰胆碱的II型结晶0.1~0.5mol%，不搅拌并使成熟2~5小时之后过滤掉析出的结晶。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，

在所述A）工序将水分含量达15~18%的液相甘油磷酰胆碱浓缩8~10小时。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，

在所述B）工序放入2~5倍量的乙醇或异丙醇。

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