CN104016918A - 石杉碱甲多晶型体、其制备方法、包含所述多晶型体的药物组合物及其用途 - Google Patents

石杉碱甲多晶型体、其制备方法、包含所述多晶型体的药物组合物及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石杉碱甲多晶型体、其制备方法、包含所述多晶型体的药物组合物及其用途。部分所述的石杉碱甲多晶型体具有比现市售药用晶型更好的溶解性，更有利于药物的吸收。还有部分所述的石杉碱甲多晶型体具有比市售药用晶型低得多的吸湿性，更有利于药物制剂的制备和储存。

Description

石杉碱甲多晶型体、其制备方法、包含所述多晶型体的药物组合物及其用途
技术领域
本发明是申请人中国科学院上海药物研究所于2012年3月22日提交的申请号为2012100784749的发明专利申请的分案申请。
本发明属于药物化学多晶型研究领域，具体涉及利用不同结晶方法制备石杉碱甲多晶型体及其合成工艺研究。
背景技术
多晶型现象是指固体物质以两种或两种以上的不同空间排列方式，形成的具有不同物理化学性质的固体状态的现象。在药物研究领域，多晶型还包括了有机溶剂化物、水合物等多组分晶体形式。药物多晶现象在药物开发过程中广泛存在，是有机小分子化合物固有的特性。理论上小分子药物可以有无限多的晶体堆积方式-多晶型，研究表明，药物多晶型的发现数量与其投入的研究的时间和资源成正比例。多晶型现象不光受到分子本身的空间结构和官能基团性能，分子内和分子间的相互作用等内在因素的控制，它还受药物合成工艺设计、结晶和纯化条件、制剂辅料选择、制剂工艺路线和制粒方法、以及储存条件、包装材料等诸方面因素的影响。不同晶型具有不同的颜色、熔点、溶解度、溶出性能、化学稳定性、反应性、机械稳定性等，这些物理化学性能或可加工性能有时直接影响到药物的安全、有效性能。因此晶型研究和控制成为药物研发过程中的重要研究内容。通过选择具有不同溶解度和/或固有的溶出速率的多晶型就可以有利地影响药物的实际血液水平。
阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是一种以进行性记忆和认知功能缺损为主要临床特征、多病因参与的神经退行性疾病。我国65岁以上的北方城镇居民的AD患病率为6.9％，接近欧洲(6.4％)和日本(7.0％)。随着人均寿命的延长，AD已成为继心血管病和癌症之后威胁老年人群健康的第三大“杀手”，其机理研究和药物开发日益受到社会重视。
石杉碱甲(Huperzine A)的化学名称为：(5R,9R,11E)-5-氨基-11-乙叉基-5,6,9,10-四氢-7-甲基-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮。其结构式如(1)所示。石杉碱甲是由浙江省医学科学院和中国科学院上海药物研究所从民间草药石杉科石杉属蛇足衫(千层塔)中分离得到的一种天然生物碱，具有极高的选择性抑制脑内乙酰胆碱酯酶和增强脑内胆碱能神经元的功能，于1994年被成功开发应用于治疗AD病患。1996年，我国批准其口服片剂为二类新药，并用于治疗阿尔茨海默症(Alzheimer’diseasez,AD)，是第二代乙酰胆碱酯酶抑制药。药理研究显示相比于目前已开发用于治疗AD的胆碱酯酶抑制剂他克林、多奈哌齐和利伐斯的明，石杉碱甲具有以下优点：化学结构独特，易透过血脑屏障，口服生物利用度好，对脑内乙酰胆碱酯酶的选择性高且作用持续更长，对外周胆碱能副作用更弱。而且，石杉碱甲对多种认知功能缺陷的动物模型均具有改善学习、记忆的作用，功效也比多奈哌齐和他克林更强。除提高中枢胆碱能系统功能外，石杉碱甲还具有提高脑内多巴胺、单胺及γ-氨基丁酸(GABA)能和保护神经细胞的功能，可以有效对抗多种损伤剂造成的细胞凋亡和氧化应激。已知多种神经退行性疾病如脑缺血、癫痫、肌萎缩侧索硬化、帕金森氏症等的病理过程中都出现细胞凋亡和氧化应激，后者导致的自由基损伤被认为是诱发神经退行性疾病的最后共同通路。石杉碱甲的多靶点作用提示，它对包括AD的其它多种神经退行性疾病的治疗具有广阔的潜在治疗前景，值得临床扩大研究和进一步开发。
目前市场上，石杉碱甲主要以口服片剂、胶囊、针剂的形式给药，但所有的配方专利中都未涉及到所用石杉碱甲原料的晶型。
在剑桥晶体数据库(Cambridge Crystallographic Data Centre,CCDC)中可以检索到两种有关于石杉碱甲的单晶结构，分别为KINKON(ActaCrystallogr.,Sect.C:Cryst.Struct.Commun.(1991),47,824,doi:10.1107/s0108270190008952)和QERHOL(ActaCrystallogr.,Sect.E:Struct.Rep.Online(2006),62,o4911,doi:10.1107/S160053680603981X)，其中KINKON为石杉碱甲无水晶型而QERHOL为一水合物的晶型，结构如(1)、(2)所示。其XRPD谱图如图6中所示。
发明内容
本发明一方面提供了石杉碱甲的五种新的晶型。
本发明提供的石杉碱甲第一种晶型，该晶型命名为I晶型。该晶体的X-射线粉末衍射图的2θ角在约为7.782、12.919、13.869、14.536、15.658、22.634、23.611、24.899处，优选在约为7.782、12.919、13.869、14.536、15.658、17.025、18.023、18.751、19.463、20.171、22.101、22.634、23.611、24.899等处有明显的特征吸收峰。具体见图1a。该晶体的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图1b、1c、1d所示。
本发明提供的石杉碱甲第二种晶型，该晶型命名为II晶型。该晶体的X-射线粉末衍射图的2θ角在约为9.215、11.840、13.418、14.906、15.359、16.752、18.527和24.471处，更优选在约为9.215、11.840、13.418、14.906、15.359、16.752、18.527、19.139、19.570、21.669、24.471等处有明显的特征吸收峰。具体见图2a。该晶体的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图2b、2c、2d所示。
本发明提供的石杉碱甲第三种晶型，该晶型命名为III晶型。该晶体的X-射线粉末衍射图的2θ角在约为6.781、13.578、15.34、16.10、17.156、23.698、25.983和26.322处，更优选在约为6.781、12.46、13.578、15.34、16.10、17.156、20.461、22.668、23.698、24.281、24.945、25.983、26.322、27.715等处有明显的特征吸收峰。具体见图3a。该晶体的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图3b、3c、3d所示。
本发明提供的石杉碱甲第四种晶型，该晶型命名为IV晶型。该晶体的X-射线粉末衍射图的2θ角在约为13.001、14.780、19.660、20.259、22.220、22.938、23.920和25.139处，更优选在约为8.001、10.782、11.961、13.001、13.699、14.016、14.780、15.920、18.121、18.961、19.660、20.259、22.220、22.938、23.920、25.139等处有明显的特征吸收峰。具体见图4a。该晶体的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图4b、4c、4d所示。
本发明提供的石杉碱甲第五种晶型，该晶型命名为V晶型。该晶体的X-射线粉末衍射图的2θ角在约为9.022、11.940、13.421、14.641、17.004、17.980、21.699和24.081处，更优选在约为9.022、11.940、13.421、14.641、17.004、17.980、21.699、23.344、24.081、25.641等处有明显的特征吸收峰。具体见图5a。该晶体的红外光谱如图5b所示。
本发明另一方面提供了三种石杉碱甲多晶型体的制备方法。具体为：
方法1：将天然提取的石杉碱甲无定形原料中加入有机溶剂中，加热到50℃并保持在50℃搅拌72h，过滤并在室温下挥干溶剂后再用油泵减压干燥12小时得到I晶型的石杉碱甲晶体；
方法2：将方法1中制得的石杉碱甲I晶型加入有机溶剂中，加热到50℃并保持在50℃搅拌48h，过滤并在室温下挥干溶剂后置于100℃真空干燥箱中，在抽真空条件下干燥24小时得到III晶型的石杉碱甲晶体；
方法3：将天然提取的石杉碱甲无定形原料中加入有机溶剂中，加热到50℃并保持在50℃搅拌72h，过滤并在室温下挥干溶剂后置于100℃真空干燥箱中，在抽真空条件下干燥24小时得到IV晶型的石杉碱甲晶体；
方法4：将方法1中制得的石杉碱甲I晶型置于125℃的烘箱中，加热2小时后得到II晶型的石杉碱甲晶体；或者
将方法2中制得的石杉碱甲III晶型在氮气保护下加热到220℃并在该温度下保持1小时得到II晶型的石杉碱甲晶体；或者
将方法3中制得的石杉碱甲IV晶型置于125℃的烘箱中，加热4小时后得到II晶型的石杉碱甲晶体；
方法5：将天然提取的石杉碱甲无定形原料中加入有机溶剂中，搅拌形成泥浆状混合溶液，密封后放入50℃的恒温条件下静置72h，然后于25℃静置96h，将上清液移除，抽干得到石杉碱甲V晶型。
其中有机溶剂包括所有的有机溶剂只要对原料有一定的溶解度且不对原料造成变质即可，可以为酮类、醚类、烷烃、芳香烃、酯类、腈类、醇类或卤代烷烃等有机溶剂之一或组合。
本发明优选的有机溶剂为丙酮、甲乙酮、硝基甲烷、乙腈和甲基叔丁基醚。
本发明的另一个方面提供了一种包含上述石杉碱甲多晶型体的药物组合物。
本发明所述的药物组合物包括上述的石杉碱甲多晶型体以及药学上可接受的赋形剂，所述赋形剂包括常规的填充剂、崩解剂、粘合剂等。所述填充剂如淀粉、乳糖、微晶纤维素、糊精、甘露醇、氧化镁、硫酸钙等常用填充剂。所述崩解剂如羧甲基纤维素及其盐、交联羧甲基纤维素及其盐、交联聚维酮、羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基纤维素等常用崩解剂。所述粘合剂如聚维酮、羟丙基甲基纤维素、淀粉浆等常用粘合剂。所述润滑剂如硬脂酸镁、硬脂酸钙等。
本发明的还一个方面提供上述石杉碱甲多晶型体在制备治疗神经退行性疾病的药物中的用途。
所述神经退行性疾病具体为阿尔茨海默症，血管性痴呆(vasculardementia，VD)、智力低下，精神分裂症，记忆障碍等。
附图说明
图1a：本发明实施例1石杉碱甲晶型I的X-射线粉末衍射谱图。
图1b：本发明实施例1石杉碱甲晶型I的DSC谱图。
图1c：本发明实施例1石杉碱甲晶型I的红外光谱图。
图1d：本发明实施例1石杉碱甲晶型I的拉曼光谱图。
图2a：本发明实施例2石杉碱甲晶型II的X-射线粉末衍射图。
图2b：本发明实施例2石杉碱甲晶型II的DSC谱图。
图2c：本发明实施例2石杉碱甲晶型II的红外光谱图。
图2d：本发明实施例2石杉碱甲晶型II的拉曼光谱图。
图3a：本发明实施例3石杉碱甲晶型III的X-射线粉末衍射图。
图3b：本发明实施例3石杉碱甲晶型III的DSC谱图。
图3c：本发明实施例3石杉碱甲晶型III的红外光谱图。
图3d：本发明实施例3石杉碱甲晶型III的拉曼光谱图。
图4a：本发明实施例4石杉碱甲晶型IV的X-射线粉末衍射图。
图4b：本发明实施例4石杉碱甲晶型IV的DSC谱图。
图4c：本发明实施例4石杉碱甲晶型IV的红外光谱图。
图4d：本发明实施例4石杉碱甲晶型IV的拉曼光谱图。
图5a：本发明实施例5石杉碱甲晶型V的X-射线粉末衍射图。
图5b：本发明实施例5石杉碱甲晶型V的红外光谱图。
图6：石杉碱甲新晶型与已知晶型的XRPD比较谱图。
图7：石杉碱甲新晶型与市售药用晶型的DVS(动态水分吸附)比较谱图。
具体实施方式
为了更详细的介绍本发明，给出下述制备实例。但本发明的范围不局限于此。
实验条件：
XRPD：本专利所有XRPD谱图由日本岛津公司的XRD6500X射线衍射仪于室温检测，2θ角扫描从5度到40度，Cu-Kα，扫描速度：2度/分钟。
需要说明的是，在粉末样品X射线衍射图谱中，由晶体化合物得到的衍射谱图特定的晶型往往是特征性的，其中谱带(尤其是在低角度)的相对强度可能会因为结晶条件、粒径、混合物的相对含量和其它测试条件的差异而产生的优势取向效果而变化。因此，衍射峰的相对强度对所针对的晶体并非是特征性的，判断是否与已知的晶型相同时，更应该注意的是峰的位置而不是它们的相对强度。另外，判断晶型是否一样时应注意保持整体观念，因为并不是一条衍射线代表一个物相，而是一套特定的“d-I/I1”数据才代表某一物相。还应指出的是，在混合物的鉴定中，由于含量下降等因素会造成部分衍射线的缺失，此时，无需依赖高纯试样中观察到的全部谱带，甚至一条谱带也可能对给定的晶体是特征性的。
DSC：本专利所有DSC谱图由美国铂金埃尔默公司的DSC8500差示扫描量热仪检测，气氛为氮气，加热速度为10摄氏度/分钟。
IR：本专利所有红外谱图由美国尼高力公司的Nicolet-Magna FT-IR750红外光谱仪于室温检测，检测范围为：4000-350厘米-1的波数。
Raman：本专利所有Raman谱图由美国热电公司的DXR显微拉曼光谱仪于室温检测，检测范围为：3500-50厘米-1拉曼位移。
实施例1：石杉碱甲晶型I的制备。
将50mg石杉碱甲原料(无定形)与1ml丙酮混合，加热到50℃并保持在50℃搅拌3天，过滤得白色固体。该白色固体在室温下挥干溶剂后再用油泵减压干燥12小时得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型I。具体峰位如下表1所示。
表1：本发明实施例1石杉碱甲晶型I的X-射线粉末衍射数据
对得到的样品进行其他测试，得到的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图1b、1c、1d所示。
实施例2：石杉碱甲晶型II的制备。
将25mg石杉碱甲晶型I放置于125摄氏度的烘箱中，加热2小时得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型II。具体峰位如下表2所示。
表2：本发明实施例2石杉碱甲晶型II的X-射线粉末衍射数据
对得到的样品进行其他测试，得到的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图2b、2c、2d所示。
实施例3：石杉碱甲晶型III的制备。
将50mg石杉碱甲晶型I与1ml乙腈混合，加热到50℃并保持在50℃搅拌2天，过滤得白色固体。该白色固体在室温下挥干溶剂后置于100℃真空干燥箱中，在用油泵抽真空条件下干燥24小时后得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型III。具体峰位如下表3所示。
表3：本发明实施例3石杉碱甲晶型III的X-射线粉末衍射数据
对得到的样品进行其他测试，得到的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图3b、3c、3d所示。
实施例4：石杉碱甲晶型IV的制备。
将50mg石杉碱甲原料(无定形)与1ml硝基甲烷混合，加热到50℃并保持在50℃搅拌3天，过滤得白色固体。该白色固体在室温下挥干溶剂后置于100℃真空干燥箱中，在用油泵抽真空条件下干燥24小时后得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型IV。具体峰位如下表4所示。
表4：本发明实施例4石杉碱甲晶型IV的X-射线粉末衍射数据
对得到的样品进行其他测试，得到的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱如图4b、4c、4d所示。
实施例5：石杉碱甲晶型V的制备。
取25mg石杉碱甲原料，加入分析纯甲基叔丁基醚1ml，搅拌形成泥浆状混合溶液，密封后放入已恒温至50℃的环境中，静置72h后移入25℃环境中，接着静置96h，将上层清液移除，并于室温下挥干溶剂后再用油泵抽干，得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型V。具体峰位如下表5所示。
表5：本发明实施例5石杉碱甲晶型V的X-射线粉末衍射数据
对得到的样品进行其他测试，得到的红外光谱如图5b所示。
实施例6：石杉碱甲晶型II的制备。
将25mg石杉碱甲晶型IV放置于125摄氏度的烘箱中，加热4小时得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型II。
实施例7：石杉碱甲晶型II的制备。
将25mg石杉碱甲晶型III在氮气保护下加热到220摄氏度并在该温度下保持1小时得到结晶性粉末，经X-射线粉末衍射测定，显示得到的晶型为晶型II。
实施例8：石杉碱甲新晶型与市售药用晶型的溶解性比较
受试样品来源：晶型I，II，III由上述方法制备；市售药用晶型(晶型A)购买于上海诺特生物有限公司，纯度大于99％。
实验方法：将石杉碱甲新晶型I，II，III和市售药用晶型A充分溶解于pH6.8磷酸盐缓冲溶液(配置方法见中国药典)，用高效液相检测各溶液的浓度，直至其浓度不再增加，记下最终浓度并据此算出各晶型的溶解度。
高效液相条件：仪器：安捷伦1260
              流动相：乙腈：0.1％三氟乙酸水溶液＝5：95-95：5
              柱温：40摄氏度
              流速：1毫升/分钟
实验结果：
表6：石杉碱甲不同晶型的溶解性
晶型 溶解性(pH6.8磷酸盐缓冲溶液)
I 3.72mg/mL
II 4.58mg/mL
III 3.29mg/mL
A 1.40mg/mL
显然，新发现的3种晶型均具有比现市售药用晶型更好的溶解性，尤其晶型II的溶解性已超过现市售药用晶型的3倍以上。
实施例9：石杉碱甲几种晶型的吸湿性比较
受试样品来源：同上
实验仪器：动态水分吸附仪(英国SMS公司，Intrinsic DVS)
相对湿度范围：5％-95％
实验结果：见图7
由图7可知，现市售药用晶型A的水分含量随着相对湿度改变的变化幅度很大。而这很不利于原料药的制备和储存。相反，由图7可知，新发现的3种晶型吸湿性都比市售药用晶型A要低很多。尤其是晶型III，在正常湿度范围吸湿性还不到1％。通过比较可知新发现的3种晶型，尤其是晶型III具有比市售药用晶型A低很多的吸湿性，更有利于药物制剂的制备和储存。

Claims (10)

1.一种石杉碱甲晶体III晶型，所述III晶型使用Cu-Kα的X-射线粉末衍射方法，以度表示的2θ角在约为6.781、13.578、15.34、16.10、17.156、23.698、25.983和26.322处有明显的特征吸收峰。
2.一种石杉碱甲晶体III晶型，所述III晶型使用Cu-Kα的X-射线粉末衍射方法测定，其布拉格2θ角，晶面间距d和相对强度(最强射线的百分数)表示如下：
3.所示III晶型具有基本上如图3a所示的粉末X-射线衍射图。
4.根据权利要求1所述的石杉碱甲晶体，其特征在于：
所示III晶型具有基本上如图3b、3c、3d所示的DSC热谱、红外光谱和拉曼光谱。
5.权利要求1所述的石杉碱甲晶体的制备方法，其具体为：
将天然提取的石杉碱甲无定形原料中加入有机溶剂中，加热到50℃并保持在50℃搅拌72h，过滤并在室温下挥干溶剂后再用油泵减压干燥12小时得到I晶型的石杉碱甲晶体；
将所述石杉碱甲I晶型加入有机溶剂中，加热到50℃并保持在50℃搅拌48h，过滤并在室温下挥干溶剂后置于100℃真空干燥箱中，在抽真空条件下干燥24小时得到III晶型的石杉碱甲晶体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述有机溶剂为丙酮、甲乙酮、硝基甲烷、乙腈和甲基叔丁基醚。
7.一种药物组合物，其包含药物有效量的权利要求1所述的石杉碱甲晶体以及药学上可接受的赋形剂。
8.根据权利要求7所述的药物组合物，其中，所述赋形剂包括常规的填充剂、崩解剂、粘合剂，所述填充剂包括淀粉、乳糖、微晶纤维素、糊精、甘露醇、氧化镁、硫酸钙，所述崩解剂包括羧甲基纤维素及其盐、交联羧甲基纤维素及其盐、交联聚维酮、羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基纤维素；所述粘合剂包括聚维酮、羟丙基甲基纤维素、淀粉浆；所述润滑剂包括硬脂酸镁、硬脂酸钙。
9.权利要求1所述的石杉碱甲晶体在制备治疗神经退行性疾病的药物中的用途。
10.根据权利要求9所述的用途，其中，所述神经退行性疾病包括阿尔茨海默症、血管性痴呆、智力低下、精神分裂症和记忆障碍。
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