CN110105417B - 一种药物共晶体及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种药物共晶体及制备方法和应用，所述药物共晶体为炔雌醇哌嗪共晶，其中炔雌醇和哌嗪的摩尔比为1:1，该晶型为单斜晶系。其在高温、高湿、光照下稳定，且具有较高的溶解度和生物利用度。

Description

一种药物共晶体及制备方法和应用

技术领域

本发明属于生物医药领域，涉及一种药物共晶体及制备方法和应用。

背景技术

炔雌醇(ethinylestradiol)是一种强效的口服雌激素类药物，化学名称为3-羟基-19-去甲-17α-孕甾-1,3,5(10)-三烯-20-炔-17-醇，分子式为C₂₀H₂₄O₂，分子量296.4，其为白色或奶白色结晶性粉末。炔雌醇溶于丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、氯仿、二氧六环、植物油及氢氧化钠溶液，几乎不溶于水，无气味。炔雌醇可用于补充雌激素不足，治疗女性性腺功能不良、闭经、更年期综合征等；用于晚期乳腺癌(绝经期后妇女)、晚期前列腺癌的治疗；与孕激素类药合用，能抑制排卵，可作避孕药；还用于小儿隐睾症及雄激素过多、垂体肿瘤等；用于诊断下丘脑-腺垂体-性腺功能障碍。

水溶性差是甾体类化合物的共性问题，炔雌醇需要大剂量口服(0.02-1毫克/天)才能达到必要的血药浓度。此外，炔雌醇已报道具有无水晶型和0.5水晶型，已经证明炔雌醇在干燥或潮湿条件下将在无水晶型和0.5水晶型之间转换，使得炔雌醇产品的晶型稳定性和晶型纯度难以保障。提高甾体激素类药物的水溶性和生物利用度，增加其稳定性，降低口服剂量是目前我国口服避孕药亟待解决的问题。

由于药物组合物要求药物活性物质(API)在化学和物理上都必须是稳定的，因此针对炔雌醇，需要提供更合适的新API形式。共晶的使用是提高生物利用度的一种可能，且除生物利用度外，还可以改善若干其他性质，例如溶出度、物理稳定性、机械特性、吸湿性、化学稳定性、流动性和纯化加工能力。药物共晶中分子成分中的至少一种为药物活性成分(API)，其与另一种被称为“共成形剂”的分子结合，所述共成形剂为另一种API或在GRAS(通常被视为安全)状态FDA列表中出现的其他物质或已被证明无毒的物质。本发明采用共晶技术，利用炔雌醇和哌嗪形成药物共晶体，改善了炔雌醇的理化性质，使其在药物使用中具有更广的通用性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对目前炔雌醇的溶解度差，不稳定，药效不能得到很好的发挥等问题，提供一种炔雌醇和哌嗪形成的联合药物共晶体及其应用，该药物共晶体可以大大提高炔雌醇的溶解度，改善药物的理化性质，提高药效和生物利用度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种炔雌醇哌嗪药物共晶，所述的药物共晶是以炔雌醇为活性成分，以哌嗪为共晶形成物，两者采用氢键相连，药物共晶的实验式为C₂₄H₃₄N₂O₂。

进一步，所述药物共晶为单斜晶系，P2(1)空间群，晶胞参数为

α＝γ＝90°，β＝91.921(10)°，Z＝4，晶胞体积为

进一步，使用Cu-Kα辐射，以2θ角度表示的X-射线粉末衍射还在约14.721°、15.139°、16.047°、17.713°、19.750°处有特征衍射峰。

本发明的第二方面提供了本发明第一方面所述的炔雌醇哌嗪药物共晶的制备方法，包括步骤：

1)将炔雌醇与哌嗪加入研钵中混合，加入辅助溶剂研磨，得到白色粉末样品；

2)取粉末样品，加入溶剂溶解，加热回流，缓慢挥发得到无色片状晶体。

进一步，步骤1)中的辅助溶剂为乙腈。

进一步，炔雌醇与哌嗪的摩尔比为1:1。

进一步，步骤2)中的溶剂为乙腈。

进一步，步骤2)中加入乙腈后，逐滴滴加几滴水澄清。

进一步，步骤2)中加热回流3h。

本发明的第三方面提供了一种药物组合物，所述药物组合物包括有效量的本发明第一方面所述的药物共晶。

进一步，所述药物组合物还包含溶剂、赋形剂、载体或增溶剂。

本发明的第四方面提供了如下任一项所述的应用：

1)本发明第一方面所述的药物共晶在制备避孕药物中的应用；

2)本发明第三方面所述的药物组合物在制备避孕制剂中的应用；

3)本发明第一方面所述的药物共晶在制备治疗妇科疾病或肿瘤的药物中的应用；

4)本发明第三方面所述的药物组合物在制备治疗妇科疾病或肿瘤的制剂中的应用。

进一步，所述妇科疾病包括月经紊乱、痛经、子宫内膜异位症、经前综合征、乳房痛、绝经期综合征、子宫内膜异位症、子宫内膜癌等。

进一步，所述肿瘤包括乳腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌。

本发明的有效量的共晶或药物组合物可以用于治疗牵涉癌症或与之相关的疾病。有效量是对治疗的受试者例如或者赋予治疗作用所需的用量。本文所用的术语“受试者”和“患者”可以互换使用。术语“受试者”和“患者”是指动物，具体地，是“哺乳动物”，包括非灵长类(例如牛、猪、马、绵羊、豚鼠、大鼠、猫、狗和小鼠)和灵长类(例如猴子、黑猩猩和人类)且更具体地为人。作为优选的实施方式，受试者是“人”。

施用于受试者的化合物的精确用量取决于施用模式、癌症的类型和严重性和受试者的特征，例如一般健康状况、年龄、性别、体重和对药物的耐受性。本领域技术人员能够根据这些和另外的因素确定适合的剂量。当与其它活性剂共同施用时，例如与抗癌药共同施用时，第二种活性剂的“有效量”取决于所用药物的类型。对于经批准的活性剂已知适合的剂量且可以由本领域技术人员根据受试者的病情、待治疗的病症的类型和所用的本文所述的化合物的用量进行调整。在未特别注释用量的情况中，有效量应当推定。通常，可以根据多种因素选择剂量方案，包括待治疗的障碍和该障碍的严重性；所用具体化合物的活性；所用的具体组合物；患者的年龄、体重、一般健康状况、性别和膳食；施用时间、施用途经和所用具体化合物的排泄速率；受试者的肾和肝功能；和所用具体化合物或其盐、治疗期限；与所用具体化合物组合或同时施用的药物等医学领域众所周知的因素。本领域技术人员易于确定和给出治疗、预防、抑制(完全或部分)或阻止疾病进展所需的本文所述的化合物的有效量。

本发明可以通过允许例如通过口服、静脉内或胃肠外递送的任意方法对需要的受试者(例如细胞、组织或患者(包括动物或人)施用本发明的共晶或药物组合物。例如，可以通过丸剂、片剂、胶囊、气雾剂、栓剂、用于摄入或注射的液体制剂施用它们。

本发明的药学上可接受的组合物包含药学上可接受的载体、辅剂或赋形剂，如本文所用，所述载体、辅剂或赋形剂包括任何和全部溶剂、稀释剂或其它液体溶媒、分散或悬浮助剂、表面活性剂、等渗剂、增稠或乳化剂、防腐剂、固体粘合剂、润滑剂等，只要对所需的具体剂型是合适的。除非任何常规的载体介质例如由于会产生任何不合乎需要的生物学效应或以别的方式与药学上可接受的组合物的一种或多种任何其它组分以有害的方式相互作用而与本发明化合物不相容，否则任何常规载体介质的使用也被认为处于本发明的范围内。

药学上可接受的载体可以包含惰性成分，其不会不适当地抑制化合物的生物活性。药学上可接受的载体应当是生物相容性的，例如在施用于受试者时无毒性、无炎症性、无免疫原性或无其它不期望的反应或副作用。可以使用标准的药物制剂技术。

可以充当药学上可接受的载体的物质的一些实例包括但不限于离子交换剂、氧化铝、硬脂酸铝、卵磷脂、血清蛋白(如人血清白蛋白)、缓冲物质(如tween 80、磷酸盐、甘氨酸、山梨酸或山梨酸钾)、饱和植物脂肪酸的偏甘油酯混合物、水、盐或电解质(如硫酸鱼精蛋白、磷酸氢二钠、磷酸氢钾、氯化钠或锌盐)、胶态二氧化硅、三硅酸镁、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、蜡、聚乙烯-聚氧化丙烯-嵌段聚合物、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羊毛脂；糖，如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；粉末状黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石粉；赋形剂，如可可脂和栓剂用蜡；油，如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；二醇类，如丙二醇或聚乙二醇；酯类，如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂，如氢氧化镁和氢氧化铝；藻酸；无热原的水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇，和磷酸盐缓冲溶液，以及其它无毒的相容性润滑剂，如月桂基硫酸钠和硬脂酸镁，而且根据配制人员的判断，着色剂、脱模剂、包衣剂、甜味剂、调味剂以及芳香剂、防腐剂和抗氧化剂也可以存在于组合物中。

可以任何口服可接受的剂型(包括但不限于胶囊剂、片剂、水性混悬剂或溶液剂)用于经口施用。就供口服的片剂而言，常用的载体包括乳糖和玉米淀粉。典型地还加入润滑剂，如硬脂酸镁。对于以胶囊剂形式口服，可用的稀释剂包括乳糖和干玉米淀粉。当需要水混悬剂进行口服时，将活性成分与乳化剂和助悬剂组合。如果需要，还可加入某些甜味剂、调味剂或着色剂。

供口服施用的液体剂型包括但不限于药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂和酏剂。除了活性化合物之外，液体剂型还可含有本领域常用的惰性稀释剂，如水或其它溶剂，增溶剂和乳化剂如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1，3-丁二醇、二甲基甲酰胺、油(尤其是棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇和脱水山梨糖醇的脂肪酸酯，以及它们的混合物。除惰性稀释剂外，口服组合物还可包括辅剂，如湿润剂、乳化剂和助悬剂、甜味剂、调味剂和芳香剂。

供口服施用的固体剂型包括胶囊剂、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂。在这种固体剂型中，活性化合物混有至少一种惰性的药学上可接受的赋形剂或载体如柠檬酸钠或磷酸二钙和/或a)填料或增量剂，如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇和硅酸，b)粘合剂，如羧甲基纤维素、藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和阿拉伯树胶，c)保湿剂，如甘油，d)崩解剂，如琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯淀粉、藻酸、某些硅酸盐和碳酸钠，e)溶液阻滞剂，如石蜡，f)吸收加速剂，如季铵化合物，g)润湿剂，如鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯，h)吸收剂，如高岭土和膨润土，和i)润滑剂，如滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、月桂基硫酸钠，以及它们的混合物。就胶囊剂、片剂和丸剂而言，剂型也可包含缓冲剂。

也可采用类似类型的固体组合物作为软和硬填充明胶胶囊中的填料，所述胶囊使用诸如乳糖或奶糖以及高分子量聚乙二醇等之类的赋形剂。片剂、糖锭剂、胶囊剂、丸剂和颗粒剂的固体剂型可制备有包衣和外壳，如肠溶衣和药物配制领域众所周知的其它包衣。

具有一种或多种上述赋形剂的微囊化形式也可以用于本发明。片剂、糖锭剂、胶囊剂、丸剂和颗粒剂的固体剂型可制备有包衣和外壳，如肠溶衣、控释包衣以及药物配制领域众所周知的其它包衣。在这种固体剂型中，活性化合物可与至少一种惰性稀释剂如蔗糖、乳糖或淀粉混合。如一般的做法，这种剂型还可包含非惰性稀释剂的另外的物质，例如压片润滑剂和其它压片助剂如硬脂酸镁和微晶纤维素。就胶囊剂、片剂和丸剂而言，剂型也可包含缓冲剂。

除了在实施例中以及另有指示时，说明书和权利要求书中所用的所有的数值应被理解为在所有的实例中以术语“大约”或“约”进行修饰，因此，除非有相反的指示，本说明书和所附的权利要求书中所给出的数值参数是近似值，其可以根据通过本发明公开内容所寻求的所需要性质而改变，最起码地，并且不是意欲限制等同原则权利要求范围的应用，每个数值参数应考虑有效数字的数和常规四舍五入方法来解释。

在本发明中，图5所示的衍射峰不代表晶型所显示衍射峰的详尽情况。X射线粉末衍射图的2θ值是可以随着机器以及随着样品制备中的变化和批次间变化而轻微变化，所引用的值不视为绝对值。还应理解的是，峰的相对强度可能随取向效应而变，因此本发明所含的PXRD迹线中所示的强度是示例性的，并不用于绝对比较。

本发明的优点和有益效果：

本发明首次合成了炔雌醇和哌嗪的药物共晶体(EE-PZ)，所述共晶体在不改变API结构的情况下，改进炔雌醇的稳定性和溶解度等理化性质，提高炔雌醇的药效和生物利用度。

附图说明

图1是EE-PZ的TGA/DSC扫描图；

图2是EE-PZ的红外吸收光谱图；

图3是EE-PZ的1H-NMR核磁共振谱图；

图4是EE-PZ的分子结构图；

图5是EE-PZ的X-粉末衍射谱图；

图6是EE-PZ的溶解度实验图；

图7是EE-PZ的稳定性实验图，其中图a是高温条件下的粉末X射线衍射图；图b是高湿条件下的粉末X射线衍射图；图c是光照条件下的粉末X射线衍射图；

图8是EE-PZ的生物利用度图。

具体的实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1药物共晶体的制备

1、材料

炔雌醇：(纯度>99％)华润紫竹药业股份有限公司

无水哌嗪：(纯度>99％)阿拉丁试剂(上海)有限公司

乙腈：(分析纯)天津市大茂化学试剂厂

2、实验方法

1)样品的制备

别取296.4mg(1.0mmol)炔雌醇与86.14mg(1.0mmol)哌嗪加入研钵中，用乙腈溶剂辅助研磨1h，即得白色粉末样品；

2)单晶的培养

取上述粉末样品100mg，加入15ml乙腈，并逐滴滴加几滴水使其澄清，加热回流3h，溶剂缓慢挥发，1周左右即得无色片状晶体(EE-PZ)。

实施例2药物共晶体的TG-DSC分析

1、实验条件

TGA仪器型号：NETZSCH TG209F1

DSC仪器型号：Rigaku DSC 8231

升温速率：10℃/min

温度范围：40-400℃(DSC)、40-225℃(TGA)

气体氛围：氮气

2、结果

结果如图1所示，差示扫描热量仪(DSC)显示，在测试温度范围内，样品未观察到熔点。热重分析(TGA)显示：样品中哌嗪成分在178.6℃分解，失重22.7％，在此以前，TGA曲线无失重，提示该药物不含结晶水。

实施例3药物共晶体的红外吸收光谱(IR)

1、实验材料

仪器型号：布鲁克公司Bruker Vertex 70型红外光谱仪

2、实验方法

溴化钾压片

3、结果

结果如图2和表1所示，药物共晶体在表1所示的位置处存在红外吸收峰。

表1药物共晶体的主要红外吸收峰

实施例4药物共晶体的¹H-NMR核磁共振谱

1、实验材料

仪器：AVANCE III HD 600MHz型核磁共振波谱仪。

溶剂：CD3OD(TMS内标)

2、结果

结果如图3所示，核磁共振氢谱的位移如下：1H NMR(600MHz,Methanol-d4)δ7.08(d,J＝8.5Hz,1H),6.53(dd,J＝8.4,2.7Hz,1H),6.47(d,J＝2.5Hz,1H),2.89(s,1H),2.82–2.71(m,10H),2.38–2.30(m,1H),2.30–2.21(m,1H),2.12(td,J＝11.3,4.3Hz,1H),2.01–1.84(m,3H),1.80–1.70(m,3H),1.47–1.24(m,4H),0.86(s,3H)。

实施例5药物共晶体的X-射线单晶衍射(SXRD)

1、实验材料

仪器型号：安捷伦公司Agilent Gemini E型X-射线单晶衍射仪

2、方法

选取0.30mm×0.26mm×0.12mm大小的无色晶体，采用石墨单色化Mo-K射线，辐射波长

测定温度：173.00(15)K。结构解析和精修采用SHELXT-14以及Olex2程序完成。利用直接法确定原子位置，然后用差值函数法和最小二乘法求出全部非氢原子坐标，用最小二乘法对结构进行修正。

3、结果

结果如图4和表2所示，在EE-PZ晶体结构上不含有溶剂分子，炔雌醇与哌嗪通过氢键相连。二者之间的比例为1:1。

表2晶体结构及其精修参数

实施例6药物共晶体的粉末X射线衍射谱(PXRD)

1、实验材料

仪器型号：德国Bruker公司D8ADVANCE型X射线粉末仪。

2、实验条件

铜靶，40KV/40mA，起始角3°，终止角60°，步宽0.02，扫描速度17.7秒/步，波长

石墨单色器。

理论谱图采用Mercury软件进行模拟得到。

3、结果

实验结果如图5和表3所示，EE-PZ的X-射线粉末衍射图谱在2θ值的相应位置对应有特征衍射峰，研磨粉末与单晶解析的理论值在峰的强度和位置上是一致的，说明研磨的粉末样品与EE-PZ单晶具有相同的空间结构，晶型是一致的。

表3药物共晶体EE-PZ样品X-粉末衍射谱吸收峰

实施例7药物共晶体EE-PZ的溶解度研究

1、实验材料

UDT-812SERIES

2、实验方法

1)样品过筛，取介于0.15(100目)-0.076(200目)mm样品，称取供试品各400mg，分别加入500mL0.5％SDS溶液中，于37℃、250rpm条件下搅拌，分别在5min、15min、30min、45min、60min、90min、120min、180min、240min、300min和360min取样2mL，过滤膜，取滤液作为供试品，进样2针，HPLC检测。

2)液相条件：

高效液相色谱仪：Waters

色谱柱:Waters XBridge C18 4.6*150mm，3.5μm色谱柱

流动相：乙腈:水＝45:55

检测波长:280nm

流速：0.8mL/min

柱温：40℃

进样量：20μL

出峰时间：6.57min

运行时间：15min

3、实验结果

实验结果如图6所示，药物共晶体EE-PZ的溶解度显著增加。

实施例8药物共晶体EE-PZ的稳定性研究

1、实验方法

稳定性实验考察样品在高温、高湿、光照条件下的稳定性和转变规律。设置两个平行组，分别取100mg测试样品(EE-PZ)粉末装入称量瓶中，将样品开口放置分别在高温(60±2℃)、高湿(90％±5％)、光照(4500±500lx)条件下放置10天，于第0天、5天、10天分别取样进行粉末X射线衍射分析。

2、结果

实验结果如图7所示，药物共晶体在三种条件下晶型不发生变化，晶型稳定。

实施例9药物共晶体EE-PZ的药代动力学研究

1、实验方法

雌性Sprague-Dawley大鼠(7-9周)，小胶囊口服给药(5mg/kg)。于0、0.5、1、2、4、8、24、48小时各取50μL颈静脉血。50μL鼠血浆混合5μL甲醇和200μL 5ng/mL ISTD(特非那定和丁螺环酮)在甲醇/乙腈(1:1，v/v)中涡旋1min后，4000rpm离心15min，用甲醇/水(1:1，v/v，0.1％三氟乙酸)稀释上清20x注入。高效液相：安捷伦1100，Kinetex 2.6μC18 100系列柱(30毫米*3.00毫米)，波长276nm。流动相A为5mm醋酸铵(0.05％三氟乙酸)，流动相B为乙腈(0.1％三氟乙酸)。高效液相梯度如表4所示。柱温为室温。

表4高效液相梯度

2、结果

实验结果如图8所示，相比于原料药EE，药物共晶体EE-PZ具有较好的口服生物利用度。

上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种炔雌醇哌嗪药物共晶，其特征在于，所述的药物共晶是以炔雌醇为活性成分，以哌嗪为共晶形成物，两者采用氢键相连，药物共晶的实验式为 C₂₄ H₃₄N₂ O₂，所述药物共晶为单斜晶系，P2（1）空间群，晶胞参数为a=11.9146（13）Å，b=6.9435（8）Å，c=26.361（3） Å，α=γ=90^o，β=91.921（10）^o，Z=4，晶胞体积为2179.6（4） ų。

2.根据权利要求1所述的炔雌醇哌嗪药物共晶，其特征在于，使用Cu-Kα辐射，以2θ角度表示的X-射线粉末衍射在约14.721°、15.139°、16.047°、17.713°、19.750°处有特征衍射峰。

3.权利要求1或2所述的炔雌醇哌嗪药物共晶的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1）将炔雌醇与哌嗪加入研钵中混合，加入辅助溶剂研磨，得到白色粉末样品；

2）取粉末样品，加入溶剂溶解，加热回流，缓慢挥发得到无色片状晶体。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中的辅助溶剂为乙腈。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，炔雌醇与哌嗪的摩尔比为1:1。

6.一种药物组合物，其特征在于，所述药物组合物包括有效量的权利要求1-3任一项所述的炔雌醇哌嗪药物共晶。

7.根据权利要求6所述的药物组合物，其特征在于，所述药物组合物还包含溶剂、赋形剂、载体或增溶剂。

8.如下任一项所述的应用：

1）权利要求1或2所述的炔雌醇哌嗪药物共晶在制备避孕药物中的应用；

2）权利要求6或7所述的药物组合物在制备避孕制剂中的应用；

3）权利要求1或2所述的炔雌醇哌嗪药物共晶在制备治疗妇科疾病或肿瘤的药物中的应用；

4）权利要求6或7所述的药物组合物在制备治疗妇科疾病或肿瘤的制剂中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述妇科疾病包括月经紊乱、痛经、子宫内膜异位症、经前综合征、乳房痛、绝经期综合征、子宫内膜异位症、子宫内膜癌。

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