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Die
vorliegende Erfindung betrifft polymorphe und andere kristalline
Formen von (-)- und (±)-cis-FTC (4-Amino-5-fluor-1-(2-hydroxymethyl)-1,3-oxathiolan-5-yl)-2(1H)-pyrimidinon),
pharmazeutische Zusammensetzungen davon und Verwendungen für solche
Zusammensetzungen.
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Der
Erfolg verschiedener synthetischer Nukleoside, wie z.B. AZT, D4T,
DDI und DDC bei der Inhibierung der Replikation von HIV in vivo
oder in vitro hat Forscher in den späten 1980'er Jahren dazu gebracht, Nukleoside
zu entwickeln und zu testen, bei denen an der 3'-Position des Nukleosids ein Kohlenstoffatom durch
ein Heteroatom substituiert ist. Norbeck et al. haben beschrieben,
dass (±)-1-[cis-(2,4)-2-(Hydroxymethyl)-4-dioxolanyl]thymin
(als (±)-Dioxolan-T bezeichnet)
eine mäßige Aktivität gegen
HIV aufweist (EC50 von 20 μM in ATH8-Zellen) und bezüglich nicht
infizierter Kontrollzellen bei einer Konzentration von 200 μM nicht toxisch
ist, vgl. Tetrahedron Letters 30 (46), 6246 (1989). Die europäische Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer
337 713 und das US-Patent 5,041,449 von BioChem Pharma, Inc. beschreiben
racemische 2-substituierte-4-substituierte 1,3-Dioxolane, die eine
antivirale Aktivität
zeigen. Die veröffentlichten
PCT-Anmeldungen PCT US91/09124 und PCT US93/08044 beschreiben die
Verwendung isolierter β-D-1,3-Dioxolanylnukleoside
zur Behandlung einer HIV-Infektion. Die WO 94/09793 beschreibt die
Verwendung isolierter β-D-1,3-Dioxolanylnukleoside
zur Behandlung einer HBV-Infektion.
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Das
US-Patent 5,047,407 und die europäische Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungsnummer
0 382 526, ebenfalls von BioChem Pharma, Inc., beschreiben, dass
eine Anzahl racemischer 2-substituierter-5-substituierter 1,3-Oxathiolannukleoside
eine antivirale Aktivität
aufweist, und insbesondere, dass das racemische Gemisch von 2-Hydroxymethyl-5-(cytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan
(nachstehend als BCH-189 bezeichnet) bei einer geringeren Toxizität etwa die
gleiche Aktivität
gegen HIV aufweist wie AZT. Das (-)-Enantiomer von BCH-189 (US-Patent
5,539,116 (Liotta et al.)), das als 3TC bekannt ist, ist nunmehr
zur Behandlung von HIV in Menschen in den Vereinigten Staaten im
Handel. Vgl. auch die
EP
513 200 B1 .
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Es
wurde auch beschrieben, dass (-)-cis-FTC (4-Amino-5-fluor-1-(2-hydroxymethyl)-1,3-oxathiolan-5-yl)-2(1H)-pyrimidinon
(2R-cis) oder β-L-2-Hydroxymethyl-5-(5-fluorcytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan) eine starke
HIV-Aktivität
aufweist, vgl. Schinazi et al., „Selective Inhibition of Human
Immunodeficiency viruses by Racemates and Enantiomers of cis-5-Fluoro-1-[2- (Hydroxymethyl}-1,3-Oxathiolane-5-yl]Cytosine", Antimicrobial Agents
and Chemotherapy, November 1992, Seiten 2423-2431. Vgl. auch die
US-Patente 5,814,639, 5,914,331, 5,210,085, das US-Patent 5,204,466,
die WO 91/11186 und die WO 92/14743. Die chemische Struktur von
(-)-cis-FTC ist nachstehend gezeigt:
C
8H
10FN
3O
3S Molekulargewicht: 247,25
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Aufgrund
der kommerziellen Bedeutung von 1,3-Oxathiolannukleosiden, wie z.B
FTC, wurde in Patenten und in der wissenschaftlichen Literatur eine
Anzahl von Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Die Substituenten
an den chiralen Kohlenstoffatomen (der angegebenen Purin- oder Pyrimidinbase
(als C5-Substituent bezeichnet) und CH2OH
(als C2-Substituent
bezeichnet)) von 1,3-Oxathiolannukleosiden können bezüglich des Oxathiolanringsystems
entweder cis (auf der gleichen Seite) oder trans (auf gegenüber liegenden Seiten)
vorliegen. Sowohl das cis- als auch das trans-Racemat besteht aus
einem Paar von optischen Isomeren. Somit weist jede Verbindung vier
einzelne optische Isomere auf. Die vier optischen Isomere werden
durch die folgenden Konfigurationen dargestellt (wenn der Oxathiolanrest
derart in einer horizontalen Ebene orientiert wird, dass sich der
-S-CH2-Rest hinten befindet): (1) cis (auch
als β bezeichnet)
mit beiden Gruppen „nach oben", wobei es sich um
die natürlich
vorkommende L-cis-Konfiguration handelt, (2) cis mit beiden Gruppen „nach unten", wobei es sich um
die nicht natürlich
vorkommende β-cis-Konfiguration
handelt, (3) trans (auch als α-Konfiguration
bezeichnet) mit dem C2-Substituenten „nach oben" und dem C5-Substituenten „nach unten", und (4) trans mit
dem C2-Substituenten „nach
unten" und dem C5-Substituenten „nach oben". Die beiden cis-Enantiomere
zusammen werden als racemisches Gemisch von β-Enantiomeren bezeichnet und
die beiden trans-Enantiomere werden als racemisches Gemisch von α-Enantiomeren
bezeichnet. Im Allgemeinen ist es vergleichsweise Standard, das
Paar von racemischen optischen cis-Isomeren von dem Paar von racemischen optischen
trans-Isomeren trennen zu können.
Es ist signifikant schwieriger, die einzelnen Enantiomere der cis-Konfiguration
zu trennen oder in anderer Weise zu erhalten. Für 3TC und FTC ist die gewünschte stereochemische
Konfiguration das β-L-Isomer.
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Das
Nummerierungsschema für
den 1,3-Oxathiolanring in FTC ist nachstehend angegeben.
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Wege zur Kondensation
des 1,3-Oxathiolanrings mit einer geschützten Base
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Das
US-Patent 5,204,466 beschreibt ein Verfahren zur Kondensation eines
1,3-Oxathiolans mit einer geschützten
Pyrimidinbase unter Verwendung von Zinnchlorid als Lewissäure, das
eine nahezu vollständige β-Stereoselektivität bereitstellt.
Vgl. auch Choi et al., „In
Situ Complexation Directs the Stereochemistry of N-Glycosylation
in the synthesis of Oxathiolanyl and Dioxolanyl Nucleoside Analogues", J. Am. Chem. Soc. 1991,
213, 9377-9379. Die Verwendung von Zinnchlorid erzeugt unerwünschte Rückstände und
Nebenprodukte während
der Reaktion, die nur schwer entfernt werden können.
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Eine
Anzahl von US-Patenten beschreibt ein Verfahren zur Herstellung
von 1,3-Oxathiolannukleosiden über die
Kondensation eines 1,3-Oxathiolan-Zwischenprodukts, das an der 2-Position
des Rings einen chiralen Ester aufweist, mit einer geschützten Base
in der Gegenwart einer Lewissäure
auf Siliziumbasis. Der Ester an der 2-Position muss dann zu der
entsprechenden Hydroxymethylgruppe reduziert werden, um das Endprodukt
zu erhalten, vgl. die US-Patente 5,663,320, 5,864,164, 5,693,787,
5,696,254, 5,744,596 und 5,756,706.
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Das
US-Patent 5,763,606 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von
vorwiegend cis-2-Carbonsäure- oder
-Thiocarbonsäure-1,3-oxathiolannukleosiden,
das die Kupplung einer gewünschten,
im Vorhinein silylierten Purin- oder Pyrimidinbase mit einem bicyclischen
Zwischenprodukt in der Gegenwart einer Lewissäure umfasst. Das US-Patent
5,272,151 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dioxolannukleosiden, welches
das Umsetzen eines 2-O-geschützten,
5-O-acylierten 1,3-Dioxolans mit einer Sauerstoff- oder Stickstoffgeschützten Purin-
oder Pyrimidinbase in der Gegenwart eines Titankatalysators umfasst.
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Choi
et al., "In Situ
Complexation Directs the Stereochemistry of N-Glycosylation in the
synthesis of Oxathiolanyl and Dioxolanyl Nucleoside Analogues", J. Am. Chem. Soc.
1991, 213, 9377-9379, haben berichtet, dass mit HgCl2,
Et2AlCl oder TiCl2(O-isopropyl)2 keine Kupplung des 1,3-Oxathiolans mit
einer geschützten Pyrimidinbase
stattfindet (vgl. die Fußnote
2).
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Choi
hat auch berichtet, dass die Reaktion zwischen anomeren 1,3-Oxathiolanacetaten
mit silyliertem Cytosin und nahezu jedweder üblichen Lewissäure, die
von Zinnchlorid verschieden ist, zur Bildung nicht trennbarer Gemische
N-glycosylierter Anomere führt.
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Das
US-Patent 5,922,867 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines
Dioxolannukleosids, welches das Glycosylieren einer Purin- oder
Pyrimidinbase mit einem 2-geschützten
Oxymethyl-4-halogen-1,3-dioxolan umfasst.
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Unter
anderem die US-Patente 5,914,331, 5,700,937, 5,827,727 und 5,892,025
(Liotta et al.) beschreiben die Kupplung der darin beschriebenen
1,3-Oxathiolane mit silyliertem 5-Fluorcytosin in der Gegenwart von SnCl4 zur Bildung des β-(-)-Isomers von FTC und gegebenenfalls
das Entfernen der Schutzgruppen.
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Wege zur Bereitstellung
des 1,3-Oxathiolannukleosids in der gewünschten Stereokonfiguration
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Spezielle
Verfahren zur Herstellung von FTC in der gewünschten Stereokonfiguration
in einer im Wesentlichen reinen Form sind unter anderem in den US-Patenten
5,914,331, 5,700,937, 5,827,727 und 5,892,025 (Liotta et al.) beschrieben.
In einer Ausführungsform
wird die C5'-Hydroxylgruppe eines
Gemischs von Nukleosidracematen mit einer Acylverbindung umgesetzt,
um C5'-Ester zu
bilden, bei denen das Nukleosid im "Carbinol"-Ende des Esters vorliegt. Das gewünschte Enantiomer
kann durch Behandeln des racemischen Gemischs mit einem Enzym isoliert
werden, welches das gewünschte
Enantiomer hydrolysiert (gefolgt von einer Extraktion des polaren
Hydrolysats mit einem polaren Lösungsmittel),
oder durch die Behandlung mit einem Enzym, welches das nicht gewünschte Enantiomer
hydrolysiert (gefolgt von der Entfernung des unerwünschten
Enantiomers mit einem polaren Lösungsmittel).
Enzyme, welche die Hydrolyse von 1,3-Oxathiolanpyrimidinnukleosiden
katalysieren, umfassen Schweineleberesterase, Schweinepankreaslipase,
Amano PS-800-Lipase, Substillisin und α-Chymotrypsin.
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Die
WO-A-00/09494 beschreibt Verfahren zur Herstellung von 1,3-Oxathiolannukleosiden,
die effiziente Verfahren zur Herstellung des 1,3-Oxathiolanrings
und eine anschließende
Kondensation des 1,3-Oxathiolans mit einer Pyrimidin- oder Purinbase
umfassen. Unter Verwendung der beschriebenen Verfahren können die
Verbindungen als isolierte Enantiomere bereitgestellt werden.
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Cytidin-Desoxycytidin-Desaminase
kann verwendet werden, um racemische Gemische von 2-Hydroxymethyl-5-(cytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan
und dessen Derivate, einschließlich
2-Hydroxymethyl-5-(5-fluorcytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan
zu trennen. Das Enzym katalysiert die Desaminierung des Cytosinrests
zu einem Uridin. Eines der Enantiomere von 1,3-Oxathiolannukleosiden ist ein bevorzugtes
Substrat für
Cytidin-Desoxycytidin-Desaminase. Das Enantiomer, das nicht in ein
Uridin umgewandelt wird (und daher nach wie vor basisch ist), wird
mit einer sauren Lösung
aus der Lösung
extrahiert. Cytidin-Desoxycytidin-Desaminase kann aus Rattenleber oder
menschlicher Leber isoliert oder aus rekombinanten Sequenzen in
einem prokaryotischen System, wie z.B. E. coli, exprimiert werden.
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Zur
Trennung von cis-FTC-Enantiomeren kann auch eine chirale Chromatographie
verwendet werden. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 5,892,025
(Liotta et al.) ein Verfahren zum Trennen einer Kombination der
Enantiomere von cis-FTC durch Leiten des cis-FTC durch eine chirale
Säule mit
acetyliertem β-Cyclodextrin.
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Polymorphe
Charakterisierung
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Das
Vermögen
einer Verbindung, in verschiedenen Kristallstrukturen vorzuliegen,
ist als Polymorphismus bekannt. Diese unterschiedlichen kristallinen
Formen sind als „polymorphe
Modifizierungen" oder „Polymorphe" bekannt. Während Polymorphe
die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen, unterscheiden sie
sich bezüglich
der Packung und der geometrischen Anordnung und zeigen unterschiedliche
physikalische Eigenschaften, wie z.B. Schmelzpunkt, Form, Farbe,
Dichte, Härte,
Verformbarkeit, Stabilität,
Lösungsverhalten
und dergleichen. Abhängig
von ihrer Temperatur-Stabilitäts-Beziehung
können
zwei Polymorphe entweder monotrop oder enantiotrop sein. Bei einem
monotropen System bleibt die relative Stabilität zwischen den beiden festen
Phasen bei einer Temperaturänderung
unverändert.
Im Gegensatz dazu liegt bei einem enantiotropen System eine Umwandlungstemperatur
vor, bei der sich die Stabilität
der beiden Phasen umkehrt (Theory and Origin of Polymorphism, in „Polymorphism
in Pharmaceutical Solids" (1999),
ISBN:)-8247-0237).
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Von
einer Anzahl von Verbindungen wurde berichtet, dass sie einen Polymorphismus
aufweisen. Als ein frühes
Beispiel haben Gordon et al. im US-Patent 4,476,248 eine neue kristalline
Form des Arzneistoffs Ibuprofen sowie ein Verfahren zu deren Herstellung
beschrieben und beansprucht. Es wurde berichtet, dass die neue kristalline
Form die Herstellbarkeit von Ibuprofen verbessert. Es wurde berichtet,
dass eine Struktur, die näher
mit FTC verwandt ist, nämlich
3TC ((-)-cis-4-Amino-1-(2-hydroxymethyl-1,3-oxathiolan-5-yl)-(1H)-pyrimidin-2-on; Lamivudin)
ebenfalls in mehr als einer kristallinen Form vorliegt, vgl. M.J. Jozwiakowski,
N.T. Nguyen, J.M. Sisco, C.W. Spancake, „Solubility Behavior of Lamivudine
Crystal Forms in Recrystallization Solvents", J. Pharm. Sci., 85, 2, Seiten 193-199
(1996). Vgl. auch das US-Patent 5,905,082 (Roberts et al.) mit dem
Titel „Crystalline
Oxathiolane Derivatives",
veröffentlicht
am 18. Mai 1999, und dessen PCT-Gegenstück PCT/EP92/01213, die zwei
polymorphe Formen von 3TC beschreiben. Roberts et al. beschreiben,
dass ein Polymorph erhalten wird, wenn 3TC aus einer wässrigen
Lösung
kristallisiert wird. Ein zweiter Polymorph wird erhalten, wenn 3TC
aus nicht-wässrigen
Medien kristallisiert wird, oder wenn die erste Form geschmolzen
und abkühlen
gelassen wird, oder wenn die erste Form zerkleinert oder gemahlen
wird. Beide polymorphe Formen zeigen eigene Absorptionsbanden, Schmelztemperaturen
und Kristallenergien.
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(-)-cis-FTC,
das mit den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden
ist, weist eine spezielle kristalline Form auf, die hier als Form
I (-)-cis-FTC bezeichnet wird. Die Winkelstellungen (zwei Theta)
der charakteristischen Peaks in einem Pulverröntgenbeugungsbild bzw. -muster
von Form I (-)-cis-FTC, die in der 7 gezeigt
sind, sind: 14,1° ± 0,1°, 19,9° ± 0,1°, 20,2° ± 0,1°, 20,6° ± 0,1°, 21,0° ± 0,1°, 22,4° ± 0,1°, 28,5° ± 0,1°, 29,5° ± 0,1° und 32,6° ± 0,1 °.
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Zusätzliche
Polymorphe und andere kristalline Formen von FTC könnten bei
der Herstellung oder anderen Anwendungen einen kommerziellen Wert
aufweisen. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, neue Polymorphe
und andere kristalline Formen von FTC bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, neue Verfahren zur Herstellung und Isolierung
polymorpher und anderer kristalliner Formen von FTC bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, therapeutische Anwendungen
von FTC-Polymorphen
und anderen Phasen von FTC bereitzustellen.
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Feste
Phasen von (-)-cis-FTC, die hier als amorphes (-)-FTC und Form II
und III (-)-cis-FTC bezeichnet werden, die von Form I (-)-cis-FTC
durch Röntgenbeugungsmuster,
thermische Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung unterschieden
werden können,
werden bereitgestellt. Eine hydratisierte kristalline Form von (±)-cis-FTC
(d.h. racemisches cis-FTC) und eine dehydratisierte Form des Hydrats
werden ebenfalls bereitgestellt und können entsprechend von anderen
Formen von cis-FTC durch Röntgenbeugungsmuster,
thermische Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung unterschieden
werden. Diese FTC-Formen können
zur Herstellung anderer Formen von FTC oder in pharmazeutischen Zusammensetzungen
verwendet werden. Besonders bevorzugte Verwendungen dieser Formen
sind Verwendungen bei der Behandlung von HIV oder Hepatitis B.
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Form
II (-)-cis-FTC kann durch Schmelzen von Form I (-)-cis-FTC und Rekristallisieren
der Schmelze bei einer Temperatur nahe am Schmelzpunkt von Form
I erhalten werden. Form III (-)-cis-FTC kann durch Abkühlen von
Form II (-)-cis-FTC unter die thermodynamische Umwandlungstemperatur
für die
Formen II und III erhalten werden. Amorphes (-)-cis-FTC kann durch
schnelles Abkühlen
von flüssigem
(-)-cis-FTC erhalten werden. Die hydratisierte kristalline Form
von (±)-cis-FTC
ist ein Sesquihydrat und kann durch Lösen von (±)-cis-FTC in Wasser und Umkristallisieren
des FTC erhalten werden. Die dehydratisierte Form des Sesquihydrats
kann durch Entfernen des Hydratationswassers von dem Sesquihydrat
erhalten werden.
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1 ist
ein typisches DSC-Thermogramm („Differentialscanningkalorimetrie"-Thermogramm) von Form I (-)-cis-FTC
mit einem endothermen Peak bei 151 °C, das durch Aufheizen mit einer
Geschwindigkeit von 10°C/min
erhalten worden ist.
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2 ist
ein DSC-Thermogramm von Form I (-)-cis-FTC, das durch Aufheizen
mit 1 °C/min
erhalten worden ist.
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3 ist
ein DSC-Thermogramm von Form I (-)-cis-FTC, das durch Aufheizen
mit 2°C/min
erhalten worden ist.
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4 ist
ein DSC-Thermogramm von Form I (-)-cis-FTC, das durch Aufheizen
mit 5°C/min
erhalten worden ist.
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5 ist
ein DSC-Thermogramm von Form II und Form III (-)-cis-FTC.
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6 ist
ein DSC-Thermogramm, das zeigt, dass die Umwandlung von Form II
in Form III reversibel ist.
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7 ist
ein PXRD-Muster („Pulverröntgenbeugungs"-Muster) von Form
I (-)-cis-FTC.
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8 ist
ein PXRD-Muster von Form II (-)-cis-FTC.
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9 ist
ein PXRD-Muster von Form III (-)-cis-FTC.
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10 ist
ein PXRD-Muster des Sesquihydrats von (±)-cis-FTC.
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11 ist
ein PXRD-Muster einer dehydratisierten Form von racemischem cis-FTC-Sesquihydrat.
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12 ist
ein DSC-Thermogramm von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
und (-)-cis-FTC.
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13 ist
ein TGA-Scan („thermogravimetrische
Analyse"-Scan) des
Sesquihydrats von (±)-cis-FTC.
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14 zeigt
eine freie Energie-Temperatur-Beziehung für drei Polymorphe von (-)-cis-FTC
(Formen I, II und III). Die stabilen Phasen sind durch eine durchgezogene
Linie und die metastabilen Phasen durch eine Punktlinie dargestellt.
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15 ist
ein DSC-Thermogramm von amorphem (-)-cis-FTC, das durch Schmelzen
und Einfrieren einer kristallinen Probe von (-)-cis-FTC erhalten
worden ist. Die Aufheizgeschwindigkeit beim letzten Erhitzen betrug
10°C/min.
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Es
werden zwei neue polymorphe Formen von (-)-cis-FTC, die amorphe
Phase von (-)-cis-FTC,
eine neue hydratisierte kristalline Form von (±)-cis-FTC und eine dehydratisierte
Form des (±)-cis-FTC-Hydrats
bereitgestellt, die von anderen Phasen von (-)-cis-FTC und (±)-cis-FTC durch Röntgenbeugungsmuster,
thermische Eigenschaften und die Verfahren, mit denen sie hergestellt
werden, unterschieden werden können.
Diese Formen von FTC zusammen mit der amorphen Phase können als
Zwischenprodukte bei der Herstellung von FTC verwendet werden oder
sie können
zu pharmazeutischen Zusammensetzungen formuliert und zur Behandlung
von HIV oder Hepatitis B verwendet werden.
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Die
zwei polymorphen Formen von (-)-cis-FTC dieser Erfindung werden
als Form II und III (-)-cis-FTC bezeichnet
und durch die Pulverröntgenbeugungsmuster
in den 8 und 9 charakterisiert. Diese Formen
sollten im Gegensatz zu Form I (-)-cis-FTC gesehen werden, bei dem
es sich um die polymorphe Form von (-)-cis-FTC handelt, die mit
den Verfahren hergestellt worden ist, die im einleitenden Teil dieses
Dokuments beschrieben sind. Form I (-)-cis-FTC kann durch das in der 7 gezeigte
Pulverröntgenbeugungsmuster
oder durch die Peaks bei den Beugungswinkeln, die im einleitenden
Teil dieses Dokuments beschrieben sind, charakterisiert werden.
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Die
hydratisierte kristalline Form von (±)-cis-FTC ist durch das Pulverröntgenbeugungsmuster
in der
10 charakterisiert. Diese Form
sollte im Gegensatz zu dem (±)-cis-FTC
gesehen werden, das gemäß des Standes
der Technik hergestellt wird. Die thermischen Eigenschaften für die verschiedenen
Formen sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst:
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Folglich
stellt die Erfindung
- a) zwei polymorphe und
eine amorphe Phase von (-)-cis-FTC, gekennzeichnet durch eine Pulverröntgenbeugungsanalyse,
physikalische Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung;
- b) eine hydratisierte kristalline Form von (±)-cis-FTC und eine dehydratisierte
Form des (±)-cis-FTC-Hydrats,
gekennzeichnet durch eine Pulverröntgenbeugungsanalyse, physikalische
Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung;
- c) Verfahren zur Herstellung der (-)-cis-FTC-Phasen und der
kristallinen Formen von (±)-cis-FTC;
- d) therapeutische und/oder pharmazeutische Zusammensetzungen
der (-)-cis-FTC-Phasen und der kristallinen Formen von (±)-cis-FTC,
gegebenenfalls in der Gegenwart eines pharmazeutisch verträglichen
Trägers;
und
- e) neue therapeutische Anwendungen für die (-)-cis-FTC-Phasen und
die kristallinen Formen von (±)-cis-FTC,
insbesondere bei der Behandlung von vitalen Erkrankungen, wie z.B.
HIV und Hepatitis B, bereit.
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Form II (-)-cis-FTC
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Form
II (-)-cis-FTC wird beobachtet, wenn Form I (-)-cis-FTC geschmolzen
und rekristallisieren gelassen wird. Wie alle Polymorphe kann Form
II durch das Pulverbeugungsmuster charaktisiert werden, das sie zeigt,
wenn sie einer Pulverröntgenkristallographie
unterworfen wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen
Peaks in dem Pulverröntgenbeugungsmuster
von Form II (-)-cis-FTC, das in der 8 gezeigt
ist, sind: 14,7° ± 0,1°, 16,7° ± 0,1°, 19,6° ± 0,1°, 21,1° ± 0,1°, 21,8° ± 0,1°, 24,6° ± 0,1° und 25,6° ± 0,1°.
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Form
II (-)-cis-FTC kann auch durch dessen Schmelztemperatur und/oder
Schmelzwärme
charakterisiert werden. Form II (-)-cis-FTC weist eine Schmelztemperatur
von etwa 166°C
bei Atmosphärendruck
auf und zeigt typischerweise eine Schmelzwärme im Bereich von etwa 15
bis 19 kJ/mol. Es ist bekannt, dass die Schmelzwärme abhängig von experimentellen Bedingungen
variieren kann.
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Alternativ
kann Form II (-)-cis-FTC durch dessen enantiotropes Verhalten und
das Verfahren, mit dem es hergestellt wird, charakterisiert werden.
Form II (-)-cis-FTC ist mit Form I und Form III Polymorphen von (-)-cis-FTC
in dem Sinn enantiotrop, dass es eine Umwandlungstemperatur gibt,
unterhalb derer und oberhalb derer die Stabilitätsreihenfolge umgekehrt wird.
Aufgrund dieses enantiotropen Verhaltens kann Form II (-)-cis-FTC
entweder aus Form I (-)-cis-FTC oder aus Form III (-)-cis-FTC hergestellt
werden. In den in diesem Dokument gezeigten Beispielen wurde Form
II (-)-cis-FTC erhalten durch:
- (1) Erhitzen
von (-)-cis-FTC (Form I) über
dessen Schmelztemperatur (für
Form I etwa 151 °C)
und Halten von (-)-cis-FTC bei dieser erhöhten Temperatur. Beim langsamen
Abkühlen
rekristallisierte das geschmolzene (-)-cis-FTC zu Form II und nahm
bei Temperaturen über
der thermodynamischen Umwandlungstemperatur zwischen Form II und
Form III die kristalline Form von Form II an.
- (2) Erhitzen von Form III (-)-cis-FTC über die thermodynamische Umwandlungstemperatur
für Form
II und Form III, die im Bereich von etwa 96°C bis etwa 112°C liegt (da
Form II mit Form III (-)-cis-FTC enantiotrop ist).
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Folglich
kann Form II (-)-cis-FTC erhalten werden, wenn Form I (-)-cis-FTC
geschmolzen und die Temperatur der Schmelze unterhalb der Schmelztemperatur
von Form II, jedoch oberhalb der thermodynamischen Umwandlungstemperatur
zwischen Form II und Form III gehalten wird. Insbesondere wird eine
entsprechende Umwandlung von Form II nicht festgestellt, wenn Form
II oberhalb deren Schmelzpunkt (etwa 166°C) erhitzt und langsam abkühlen gelassen
wird. Vielmehr rekristallisiert Form II einfach zu Form II. Form
II würde
jedoch nicht aus der gleichen Schmelze kristallisieren, wenn die
Schmelze abschreckgekühlt
wird, sondern es würde sich
eine amorphe Phase ergeben.
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Daher
stellt die Erfindung in einer Ausführungsform Form II (-)-cis-FTC,
vorzugsweise in einer im Wesentlichen reinen Form, bereit, charakterisiert
durch irgendeines der vorstehend genannten Verfahren. In einer anderen
Ausführungsform
stellt die Erfindung Form II (-)-cis-FTC im Wesentlichen in Abwesenheit von
Form I (-)-cis-FTC bereit. In einer anderen Ausführungsform stellt die Erfindung
Form II (-)-cis-FTC im Wesentlichen in Abwesenheit von Form III
(-)-cis-FTC bereit. In einer anderen Ausführungsform stellt die Erfindung
eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die Form II (-)-cis-FTC
und ferner einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
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Form III (-)-cis-FTC
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Da
Form II (-)-cis-FTC einer Umwandlung im festen Zustand zu Form III
(-)-cis-FTC unterliegt, wird diese Form aus Form II (-)-cis-FTC
erhalten, wenn die Temperatur von Form II (-)-cis-FTC unter die Umwandlungstemperatur
gesenkt wird, die im Bereich von etwa 96°C bis etwa 112°C liegt.
Form III (-)-cis-FTC ist ein anderer Polymorph von (-)-cis-FTC und
kann durch das Pulverbeugungsmuster charakterisiert werden, das
sie zeigt, wenn sie einer Pulverröntgenkristallographie unterworfen
wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen Peaks
in dem Pulverröntgenbeugungsmuster
von Form III (-)-cis-FTC, das in der 9 gezeigt
ist, sind: 14,5° ± 0,1°, 16,7° ± 0,1°, 19,6° ± 0,1°, 20,4° ± 0,1°, 21,4° ± 0,1°, 21,7° ± 0,1 °, 25,2° ± 0,1 ° und 26,2° ± 0,1 °.
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Form
III (-)-cis-FTC kann auch durch die Verfahren zu deren Herstellung
charakterisiert werden. Aufgrund des enantiotropen Verhalten von
Form III mit Form II kann Form III (-)-cis-FTC aus Form II (-)-cis-FTC durch
Abkühlen
von Form II (-)-cis-FTC unter die Umwandlungstemperatur im festen
Zustand für
Form II und Form III, wodurch eine Umwandlung des festen Zustands
von Form II (-)-cis-FTC verursacht wird, hergestellt werden. Selbstverständlich kann
Form III (-)-cis-FTC auch direkt aus Form I (-)-cis-FTC mit Form
II als Zwischenprodukt durch Schmelzen von Form I und langsames
Abkühlen
der Schmelze unter die Umwand lungstemperatur im festen Zustand für Form II
und Form III hergestellt werden. Aufgrund dieser Stabilität unterhalb deren
Umwandlungstemperatur im festen Zustand kann Form III (-)-cis-FTC auch durch
den Bereich von Temperaturen charakterisiert werden, über den
sie eine Umwandlung im festen Zustand zeigt, wird jedoch vorzugsweise
am unteren Ende dieses Bereichs charakterisiert (d.h. etwa 96°C bei Atmosphärendruck).
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Daher
stellt die Erfindung in einer Ausführungsform Form III (-)-cis-FTC,
vorzugsweise in einer im Wesentlichen reinen Form, bereit. In einer
anderen Ausführungsform
stellt die Erfindung Form III (-)-cis-FTC im Wesentlichen in Abwesenheit
von Form I (-)-cis-FTC bereit. In einer anderen Ausführungsform
stellt die Erfindung Form III (-)-cis-FTC im Wesentlichen in Abwesenheit
von Form II (-)-cis-FTC bereit. In einer anderen Ausführungsform
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit,
die Form III (-)-cis-FTC und ferner einen pharmazeutisch verträglichen
Träger
umfasst.
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(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
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(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
ist eine kristalline Form von racemischem cis-FTC, die erhalten
wird, wenn (±)-cis-FTC
in Wasser gelöst
und umkristallisiert wird. Insbesondere resultiert das Hydrat nur
aus dem Racemat von cis-FTC und nicht aus reinem (-)-cis-FTC. Das
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
kann durch das Pulverbeugungsmuster charakterisiert werden, das
es zeigt, wenn es einer Pulverröntgenkristallographie
unterworfen wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen
Peaks in dem Pulverröntgenbeugungsmuster von
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat,
das in der 10 gezeigt ist, sind: 11,5° ± 0,1°, 13,4° ± 0,1°, 19,1° ± 0,1°, 20,3° ± 0,1 °, 20,8° ± 0,1 °, 21,5° ± 0,1 °, 21,9° ± 0,1 ° und 30,9° ± 0,1 °.
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Die
TGA-Analysen bestätigen
ein Sesquihydrat von (±)-cis-FTC.
Das Sesquihydrat beginnt bei etwa 30°C und Atmosphärendruck
sein Hydratationswasser durch Verdampfen zu verlieren.
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(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
kann auch durch eines der Verfahren zu dessen Herstellung charaktierisiert werden.
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
wird vorzugsweise einfach durch Lösen von (±)-cis-FTC in Wasser und Umkristallisieren
des gelösten
FTC zu einer hydratisierten kristallinen Form hergestellt. Während des
Lösens
kann erwärmt
werden, um die Menge des gelösten
FTC zu erhöhen.
Das (±)-FTC
kann in einem reinen racemischen Gemisch von cis-FTC oder als Verunreinigung
einer Zusammensetzung, die vorwiegend (+)-cis-FTC oder (-)-cis-FTC umfasst, vorliegen.
Wenn es als Verunreinigung vorliegt, umfasst (±)-FTC vorzugsweise mindestens
etwa 4 Gew.-% der (+)-cis-FTC- oder (-)-cis-FTC-Zusammensetzung
(d.h., wenn es als Verunreinigung von (-)-cis-FTC vorliegt, umfasst
das FTC vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% des (+)-Enantiomers, und
wenn es als Verunreinigung von (+)-cis-FTC vorliegt, umfasst das
FTC vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% des (-)-Enantiomers.
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Ein
DSC-Thermogramm von (±)-cis-FTC
ist in der 12 gezeigt. Das umkristallisierte
FTC ist ein Sesquihydrat, wie es sich durch eine DSC-, TGA- und
PXRD-Analyse zeigt.
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Daher
stellt die Erfindung in einer Ausführungsform (±)-cis-FTC-Sesquihydrat,
vorzugsweise in einer im Wesentlichen reinen Form, bereit. In anderen
Ausführungsformen
stellt die Erfindung (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
im Wesentlichen in Abwesenheit von Form I (-)-cis-FTC oder im Wesentlichen
in Abwesenheit anderer hydratisierter und dehydratisierter kristalliner
Formen von racemischem cis-FTC, (-)-cis-FTC oder (+)-cis-FTC bereit.
In einer anderen Ausführungsform
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
und ferner einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
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Beim
Verdampfen des Hydratationswassers von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat wird
eine dehydratisierte kristalline Form von racemischem cis-FTC gebildet.
Das so erhaltene racemische cis-FTC kann durch das Pulverbeugungsmuster
charakterisiert werden, das es zeigt, wenn es einer Pulverröntgenkristallographie
unterworfen wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen
Peaks in dem Pulverröntgenbeugungsmuster
von dehydratisiertem, racemischen cis-FTC, das in der 11 gezeigt
ist, sind: 12,3° ± 0,1°, 14,0° ± 0,1°, 20,7° ± 0,1°, 22,6° ± 0,1°, 23,3° ± 0,1° und 25,5° ± 0,1°. Das dehydratisierte
racemische cis-FTC
weist eine Schmelztemperatur von etwa 190°C bei Atmosphärendruck
und eine Schmelzwärme
von etwa 23 kJ/mol auf.
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Das
DSC-Thermogramm in der 12 ist (±)-cis-FTC-Sesquihydrat. Wie
es durch eine TGA-Analyse bestätigt
wird, stammte der große
endotherme Peak bei etwa 80°C
von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat,
das dessen Hydratationswasser verliert. Der zweite endotherme Peak
bei 190°C
ist das Schmelzen des dehydratisierten racemischen cis-FTC.
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Folglich
stellt die Erfindung in einer anderen Ausführungsform das dehydratisierte
(±}-cis-FTC der vorliegenden
Erfindung bereit. In anderen Ausführungsformen stellt die Erfindung
das dehydratisierte (±)-cis-FTC im
Wesentlichen in Abwesenheit von Form I (-)-cis-FTC oder im Wesentlichen
in Abwesenheit anderer hydratisierter und dehydratisierter kristalliner
Formen von racemischem cis-FTC, (-)-cis-FTC oder (+)-cis-FTC bereit. In
einer anderen Ausfüh rungsform
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit,
die das dehydratisierte (±)-cis-FTC
der vorliegenden Erfindung und ferner einen pharmazeutisch verträglichen
Träger
umfasst.
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Amorphes (-)-cis-FTC
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Eine
amorphe Form von (-)-cis-FTC wird erhalten, wenn geschmolzenes (-)-cis-FTC
schnell auf unter etwa 40 oder 50°C
abgeschreckt wird, wodurch jedwede Umwandlung in Form II oder III
(-)-cis-FTC umgangen wird. Ein DSC-Thermogramm von amorphem (-)-cis-FTC
ist in der 15 dargestellt, die zeigt, dass
die Glasübergangstemperatur
für diese
Phase 67°C
beträgt.
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Daher
stellt die Erfindung in einer anderen Ausführungsform amorphes (-)-cis-FTC,
vorzugsweise in einer im Wesentlichen reinen Form, bereit. In einer
anderen Ausführungsform
stellt die Erfindung amorphes (-)-cis-FTC im Wesentlichen in Abwesenheit
von Form I, II und/oder III (-)-cis-FTC bereit. In einer anderen
Ausführungsform
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit,
die amorphes (-)-cis-FTC und ferner einen pharmazeutisch verträglichen
Träger
umfasst.
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Definitionen
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Der
hier verwendete Ausdruck „im
Wesentlichen rein",
wenn er bezüglich
einer Phase oder einer kristallinen Form von FTC verwendet wird,
bezieht sich auf eine Phase oder kristalline Form von FTC, die eine Reinheit
von mehr als etwa 95 % aufweist. Dies bedeutet, dass die polymorphe
oder hydratisierte Form von FTC nicht mehr als etwa 5 % jedweder
anderen Verbindung und, in einer Ausführungsform, nicht mehr als
etwa 5 % jedweder anderer Phasen oder kristalliner Formen von FTC
enthält
(und zwar gleich ob racemisch, (-), (+), cis oder trans). In anderen
Ausführungsformen
bezieht sich der Ausdruck „im
Wesentlichen rein" auf
eine Phase oder eine kristalline Form von FTC, die eine Reinheit
von mehr als etwa 96 % aufweist. In einer anderen Ausführungsform
bezieht sich der Ausdruck „im
Wesentlichen rein" auf
eine Phase oder eine kristalline Form von FTC, die eine Reinheit
von mehr als etwa 97 % oder 99 % aufweist.
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Entsprechend
bezieht sich der Ausdruck „im
Wesentlichen in Abwesenheit einer zweiten Komponente", wenn er bezüglich einer
Phase oder einer kristallinen Form von FTC verwendet wird, auf eine
Phase oder eine kristalline Form von FTC, die nicht mehr als etwa
5 % der zweiten Komponente enthält.
Mehr bevorzugt bezieht sich der Ausdruck „im Wesentlichen in Abwesenheit
einer zweiten Komponente" auf
eine Phase oder eine kristalline Form von FTC, die nicht mehr als
etwa 4 % der zweiten Komponente enthält, und noch mehr bevorzugt
nicht mehr als etwa 3 % oder 1 % der zweiten Komponente enthält.
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Die
charakteristischen Pulverröntgenbeugungsmuster-Peakpositionen
sind für
kristalline Formen als Winkelstellungen (zwei Theta) innerhalb einer
zulässigen
Variabilität
von plus oder minus 0,1° angegeben.
Diese zulässige
Variabilität
ist im US-Arzneibuch, Seiten 1843-1844 (1995) spezifiziert. Die Variabilität plus oder minus
0,1° soll
verwendet werden, wenn zwei Pulverröntgenbeugungsmuster verglichen
werden. In der Praxis werden dann, wenn einem Beugungsmusterpeak
von einem Muster ein Bereich von Winkelstellungen (zwei Theta) zugeordnet
wird, bei denen es sich um eine gemessene Peakposition plus oder
minus 0,1° handelt,
und einem Beugungsmusterpeak von dem anderen Muster ein Bereich
von Winkelstellungen (zwei Theta) zugeordnet wird, bei denen es
sich um eine gemessene Peakposition plus oder minus 0,1° handelt,
und wenn diese Bereiche von Peakpositionen überlappen, die beiden Peaks
so betrachtet, dass sie die gleiche Winkelstellung (zwei Theta)
aufweisen. Wenn beispielsweise ein Beugungsmusterpeak von einem
Muster so bestimmt wird, dass er eine Peakposition von 5,20° aufweist,
ermöglicht
die zulässige
Variabilität
für Vergleichszwecke,
dass der Peak einer Position im Bereich von 5,10° bis 5,30°C zugeordnet wird. Wenn ein
Vergleichspeak von dem anderen Beugungsmuster so bestimmt wird,
dass er eine Peakposition von 5,35° aufweist, ermöglich die
zulässige
Variabilität
für Vergleichszwecke,
dass der Peak einer Position im Bereich von 5,25° bis 5,45°C zugeordnet wird. Da es eine Überlappung
zwischen den beiden Bereichen von Peakpositionen gibt, wird davon
ausgegangen, dass die beiden verglichenen Peaks die gleiche Winkelposition
aufweisen (zwei Theta).
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In
dieser Beschreibung wird das Wort „umfasst" oder Variationen davon, wie z.B. „umfassen" oder „umfassend°, so aufgefasst,
dass es das Einbeziehen eines angegebenen Elements, einer angegebenen
ganzen Zahl oder eines angegebenen Schritts, oder einer Gruppe von
Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten impliziert, jedoch nicht
den Ausschluss jedweden anderen Elements, jedweder anderen ganzen
Zahl oder jedweden anderen Schritts oder von jedweden anderen Gruppen
von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten.
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Beispiele
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Materialien und Verfahren
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(-)-cis-FTC-Ausgangsmaterial
für alle
Tests, falls nichts anderes angegeben ist, wurde durch Vereinigen
und Behandeln von zwei Chargen (-)-cis-FTC wie folgt erhalten. Ein
Kolben wurde mit 1109 g (-)-cis-FTC und 2750 ml Ethylacetat beschickt.
Diese Aufschlämmung
wurde zwei Stunden bei Umgebungstemperatur gerührt, filtriert und mit 550
ml Ethylacetat gewaschen. Der Filterkuchen wurde in einem Vakuumofen über Nacht bei
50°C und
etwa 2 mm Hg getrocknet. Alle Lösungsmittel
hatten HPLC-Qualität
und wurden so verwendet, wie sie erhalten worden sind. Ein HPLC-Test
des (-)-cis-FTC-Ausgangsmaterials zeigte eine Reinheit von 98,8 %.
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Differentialscanningkalorimetrie
(DSC): Die DSC-Experimente wurden unter Verwendung eines der folgenden
Geräte
durchgeführt:
DSC-Untersuchungen
wurden unter Verwendung eines TA-Geräts DSC 2920 (mit Kühlung) durchgeführt. Proben
mit etwa 5 mg wurden in abgedichtete Aluminiumtiegel eingebracht.
Die DSC-Zelle wurde mit 30 ml/min Stickstoff gespült. Die
Aufheizgeschwindigkeit betrug 10°C/min,
falls nichts anderes angegeben ist. Die Temperatur- und Wärmeflusskalibrierungen
wurden mit einem Indiumstandard unter den gleichen experimentellen Bedingungen
durchgeführt.
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DSC-Messungen
wurden in einem Mettler DSC30 (Mettler Instrument, Hightstown, NJ)
durchgeführt, das
mit einem Datenanalysegerät
(STARe, Mettler Instrument) ausgestattet
war. Die Proben (etwa 2 bis 5 mg) wurden in 40 μl-Standard-Aluminiumtiegel eingebracht,
wobei in den Deckel ein einzelnes Loch gestanzt war. Als Referenz
wurde ein leerer Tiegel des gleichen Typs verwendet. Die Proben
wurden bei 1 bis 10°C/min
mit einer Spülung
mit 50 ml/min trockenem Stickstoff gescannt. Das DSC wurde bezüglich des
Wärmeflusses
und der Temperatur kalibriert.
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Thermogravimetrische
Analyse (TGA): TGA-Untersuchungen wurden mit einem TA Instruments
TGA 2950 durchgeführt.
Proben mit etwa 5 mg wurden in offene Platintiegel eingebracht und
die Probe wurde mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min aufgeheizt.
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PXRD
mit variabler Temperatur: Das Diffraktometer (XDS 2000, Scintag,
Sunnyvale, CA) umfasste einen 4 kW-Generator (Spannung 45 kV und
Strom 40 mA) mit einer Cu-Anodenröhre, einen
mit flüssigem
Stickstoff gekühlten
Ge-Detektor (GLP-10195/07-S, EG & G
ORTEC, Oak Ridge, TN), ein Datenanalysegerät (MicroVax 3100, Digital Equipment
Corporation, Ontario, Canada), einen Heiztisch (Scintag) und eine
Temperatursteuereinrichtung (Microstar, Research Inc., Minneapolis,
MN). Die Proben wurden in einer dünnen Schicht auf einen Probenhalter
aufgebracht und ohne Rotation mit einer Geschwindigkeit von 1° pro Minute
gescannt.
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Heiztischmikroskopie
(HSM): Die Mikroskopie mit polarisiertem Licht wurde mit einem Olympus BX60-Mikroskop,
das mit einem Mettler-Toledo FP82HT-Heiztisch ausgestattet war,
durchgeführt.
Eine dünne Schicht
einer Probe wurde auf einen Objektträger aufgebracht und mit 10°C/min erhitzt.
Thermische Vorgänge wurden
mit der ImagePro®-Software erfasst.
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Rekristallisationsverfahren:
Etwa 5 g (-)-cis-FTC wurden in einen Rundkolben eingebracht und
im Temperaturbereich von 155 bis 160°C 30 min unter Rühren erhitzt.
Die Probe wurde in dem Kolben bei Umgebungsbedingungen auf Raumtemperatur
abgekühlt.
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Gleichgewichtslöslichkeit:
Gleichgewichtslöslichkeitswerte
wurden unter Verwendung eines Überschusses
an Feststoff in einem mit einem Stopfen verschlossenen Kolben, der
in einem temperaturgesteuerten Wasserbad mit 25°C 52 Stunden geschüttelt wurde,
erhalten. Restliches festes Material wurde nach der Gleichgewichtseinstellung
mittels Heiztischmikroskopie und PXRD identifiziert. Der Überstand
wurde vor der Verdünnung
für eine
HPLC-Analyse durch 0,45 μm-Membranfilter
filtriert.
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Mahlen:
(-)-cis-FTC wurde in einer Fitzpatrick-Mühle bei hoher Geschwindigkeit
(4000 U/min) mit vorwärts
gerichteten Hämmern
mit einem 000-Band-Sieb gemahlen. Der Arzneistoff wurde einmal durch
den Filter geschickt und in einem Kunststoffbeutel gesammelt.
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Hydratbildung:
Eine Überstandlösung (0,5
g/ml) von Form I wurde bei 50°C
hergestellt. Diese Lösung wurde
dann unter Rühren
für etwa
2 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt. Der ausgefallene Feststoff
wurde vakuumfiltriert und luftgetrocknet. Dieser Feststoff wurde
mittels HPLC, DSC, PXRD und TGA analysiert. Diese Analyse zeigte,
dass der Feststoff ein Sesquihydrat von (±)-cis-FTC war.
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Kristallisation:
(-)-cis-FTC wurde in einem der folgenden Lösungsmittel gelöst: Methanol,
Ethylacetat, Wasser, Tetrahydrofuran und Aceton. Jede Suspension
wurde etwa 15 min gekocht und sofort durch einen 0,45 μm-Nylonfilter
filtriert. Der Überstand
wurde bis zur Krisallisation bei Raumtemperatur gerührt. Nach
der Kristallisation wurden die Suspensionen filtriert, um den Filterkuchen
zu sammeln. Der Filterkuchen wurde in eine Glasschale eingebracht,
mit einem fusselfreien Papierhandtuch bedeckt und für 2 Tage
bei Umgebungsbedingungen in einen Abzug gestellt.
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Beispiel 1: DSC-Charakterisierung
von Form I und II (-)-cis-FTC
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Die
thermischen Vorgänge
von Polymorph Form I (-)-cis-FTC wurden bei Aufheizgeschwindigkeiten von
10, 1, 2 und 5°C/min
untersucht. Diese DSC-Thermogramme sind in den 1, 2, 3 bzw. 4 gezeigt.
Die Probengrößen betrugen
6,8400 mg, 5,290 mg, 5,0430 mg bzw. 5,1500 mg.
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Der
endotherme Peak bei 151 °C
entspricht der Schmelztemperatur von Form I (-)-cis-FTC. Dieser
endotherme Peak lag bei allen untersuchten Aufheizgeschwindigkeiten
vor. Die mit dem Schmelzen dieser Phase verbundene Schmelzwärme beträgt 25 kJ/mol.
Nach diesem Schmelzen findet eine Rekristallisation zu einem höher schmelzenden
Feststoff, Form II, statt. Das Vorliegen des endothermen Peaks bei
hoher Temperatur (162°C)
war von der Aufheizgeschwindigkeit abhängig. Insbesondere nahm bei
verminderter Aufheizgeschwindigkeit die Wahrscheinlichkeit zu, dass
der endotherme Peak bei hoher Temperatur auftritt. Auch der Wert
der Schmelzwärme
nahm bei dem endothermen Peak bei hoher Temperatur zu, wenn die
Aufheizgeschwindigkeit abnahm. Diese Beobachtungen sind mit der
Tatsache konsistent, dass die Flüssigkeit
bei niedrigeren Aufheizgeschwindigkeiten in einem größeren Ausmaß rekristallisiert.
Dieser von der Aufheizgeschwindigkeit abhängige endotherme Peak zeigte,
dass Form I nach dem Schmelzen bei 151 °C einer Rekristallisation unterliegen
kann und dass die resultierende Kristallform bei etwa 162°C schmilzt.
Die Phase, die bei 162°C schmilzt,
wurde als „Form
II (-)-cis-FTC" bezeichnet.
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Beispiel 2: DSC-Charakterisierung
von Form II und III (-)-cis-FTC
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Thermische
Vorgänge
für Form
I (-)-cis-FTC beim Schmelzen und anschließenden Abkühlen auf Raumtemperatur wurden
mittels DSC untersucht. Eine 5,5500 mg-Probe von Form I (-)-cis-FTC wurde auf 160°C erhitzt,
d.h. gerade über
die Schmelztemperatur von Form I, und dann wieder auf 25°C abgekühlt. Beim erneuten
Erhitzen in dem DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min lag
der endotherme Peak bei 151 °C
für Form
I (-)-cis-FTC nicht vor. Endotherme Peaks traten jedoch bei 102°C und 162°C auf, wie
es in der 5 gezeigt ist. Der endotherme
Peak bei 102°C
war eine Umwandlung im festen Zustand von Form III ()-cis-FTC zu
Form II (-)-cis-FTC, wie es in der 6 gezeigt
ist. Die PXRD-Daten (7 und 9), die
oberhalb und unterhalb der 102°C-Umwandlung
gesammelt worden sind, bestätigten
die DSC-Interpretation. Der endotherme Peak bei 162°C war die
Schmelze von Form II (-)-cis-FTC. Eine HPLC bestätigte, dass mit diesen thermischen
Vorgängen
keine Änderung
der Wirksamkeit verbunden war.
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Beispiel 3: DSC-Charakterisierung
von amorphem (-)-cis-FTC
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7,315
mg Form I FTC wurden in dem DSC mit 5°C/min auf 180°C erhitzt.
Dann wurde die Probe mit –20°C/min auf –20°C abschreckgekühlt. Diese
Probe zeigte, wenn sie mit 10°C/min
erneut erhitzt wurde, eine Verschiebung der Grundlinie, die mit
dem Glasübergang
bei etwa 67°C
zusammenhängt.
Diese Verschiebung der Grundlinie fand sowohl während des Aufheiz- als auch
während
des Kühlzyklus
statt, wodurch bestätigt wurde,
dass diese Verschiebung aufgrund des Glasübergangs stattfand. Ein DSC-Thermogramm
des amorphen (-)-cis-FTC
ist in der 15 gezeigt.
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Beispiel 4: HSM-Untersuchungen
von Form I, II und III (-)-cis-FTC
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Die
Zuordnung von Form I, II und III auf der Basis der während der
DSC-Analyse beobachteten thermischen Vorgänge war mit HSM-Untersuchungen
konsistent. Unter dem Mikroskop lag das Form I-Material bei Raumtemperatur
in Form von Platten vor. Beim Erhitzen auf 160°C mit 10°C/min schmolz Form I zu einer
klaren Flüssigkeit.
Beim Abkühlen
dieser Flüssigkeit
kristallisierten aus der Schmelze Nadeln, die verglichen mit Form
I dunkler aussahen. Beim erneuten Erhitzen unterlagen diese Nadeln
beginnend bei etwa 102°C
und endend bei etwa 115°C
einer Veränderung
der Doppelbrechung. Die Nadeln schmolzen schließlich bei 166°C.
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Beispiel 5: Effekt des
Mahlens auf die Kristallform
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Zwei
Chargen von gemahlenem Form I (-)-cis-FTC wurden hergestellt: Eine
durch Zerreiben per Hand mit Mörser
und Pistill für
5 min, eine andere durch Mahlen in einer Fitzpatrick-Mühle. Eine Lichtmikroskopie zeigte,
dass die Teilchengröße von zerriebenem
(-)-cis-FTC am kleinsten erschien, gefolgt von (-)-cis-FTC, das mit
der Fitzpatrick-Mühle
erhalten worden ist, und von ungemahlenem (-)-cis-FTC, obwohl dies
nicht quantitativ gemessen worden ist. Das DSC-Thermogramm einer
Probe, die mit der Fitzpatrick-Mühle
gemahlen worden ist, und von ungemahlenem (-)-cis-FTC wies nur einen
endothermen Peak bei 151 °C
auf. Zerriebenes (-)-cis-FTC wies zwei endotherme Peaks bei 151 °C und 162°C auf. Das
PXRD-Muster des
zerriebenen (-)-cis-FTC bei Raumtemperatur war mit dem Muster für Form I
identisch, was zeigte, dass die Umwandlung von Form I zu Form II
während
des DSC-Experiments
stattfand. Insgesamt zeigen diese Daten, dass das Mahlen unter den
beschriebenen Bedingungen die Kristallform von (-)-cis-FTC, wenn
von Form I ausgegangen wird, nicht beeinflusst.
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Beispiel 6: Effekt von
Wärme auf
die Kristallform
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Das
PXRD-Muster für
Form III bei 25°C
und 95°C
ist in der 9 gezeigt. Ein bei 120°C aufgenommenes
PXRD-Muster dieser Probe war jedoch von dem bei 95°C aufgenommenen
Muster verschieden. Die Veränderung
des PXRD-Musters über
diesem Temperaturbereich war mit dem endothermen Peak konsistent, der
bei etwa 102°C
mittels DSC-Thermogramm-Analyse
erhalten wurde (6) und bestätigt, dass der endotherme Peak
bei 102°C
durch eine Umwandlung oder Veränderung
im festen Zustand der Kristallstruktur verursacht wurde.
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Das
bei 120°C
gemessene PXRD-Muster war mit demjenigen identisch, das bei 160°C gemessen
worden ist. Beim Abkühlen
der Probe auf 25°C
war das PXRD-Muster jedoch mit demjenigen von Form III (-)-cis-FTC
identisch. Die Kristallform, die oberhalb von 102°C vorliegt
und bei 162°C
schmilzt, wurde als Form II identifiziert. Das PXRD-Muster für Form I-Material veränderte sich
bei der Schmelztemperatur von 151 °C nicht.
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Beispiel 7: Analyse der
thermodynamischen Stabilität
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Die
Schmelzdaten für
Form I, II und III (-)-cis-FTC sind in der Tabelle I zusammengefasst.
Auf der Basis dieser Daten wurde die thermodynamische Beziehung
zwischen Form I und II erstellt. Diese Formen hängen enantiotrop zusammen und
die berechnete Umwandlungstemperatur ist 130°C. Tabelle
I: Umwandlungstemperaturdaten für
vier kristalline Formen von (-)-cis-FTC
- * Form III schmilzt nicht, sondern unterliegt
einer Umwandlung im festen Zustand bei etwa 112°C, so dass die Schmelzwärme nicht
bekannt ist.
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Die
thermodynamische Stabilitätsbeziehung
zwischen diesen Formen ist graphisch in der 14 gezeigt.
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Beispiel 8: Löslichkeit
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Aus
der 14 ist ersichtlich, dass unterhalb von 130°C Form I
die stabilste Phase ist. Daher ist unterhalb von 130°C Form I
die am wenigsten lösliche
Phase. Die Gleichgewichtslöslichkeit
für Form
I in Wasser bei 25°C
betrug 0,482 M (119 mg/ml). Verbindungen, die einen Löslichkeitswert
von mehr als 100 mg/ml aufweisen, werden als sehr gut löslich betrachtet, und
Form I (-)-cis-FTC fällt
in diese Kategorie. Die anderen Formen von (-)-cis-FTC, die hier
beschrieben sind, weisen eine höhere
Löslichkeit
auf als Form I.
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Beispiel 9: Kristallisationsuntersuchungen
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Das
(-)-cis-FTC-Ausgangsmaterial für
alle Kristallisationsuntersuchungen war Form I (-)-cis-FTC, das gemäß PXRD bestimmt
worden ist. Form I (-)-cis-FTC wurde aus Lösungen von Wasser, Methanol,
Tetrahydrofuran, Ethylacetat und Aceton umkristallisiert. Alle Proben
aus den Kristallisationsexperimenten wurden mittels PXRD und DSC
analysiert. (-)-cis-FTC, das aus Ethylacetat und Aceton kristallisiert
wurde, zeigte endotherme Peaks bei 151 °C und 162°C und PXRD-Muster, die mit dem
Muster für
Form I (-)-cis-FTC identisch waren.
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Eine übersättigte Lösung (0,5
g/ml) von Form I wurde bei 50°C
hergestellt. Diese Lösung
wurde dann unter Rühren
für etwa
2 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt. Der ausgefallene Feststoff
wurde vakuumfiltriert und luftgetrocknet. Dieser Feststoff wurde
mittels HPLC, DSC, PXRD und TGA analysiert. Diese Analyse zeigte,
dass der Feststoff ein Sesquihydrat von (±)-cis-FTC war. Die Gleichgewichtslöslichkeit
des Sesquihydrats bei 25°C
beträgt
0,34 M (93 mg/ml). Das DSC-Thermogramm des Hydrats ist in der 12 gezeigt. Der
große
endotherme Peak bei niedrigen Temperaturen war auf den Verlust von
Hydratationswasser von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
zurückzuführen, was
mittels TGA bestätigt
wurde (13). Der endotherme Peak bei
190°C war
auf das Schmelzen des dehydratisierten Hydrats zurückzuführen. Dem
dehydratisierten Hydrat wurde anschließend eine spezielle Schmelztemperatur
von etwa 190°C
zugewiesen, 12. Für das dehydratisierte Hydrat
wurde auch ein spezielles PXRD-Muster ermittelt (vgl. die 11).
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Pharmazeutische
Zusammensetzungen
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Menschen,
die an HIV und HBV leiden, können
durch Verabreichen einer wirksamen Menge der verschiedenen erfindungsgemäßen Verbindungen
(d.h. von Form II und Form III (±)-cis-FTC, racemischem cis-FTC-Sesquihydrat
und der dehydratisierten Form von racemischem cis-FTC-Sesquihydrat)
oder eines pharmazeutisch verträglichen
Prodrugs oder Salzes davon in der Gegenwart eines pharmazeutisch
verträglichen
Trägers
oder Verdünnungsmittels
an den Patienten behandelt werden. Die aktiven Materialien können über jedweden
geeigneten Weg, wie z.B. oral, parenteral oder intravenös in flüssiger oder
fester Form verabreicht werden.
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Eine
bevorzugte Dosis der Verbindung für HIV oder HBV liegt im Bereich
von etwa 1 bis 75 mg/kg, vorzugsweise 1 bis 50 oder 20 mg/kg Körpergewicht
pro Tag, allgemeiner 0,1 bis etwa 100 mg pro Kilogramm Körpergewicht
des Empfängers
pro Tag. Der wirksame Dosierungsbereich der pharmazeutisch verträglichen Salze
und Prodrugs kann auf der Basis des Gewichts des abzugebenden, zugrunde
liegenden Nukleosids berechnet werden. Wenn das Salz oder das Prodrug
als solches eine Aktivität
aufweist, kann die wirksame Dosierung wie vorstehend unter Verwendung
des Gewichts des Salzes oder des Prodrugs oder mit einem anderen,
dem Fachmann bekannten Mittel abgeschätzt werden.
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Die
Verbindung wird zweckmäßig in einer
beliebigen zweckmäßigen Einheitsdosierungsform
verabreicht, einschließlich
unter anderem in einer Dosierungsform, die 7 bis 3000 mg, vorzugsweise
70 bis 1400 mg Wirkstoff pro Einheitsdosierungsform enthält. Eine
orale Dosierung von 50 bis 1000 mg ist üblicherweise zweckmäßig.
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Idealerweise
sollte der Wirkstoff so verabreicht werden, dass Plasmapeakkonzentrationen
des Wirkstoffs von etwa 0,2 bis 70 μm, vorzugsweise von etwa 1,0
bis 10 μm
erreicht werden. Dies kann z.B. durch eine intravenöse Injektion
einer 0,1 bis 5 %igen Lösung
des Wirkstoffs, gegebenenfalls in Kochsalzlösung, oder durch Verabreichen
des Wirkstoffs als Bolus erreicht werden.
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Die
Konzentration des Wirkstoffs in der Arzneistoffzusammensetzung wird
von der Absorptions-, Inaktivierungs- und Ausscheidungsgeschwindigkeit
des Arzneistoffs sowie von anderen, dem Fachmann bekannten Faktoren
abhängen.
Es sollte beachtet werden, dass Dosierungswerte auch mit der Schwere
des zu lindernden Zustands variieren. Es sollte ferner beachtet
werden, dass für
die jeweilige Person spezielle Dosierungsvorschriften gemäß dem individuellen
Bedarf und der professionellen Beurteilung der Person, welche die Verabreichung
der Zusammensetzungen durchführt
oder überwacht,
im Zeitverlauf eingestellt werden sollten, und dass die Konzentrationsbereiche,
die hier angegeben sind, lediglich beispielhaft sind und den Schutzbereich
oder die praktische Ausführung
der beanspruchten Zusammensetzung nicht einschränken sollen. Der Wirkstoff
kann auf einmal verabreicht werden oder in eine Anzahl kleinerer
Dosen aufgeteilt werden, die in variierenden Zeitintervallen verabreicht
werden.
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Ein
bevorzugter Verabreichungsmodus des Wirkstoffs ist oral. Orale Zusammensetzungen
werden im Allgemeinen ein inertes Verdünnungsmittel oder einen essbaren
Träger
umfassen. Sie können
in Gelatinekapseln eingeschlossen oder zu Tabletten gepresst werden.
Zur oralen therapeutischen Verabreichung kann der Wirkstoff mit
Vehikeln gemischt und in Form von Tabletten, Pastillen oder Kapseln
verwendet werden. Pharmazeutisch verträgliche Bindemittel und/oder
Zusatzmaterialien können
als Teil der Zusammensetzung einbezogen werden.
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Die
Tabletten, Pillen, Kapseln, Pastillen und dergleichen können jedweden
der folgenden Bestandteile oder Verbindungen entsprechender Natur
enthalten: Ein Bindemittel, wie z.B. mikrokristalline Cellulose,
Tragantgummi oder Gelatine, ein Vehikel, wie z.B. Stärke oder
Lactose, ein Sprengmittel, wie z.B. Alginsäure, Primogel oder Maisstärke, ein
Schmiermittel, wie z.B. Magnesiumstearat oder Sterotes, ein Gleitmittel,
wie z.B. kolloidales Siliziumdioxid, ein Süßungsmittel, wie z.B. Saccharose
oder Saccharin, oder einen Aromastoff, wie z.B. Pfefferminze, Methylsalicylat
oder ein Orangenaroma. Wenn die Dosierungseinheitsform eine Kapsel
ist, kann sie zusätzlich
zu einem Material des vorstehend genannten Typs einen flüssigen Träger, wie
z.B. ein fettes Öl,
enthalten. Darüber
hinaus können
Dosierungseinheitsformen verschiedene andere Materialien enthalten,
welche die physikalische Form der Dosierungseinheit modifizieren,
wie z.B. Beschichtungen von Zucker, Schellack oder anderen enterischen
Mitteln.
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Die
Verbindung kann als Komponente eines Elixiers, einer Suspension,
eines Sirups, einer Oblate, eines Kaugummis oder dergleichen verabreicht
werden. Ein Sirup kann zusätzlich
zu den Wirkstoffen Saccharose als Süßungsmittel und bestimmte Konservierungsstoffe,
Farbstoffe und Farbmittel und Aromastoffe enthalten.
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Die
Verbindung oder (ein) pharmazeutisch verträgliches bzw. verträgliche Prodrug
oder Salze davon kann auch mit anderen aktiven Materialien gemischt
werden, welche die gewünschte
Wirkung nicht beeinträchtigen,
oder mit Materialien, welche die gewünschte Wirkung unterstützen, wie
z.B. mit Antibiotika, Antipilzmitteln, entzündungshemmenden Mitteln oder
anderen antiviralen Arzneistoffen, einschließlich anderen Nukleosidverbindungen.
Lösungen
oder Suspensionen, die zur parenteralen, intradermalen, subkutanen
oder topischen Anwendung verwendet werden, können die folgenden Komponenten
umfassen: Ein steriles Verdünnungsmittel,
wie z.B. Wasser zur Injektion, Kochsalzlösung, nicht-flüssige Öle, Polyethylenglykole,
Glycerin, Propylenglykol oder andere synthetische Lösungsmittel;
antibakterielle Mittel, wie z.B. Benzylalkohol oder Methylparabene;
Antioxidationsmittel, wie z.B. Ascorbinsäure oder Natriumhydrogensulfit;
Chelatisierungsmittel, wie z.B. Ethylendiamintetraessigsäure; Puffer,
wie z.B. Acetate, Citrate oder Phosphate, und Mittel zur Einstellung
der Tonizität,
wie z.B. Natriumchlorid oder Dextrose. Das parenterale Präparat kann
in Ampullen, Einmalspritzen oder aus Glas oder Kunststoff hergestellten
Behältern
mit mehreren Dosen eingeschlossen werden.
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Wenn
die Verbindung intravenös
verabreicht wird, sind bevorzugte Träger physiologische Kochsalzlösung oder
phosphatgepufferte Kochsalzlösung
(PBS).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Wirkstoffe mit Trägern
hergestellt, welche die Verbindung gegen eine schnelle Eliminierung
aus dem Körper
schützen,
wie z.B. eine Formulierung mit kontrollierter bzw. gesteuerter Freisetzung,
einschließlich
Implantate und mikroeingekapselte Abgabesysteme. Biologisch abbaubare,
biologisch verträgliche
Polymere können
verwendet werden, wie z.B. Ethylen-Vinylacetat, Polyanhydride, Polyglykolsäure, Kollagen,
Polyorthoester und Polymilchsäure.
Verfahren zur Herstellung solcher Formulierungen sind dem Fachmann
bekannt. Die Materialien können
auch kommerziell von Alza Corporation erhalten werden.
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Liposomale
Suspensionen (einschließlich
Liposomen, die auf infizierte Zellen gerichtet sind und monoklonale
Antikörper
gegen virale Antigene umfassen) sind auch als pharmazeutisch verträgliche Träger bevorzugt.
Diese können
mit Verfahren hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind
und z.B. im US-Patent 4,522,811 (das vollständig unter Bezugnahme in diese
Beschreibung einbezogen wird) beschrieben sind. Beispielsweise können Liposomenformulierungen
durch Lösen
eines geeigneten Lipids bzw. geeigneter Lipide (wie z.B. Stearoylphosphatidylethanolamin,
Stearoylphosphatidylcholin, Arachadoylphosphatidylcholin und Cholesterin)
in einem anorganischen Lösungsmittel,
das dann verdampft wird, hergestellt werden, wobei ein dünner Film
von getrocknetem Lipid auf der Oberfläche des Behälters zurückbleibt. Eine wässrige Lösung des Wirkstoffs
oder dessen Monophosphat-, Diphosphat- und/oder Triphosphatderivats
wird dann in den Behälter eingebracht.
Der Behälter
wird dann per Hand bewegt, um Lipidmaterial von den Seiten des Behälters freizusetzen
und Lipidaggregate zu dispergieren, wodurch die liposomale Suspension
gebildet wird.
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In
dieser Anmeldung wird auf verschiedene Veröffentlichungen Bezug genommen.
Die vollständige Offenbarung
dieser Veröffentlichungen
wird unter Bezugnahme in diese Anmeldung einbezogen, um den für diese
Erfindung relevanten Stand der Technik genauer zu beschreiben. Dem
Fachmann ist klar, dass in der vorliegenden Erfindung verschiedene
Modifizierungen und Variationen gemacht werden können, ohne vom Schutzbereich
oder vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Andere Ausführungsformen
der Erfindung sind für
den Fachmann aufgrund der Beschreibung und der darin beschriebenen
Durchführung
der Erfindung offensichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele
sollen lediglich als exemplarisch betrachtet werden, wobei sich der
Schutzbereich und das Wesen der Erfindung aus den beigefügten Ansprüchen ergeben.