JP2006519838A - S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−l−システインマレエート塩酸塩結晶塩 - Google Patents

S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−l−システインマレエート塩酸塩結晶塩 Download PDF

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Abstract

S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの新しい混合塩を開示する。新しい混合塩、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は医薬組成物を製造する場合に特に有用な、全般的に規則的充填凝集塊として配置され得る結晶が形成されるように製造できる。このような医薬組成物、ならびに結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の製造方法、および、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を用いた、酸化窒素シンターゼの誘導性アイソフォームからの酸化窒素の過剰発現を特徴とする状態の治療方法も記載する。

Description

参照により本明細書に組み込まれる米国出願60/453,496の優先権を主張する。
本発明は疾患の治療において有用な新しい化合物、そしてより詳細には、酸化窒素シンターゼの誘導性アイソフォームからの酸化窒素の不適切な発現が関与する状態の治療のためのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの新しい塩、および更に詳細には、新しい結晶性のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩およびその医薬組成物を包含する。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインは参照により本明細書に組み込まれる、同一出願人による米国特許6,403,830に記載され特許請求されている。
酸化窒素(NO)は酵素酸化窒素シンターゼ(NOS)の数種のアイソフォームの何れか1つにより生産される生物活性フリーラジカルガスである。後にNOとして同定されたものの生理学的活性は、1980年代初頭に最初に発見され、このとき、アセチルコリンにより誘発される血管の弛緩は血管内皮の存在に依存していることがわかった。内皮から誘導され、次にこのような血管弛緩を媒介する内皮誘導弛緩因子(EDRF)と称されるようになった因子は、現在ではNOSの1つのアイソフォームにより血管内皮内で生じたNOであることが知られている。血管弛緩剤としてのNOの活性は100年以上もの間、知られている。更にNOは知られたニトロ血管弛緩剤、例えば亜硝酸アミルおよびニトログリセリンから誘導された活性物質種である。酸化窒素はまた可溶性のグアニレートサイクラーゼ(cGMP)の内因性刺激剤であり、即ち、cGMPの生産を刺激する。NOSがN−モノメチルアルギニン(L−NMMA)により抑制されるとcGMPの生成は完全に防止される。内皮依存性弛緩に加えて、NOは食細胞の細胞毒性および中枢神経系における細胞から細胞への連絡を含む生物学的作用の多くに関与していることがわかっている。
NOとしてのEDRFの発見は、酵素NOシンターゼによりアミノ酸L−アルギニンからNOが合成される生化学的経路の発見と一致していた。以下に示す少なくとも3種のNOシンターゼが存在する。
(i)受容体または物理的刺激に応答してNOを放出する脳に存在する構成性Ca++/カルモジュリン依存性酵素;
(ii)内毒素およびサイトカインによる血管平滑筋、マクロファージ、内皮細胞および多くの他の細胞の活性化の後に誘導されるCa++非依存性酵素(130kDタンパク質);および、
(iii)受容体または物理的刺激に応答してNOを放出する内皮細胞に存在する構成性Ca++/カルモジュリン依存性酵素。
発現された後、誘導性酸化窒素シンターゼ(以降「iNOS」と称する)は長期間に渡り持続的にNOを発生する。臨床試験によれば、NOの生産およびiNOSの発現は種々の慢性炎症性疾患、例えば慢性関節リューマチおよび骨関節炎(例えばMcInnes I.B.et al.,J.Exp.Med.184:1519(1996)参照)、炎症性腸疾患(例えばLundberg J.O.N.et al.,Lancet 344:1673(1994)参照)および喘息(例えばHamid,Q.et.al.,Lancet 342:1510(1993)参照)において増大し、そしてiNOSはこれらの慢性炎症性疾患における主要な病原性因子とされている。
即ちiNOSによる過剰なNO生産の抑制は抗炎症性であると考えられる。しかしながら、eNOSおよびnNOSからのNOの生産は正常な生理機能にかかわっているため、炎症の治療に使用されるいずれのNOS阻害剤も、eNOS生成NOによる血圧の正常な生理学的調節およびnNOS生成NOによる非アドレナリン作用性、非コリン作用性の神経伝達が影響を受けない状態であり続けるように、iNOSに対して選択的であることが望ましい。
全ての医薬品の化合物および組成物において、薬剤化合物の化学的および物理的安定性は薬剤物質の商業的開発において重要である。このような安定性には、周囲条件において特に水分に対して、そして、保存条件下における安定性が包含される。保存の種々の条件における向上した安定性は、市販品の寿命の間の種々の可能な保存条件を予測するために必要である。安定な薬剤は特殊な保存条件の使用ならびに頻繁な在庫交換を回避する。均一な粒径および表面積を有する薬剤物質を得るためには、薬剤のミリングを必要とする場合が多い製造工程の間も薬剤化合物は安定でなければならない。不安定な物質は多形の変化を起こす場合が多い。従って、安定性の特性を向上させる薬剤物質のいずれかの修飾は安定性がより低い物質よりも重要な利益をもたらす。
例えば同一出願人による米国特許6,403,830に記載され特許請求されているS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインのような数種のiNOS阻害剤が報告されている。しかしながらその化合物は不定形の固体である。従って、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインのようなiNOS阻害剤の結晶固体形態を提供することが望ましい。
本発明は、新しい結晶塩形態のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン、医薬組成物、新しい塩化合物の製造の間にバルクの物理的性質を調節するための4種の機械学的に異なる新しい結晶化工程のデザイン、医薬組成物の製造方法、および、酸化窒素シンターゼの構成性アイソフォームよりも酸化窒素シンターゼの誘導性アイソフォームを優先的に抑制またはモジュレートする化合物の塩を投与することによって、酸化窒素の合成を抑制またはモジュレートすることを必要とする対象において酸化窒素の合成を抑制またはモジュレートするために、該新しい混合結晶塩化合物および組成物を用いる方法に関する。本発明の塩化合物は有用な酸化窒素シンターゼ抑制活性を有し、そして酸化窒素の合成または過剰合成が寄与的部分を形成する疾患または状態の治療または予防において有用であることが期待される。
化学量論的には、新しい塩はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの2分子およびマレイン酸の1分子および塩酸塩1分子である。
新しい結晶性混合塩は以下の物理的測定値、即ち、元素分析(例えば燃焼分析による)、融点および融解熱(示差走査熱量分析および熱重量分析)、屈折率(偏光顕微鏡)、X線粉末回折パターン、ラマン分光学および水分吸着(例えばDVS水分バランス)の一部または全てにより特性化される。
本発明の新しい塩は関節炎のような特定の状態において生じる軟骨の変性が関与する疾患を治療するために使用できる。従って、L−アルギニンからのNO生産を抑制することが好都合となる状態は、関節の状態、例えば慢性関節リューマチ、骨関節炎、通風性関節炎、若年性関節炎、敗血症性関節炎、脊椎関節炎、急性関節リューマチ、腸疾患に基づく関節炎(enteropathic arthritis)、神経障害性関節炎および化膿性関節炎を包含する。更にまた、軟骨細胞吸引のNO誘導低下は関節炎、特に骨関節炎におけるマトリックスの損失および二次的な軟骨の石灰化をモジュレートする。
本発明の塩が有用であるその他の状態は、慢性または炎症性の腸疾患、心臓血管虚血、糖尿病、鬱血性心不全、心筋炎、アテローム性動脈硬化症、偏頭痛、緑内障、大動脈瘤、逆流性食道炎、下痢、過敏性腸症候群、嚢胞性線維症、気腫、喘息、気管支拡張症、痛覚過敏、脳虚血、血栓性卒中、全虚血(global ischemia)(心停止に二次的なもの)、多発性硬化症およびNOにより媒介される他の中枢神経系の障害、例えばパーキンソン病およびアルツハイマー病を包含する。NO抑制が有用である別の神経変性障害は低酸素症、低血糖症、癲癇のような疾患における、そして、外傷(例えば脊髄および頭部の傷害)における神経変性および/または神経壊死、高圧酸素痙攣および毒性、痴呆症、例えば前老年性痴呆症、および、AIDS関連痴呆症、シドナム舞踏病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、コルサコフ病、脳血管障害に関わる精神遅滞、睡眠障害、統合失調症、うつ病、月経前症候群(PMS)に関連するうつ病または他の症状、不安症および敗血症性ショックを包含する。
本発明の混合塩はまた、身体原性の(侵害受容または神経病性の)急性および慢性の両方のものを含む疼痛のようなもの治療において酸化窒素の抑制が役割を果たす場合にも使用してよい。本発明の混合塩は一般的なNSAIDまたはオピオイド鎮痛剤が伝統的に投与されている何れかの状況において使用できる。
更にまた、本発明の混合塩によるNO生産の抑制により治療できる別の障害には長期間オピエート鎮痛剤を必要とする患者におけるオピエート耐性、および、ベンゾジアゼピン使用患者におけるベンゾジアゼピン耐性および他の中毒挙動、例えばニコチンおよび摂食障害が包含される。本発明の混合塩はまた抗菌剤としても使用してよい。
L−アルギニンからのNO生産を抑制するために本発明の混合塩を使用してよい別の状態は、種々の因子により誘導される敗血症性および/または毒性のショックに関連する全身低血圧を包含し;TNF、IL−1およびIL−2のようなサイトカインを用いた治療において;および移植療法における短期間の免疫抑制に対するアジュバントとして使用してよい。
本発明の混合塩はまた眼の状態(例えば高眼圧症、網膜炎、ブドウ膜炎)、全身性エリテマトーデス(SLE)、糸球体腎炎、再狭窄、ウィルス感染の炎症性続発症、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、酸素誘導肺傷害、癌患者等におけるIL2治療、悪液質、移植療法等における免疫抑制、胃腸運動性の障害、日焼け、湿疹、乾癬、歯肉炎、膵臓炎、感染症が原因の胃腸管の損傷、嚢胞性線維症、臓器移植療法における短期の免疫抑制のアジュバントのような機能不全免疫系の治療、分娩誘発、腺腫様ポリープ、腫瘍成育の制御、化学療法、化学予防および気管支炎においても有用である。
本発明はまた、治療有効量の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を薬学的に許容される担体、希釈剤またはベヒクルと共に含有する医薬組成物であって、疼痛、喘息および他の気道の障害、癌、関節炎、網膜症および緑内障を含む眼の障害、炎症関連障害、例えば過敏性腸症候群、および酸化窒素の過剰な生産が役割を果たしている他の障害の治療のための医薬組成物に関する。
ヒトの治療に有用であるほか、この型は愛玩動物、外来種動物および家畜、例えば哺乳類、げっ歯類等の獣医科の治療にも有用である。より好ましい動物はウマ、イヌおよびネコを包含する。
定義
「治療する」、「治療している」および「治療」という用語は本明細書においては、予防療法、待期療法または回復療法を包含する。
「有効量」という用語は治療を行える用量を意味する。有効量は単回用量で、またはある期間に渡り分割用量において投与してよい。
「ACN」という用語はアセトニトリルを意味する。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに適用する場合「不定形」という用語は、本明細書においては、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン分子が無秩序の配列において存在し、識別可能な結晶格子または単位格子を形成しない固体状態を意味する。X線粉末回折に付す場合は、不定形のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインは如何なる特徴的な結晶ピークも示さない。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに適用する場合「結晶型」という用語は、本明細書においては、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン分子が配列して(i)識別可能な単位格子を含み、そして(ii)X線照射に付した場合に回折ピークを生じるような、識別可能な結晶格子を形成する固体状態の形態を指す。
「S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートI型」、「S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインI型」および「I型」という用語は全て、その全体において参照により本明細書に組み込まれる同時係属の米国出願60/453,796においてより詳細に記載する、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート結晶塩I型を意味する。
「S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートII型」、「S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインII型」および「II型」という用語は全て、その全体において参照により本明細書に組み込まれる同時係属の米国出願60/453,782においてより詳細に記載する、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート結晶塩II型を意味する。
「S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩」、「結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩」および「混合塩」という用語は全て、本明細書においてより詳細に記載するマレエート0.5モルおよびHCl0.5モルに対して化学量論的に1モルのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインを有する、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶性の型を指す。
「結晶化」という用語は本明細書においては、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン出発原料の製造に関わる適用可能な状況に応じた結晶化および/または再結晶化を指す。
「API」という用語は本明細書においては活性な薬学的成分を意味する。
「ビス」という用語は本明細書においてはN,N’−メチレン−ビス−アクリルアミドを意味する。
「DI水」という用語は本明細書においては脱イオン水を意味する。
「DMF」という用語は本明細書においてはN,N−ジメチルホルムアミドを意味する。
「D/W/A」」という用語はN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、水およびアセトニトリルの3元溶媒系を指す。
「S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン薬剤物質」という用語は本明細書においては、その用語を使用する文脈により明確化されるS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン自体であり、未製剤のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインまたは医薬組成物の成分として存在するS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインを指す。
「DSC」という用語は示差走査熱量測定を意味する。
「ΔHfus」または「ΔHfus」という用語は物質の融合のエンタルピーを意味し、そしてその融点の温度において物質1グラムを融解するのに必要なエネルギー(キロジュール(Kj)で測定)を指す。
「HPLC」という用語は高速液体クロマトグラフィーを意味する。
「IR」という用語は赤外線を意味する。
「kN」という用語はキロニュートンを意味する。
「kP」という用語はキロポンドを意味する。
「ρ」即ちローという用語は本明細書においては密度を指す。
「ρb」という用語はバルク密度を指す。
「ρt」という用語はタップ密度を指す。
「CI」という用語は圧縮指数を意味し、以下の式で定義される。
CI=1−ρb/ρt
「NMR」という用語は核磁気共鳴を意味し、核磁気共鳴スペクトル分析に適用してよい。
「ml」という用語はミリリットルを意味する。
「mg」という用語はミリグラムを意味する。
「g」という用語はグラムを意味する。
「kg」という用語はキログラムを意味する。
「μg」という用語はマイクログラムを意味する。
「μl」という用語はマイクロリットルを意味する。
「min」という用語は分を意味する。
「MW」という用語は分子量を意味する。
「核形成」という用語は本明細書においては溶液中の結晶の形成を意味する。
「純度」という用語は本明細書においては特段の記載が無い限り、従来のHPLC試験によるS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の化学純度を意味する。
「PXRD」という用語は粉末X線回折を意味する。
「rpm」という用語は分当たり回転数を意味する。
「結晶種添加」という用語は、本明細書においては、核形成を開始または促進するか、または、更に結晶化を進めるための基体として作用する目的のための結晶化系への結晶の添加を意味する。
「凝集塊」という用語は一般的に固体の移動のようなエネルギー的に穏やかな操作の間には容易に破壊されない単位において個々の結晶のランダムなまたは規則的な充填をさす。
「SEM」という用語は走査電子顕微鏡法を意味する。
「TGA」という用語は熱重量分析を意味する。
「Tm」という用語は融点を意味する。
「両性イオン」または「ZW」という用語は正電荷および負電荷の両方を有する分子を意味する。「遊離の両性イオン」という用語は分子の実質電荷がゼロ値となるような両性イオンを意味する。特段の記載が無い限り、「両性イオン」または「ZW」という用語は、本明細書においては、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン両性イオンを意味する。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は、対象において特に炎症を治療するため、または、他の酸化窒素シンターゼ媒介障害の治療のため、例えば疼痛および頭痛の治療における鎮痛剤として、または、発熱の治療のための解熱剤として有用である。例えば、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は関節炎、例えば慢性関節リューマチ、脊髄関節症、痛風性関節炎、骨関節炎、全身性エリテマトーデス、若年性関節炎、急性関節リューマチ、腸疾患に基づく関節炎、神経障害性関節炎、乾癬性関節炎および化膿性関節炎の治療に有用であるが、これらに限定されない。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩がL−アルギニンからのNO生産の抑制において好都合である状態は関節炎の状態を包含する。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は更に、喘息、気管支炎、月経痛(例えば月経困難)、早産、腱炎、滑液包炎、皮膚関連状態、例えば乾癬、湿疹、熱傷、日焼け、皮膚炎、膵臓炎、肝炎、および、術後炎症に起因するもの、例えば眼科手術に起因するもの、例えば白内障手術および屈折矯正手術に起因するものの治療において有用である。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた炎症性腸疾患、クローン病、胃炎、過敏性腸症候群および潰瘍性結腸炎のような胃腸状態の治療にも有用である。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は癌、例えば結腸直腸癌および乳癌、肺癌、前立腺癌、膀胱癌、子宮癌および皮膚がんの予防または治療のために有用である。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は血管疾患、偏頭痛、結節性動脈周囲炎、甲状腺炎、再生不良性貧血、ホジキン病、硬皮症(sclerodoma)、リューマチ熱、I型糖尿病、神経筋接合部疾患、例えば重症筋無力症、白質症、例えば多発性硬化症、サルコイドーシス、ネフローゼ症候群、ベーチェット症候群、多発性筋炎、歯肉炎、腎炎、過敏症、傷害後の浮腫、心筋虚血等のような疾患における炎症および組織損傷の治療に有用である。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた眼科疾患、例えば緑内障、網膜炎、網膜症、ブドウ膜炎、眼光恐怖症および眼部組織への急性の損傷に関連する炎症および疼痛の治療においても有用である。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩の用途のうち特に興味深いものは、特に、緑内障の症状が酸化窒素媒介神経損傷の場合のように酸化窒素の生成により誘発されたものである緑内障の治療である。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた肺の炎症、例えばウィルス感染に伴うもの、および嚢胞性線維症の治療においても有用である。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた特定の中枢神経系の障害、例えば皮質痴呆、例えばアルツハイマー病、および卒中、虚血および外傷に起因する中枢神経系の損傷の治療のためにも有用である。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は、抗炎症剤、例えば関節炎の治療用のもの等としても有用であり、有害な副作用が顕著に低減されているという別の利点も伴う。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、アレルギー性鼻炎、呼吸窮迫症候群、内毒素ショック症候群およびアテローム性動脈硬化症の治療においても有用である。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、疼痛、例えば術後疼痛、歯痛、筋肉痛、および癌に起因する疼痛の治療においても有用であるが、これらに限定されない。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はアルツハイマー病のような痴呆症の予防のために有用である。
ヒトの治療のほかに、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は愛玩動物、外来種動物および家畜、例えば哺乳類、げっ歯類等の獣医科の治療にも有用である。より好ましい動物はウマ、イヌおよびネコを包含する。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、他の従来の抗炎症療法の部分的または完全な代替法である共療法(co−therapies)において、例えばステロイド、NSAID、COX−2選択的阻害剤、5−リポキシゲナーゼ阻害剤、LTB4拮抗剤およびLTA4ヒドロラーゼ阻害剤と共に使用してよい。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩がNO生産の抑制において好都合である他の状態は、心臓血管虚血、糖尿病(I型またはII型)、鬱血性心不全、心筋炎、アテローム性動脈硬化症、偏頭痛、緑内障、大動脈瘤、逆流性食道炎、下痢、過敏性腸症候群、嚢胞性線維症、気腫、喘息、気管支拡張症、痛覚過敏(異痛)、全虚血(例えば局所的虚血、血栓性卒中および総体虚血(心停止に二次的なもの)の双方)、多発性硬化症およびNOにより媒介される他の中枢神経系の障害、例えばパーキンソン病を包含する。NO抑制が有用である別の神経変性障害は低酸素症、低血糖症、癲癇のような疾患における、そして、中枢神経系(CNS)外傷(例えば脊髄および頭部の傷害)の場合における、神経変性および/または神経壊死、高圧酸素痙攣および毒性、痴呆症、例えば前老年性痴呆症、および、AIDS関連痴呆症、シドナム舞踏病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、コルサコフ病、脳血管障害に関わる精神遅滞、睡眠障害、統合失調症、うつ病、月経前症候群(PMS)に関連するうつ病または他の症状、不安症および敗血症性ショックを包含する。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、身体原性の(侵害受容または神経病性の)急性および慢性の両方のものを含む疼痛の治療において有用である。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた一般的なNSAIDまたはオピオイド鎮痛剤が伝統的に投与されている神経病性の疼痛を含む何れかの状況において使用できる。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩により好都合に治療される更に別の障害または状態は、長期間オピエート鎮痛剤を必要とする患者におけるオピエート耐性およびベンゾジアゼピン使用患者におけるベンゾジアゼピン耐性および他の中毒挙動、例えばニコチン中毒、アルコール中毒および摂食障害が包含される。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、オピエート、アルコールまたはタバコ中毒からの離脱症状の治療または予防のような、薬物禁断症状の治療または予防に有用である。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、抗菌または抗ウィルス剤と治療上組み合わせた場合に組織の損傷を予防するために有用である。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、L−アルギニンからのNO生産を抑制する場合、例えば種々の因子により誘導される敗血症性および/または毒性出血性ショックに関連する全身低血圧に有用であり;TNF、IL−1およびIL−2のようなサイトカインを用いた治療に有用であり;そして移植療法において短期間の免疫抑制剤に対するアジュバントとして有用である。
本発明は更に新生物の治療および予防のための本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩の使用に関する。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩および方法により治療可能または予防可能である新生物は脳の癌、骨の癌、白血病、リンパ腫、上皮細胞誘導新生物形成(上皮癌腫)、例えば基底細胞癌、腺癌、胃腸の癌、例えば口唇の癌、口腔の癌、食道癌、小腸の癌および胃癌、結腸癌、肝臓癌、膀胱癌、膵臓癌、卵巣癌、子宮癌、肺癌、乳癌および皮膚がん、例えば扁平上皮癌および基底細胞癌、前立腺癌、腎細胞癌およびその他の全身に渡る上皮細胞に関わる既知の癌を包含する。好ましくは、治療すべき新生物形成は胃腸の癌、肝臓癌、膀胱癌、膵臓癌、卵巣癌、前立腺癌、子宮癌、肺癌、乳癌および皮膚癌、例えば扁平上皮および基底細胞の癌から選択される。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩II型および方法はまた放射線療法により起こる線維症を治療するために使用できる。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩および方法は家族性大腸腺腫症(FAP)を含む腺腫様ポリープを有する対象の治療に使用できる。更に、本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩および方法はFAPの危険性のある患者におけるポリープ形成を予防するために使用できる。
別の抗新生物剤との本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩の複合治療は相乗作用をもたらすかもしくは治療効果のために必要とされる副作用誘発薬剤の治療用量を低減するか、または、副作用誘発薬剤により誘発される毒性の副作用の症状を直接低減することにより、化学療法に伴う毒性の副作用を軽減する。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は更に副作用を低減するかまたは薬効を増強するための放射線療法の補助として有用である。
本発明においては、本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩と治療上組み合わせることができる別の薬剤は酵素シクロオキシゲナーゼ−2(COX−2)を阻害できる何れかの治療薬を包含する。好ましくは、このようなCOX−2阻害剤は酵素シクロオキシゲナーゼ−1(COX−1)と比較してCOX−2を選択的に阻害する。このようなCOX−2阻害剤は「COX−2選択的阻害剤」として知られている。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩と治療上組み合わせて使用するCOX−2選択的阻害剤は、セレコキシブ、バルデコキシブ、デラコキシブ、エトリコキシブ、ロフェコキシブ、ABT−963(2−(3,4−ジフルロフェニル)−4−(3−ヒドロキシ−3−メチル−1−ブトキシ)−5−[4−(メチルスルホニル)フェニル−3(2H)−ピリダジノン;PCT出願WO00/24719記載)、またはメロキシカムを包含する。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまたCOX−2選択的阻害剤のプロドラッグ、例えばパレコキシブと治療上組み合わせて好都合に使用できる。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩と組み合わせて使用する別の化学療法剤は、例えば以下の非包括的および非限定的なリストから選択できる。
アルファ−ジフルオロメチルオルニチン(DFMO)、5−FU−フィブリノーゲン、アカンチホリック酸(acanthifolic acid)、アミノチアジアゾール、ブレキナールナトリウム(brequinar sodium)、カルモフール、Ciba−Geigy CGP−30694、シクロペンチルシトシン、シタラビンホスフェートステアレート、シタラビンコンジュゲート、Lilly DATHF、Merrel Dow DDFC、デザグアニン、ジデオキシシチジン、ジデオキシグアノシン、ジドックス、Yoshitomi DMDC、ドキシフルリジン、Wellcome EHNA、Merck&Co.EX−015、ファザラビン、フロクスウリジン、フルダラビンホスフェート、5−フルオロウラシル、N−(2’−フラニジル)−5−フルオロウラシル、Daiichi Seiyaku FO−152、イソプロピルピロリジン、Lilly LY−188011、Lilly LY−264618、メトベンザプリン、メトトレキセート、Wellcome MZPES、ノルスペルミジン、NCI NSC−127716、NCI NSC−264880、NCI NSC−39661、NCI NSC−61267、Warner−Lambert PALA、ペントスタチン、ピリトレキシム、プリカマイシン、Asahi Chemical PL−AC、Takeda TAC−788、チオグアニン、チアゾフリン、Erbamont TIF、トリメトレキセート、チロシンキナーゼ阻害剤、チロシン蛋白質キナーゼ阻害剤、Taiho UFT、ウリシチン、Shionogi 245−S、アルド−ホスファミド類縁体、アルトレタミン、アナキシロン(anaxirone)、Boehringer Mannheim BBR−2207、ベストラブシル、ブドチタン、Wakunaga CA−102、カルボプラチン、カルムスチン、Chinoin−139、Chinoin−153、クロラムブシル、シスプラシン、シクロホスファミド、American Cyanamid CL−286558、Sanofi CY−233、シプラテート、Degussa D−19−384、Sumimoto DACHP(Myr)2、ジフェニルスピロムスチン、細胞増殖抑制ジ白金(diplatinum cytostatic)、Erbaジスタマイシン誘導体、Chugai DWA−2114R、ITI E09、エルムスチン、ErbamontFCE−24517、エストラムスチンホスフェートナトリウム、フォテムスチン、Unimed G−6−M、Chinoin GYKI−17230、ヘプスル−ファム(hepsul−fam)、イフォスファミド、イプロプラチン、ロムスチン、マホスファミド、ミトラクトール、Nippon Kayaku NK−121、NCI NSC−264395、NCI NSC−342215、オキサリプラチン、Upjohn PCNU、プレドニムスチン、Proter PTT−119、ラニムスチン、セムスチン、SmithKline SK&F−101772、Yakult Honsha SN−22、スピロムス−チン、Tanabe Seiyaku TA−077、タウロムスチン、テモゾロミド、テロキシロン、テトラプラチン、トリメラモール、Taiho 4181−A、アクラルビシン、アクチノマイシンD、アクチノプラノン、Erbamont ADR−456、アエロプリシニン誘導体、Ajinomoto AN−201−II、Ajinomoto AN−3、Nippon Sodaアニソマイシン、アントラサイクリン、アジノマイシン−A、ビスカベリン、Bristol−Myers BL−6859、Bristol−Myers BMY−25067、Bristol−Myers BMY−25551、Bristol−Myers BMY−26605、Bristol−Myers BMY−27557、Bristol−Myers BMY−28438、ブレオマイシンスルフェート、ブリオスタチン−1、Taiho C−1027、カリケマイシン、クロモキシマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、Kyowa Hakko DC−102、Kyowa Hakko DC−79、Kyowa Hakko DC−88A、Kyowa Hakko DC89−A1、Kyowa Hakko DC92−B、ジトリサルビシンB、Shionogi DOB−41、ドキソルビシン、ドキソルビシン−フィブリノーゲン、エルサミシン−A、エピルビシン、エルブスタチン、エソルビシン、エスペラミシン−A1、エスペラミシン−A1b、Erbamont FCE−21954、Fujisawa FK−973、フォストリエシン、Fujisawa FR−900482、グリドバクチン、グレガチン−A、グリンカマイシン、ヘルビマイシン、イダルビシン、イルジンス(illudins)、カズサマイシン、ケサリロジンス、Kyowa Hakko KM−5539、Kirin Brewery KRN−8602、Kyowa Hakko KT−5432、Kyowa Hakko KT−5594、Kyowa Hakko KT−6149、American Cyanamid LL−D49194、Meiji Seika ME2303、メノガリル、マイトマイシン、ミトザントロン、SmithKline M−TAG、ネオエナクチン、Nippon Kayaku NK−313、Nippon Kayaku NKT−01、SRI International NSC−357704、オキサリシン、オキサウノマイシン、ペプロマイシン、ピラチン、ピラルビシン、ポロスラマイシン、ピリンダマイシンA、Tobishi RA−I、ラパマイシン、リゾキシン、ロドルビシン、シバノミシン、シエノマイシン(siwenmycin)、Sumitomo SM−5887、Snow Brand SN−706、Snow Brand SN−07、ソランギシン−A、スパルソマイシン、SS Pharmaceutical SS−21020、SS Pharmaceutical SS−7313B、SS Pharmaceutical SS−9816B、ステフィマイシンB、Taiho 4181−2、タリソマイシン、Takeda TAN−868A、テルペンテシン、スラジン、トリクロザリンA、Upjohn U−73975、Kyowa Hakko UCN−10028A、Fujisawa WF−3405、Yoshitomi Y−25024ゾルビシン、アルファ−カロテン、アルファ−ジフルオロメチル−アルギニン、アシトレチン、Biotec AD−5、Kyorin AHC−52、アルストニン、アモナフィド、アンフェチニル、アムサクリン、Angiostat、アンキノマイシン、アンチネオプラストンA10、アンチネオプラストンA2、アンチネオプラストンA3、アンチネオプラストンA5、アンチネオプラストンAS2−1、Henkel APD、アフィジコリングリシネート、アスパラギナーゼ、Avarol、バッカリン、バトラシリン、ベンフルロン、ベンゾトリプト、Ipsen−Beaufour BIM−23015、ビサントレン、Bristo−Myers BMY−40481、Vestar ボロン−10、ブロモホスファミド、Wellcome BW−502、Wellcome BW−773、カラセミド、カルメチゾール塩酸塩、Ajinomoto CDAF,クロルスルファキノキサロン、Chemex CHX−2053、Chemex CHX−100、Warner−Lambert CI−921、Warner−Lambert CI−937、Warner−Lambert CI−941、Warner−Lambert CI−958、クランフェヌール(clanfenur)、クラビリデノン、ICN化合物1259、ICN化合物4711、Contracan、Yakult Honsha CPT−11、クリスナトール、クラダーム(curaderm)、サイトカラシンB、シタラビン、シトシチン、Merz D−609、DABISマレエート、ダカルバジン、ダテリプチニウム(datelliptinium)、ジデムニン−B、ジヘマトポルフィリンエーテル、ジヒドロレンペロン、ジナリン、ジスタマイシン、Toyo Pharmar DM−341、Toyo Pharmar DM−75、Daiich Seiyaku DN−9693、エリプラビン、エリプチニウムアセテート、Tsumura EPMTC、エルゴタミン、エトポシド、エトレチネート、フェンレチニド、Fujisawa FR−57704、硝酸ガリウム、ゲンクワダフニン(genkwadaphnin)、Chugai GLA−43、Glaxo GR−63178、グリフォランNMF−5N、ヘキサデシルホスホコリン、Green Cross HO−221、ホモハリングトニン、ヒドロキシ尿素、BTG ICRF−187、イルモフォシン、イソグルタミン、イソトレチノイン、Otsuka JI−36、Ramot K−477、Otsuka K−76COONa、Kureha Chemical K−AM、MECT Corp KI−8110、American Cyanamid L−623、ロイコレグリン、ロニダミン、Lundbeck LU−23−112、Lilly LY−186641、NCI(US)MAP、マリシン、Merrel Dow MDL−27048、Medco MEDR−340、メルバロン、メロシアニン誘導体、メチルアニリノアクリジン、Molecular Genetics MGI−136、ミナクチビン、ミトナフィド、ミトキドン、モピダモール、モトレチニド、Zenyaku Kogyo MST−16、N−(レチノイル)アミノ酸、Nissin Flour Millig N−021、N−アシル化−デヒドロアラニン、ナファザトロム、Taisho NCU−190、ノコダゾール誘導体、Normosang、NCI NSC−145813、NCI NSC−361456、NCI NSC−604782、NCI NSC−95580、オクトレオチド、Ono ONO−112、オキザノシン、Akzo Org−10172、パンクレアチスタチン、パゼリプチン、Warner−Lumbert PD−111707、Warner−Lumbert PD−115934、Warner−Lumbert PD−131141、Pierre Fabre PE−1001、ICRTペプチドD、ピロキサントロン、ポリヘマトポルフィリン、ポリプレイック酸(polypreic acid)、Efamolポルフィリン、プロビマン、プロカルバジン、プログルミド、InvitronプロテアーゼネキシンI、Tobishi RA−700、ラゾキサン、Sapporo Breweries RBS、レストリクチン−P、レテリプチン、レチノイン酸、Rhone−Poulenc RP−49532、Rhone−Poulenc RP−56976、SmithKline SK&F−104864、Sumitomo SM−108、Kuraray SMANCS、SeaPharm SP−10094、スパトール、スピロシクロプロパン誘導体、スピロゲルマニウム、Unimed、SS Pharmaceutical SS−554、ストリポルジノン、Stypoldione、Suntory SUN 0237、Suntory SUN 2071、スーパオキシドジスムターゼ、Toyama T−506、Toyama T−680、タキソール、Teijin TEI−0303、テニポシド、タリブラスチン、Eastman Kodak TJB−29、トコトリエノール、Topostin、Teijin TT−82、Kyowa Hakko UCN−01、Kyowa Hakko UCN−1028、ウクライン、Eastoma Kodak USB−006、硫酸ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシン、ビンストラミド、ビノレルビン、ビン
トリプトール、ビンゾリジン、ウィザノリド、Yamanouchi YM−534、ウログアニリン、コンブレタスタチン、ドラスタチン、イダルビシン、エピルビシン、エストラムスチン、シクロホスファミド、9−アミノ−2−(S)−カンプトテシン、トポテカン、イリノテカン(Camptosar)、エクセメスタン、デカペプチル(トリプトレリン)またはオメガ−3−脂肪酸。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩II型との組み合わせ療法に使用してよい放射線保護剤の例は、AD−5、アドクノン、アミホスチン類縁体、デトックス、ジメスナ、1−102、MM−159、N−アシル化−デヒドロアラニン、TGF−Genentech、チプロチモド(tiprotimod)、アミホスチン、WR−151327、FUT−187、ケトプロフェン経皮用、ナブメトン、スーパーオキシドジスムターゼ(Chiron)およびスーパーオキシドジスムターゼEnzonを包含する。
本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はまた、血管形成関連の障害または状態、例えば腫瘍生育、転移、黄斑変性およびアテローム性動脈硬化症の治療または予防においても有用である。
別の実施形態においては、眼科の障害または状態、例えば緑内障の治療または予防のための治療組み合わせが提供される。例えば本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は緑内障に罹患している患者の眼圧を低減する薬剤との治療組み合わせ中に有利に使用される。このような眼圧低下剤にはラタノプロスト、トラボプロスト、ビマトプロストまたはウノプロストールが包含されるが、これらに限定されない。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩+眼圧低下剤の治療組み合わせは、各々がその作用を異なる機序に作用させることにより達成すると考えられているため、有用である。
本発明の別の組み合わせにおいて、本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は抗高脂血剤またはコレステロール低下剤、例えばベンゾチエピンまたはベンゾチアゼピン抗高脂血剤との治療組み合わせ中に使用できる。本発明の治療組み合わせにおいて有用なベンゾチエピン抗高脂血剤の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許5,994,391に記載されている。ベンゾチアゼピン抗高脂血剤の一部はWO93/16055に記載されている。あるいは、本発明の化合物との組み合わせにおいて有用な抗高脂血剤またはコレステロール低下剤はHMG Co−A還元酵素阻害剤であることができる。本発明の治療組み合わせにおいて有用なHMG CO−A還元剤阻害剤の例は、個々に、ベンフルオレクス、フルバスタチン、ロバスタチン、プロバスタチン、シンバスタチン、アトルバスタチン、セリバスタチン、ベルバスタチン、ZD−9720(PCT出願WO97/06802記載)、ZD−4522(カルシウム塩はCAS No.147098−20−2;ナトリウム塩はCAS No.147098−18−8;欧州特許EP521471に記載)、BMS180431(CAS No.129829−03−4)またはNK−104(CAS No.141750−63−2)を包含する。本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩+抗高脂血剤またはコレステロール低下剤の治療組み合わせは例えば血管内のアテローム性動脈硬化性の病変の形成の危険性を低減する場合に有用である。例えばアテローム性動脈硬化性の病変は血管の炎症部位から生じる場合が多い。抗高脂血剤またはコレステロール低下剤は血中の脂質濃度を低下させることによりアテローム性動脈硬化性の病変の形成の危険性を低減する。単一の作用機序に本発明を限定しないが、本発明の組み合わせのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩の1つの態様は、協調して作用し、例えば血中脂質濃度の低下と同調した血管の炎症の低減によって、アテローム性動脈硬化性の病変の進歩した制御をもたらすと考えられる。
本発明の別の実施形態においては、本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は中枢神経の状態または障害、例えば偏頭痛の治療のための他の化合物または治療法と組み合わせて使用できる。例えば、本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩はカフェイン、5−HT−1B/1Dアゴニスト(例えばトリプタン、例えばスマトリプタン、ナラトリプタン、ゾルミトリプタン、リザトリプタン、アルモトリプタンまたはフロバトリプタン)、ドーパミンD4拮抗剤(例えばソネピプラゾール)、アスピリン、アセトアミノフェン、イブプロフェン、インドメタシン、ナプロキセンナトリウム、イソメテプテン、ジクロラルフェナゾン、ブタルビタール、麦角アルカロイド(例えばエルゴタミン、ジヒドロエルゴタミン、ブロモクリプチン、エルゴノビン、または、メチルエルゴノビン)、3環系抗欝剤(例えばアミトリプチリンまたはノルトリプチリン)、セロトニン拮抗剤(例えばメチセルギドまたはシプロヘプタジン)、ベータ−アドレナリン拮抗剤(例えばプロプラノロール、チモロール、アテノロール、ナドロールまたはメトプロロール)またはモノアミンオキシダーゼ阻害剤(例えばフェネルジンまたはイソカルボキサジド)との治療組み合わせ中に使用できる。
別の実施形態は本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩とオピオイド化合物の治療組み合わせを提供する。この組み合わせに有用なオピオイド化合物は、例えば、モルヒネ、メタドン、ヒドロモルホン、オキシモルホン、レボルファノール、レバロルファン、コデイン、ジヒドロコデイン、ジヒドロヒドロキシコデイノン、ペンタゾシン、ヒドロコドン、オキシコドン、ナルメフェン、エトルフィン、レボルファノール、フェンタニル、スフェンタニル、DAMGO、ブトルファノール、ブプレノルフィン、ナロキソン、ナルトレキソン、CTOP、ジプレノルフィン、ベータ−フナルトレキサミン、ナロキソナジン、ナロルフィン、ペンタゾシン、ナルブフィン、ナロキソンベンゾイルヒドラゾン、ブレマゾシン、エチルケトサイクラゾシン、U50,488、U69,593、スピラドリン、ノル−ビナルトルフィミン、ナルトリンドール、DPDPE、[D−la2,glu4]デルトルフィン、DSLET、メト−エンケファリン、ロイ−エンケファリン(leu−enkaphalin)、ベータ−エンドルフィン、ダイノルフィンA、ダイノルフィンBおよびαネオエンドルフィンを包含するがこれらに限定されない。オピオイド化合物との本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩の組み合わせの好都合な点は、本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩がオピオイド化合物の用量を低減し、これにより、オピオイド中毒のようなオピオイドの副作用の危険性や重症度を低減できる点である。
更に別の実施形態は薬学的に許容される担体と共にS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩を含む医薬組成物を製造することが容易となる調節されたバルク粉末特性を有する本発明のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩の製造のための4種の機械的に異なる新しい結晶化工程の設計を提供する。
代表的な実施例
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン2塩酸塩を製造する方法は知られており、参照により本明細書に組み込まれる、同一出願人による米国特許6,403,830に記載されている。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン遊離両性イオンは参照により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願60/453,798号に記載されている。結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートI型は参照により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願60/453,769に記載されている。結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートII型は参照により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願60/453,782に記載されている。
〔実施例〕
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の特性化
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチルーL−システインマレエート塩酸塩結晶は、偏光顕微鏡で分析すると正の伸長を示す複屈折性である。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶塩は150mgml-1超の水溶性を有する。
図1はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の2種の試料(実施例9および20)の粉末X線パターンである。両方の回折パターンは結晶性のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の特性化において有用な特徴的ピークを明らかにする際に役立つ。
図2は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の試料の示差走査熱量測定のグラフである。単一の融解/分解の熱事象が197.30℃で観察され、134.92Jgram-1のエンタルピーが伴っていた。単一の熱事象は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩におけるマレイン酸の熱分解と残留結晶固体の溶融の複合であるため、ピーク温度とエンタルピーの両方は試料サイズ、加熱速度および試料調製方法のような分析条件により変動する場合がある。図3は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の試料の熱重量分析(TGA)プロットである。TGAは40〜180℃の温度範囲にわたり、約1%の重量損失を示している。
図4は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の水分吸着試験のプロットである。DVS水分バランスによる25℃における結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の水分吸着は相対湿度0〜70%(RH)の間で約1.5%の水分取り込みを示した。70〜9%RHでは更に58%の水分が固体により取り込まれた。90%RHでは結晶構造が破壊され高度に吸湿性の不定形固体が生成したと推定される。脱着サイクル(90〜30%RH)の間、これらの固体は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートのII型および不定形の両性イオンに過剰な塩化水素を伴った混合物に転換する。その後の脱着および再吸着の挙動は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートのII型と極めて類似していた。実験の終了時の固体についての粉末X線分析によれば、結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートのII型および不定形の固体の両方の存在が確認された。
図5は実施例20において製造された結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩のラマンスペクトルを示す。慨すれば、ラマンスペクトルは分子または複合体系の振動の特徴である。その起源は分子と光線を含む光の粒子である光子との間の非弾性的な衝突にある。分子と光子の衝突はエネルギーの交換をもたらし、その結果エネルギーが変化し、これにより光子の波長が変化する。即ち、ラマンスペクトルは入射光により照射されるときに対象分子から発せられる極めて狭いスペクトルの線のセットである。各スペクトル線の幅は入射光のスペクトルの幅により大きく影響され、従って厳密に1色の光源、例えばレーザーを使用する。各ラマン線の波長は入射光からの波数シフトにより表示され、これはラマン線と入射光の波長の逆数の間の差である。吸収波長ではなく波数シフトはラマン線では分子内の特定の原子基に特異的である。ラマンスペクトルは分子の振動状態を測定するものであり、これはその分子構造により決定される。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化
混合塩の結晶化に関する本明細書に記載する実施例の種々の選択は3つの主なサブセクションに組織化される。第1のサブセクションである実施例1〜6は多形的に純粋な結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を製造することができなかった実験の理由を示している。これらの実験の大部分においてS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートのI型との混合物が得られた。多形的に純粋な結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を得ることに失敗した理由に関する短い考察も当該サブセクションの終わりに記載する。
混合塩の外部結晶形状は次の2つの主なサブセクションを定義する。この特定の生成物の属性は、明確な基礎を成す結晶化機序により決定され、薬学的に許容される担体と共にS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む医薬組成物のその後の開発のための重要な意味を有する。2つの異なる形状は、本発明の目的のためには、以降、全体的外観において必ずではないが通常は非球状である「ランダム充填凝集塊」および全体的外観において必ずではないが通常は球状である「規則的充填凝集塊」と称する。一般的に、凝集塊を構成する一次結晶は、ランダム充填凝集塊を構成する一次結晶と比較して、規則的充填凝集塊ではより小さい縦横比を有する。本発明の目的のためには、縦横比は長フェレットの短フェレットに対する比として定義する。
第1に「ランダム充填凝集塊」の結晶化に関する実施例、即ち実施例7〜19を考察する。その後にこの特定の結晶形状の形成を指向した、基礎を成す結晶化機序の考察を行う。更にまた、本発明の目的のための「相分離」の詳細な定義も包含する。
最後に、実施例20〜30は「規則的充填凝集塊」に関する方法の多様な変法に従った種々の実験の説明をまとめる。
材料の定義
両性イオン;本明細書に記載した全ての実施例において使用したS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインは不定形の凍結乾燥固体として、またはDMF中の溶液として入手した。
固体S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインは、以降、不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインと称する。大部分の場合において、不定形の凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインはある程度の塩化水素(HCl)を含有していた。HClのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに対するモル当量はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化のために使用する不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの特定のロットについて、各実施例において特定される。
第1のDMF/S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン保存溶液はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン11.7%w/w;水0.2%w/w;マレイン酸12.4%w/w;およびクロリド1.0%の概ねの組成を有していた。この溶液の各成分については10%の変動が予測される。溶液中のマレイン酸およびクロリドの上記した濃度はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの各当量に対し、それぞれ約2.0および0.5モル当量を示す。この溶液は以降、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの第1のDMF溶液と称する。
DMF中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの他の保存溶液はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン11.7%w/w;水2.83%w/w;マレイン酸14.88%w/w;およびクロリド1.0%の概ねの組成を有していた。溶液中のマレイン酸およびクロリドの上記した濃度はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの各当量に対し、それぞれ約2.2および0.5モル当量を示す。この溶液は以降、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの第2のDMF溶液と称する。
多形純度に関する失敗実験の例
6つの異なる実験で結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩とS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートの結晶性I型との混合物を製造した。後者の少量はDSC分析で容易に検出できた。
実施例1
実施例1において、0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%を含有)614mg、マレイン酸648mg、DI水988mgおよびDMF2460.7mgをマグネチックスターラーを装備した25ml容シンチレーションバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル16mlを溶液に50分間かけて1.0mlアリコートずつゆっくり添加した。添加終了後、白濁が完全に治まった。バイアルを17時間室温で攪拌し、次に40分間60℃に加熱した。40時間この温度で攪拌し、次にアセトニトリル2mlを添加した。スラリーを60℃でさらに1時間攪拌し、次に1時間25℃に冷却し、4時間攪拌した。スラリーを微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。DSC分析では生成物中にI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが存在していることを示したが、生成物のPXRD分析ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と混合した検知できる量のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートは示されなかった。
実施例2
実施例2では0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)201mg、マレイン酸209mgおよびDMF1120mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加することを行った。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル5mlを50分間かけて1.0mlアリコートずつゆっくり該溶液に添加した。I型S−[2−(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートを結晶種として添加したにもかかわらず、白濁は完全に治まらなかった。バイアルを6時間室温で攪拌し、次に40分間60℃に加熱した。40時間この温度で攪拌した。スラリーを微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。DSC分析では生成物中にI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが存在していることを示したが、生成物のPXRD分析ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と混合した検知できる量のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートは示されなかった。
実施例3
実施例3の目的はI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートでの結晶種添加が実施例2の多形的に不純な生成物に寄与するか否かを決定することである。0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)203mg、マレイン酸208mgおよびDMF1137mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル4mlを50分間かけて1.0mlアリコートずつゆっくり該溶液に添加した。アセトニトリル(量を減らした)の添加後、白濁が完全に治まった。バイアルを6時間室温で攪拌し、次に40分間60℃に加熱した。40時間この温度で攪拌し、次に室温に冷却した。スラリーを微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。DSC分析では生成物中にI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが存在していることを示したが、生成物のPXRD分析ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と混合した検知できる量のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートは示されなかった。
実施例4
実施例4の目的は周囲温度未満での結晶化作用を研究することである。0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)201mg、マレイン酸209mgおよびDMF1141mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル4mlを50分間かけて1.0mlアリコートずつゆっくり添加した。添加後、白濁が完全に治まった。バイアルを−5℃に冷却し、24時間攪拌した。溶液が非常に濃い「ゲル様の」結晶性固体のスラリーになった。スラリーにアセトニトリル4mlを添加して希釈した。次に、加熱して25℃に戻し、4時間攪拌した。スラリーを微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間40℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。DSC分析では生成物中にI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが存在していることを示したが、生成物のPXRD分析ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と混合した検知できる量のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートは示されなかった。
実施例5
実施例5において、系のマレイン酸含量を25%まで削減した。0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)304mg、マレイン酸241mgおよびDMF1659mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加することを行った。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル4mlを50分間かけて1.0mlアリコートずつゆっくり該溶液に添加した。アセトニトリル添加後、系の白濁がバイアルの底部で固体粘性の塊に変換した。バイアルを40分間60℃に加熱した。60℃で2時間半の間固体をバイアル中で観察した。バイアルの壁に貼り付いているようなので、スパチュラで擦り取り、溶液に懸濁して戻した。スラリーを19時間この温度で攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。ケーキは非常に湿っていた。アセトニトリル2mlに再懸濁し、次に洗浄した。ケーキを半時間風乾した。次に固体を2時間オープン結晶化皿上に風乾した。生成物のPXRD分析ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と混合した検知できる量のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが示された。DSC分析ではPXRDの結果を確認した。
実施例6
実施例6の目的は実施例5と同様のレベルのアセトニトリルについて変更した添加方法を用いて収量を増加することである。0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)301mg、マレイン酸241mgおよびDMF1660mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加することを行った。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル3mlを50分間かけて1.0mlアリコートずつゆっくり該溶液に添加した。アセトニトリル添加後、系の白濁が治まり、30分以内に結晶が観察された。スラリーを3時間室温で攪拌し、次にアセトニトリル1mlを添加した。さらに19時間室温で攪拌を続行した。スラリーを微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。次に固体を2時間オープン結晶化皿上に風乾した。DSC分析では生成物中にI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが存在していることを示したが、生成物のPXRD分析ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と混合した検知できる量のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートは示されなかった。
実施例1〜6の議論
上記に報告した実験の種々の段階の間に採取された中間体的固体試料に対する熱分析は、冷却中または、上記に報告したいかなる保持温度での延長した保持期間中に、I型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが結晶化することを示している。これは結晶化の後半段階の間のI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートの二次的な結晶核形成を示している。理論に制約されることを望まないが、保持期間中に結晶性のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の形成を通して系が完全にHClを涸渇させるので、これが説明されると思われている。しかしながら、おそらくはI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートの溶解性を越えた濃度の系において、0.5当量のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインおよび1.75当量のマレイン酸がなお存在する。さらに冷却、逆溶媒(anti−solvent)添加、保持期間もしくは削減したマレイン酸含量を通して系を脱飽和させるよう試みたところ、I型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートに関する過飽和は、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶により提供された全ての不均一な表面の存在下にその結晶化を通して涸渇される。
要約すると、HCl不足条件下の実験では、逆溶媒添加、冷却もしくは削減したマレイン酸含量を通して、いかなる段階で系の過飽和を増加するいかなる試みも生成物の多形純度に関する制御損失を導き得る。このような塩酸不足状態のDMF/アセトニトリル系では、I型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートとの混合物が予想される。
ランダム充填凝集塊の実施例
実施例7、8および9はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに対する化学量論的量のHClを有し、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を結晶化した。実施例7および8は低い水およびアセトニトリルレベルで実行した実験を表している。実施例9は標準の水分含量およびアセトニトリルレベルで行われた実験である。
実施例10から19に記載された実験はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩がS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに対してモル当量のHClに対する広範囲の値に渡り、結晶化され単離されることを立証するために行われた。
実施例10、11、12および13は全てS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに対するHClの必要量の26%で実行され、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩が結晶化された。実施例13はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の直接沈殿を行ったが、実施例10から12はI型またはII型のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートの沈殿、次いで加熱およびまたは選択された温度で延長された保持時間を通して結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩への溶液介在性相変換を行った。
実施例14、15および16は全てS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに対するHClの必要量の50%で実行され、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩が結晶化された。実施例14および15はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の直接沈殿を行ったが、実施例14はI型またはII型のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートの沈殿、次いで加熱および/または選択された温度で延長された保持時間を通して結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩への溶液介在性相変換を行った。
実施例17、18および19は、化学量論的考慮で必要とされるより高いHClレベルで実行され、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインから結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩へ変換された。
実施例7
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの最初のDMF溶液126.1グラムに、脱イオン水1.46グラムをS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの最初のDMF溶液の水分含量が1.63%になるように添加した。この溶液125.5グラムを354rpmに設定された攪拌器付き500mlジャケット付き反応器に添加した。アセトニトリル総量126.58グラムをポンプを通して2時間かけて毎分1.4mlの速さで反応器に添加した。添加期間中に結晶が形成した。系を合計53時間攪拌し、次にスラリーを排出し、微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。濾過は極めて速かった。ケーキをアセトニトリル83mlでリンスし、24時間風乾した。13.48グラムの重量だった。
実施例8
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの最初のDMF溶液7.5グラムに、脱イオン水109マイクロリットルをS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの最初のDMF溶液の水分含量が1.63%になるように添加した。この溶液をマグネチックビーズで攪拌しながら25ml丸底フラスコに添加した。アセトニトリル総量7.85グラムを54分間かけて3分毎に0.5mlアリコートずつフラスコに添加した。系を合わせて72時間攪拌し、次にスラリーを排出し、15ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。
濾過は遅かった。ケーキをアセトニトリル4mlでリンスし、24時間風乾した。一部の固体は丸底フラスコの壁に析出した。それらを別々に単離した。単離した全固体のマスバランスは、壁上の固体が全体の生成物の65%であることを示した。スラリーおよび壁からの固体のSEM顕微鏡写真によりこの実験が結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレート塩酸塩の「ランダム充填凝集塊」形状を生成したことを確認した。
実施例9
実施例9はHClを全く含有しない不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)で実行した。操作法は不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)565mg、マレイン酸599mg、37%濃HCl(水溶液)105mgおよびDMF2969mgをマグネチックスターラーが装備された12mlバイアルに添加することからなる。懸濁液を攪拌し、透明な溶液にした。アセトニトリル7.5mlを25分間かけて0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。アセトニトリルの添加中に重要な結晶化が起こった。22時間室温でバイアルを攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル4mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。
図6は生成物の顕微鏡写真を示している。固体は非常に小さく、多分サブミクロン一次結晶で作られたランダム充填凝集塊であると思われる。この実験からのオーブン乾燥した固体の全ての分析データは結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩との一致を裏付けた。より十分に後述するが、図1は本実施例で得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の粉末X線回折パターン(トップパターン)を示している。図7は本実施例からの生成物のランダム充填凝集塊のSEM写真を示している。
実施例10
実施例10において、0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)301mg、マレイン酸317mg、DMF1239mgおよびDI水457mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル8mlを0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。系を24時間室温で攪拌し、析出した。次にバイアルの温度を55℃に上昇させ、48時間この温度を保持した。加熱直前および上昇させた温度で48時間後のスラリー試料の顕微鏡写真で結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩への相変換が起こっていることを確認した。55℃でスラリーを30ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に急速に濾過し、ケーキをアセトニトリル1mlで洗浄した。固体を2時間風乾した。生成物の分析データでS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。陽子NMR分析は生成物がS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩1モルあたり0.06モルの割合でトラップされたDMFを有し得ることを示していた。
実施例11
実施例11において、0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)313mg、マレイン酸313mg、DMF1247mgおよびDI水453mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル8mlを1.0mlアリコートずつゆっくり添加した。アセトニトリル7.5mlの添加で結晶化が起こったようであった。しかし、添加を8mlで完了させ、スラリーを24時間室温で攪拌し、脱飽和化した。次にバイアルの温度を56℃に上昇させ、24時間この温度を保持した。加熱直前および上昇させた温度で24時間後のスラリー試料の顕微鏡写真で結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩への相変換が起こっていることを確認した。56℃でスラリーを30ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に急速に濾過し、ケーキをアセトニトリル1mlで洗浄した。固体を2時間風乾した。生成物の分析データでS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。陽子NMR分析は生成物によってDMFがトラップされていないことを示していた。
実施例12
実施例12ではS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩が上昇した温度で結晶化工程を開始することにより直接結晶核形成できるか否かおよび、熱スラリーの濾過を回避できるか否かを決定するために実行された。0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)302mg、マレイン酸321mg、DMF1223mgおよび水453mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を60℃に加熱し、攪拌して透明な溶液になった。アセトニトリル8mlを1.0mlアリコートずつ60℃でゆっくり溶液に添加した。添加工程中に結晶化は観察されなかったが、アセトニトリル添加完了後20分以内に結晶が形成された。スラリーを60℃で25時間攪拌した。アセトニトリル2mlを添加し、系の水活性を低下した。スラリーをさらに20時間60℃で攪拌し、次に室温に自然に冷却し、2時間攪拌後スラリーを微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル2mlでリンスし、20分間風乾した。生成物の分析データで結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。
実施例13
実施例13は溶媒系を単純化するためにDMF/アセトニトリル中で行った。0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)202mg、マレイン酸213mgおよびDMF1139mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を60℃に加熱し、攪拌して透明な溶液になった。アセトニトリル4mlを60℃で溶液に1.0mlアリコートずつ20分間かけてゆっくり添加した。アセトニトリル添加完了後20分間以内に結晶が観察された。スラリーを60℃で24時間攪拌し、次に45分間25℃に冷却した。2時間25℃で攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル1mlで洗浄し、20分間風乾した。次に固体を24時間28インチHg真空下に40℃で真空オーブン内に乾燥した。しかし、オーブン乾燥前の固体の陽子NMR分析は固体中にトラップされたDMFが存在していないことを示していた。従ってオーブン乾燥は必要なかった。本実験からの風乾および真空乾燥固体の全分析データで固体が結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。
実施例14
実施例14において、0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)311mg、マレイン酸321mg、DMF1231mgおよびDI水451mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル8mlを0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。これを24時間室温で攪拌し、脱飽和化した。次にバイアルの温度を57℃に上昇させ、さらに24時間攪拌を続行した。57℃でスラリーを30ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に急速に濾過し、ケーキをアセトニトリル1mlで洗浄した。固体を30分間風乾し、次に24時間40℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。生成物の分析データで結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。陽子NMR分析は風乾もしくは真空乾燥の固体のいずれでもDMFがトラップされていないことを示していた。
実施例15
実施例15は溶媒系を単純化するためにDMF/アセトニトリル中で行った。操作法は0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)608mg、マレイン酸648mgおよびDMF3320mgをマグネチックスターラーを装備した25mlバイアルに添加して行った。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル10mlを20分間かけて溶液に2mlアリコートずつゆっくり添加した。アセトニトリル添加完了後20分間以内に結晶が観察され、4時間以内に大量の沈殿が観察された。スラリーを19時間攪拌し、次に固体試料を製造過程の調査のために引き抜いた。試料の熱分析はI型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートを一部含有しているかもしれないことを示した。従って、I型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートを選択的に溶解するためスラリーを50℃に加熱した。50℃に到達した30分後に取り出した固体試料は、I型S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエートが所望の固体から除去されていることを示した。上昇した温度に到達した2時間後、50℃でスラリーにアセトニトリル4mlを添加した。スラリーをさらに1時間50℃に保持し、次に直線的な温度勾配で5時間半で0℃に冷却した。40時間0℃で攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。濾過は非常に遅かった。ケーキをアセトニトリル4mlで洗浄し、1時間風乾した。風乾したケーキの重量は198mgであった。しかしながら本実験中5つの製造過程の固体試料を各々最大で30mg取り出したので、これは工程からの真の収量を反映していない。風乾の陽子NMR分析は固体中にDMF0.035モル当量が存在することを示していた。0℃に冷却する前およびこの温度で19時間保持後の母液の濃度分析は本操作がこれ以上系の脱飽和を促進しないことを示した。しかしながらこれは、系の冷却前に既に、HClが完全に涸渇していたためと考えられる。生成物の分析データで結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。
実施例16
実施例16はアセトニトリルの量を最適化し、(収量を改善するために)マレイン酸の量の25%削減を評価し、保持時間の削減および合理化を行うために実行した。0.25当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)304mg、マレイン酸240mgおよびDMF1662mgをマグネチックスターラーを装備した12mlシンチレーションバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル3mlを20分間かけて溶液に0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。アセトニトリル添加後2時間以内に結晶が観察された。バイアルを22時間攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。オーブン乾燥した固体の陽子NMR分析は固体中にDMF0.03モル当量が存在することを示していた。濾液の濃度分析は本手法がモル収率50%に近いことを示した。しかしながらこれはまだ、HClの完全な涸渇のために抑制されているかもしれない。生成物の分析データで結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。
実施例17
実施例17の目的はHCl0.63モル当量(0.13モル過剰)でのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化を研究することである。0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)220mg、マレイン酸232mg、37%濃HCl(水溶液)31.98mgおよびDMF1164mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル3.0mlを25分間かけて溶液に0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。添加完了後白濁が治まったが、いくらかの油状の残留物がバイアルの壁に見られた。バイアルを17時間室温で攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。ケーキは非常に硬く圧縮され、漏斗から取り出すのが難しかった。24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。濾液分析はモル収率約75%を示した。生成物の分析データで結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを確認した。
実施例18
実施例18はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン各1モルあたりブタノール1モルとともにHCl0.63モル当量(0.13モル過剰)で実行した。ブタノールは、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン種中の潜在的不純物と考えられるため、ブタノールをスパイクすることを研究した。0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)210mg、マレイン酸232mg、ブタノール72mg、37%濃HCl(水溶液)36.0mgおよびDMF1186mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル3.0mlを25分間かけて溶液に0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。バイアルを17時間室温で攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。濾液分析はモル収率約60%を示した。本実験からの生成物の分析データで結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の形成を確認し、ブタノールの存在が結晶の品質にいかなる不利な影響も導かないことを示した。しかしながら、工程の収量は低かった。
実施例19
実施例19は0.88モル当量のHCl(0.33モル過剰)で実行した。0.13当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)221mg、マレイン酸233mg、37%濃HCl(水溶液)54.0mgおよびDMF1196mgをマグネチックスターラーを装備した12mlバイアルに添加した。懸濁液を攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル3.0mlを25分間かけて溶液に0.5mlアリコートずつゆっくり添加した。添加完了後白濁が治まったが、いくらかの油状残留物がバイアルの壁に見られた。バイアルを17時間室温で攪拌し、次に微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキをアセトニトリル2mlで洗浄し、半時間風乾した。ケーキは非常に硬く圧縮され、漏斗から取り出すのが難しかった。固体を24時間55℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。
濾液分析はモル収率約58%を示し、それはHCl濃度が化学量論濃度に近い実験で観察された収率75%より有意に低かった。従って系のHCl過剰および不足の両方は収量の低下を招くと思われる。本実験からの生成物の分析データは結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の形成を確認した。
ランダム充填凝集塊実施例の考察
実施例10〜19はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに対してHClが非常に欠乏しているか過剰である条件下に結晶化できることを示しているが、これらの実施例の全てはS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化のためには至適未満の条件である。従ってこの考察はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化のためにはより至適な操作法に限定され、これについては実施例7〜9に最もよく記載されている。
実施例7および8は系に対して行った攪拌の性質が異なるのみである。前者はシャフトに連結したオーバーヘッドモーターおよび結晶化フラスコの如何なる表面にも接触しない「ハーフムーン」ブレードを使用し、後者は結晶化フラスコの底面に接触した磁気ビーズを使用している。ビーズは磁気プレートで攪拌した。この変法は実施例8で得られたランダム充填凝集塊の形状が磁気ビーズの使用により混乱しなかったことを明らかにするためにこれらの実施例において検討した。これは、規則的充填凝集塊が、延長された保持期間によりランダム充填凝集塊に変換される傾向を示す(実施例26参照)。両方の実施例はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの各モルに対し、マレイン酸2.0モル当量およびHCl0.5モル当量を使用した。系の水分含量は1.63%(アセトニトリルの添加前に測定)であり、アセトニトリルのDMFに対する比は1.4w/wであった。実施例9においては、系の水分含量はアセトニトリル添加前には2.3%であり、アセトニトリルのDMFに対する比は1.98w/wであった。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインおよびS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は共に高度に水溶性であり、そして実施例9における余分な水の使用によりアセトニトリルのDMFに対する比が1.98に上昇し、アセトニトリルの添加中に更に顕著な結晶化は伴わなかった。
これらの3つの実験は、a)アセトニトリル添加の間のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の急速な核形成および顕著な結晶化による系の急速な脱飽和;b)最速で成長する結晶面の加速された成長によるより高値の縦横比;およびc)アセトニトリル添加中または終了時の持続的相分離の目視可能な、またはその他の徴候がないこと、を特徴としている。相分離の詳細な定義、考察および意味はQESD結晶化法の考察に関する次のサブセクションに記載する。本考察の目的のためには相分離の欠如もまたこれら3実施例において観察された急速な結晶化に寄与していると述べるに十分である。
相分離の非存在下においては、急速な結晶化は、脱飽和の大部分が溶液からの核形成を介して起こる場合は極めて小型の針状結晶の形成、またはより多くの脱飽和が長い結晶の寸法に沿った急速な結晶の成長を介して起こる場合は僅かに伸長された針状結晶の形成のいずれかをもたらす。いずれのシナリオも濾過の間のケーキの圧縮を介した、または、高度な攪拌が可能(例えば実施例7における350rpm超)な場合は結晶化フラスコ内においてさえも、ランダム充填凝集塊をもたらす。
相分離の詳細な定義
本発明の目的のためには、相分離とは、1つより多い液相および/または結晶性ではない固体を含む結晶化系のいずれかの状態として定義される。これらの非結晶性固体は必ずしもではないが通常は完全な不定形である目視可能な粘着性の塊に似ているが、第2の液相は目視可能および/または顕微鏡観察可能な乳液、目視不可能および/または顕微鏡観察不可能な乳液(例えば不適切な試料採取のため)、結晶化フラスコ中の結晶を含む表面上の目視可能および/または顕微鏡観察可能な「油性コーティング」、並びに結晶化フラスコ中の結晶を含む表面上の目視不可能および/または顕微鏡観察不可能な「油性コーティング」(例えば濃厚性の欠如のため)に似ている。
相分離はDMF、アセトニトリル、水、マレイン酸およびHClを含む結晶化の系の中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの「乳化剤様」性質の顕在化であると考えられる。これはあるDMF−アセトニトリル組成物の溶液中の特定の水分含量、マレイン酸およびHClの濃度におけるS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの特定の濃度がS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の沈殿の前または最中に達成された場合に起こる。相分離の範囲は攪拌の強度、使用可能な表面、および、アセトニトリルの添加速度のような変数に加えて、上記した全ての内因性の工程のパラメータの顕著な関数である。
当然ながら、二元の相の分離が起こる場合、異なる組成の2つの相が形成される。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン/マレイン酸/HCl/水/DMF/アセトニトリル系については、目視可能または顕微鏡観察可能な伝統的な乳液が相分離の過程から生じる場合は、連続相は元の単一の相の溶液よりも高いアセトニトリル百分率および低いS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン濃度を有する希薄な相となる。逆に、非連続分散相は連続希薄相または元の単一の相の溶液よりも低いアセトニトリル百分率および高いS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン濃度を有する濃密な相となる。代わりに目視可能または顕微鏡観察可能な「油性コーティング」が相分離過程から生じる場合は、2相の完全な分析は困難になる。しかしながら、連続相の分析は明らかに、元の単一相の溶液よりも高いアセトニトリル百分率および低いS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン濃度を示す。実際、相のこれらの特性は、特に伝統的な乳液または観察可能な「油性コーティング」が視覚的または顕微鏡観察により検出困難であるような条件下において、系から分離された安定な相の形成の開始を調べるための分析試験として使用できる。
理論的な結晶化モデル
理論は本発明の部分を構成しないが、以下の機序は本発明の過程を当業者がより良く把握できるように記載する。
QESD系結晶化
QESD系結晶化工程において使用される二元溶媒混合物は溶媒と逆溶媒の間の負の相互作用(脱混合)を特徴とする。典型的な溶媒の組み合わせは水−アセトン、水−アセトニトリル、エタノール−シクロヘキサンおよび水−酢酸エチルを包含する。
溶媒は溶質に対して極めて高い溶解度を有する傾向があるが、逆溶媒は溶質に対する無視できる程度の溶解度しか示さないことを特徴とする。1.92g/gもの高値の溶媒中の溶質の溶解度が報告されている。高い溶解度を有する溶媒は実際は溶質と溶媒の間の相互作用の強度を最大限にするために選択される。乳化剤(界面活性剤)は通常は乳化工程を促進するために逆溶媒に溶解される。逆溶媒対溶媒の比は50対1もの高値であることができる。
工程は溶媒に溶質を溶解し、そして、この溶液を逆溶媒および乳化剤の溶液に制御された速度で添加することにより開始される。温度の差が溶媒と逆溶媒の溶液の間で維持される場合が多く、後者がより低い温度となる。溶媒の溶液の添加により、安定な乳液が形成され、その際、溶媒の溶液は分散相であり、逆溶媒の溶液は連続相となる。熱移動(温度差)およびより重要な物質移動(分散相の液滴の外部または内部への溶媒および逆溶媒の相互拡散)を介して、過飽和が形成される。分散相は分散相の結晶化を介して脱飽和する。採取時点において、記載した相互拡散の物質移動を介して形成された唯一の液相のみが存在する。
QESD結晶化工程においては、溶媒と逆溶媒の溶液の間に工程の早期の段階の間に維持されている使用温度の差(これは常時ではないが多くの場合存在する)により生じる穏やかな過飽和により、溶質の画分のみが析出する。換言すれば、温度の差により生じた初期の過飽和は中等度でしかなく(文献に報告されている所期の過飽和は最大で40%である)、そして逆溶媒および溶媒の相互拡散が開始するが、過飽和の生成の速度は、液滴境界を超える移動が緩徐なために、緩徐である。その結果、このような工程は、持続時間の大半は比較的穏やかな残留過飽和のもとで運転され、したがって緩徐な全体的脱飽和速度を特徴とする。このような工程の別の共通の特徴は、分散相からの溶媒の拡散を通して逆溶媒リッチの相中で溶質の溶解度が上昇するに従い、連続相における溶質の濃度が僅かではあるが、実際に上昇する点である。
高過飽和誘導LLPS系結晶化
過飽和溶液、特に蛋白、蛋白様分子およびコロイド溶液を作成する系のものは更に異なる組成の2つのメタ安定性の「非平衡」液相への過飽和誘導分離を起こす場合があるという証拠が集まってきている。慣用的な検査での相分離または脱混合の開始は結晶化工程の典型的な曇点に似ているが、顕微鏡観察のような手法によれば濁度は結晶性固体の形成によるものではないことが容易に示される。脱混合工程は固有の性質として、過飽和未満か、むしろ飽和未満の相と共存する過飽和の相を生成する。結晶化は当初はより高値の過飽和相において開始し、これは特定の条件に関しては前記したセクションで説明した乳液または準乳液における典型的な分散相に似ている。図8に示したものと同様の凝集塊様の形態もまた高過飽和誘導LLPSに基づいた工程に関して報告されている。
LLPS型挙動を示す二元および単一の溶媒系は知られている。全ての場合において、選択された溶媒系中の溶質の溶解度は中等度(最大の数値でも200mg/グラムを超えない)であり、これはQESD型の設計において使用される溶媒溶液とは鮮明に対照的である。
過飽和条件下においてLLPSを示す系の溶解特性に関する多くの文献が存在する。液相線下の固化のような典型的な遷移に加えて、相ダイアグラムはまたコアセルベーションとも称する非典型的な液−液の相分離も示し、そこでは、メタ安定性の溶液は溶質の濃度が等しくない2つの異なる非平衡の液相を形成する。ダイアグラムの共存曲線は、溶質の次第に過飽和となる溶液が液相線から垂直に下方に移動を継続することにより生成するため、共存する溶質リッチおよび溶質プアの液相の濃度を示す。
共存曲線を確立するための実験手法には2つの極めて単純な操作法、即ち曇点および温度クエンチ方法が包含される。慨すれば、前者を用いた場合、不透明化温度は各々の固定された溶質濃度に対して求められ、一方、後者を用いた場合は、過飽和溶液は相分離温度未満の固定された温度まで冷却され、2つの共存する相の濃度を分析する。二元の系(溶質および単一の溶媒)の場合は、共存曲線の最高温度は相分離の臨界温度と称され、相当する濃度を臨界濃度と称する。
臨界濃度は2相の「形態」を明らかにする場合に重要な役割を果たす。臨界濃度未満の濃度の系においては、核形成および溶質リッチ相を含む球状の均一な大きさの液滴の成長が観察される。臨界濃度より高濃度の系においては、やはり核形成および球状の均一な大きさの液滴の成長がしばしば観察される。しかしながらこの場合、液滴は溶質プア相を含む。極端な例においては、相分離の代わりに、液相線の下にまで温度が低下するに従いゲル化も観察される。結晶領域はゲル相(通常は不定形固体)含有系が共存曲線より低温に冷却されるにしたがって観察されることが多い。臨界濃度に極めて近い濃度の系においては、2つの相互に連結した領域が生じる。
溶質、溶媒および逆溶媒を含む3元の系については、共存表面(図10参照)は濃度c2における逆溶媒の固定された量に対して溶質c1の関数としてLLPS温度を示す。固定された温度において、系のLLPS特性は等温共存曲線(図11参照)により説明され、これは、逆溶媒の固定された量に対する種々の溶質濃度の溶液を原料として生成した2つの共存相IおよびIIにおける濃度(c1、c2Iおよび(c1、c2IIを与える。2相の分配は一定温度において作成される共存曲線上の点IおよびIIを連結する連結線により最も良好に得ることができる(図11参照)。3元の系においては、臨界点(c1、c2cは、(c1、c2Iおよび(c1、c2IIが等しいという条件が満足される共存プロット上の点として定義される。温度の関数としてのこの点の位置は共存表面上の臨界線として説明される。図10に示す通り固定された量の逆溶媒または沈殿剤(例えばポリエチレングリコール)を溶質−溶媒の溶液に添加することの実質作用は、共存曲線そのものの形状の対称性が一部変形するのに加えて、液相線の方向へ共存曲線全体が上方シフトすることである(ここで、液相線はそれ自体上方に移動するが共存曲線の上方移動と同程度ではない)。前者は2つの相の組成およびそれらの相対的な区分比にかかわる結果である。
より多くの沈殿剤またはより強力な沈殿剤を溶質溶媒溶液に導入するに従い、シフトはより顕著になり、曲線はより非対称になる。これらのシフトの実質作用は、液相線と共存曲線の間のギャップが、LLPS温度の上昇に伴なって減少し、そしてその結果、LLPSがなお低値の過飽和において生じる点である。非対称性に起因する溶質のより低い濃度に向かって移動する臨界点は相分離液相の形態を示唆するものである。
臨界点における逆溶媒濃度、臨界温度および逆溶媒濃度の関数としてのLLPS温度の傾きは実際は参考文献15において開発された数学的モデルにより逆溶媒の非存在下におけるLLPS温度を計算するために使用できる。これはLLPS温度または過飽和に到達する前の系の凍結または溶質の結晶化のために、溶質溶媒系のLLPSが得にくい場合に、極めて魅力的なものとなる。更にまた、図11の連結線の傾きは所定濃度の逆溶媒または沈殿剤の存在による溶質の溶解度の断片的な低下に比例している。換言すれば、連結線の傾きは逆溶媒のような溶質−沈殿剤の有効性を特徴付ける。その結果、この情報を用いて逆溶媒の存在下の液相線を予測することができる。
第1の溶質に類似した第2の溶質(例えば構造的に関連のある不純物)の作用は通常は2元の系18に関する温度軸に沿った共存曲線の垂直方向の置き換え(通常は下方、即ち、LLPS温度の低下)に限定される。これらの置き換えの間、曲線はその形状を維持し、これは沈殿剤または逆溶媒の存在下に遭遇する状況とは異なっている。しかしながら、第2の溶質または不純物が第1の溶質と似ていない場合は、温度軸に沿った垂直方向の置き換え(やはり下方)のほかに、共存曲線の形状も歪曲する。曲線はますます非対称となり、臨界点はより高い第1の溶質濃度にシフトし、一方で、最高LLPS温度はより低い第1の溶質の濃度にシフトする。第2の溶質の実質作用は、不純物のような第2の溶質相を含む3元の系においてLLPSを観察するためには更なる過飽和が必要とされる点と考えられる。
LLPS系の設計の範囲内では、溶質の物質種の間の相違度は、その溶質および検討対象の全ての物質種に共通の溶媒を含む2元の系における各物質種の臨界点の相違を発見することにより最も良好に把握される。不純物のような異なる第2の溶質の存在による共存曲線において生じた非対称性は、やはり、LLPSにより得られる2つの液相の相対的な区分および形態に関する結果を有する。
LLPS表面を通過する循環はLLPS温度(>2.0℃)より十分高温で核形成の導入時間を大きく減少させる。6倍を超える核形成速度の上昇が1〜1.5℃ほどLLPS温度より高温で報告されている。この核形成速度の大きな上昇については2つの理由が考えられている。第1はΔGnucの低下であり、これはLLPS温度におけるバイノーダルの直上のスピノーダルに系が近づくためである。スピノーダル領域においては、密度の変動は他のいずれの辺縁部よりも高値であり、これはΔGnucの低下をもたらす。更にまた、ΔGnucの低下により、安定な前核形成クラスターを形成するために必要な分子の数が大きく減少する。第2に、LLPS温度に近づくと、高い溶質濃度の溶液による結晶核表面の湿潤と類似の現象が核形成速度をやはり上昇させる。核形成速度は系がLLPS範囲に進入するに従って、伝統的な核形成速度の表示法により予測されるものに戻る。速度は適切な伝統的核形成モデルを用いて溶質リッチおよび溶質プアの相におけるそれぞれの過飽和からある程度の正確さで推定できる。
LLPS表面下の結晶化を介して得られた結晶の形態は、臨界点に関して開始単一相溶質濃度に関連していると考えられる。これは次に臨界点のどちらかの側の溶質リッチおよび溶質プアの液相の実際の「形態」に関連する。以前に記載した通り、臨界濃度未満の濃度の系においては、核形成および溶質リッチの相を含有する球状で均一な大きさの液滴の成長が観察されている。結晶化は高度に過飽和の溶質リッチの液滴において、液滴コア部における複数の核形成を介して開始され、これにより、それを多結晶の固相に変換する。新しい結晶が形成し、多結晶のコア部から外側に向かって放射線状に成長し、そして、液滴中の残余の溶質のみならず、通常は溶質プアの連続相中の低過飽和のためそれ自体は沈殿できない溶質プア相の溶質も消費する。
臨界濃度より高濃度の系においては、やはり核形成およ球状で均一な大きさの液滴の成長がたびたび観察されている。しかしながらこの場合は、液滴は溶質プア相を含有する。極めて小型の一次粒子を有する不規則な多結晶固体がこの系では得られる。しかしながら、濃度が臨界濃度より大きく高値である場合は、ゲル化(不定形固体の形成による)がLLPS温度到達以前であっても観察される場合がある。そのような系がLLPS曲線より下部となると、結晶はゲルマトリックス内部に形成する。しかしながら系を含有するゲル相から完全に結晶性の物質への変換の速度は代わりに高濃度の液滴を含有する相当する系よりも顕著により緩徐である。ゲル相における緩徐な変換の理由は運動性がゲルの形成により停止されるという事実に関係しており、これが結晶の核形成速度を遅延させる。
要約すれば、共存曲線の下、および、臨界点の左側で行う、LLPS系の結晶化工程は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩について観察されたものと同様の形態をもたらすことができる(図8参照)。このような工程において溶質リッチの分散相における過飽和は通常は極めて高値である。溶質プアの連続相における溶質濃度の分析もまた系全体が晶出するにしたがって連続的な低下を示す。結論として、基礎的な観察結果およびデータ、全ての結晶化工程特性化データおよび観察された結晶形態は、共存曲線の真下および臨界点の左側で行うLLPS系結晶化工程の全般的特長と合致している。従ってこの概念的な設計は規則的充填の球状凝集塊としてのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化を説明するモデルとして提案される。
規則的充填凝集塊を生成するためのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化工程のための全ての3種の設計は出発点としてランダム充填凝集塊に関する実施例7〜9に記載した操作法を用いる。主な変更はマレイン酸、水分含量およびアセトニトリルのDMFに対する比の変化を包含する。重量/重量基準によるアセトニトリルのDMFに対する比はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の沈殿の早期の段階の前または最中に相分離を達成するために必要な程度まで1.4または1.8の何れかから緩和する。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインに関するマレイン酸のモル当量は2.0から少なくとも2.2まで上昇させ、そして、アセトニトリル添加前の系の水分含量は重量で少なくとも2.83%とする。マレイン酸および水の濃度の上昇は、溶媒溶液中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの溶解度を増大させ、従って、所定のDMF−アセトニトリル組成物の溶液中の特定の水分含量、マレイン酸およびHCl濃度におけるS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの濃度が、目視可能または顕微鏡観察可能な乳液または目視可能または顕微鏡観察可能または観察不可能な表面の「油性コーティング」、例えば逆溶媒を添加する間に形成する場合のある少数量の結晶により与えられるものの何れかとして顕在化する相分離に必要とされる特定の水準より下に低下しないことを確実なものとする。これらの3種の設計は逆溶媒溶液の溶媒溶液への添加を含み、そして、比較的穏やかな水準の攪拌により実施される。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩に関する外部から結晶種添加した結晶化方法において、逆溶媒溶液(アセトニトリル)を、総添加時間が好ましくは約30分超、より好ましくは更に約90分となるような制御された態様で溶媒溶液(前述において定義したS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン溶液の第2のDMF溶液により最も良好に説明される)に添加する。逆溶媒溶液の添加は、例えば特定の添加速度でポンプを使用するなどして連続的に行うか、または、好ましくは、総逆溶媒溶液容量の少量のアリコートを所定の時間間隔で添加しながら間歇的に行う。これらの時間間隔は、アリコートの添加直後に生じる白濁の大部分(不安定な相分離の顕在化)が沈静化するための十分な時間が確保されるように、連続アリコート添加の間の時間が十分長い場合に至適となる。逆溶媒溶液は各アリコートの添加により生じる白濁が完全には沈静化しないか、または、沈静化はするが、結晶化フラスコの攪拌軸、攪拌刃、反応容器の壁面またはバッフルのような表面上にのみ目視可能な極めて微細な油性のコーティングを残すようになるまで添加する。この時点で極めて少量の種結晶を系に添加する。種結晶は好ましくはS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の極めて小型の結晶、例えば実施例7〜9で作成したものである。溶媒溶液に溶解したS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの元の質量を基にして1重量%以下の上記種結晶が、良好な外部からの種結晶添加による結晶化工程のためには通常必要である。種結晶は乳液または油性のコーティングの何れかとして自身を顕在化する非連続の相のための基体として作用する。工程はしばしば極めて緩徐となり、系が完全に脱飽和するまでは48時間超を要する場合がある。しかしながら工程は例えば結晶種の量を増加させることにより加速することができる。この種の外部からの結晶種添加による結晶化工程で得られる規則的充填凝集塊は球形の形状であり極めて小型である場合が多い。
種結晶はまた逆溶媒溶液添加の間にインサイチュで形成することもできる。次にこれらの結晶は相分離により乳液または油性のコーティングのいずれかとして自身を顕在化する非連続の相のための基体として作用できる。種結晶の核形成は例えば溶媒溶液の水分含量を僅かに低下させるか、マレイン酸の量を僅かに減少させるか、または、好ましくは過飽和の形成を改変しつつ、その他の全てのものは外部からの種結晶添加による結晶化工程の場合と同様にすることにより、相分離の前に溶媒と逆溶媒の混合物中で促進することができる。後者は例えば逆溶媒溶液に関する添加速度を改変することにより達成できる。溶液および逆溶媒の溶液の熱履歴の変更もまた系の全体的組成を変化させることなく結晶化の動態を改変するものとして使用できる。インサイチュ結晶種添加結晶化の主要な利点は、種結晶を外部から添加する必要がなく、そしてその添加が、外部から結晶種を添加する結晶化工程の場合のように観察可能な相分離と緊密に関連している必要がないという事実に基づいている。追加される複雑性は、種結晶の形成を介して誘発される系の脱飽和が、特定の組成の溶媒および逆溶媒溶液の混合物中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの残留濃度が、目視可能または顕微鏡観察可能な乳液または目視可能または顕微鏡観察可能な、または、観察不可能な表面の「油性コーティング」の何れかとして顕在化する相分離のために必要な水準より下に低下しないこと確実にするために十分低い水準に制御しなければならないという事実から生じている。更にまた、インサイチュの種結晶添加結晶化の至適設計においては、インサイチュ種結晶が小型であるか、低い縦横比を有する場合はそれは好ましいものである。これは、ある程度まで基体種結晶の形状に似ている規則的充填凝集塊の最終形状が小型結晶を結晶種として使用する外部から種結晶添加された結晶化工程において得られるものと同様となることを確実なものとする。最も現実的な水準においては、小型または低い縦横比のインサイチュの結晶種に関するこの好適性は、低い水準の前述の脱飽和が主に結晶核形成工程を介して達成されることを必要とし、これは、より少ない核から大型への結晶の成長とは異なっている。後者はより大型の針状種結晶の形成をもたらし、これは、非連続相によるコーティングおよびその後の相互拡散制御結晶化により規則的充填凝集塊の形成が行われる場合に、球状ではなくより伸長された全体的形状をもたらす。しかしながら小型結晶の多数の核形成を主に介した脱飽和の低い水準を指向することは、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化の場合は困難である。結果的に、球状とは異なる全体的形状がS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩のインサイチュ種結晶添加結晶化工程から得られることになる。脱飽和の程度およびその結果生じる基体の表面に応じて、インサイチュ種結晶添加結晶化工程のための全体的結晶化時間を、外部からの種結晶添加によるQESD結晶化工程よりも大きく短縮化することができる。インサイチュ種結晶添加および外部からの種結晶添加による結晶化工程の両方が非連続相でのコーティングのための表面としての大量の結晶を与えるため、壁面および結晶化フラスコ内の他の表面の塊片として、それに付着する非連続相の固化を介しながらS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を結晶化させる可能性は、これらの非結晶性の表面をコーティングするために使用できる非連続相の画分の減少のため大きく低減される。
規則的充填凝集塊としてのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の結晶化のための最後の設計方法は、相分離の前、最中または後に結晶基体(種)を除去することである。溶媒および逆溶媒の溶液の混合の間に結晶化が起こらないようにすること以外に、顕微鏡観察可能な、または好ましくは目視観察可能な乳液が生成する。これは乳化状態を達成する前に油性コーティングが観察される場合でも起こるべきことである。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩系の目視観察可能な乳液を得るための最も簡単な方法はアセトニトリルのDMFに対する比を更に上昇させることである。上記した外部から種結晶添加またはインサイチュで種結晶添加する結晶化工程のいずれかにおいて使用されるアセトニトリルの量の110%(重量)過剰のアセトニトリル濃度は目視観察可能な乳液を得るために十分であることが証明されている。しかしながらこのような状態は結晶化フラスコの壁面および他の外部表面、例えば攪拌機の軸、刃およびバッフル(存在する場合)上に油性コーティングを伴う場合が多い。全体的形状が球形である規則的充填凝集塊は少なくとも48時間後にはこのような結晶化工程のスラリーから得ることができるが、結晶化フラスコの壁面上の油性コーティングは通常はランダム充填凝集塊に似た壁面上の塊片として結晶化する。結晶化フラスコからスラリーを慎重に取り出さなければ、ランダム充填および規則的充填凝集塊の両方が生成物中に存在することになる。塊片付着の程度は種々の変数のうち、目視観察可能な乳液を生成するために使用される超過分のアセトニトリルの量に関係すると考えられる。
総括すれば、結晶化のための3種の設計方法の全ては規則的充填凝集塊を生成することができる。相違点は凝集塊の質および操作と制御の容易性にある。これらの3つの要因に基づけば、外部から種結晶を添加する結晶化工程が好ましい。3つの方法全てを説明する実施例を以下に記載する。
規則的充填凝集塊の実施例
実施例20、21および22は前のセクションにおいて記載した外部より種結晶添加した結晶化の系を示し、実施例23および24はインサイチュ種結晶添加結晶化系を示し、そして実施例25は非種結晶添加結晶化工程を説明したものである。実施例26は規則的充填凝集塊が特定の攪拌条件下において破壊されることを説明している。このような操作の後の固体はランダム充填凝集塊に特徴的な多くの性質を有する。
実施例20
実施例20において、不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)54グラム、マレイン酸57.5グラム、DMF287グラムおよび37%濃HCl(水溶液)10.1グラムを1.2リットルジャケット付き反応器に添加した。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインは350rpmで攪拌して、濃厚な粘着性塊に変化し、溶媒系中での良好な溶解性にもかかわらず、溶解に1時間かかった。アセトニトリル750mlを45分間かけて20mlアリコートずつ透明溶液に添加した。710mlの添加で溶液は白濁になり、そのままだった。それにもかかわらず、アセトニトリル添加を完了させた。添加完了の1時間後、白濁の大部分は治まったが、油状の残留物が反応器の壁に形成された。油状物の溶解を促進するため、反応器に37%濃HCl(水溶液)1グラムを添加した。この添加は油状物析出の程度を削減することに成功しなかったので、系の溶解性を増加するためDMF27.2グラムを反応器に添加した。壁上の全油状残留物の大部分は2回目のDMF追加の15分以内に再溶解した。溶液を350rpmで1夜攪拌した。保持期間中、結晶化しなかったので、種結晶(即ち、結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩)400mgを結晶核形成を誘導するために使用した。系をさらに48時間攪拌し、次にスラリーを350ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に300mlアリコートずつ排出した。
濾過は非常に速かった。ケーキをアセトニトリル100mlでリンスし、1時間風乾した。重量は46.64グラムだった。固体を24時間50℃、28インチHgで真空オーブン内に入れた。オーブン乾燥固体の重量は42.96グラムだった。
これは、重量基準で約89%、モル基準で65%の回収を表していた。濾液の両性イオンおよびHClの濃度分析はマスバランスを反映し、HClは結晶化を通して化学量論的であったことを証明することに役立った。図8は生成物の種々のSEM写真を示した。本実験が形状が球形の規則的充填凝集塊の、ほぼ単分散の集団を生成することは図8からかなり明白である。図1は本実施例から作成された固体と以前報告したランダム充填凝集塊とのPXRD比較を示している。上側のX線粉末パターンは実施例9のものであり、下側のX線粉末回折パターンは実施例20のものであるが、2つの固体間の形状差異はピーク形状または強度と関係ないと思われる。表1は本実施例からの生成物の分析データをまとめている。図5は実施例20から得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩のラマンスペクトルを示している。
実施例21
実施例21の目的はDMFおよびHCl添加プロトコルを合理化し、工程の前段階中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン溶解のよりよい混合条件を識別することである。
マレイン酸45.78グラム、DMF251グラムおよび37%濃HCl(水溶液)8.82グラムを1.2リットルジャケット付き反応器に添加した。系を275rpmで攪拌し、透明な溶液になった。次に不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)43.3グラムを反応器に添加し、2時間50rpmで攪拌し、全固体が完全に溶解した。攪拌を増加して275rpmに戻し、アセトニトリル612mlを90分間かけて15mlアリコートずつ溶液に添加した。アセトニトリル添加完了後、溶液がほとんど透明なままだった。種結晶(即ち、結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩)429mgを溶液に添加し、45時間攪拌した。スラリーを350ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に200mlアリコートずつ排出した。
濾過は極めて速かった。ケーキをアセトニトリル60mlでリンスし、1時間半風乾した。重量は36.50グラムであった。固体を24時間50℃、28インチHg真空で真空オーブン内に入れた。オーブン乾燥固体の重量は36.42グラムであった。これは、重量基準で約94%回収およびモル基準で70%を表していた。濾液の両性イオンおよびHCl濃度分析はマスバランスを反映し、HClは結晶化を通して化学量論的であったことを証明することに役立った。全体の結晶の形状は実施例20で見られるものと同様であった。表1は本実施例からの生成物の分析データをまとめている。
実施例22
実施例22の目的は系が規則的充填凝集塊の形成の制御を失うことなく許容できるHCl当量の上限を確立することである。系の総HCl含量は、典型的には0.5モル当量であるのに対し、約0.73モル当量であった。
マレイン酸55.97グラム、DMF307グラムおよび37%濃HCl(水溶液)10.78グラムを1.2リットルジャケット付き反応器に添加した。系を275rpmで攪拌し、透明な溶液になった。攪拌を50rpmに減少し、次に0.23当量HCl含有不定形凍結乾燥S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(水約10%含有)52.2グラムを反応器に添加した。全てのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインが20分以内に溶解し、攪拌速度を増加して275rpmに戻した。添加するアセトニトリル750mlのうち、695mlを90分間かけて20mlアリコートずつ溶液に添加した後、白濁が容易に治まらなくなり、溶液が白濁した。1時間攪拌後、白濁は減少したが、茶色油状残留物が反応器の底に形成した。DMF10.2グラムを反応器に添加し、油状残留物を溶解し、次に系に種結晶(即ち、結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩)533mgを添加した。24時間攪拌した。この時間中、かなりの沈殿が発生した。アセトニトリルの元の添加量からの残り55mlに加え追加のDMFを補うための30mlを反応器に添加し、さらに20時間攪拌した。工程の本段階の母液濃度は0.5当量のHClでの大規模結晶化の典型的値より45%高いことがわかった。アセトニトリル70mlをスラリーに添加し、さらに4時間攪拌した。次にスラリーを350ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に200mlアリコートずつ排出した。濾過は極めて速かった。ケーキをアセトニトリル80mlで洗浄し、1時間半風乾した。重量は38.10グラムであった。固体を24時間50℃、28インチHg真空で真空オーブン内に入れた。オーブン乾燥固体の重量は36.75グラムであった。これは、重量基準で約78%回収およびモル基準で56%を表していた。3回目のアセトニトリル添加前およびその4時間後の母液の濃度分析は溶液中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの15%実質濃度削減を示した。濾液のクロリドイオン分析は開始時のHCl当量が0.23当量のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインとともに0.73であったことを証明することに役立った。
全体の結晶の形状は以前の実験で見られるものと同様であったと思われるが、粉末のバルク密度は少し低いと思われる。表1は本実施例からの生成物の分析データをまとめている。
Figure 2006519838
実施例23
実施例23の最初の目的は規則的充填凝集塊のための基体として使用されるインサイチュ種の形成のための適切な最初の結晶化条件を理解し確立し、総結晶化時間を削減することである。アセトニトリルは実施例19および20で使用した量に対し10%増加し、アセトニトリル添加後種結晶は添加しなかった。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの最初のDMF溶液15.00グラム、マレイン酸233.3mgおよび脱イオン水413マイクロリットルを50mlErlenmeyerフラスコに添加し攪拌して透明な溶液になった後、50mlジャケット付反応器に添加した。反応器を153rpmで攪拌した。(総量27.7mlからの)アセトニトリル18.2mlを39分間かけて1.3mlアリコートずつ溶液に添加した。アセトニトリルのこの量の追加で針様の結晶(偏光顕微鏡法により形状および結晶性を立証)が反応器中に観察された。アセトニトリルの残量9.5mlを3分間かけて1.5mlずつ添加した。アセトニトリル27.7ml添加後60分で、さらにアセトニトリル2.77mlを添加した(これは実施例19および20で使用した量の10%余分を表している)。2時間攪拌を254rpmに増加し、次に減少して150rpmに戻した。系を合計24時間攪拌し、次にスラリーを30ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。
濾過は速かった。ケーキをアセトニトリル6mlで2回すすぎ、1時間半風乾した。固体の重量は1.05グラムであった。結晶は走査電子顕微鏡法により分析したところ規則的充填凝集塊の主な特徴をほとんど有していたが、全体の形状は実施例20、21および22に見られる球形の形状とは異なり、円筒状(図9)であった。この差異は基体結晶として作用する種結晶の形状に帰しており、本実施例では針様であった。
実施例24
実施例24の主な目的は、実施例23を50リットルの反応器においてラージスケールで行うことであった。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン溶液の第2のDMF溶液9.5kgを50リットルジャケット付反応器に添加した。反応器を125rpmで撹拌した。(総量18.45リットルのうちの)アセトニトリル11.04リットルを、36分かけて840mlずつ該溶液に添加した。この量のアセトニトリルを添加した際に、針状結晶(偏光顕微鏡法によって形状及び結晶性を確認)が反応器中に観察された。アセトニトリル4.97リットルを9分かけて1.65リットルずつ添加し、最初のアセトニトリルの添加を開始してから48分後に残りのアセトニトリル2.42リットルを添加した。系を合計6時間攪拌し、次いでスラリーをフィルター上に排出した。
濾過は速く、8分しかかからなかった。ケーキをアセトニトリル2.0kgで2回すすぎ、24時間風乾した。固体は1.08kgであった。結晶を走査電子顕微鏡法により分析したところ規則的充填凝集塊の主な特徴のほとんどを有していたが、全体の形状は実施例20、21及び22で見られた球形の形状とは異なり、実施例23で得られたものに類似しているようであった。この差異は基体結晶の形状に帰しており、本実施例では針様であった。
実施例25
実施例25の最初の目的は実施例20および21で使用した量に対しアセトニトリルの量を20%増加し、相分離の前、最中もしくは直後でS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩での外部およびインサイチュの種結晶添加の両方を削減する可能性を研究することである。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン溶液の最初のDMF溶液25.01グラムおよび脱イオン水687mgを125mlジャケット付反応器に添加した。マレイン酸346mgを反応器に添加し、系を173rpmで攪拌し、透明な溶液になった。アセトニトリル56mlを60分間かけて3mlアリコートずつ溶液に添加した。アセトニトリルの最後のアリコート添加で溶液は非常に白濁したが、ほとんどの白濁は15分以内に治まり、反応器の壁に薄い油性コーティングが残った。油性コーティングが溶解するか否かを確認するため、反応器を55℃(ジャケットの温度)に加熱した。操作は成功せず、反応器を室温に戻した。系を48時間攪拌し、次にスラリーを150ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に排出した。
濾過は速かった。ケーキをアセトニトリル10mlで洗浄し、1時間半風乾した。固体の重量は1.57グラムであり、走査電子顕微鏡法による分析によれば、規則的充填凝集塊の全ての主要な特徴を有していた。
いくらかの固体が反応容器の壁上に貼り付いているのが観察された。この塊片はアセトニトリル25ml中のスラリー化により除去され、次に150ml微小フリット焼結ガラス漏斗上で濾過された。この固体を1時間風乾し、重量は1.01グラムであった。これらの固体はランダム充填凝集塊のものと同様の形状特徴を有していた。
実施例26
実施例26の目的は規則的充填凝集塊が小さな結晶に変換し、次にランダム充填凝集塊として圧縮されるか否かを決定することである。
実施例20で作成されたS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊200mgを8mlバイアルに添加した。実施例23からの濾液3.95グラムおよびマグネチックビーズをバイアルに添加し、得られたスラリーを4日間最大速度でマグネチックプレートを通して攪拌した。規則的充填凝集塊が攪拌マグネチックビーズとバイアルの底の間の非常に狭い隙間で粉砕されるか調査するため、スラリー試料を顕微鏡写真法のために毎日引き抜いた。
顕微鏡写真分析は少なくとも72時間(または3日間)は規則的充填結晶を完全に粉砕するのに必要であることを示した。これらの粉砕された結晶は濾過によりランダム充填凝集塊に圧縮された。
代替溶媒系
実施例27
メタノール/アセトン結晶化
メタノールはS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶が適度な溶解性(6.2重量%)を示す数少ない有機溶媒の1つである。加えて、過剰なマレイン酸の存在は劇的に溶解性を増加する。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶は1.5当量過剰マレイン酸の存在下でS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩グラムあたりメタノール4gもの少量に容易に溶解することがわかった。実証したDMF/アセトニトリル工程に軽度の調整を行い、後述するメタノール/アセトン結晶化工程を展開し、1Lスケールで実証した。
マレイン酸(23.57g−1.5当量)を500mL丸底フラスコに添加した。メタノール(160g−グラム当り4g)を添加し、フラスコを攪拌して透明な溶液を形成した。次にS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩(40.00g)を丸底フラスコに添加し、溶解して透明な溶液を形成した。この溶液を室温で操作するジャケット付き1L反応器に添加した。攪拌を225rpmに設定した。
アセトン(544g−グラム当り17mL)を計量し、蠕動ポンプを分当り約9mL放出するように較正した。アセトン添加を始めて15分で溶液が若干曇ったが、攪拌を増加した後、透明になった。添加1時間20分後(添加すべき残存アセトン44.68g)結晶化混合物が明瞭に白濁した。アセトン添加を中止し、種400mgを添加した。攪拌を240rpmに設定し、1夜攪拌した。17時間後結晶化混合物は濃厚なスラリーであった。固体を濾過し、アセトンで2回洗浄し、フィルター上に乾燥した。収率74.8%。
実施例28
ブタノール/アセトン結晶化
1−ブタノールは上流の水性クロマトグラフィー精製工程から水で容易に交換できる高沸点溶媒を使用する可能性を探索するための最適な溶媒として選択された。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は1−ブタノール中に高い溶解性を示さない(0.05重量%)が、過剰のマレイン酸添加がその溶解性を甚だ増加させる。本工程はまたDMF/アセトニトリル工程とほぼ同様に設計されていた。以下は1Lスケールでの初期工程実行の記載である。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩(38g)、DI水(200mL)、1−ブタノール(500mL)およびマレイン酸(29.46g−1.5当量)をジャケット付き1L反応器に添加した。混合物を攪拌し、透明な溶液を形成した。この溶液を真空下(135トル)、53〜67℃の温度で蒸留し、200mLにした。1−ブタノール(250mL)を添加し、容量が200mLに減少するまで135トル70℃で蒸留を続行した。温度を50℃に調整した。DI水(2.5mL)および1−ブタノール(475mL)を添加した。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶種(1.5g)を添加し、1−ブタノール(25mL)で反応器を洗浄した。アセトン(300mL)を結晶化混合物にシリンジポンプを介して3時間かけて添加した。アセトン添加完了1時間後、結晶化混合物は10時間かけて10℃に冷却した。アセトン添加完了後、結晶化混合物を14時間濾過した。結晶化混合物は非常に容易に濾過され、ケーキクラッキングは観察されなかった。アセトン洗浄液(300mL)を反応器に添加し、ケーキ上をすすいだ。固体を1夜50℃、24インチHgで真空オーブン内に乾燥した。生成物の塊は40.45gで収率78%を表した。
DSC分析は両生成物の固体状態形状が結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを示した。50℃で真空下に1夜乾燥した各生成物の溶媒含量を表2に示す。
Figure 2006519838
両方ともクラスIII溶媒なので1−ブタノール/アセトン系が好ましい。
終わりから2番目の工程はSMBクロマトグラフィー精製であり、水溶液中で最も容易に実行される。水から1−ブタノールへの溶媒変換は容易に達成されるが、メタノール系からの水の完全な除去は不可能である。これもまたメタノール/アセトン系より1−ブタノール/アセトン系が好ましい。
工程展開
DMF/アセトニトリル結晶化と同様に、1−ブタノール/アセトン結晶化は結晶化に影響を与えるいくつかのパラメータを有している。内因性パラメータは以下を含む:1)温度、2)塩酸含量、3)マレイン酸含量、4)水分含量、5)化合物負荷、および6)アセトン量。外因性パラメータは以下を含む:1)種添加、2)反応器の幾何学的構造、3)アセトン追加プロトコル、4)混合。これらのパラメータの各々を以下に、より詳細に議論する。
内因性パラメータ
1.温度
実施例29
マレイン酸(0.59g−1.5当量)を50mL丸底フラスコ中に計量した。1−ブタノール(8g)を添加し、混合物を攪拌し、透明な溶液を形成した。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩(1.00g)および水(1000uL)を添加し、混合物を攪拌して透明な無色の溶液を形成した。溶液を50℃でロータリーエバポレーターに付した。1−ブタノール(6g)を添加し、ロータリーエバポレーターに付し続けた。1−ブタノール(8g)を添加し、流動性液体を作成した。1−ブタノール(2.89g)および水(130uL)を添加し、溶液を所望の初期条件:0.5当量HCL、2.0当量マレイン酸、14容量1−ブタノール/KgS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩、KF=1.5%にした。アセトン(6mL)を滴加した。アセトン添加中に結晶核形成は観察されなかった。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶種(10mg)を添加し、次いでアセトン(0.5mL)を追加した。結晶化混合物を室温で攪拌し、数時間後濃厚なスラリーのようであった。結晶化はDMF/アセトニトリル結晶化とほぼ同様の方法で作用するようであった。スラリーを15ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過した。ケーキを15mLアセトンで2回洗浄し、吸引乾燥した。
微量分析、DSCおよびPXRDは固体が結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であることを示している。微量分析およびDSCデータは表3にまとめる。
Figure 2006519838
予想通り1−ブタノール/アセトン結晶化は室温で進行し、種添加前には結晶核形成が発生しなかった。生成物は結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩であった。
2.塩酸
HClは結晶化作用で役割を果たす。システム中の化学量論的量(0.5当量)のHClを有することが望まれる。HClは制限試薬になるので、この目標量を下回ると収量の減少を生ずるか、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩と1:1マレイン酸塩(S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート、II型)の混合物を生じる。系の過剰HClは溶解性の増大および貧しい物理的性質を有する固体のため、収量の減少を生じる。
3.マレイン酸
実施例30
DMF/アセトニトリル結晶化を用いて実施した作業に基づき、過剰のマレイン酸が必要とされると知られており、初期実験の目標量は2.0当量であった。1.75当量マレイン酸を有する結晶化混合物を初期条件:0.5当量塩酸、1.75当量マレイン酸、14容量1−BuOH/gS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩、1.5%KFにした。
この溶液を1夜冷却保管した後、固体が析出しているのが観察された。従って、マレイン酸僅か1.75当量を含ませることにより、容易に析出される不安定な過飽和溶液を生じた。
3つの並列の結晶化(実施例30A、30Bおよび30C)を各々2.0、2.25および2.50当量のマレイン酸で実行し、結晶化への影響を評価した。マレイン酸(1.78g−1.5当量)を100mL丸底フラスコに添加した。1−ブタノール(34.0g−14容量)を添加し、攪拌して溶解した。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩(3.00g)を溶液に添加した。水を添加(3200uL)し、混合物を攪拌して透明な溶液を形成した。溶液を真空下に55℃でロータリーエバポレーターに付した。1−ブタノール(24g)を混合物に再添加し、KFが1.00%になるまで混合およびロータリーエバポレーターを続行した。ブタノール(23.29g)および水(0.434g)を添加し、溶液を14容量1−ブタノール/S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩およびKF1.5%にした。溶液を3部に(12.9gずつ)分割し、「A」、「B」および「C」でラベル付けした。マレイン酸98mg(0.25当量)をフラスコBに添加し、マレイン酸197mg(0.5当量)をフラスコCに添加し、各々攪拌し、透明な溶液になった。
アセトン(6mL)を各フラスコに35分間かけて1mLアリコートずつ滴加した。アセトン添加中各実験で結晶核形成を観察した;低マレイン酸含量(2.0当量)で最も多く固体が観察され、最も高いマレイン含量(2.50当量)が最も少なかった。アセトン添加終了時、種10mgを各フラスコに添加し、1週間かけて室温で実験を保持した。各実験を15ml微小フリット焼結ガラス漏斗上に濾過し、ケーキをアセトン15mLで2回洗浄した。ケーキをフィルター上で吸引乾燥した。
各実験から単離された固体の微量分析およびDSCデータを表3にまとめた。3実験全てで微量分析データはS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の理論により予測されたものと合致している。全ロットのDSC結果も200℃近辺でS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の融点に対応し、大きな吸熱事象を示している。実施例30Aでは、54℃で非常に小さな事象があり、これは少量のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート、II型に対応していると考えられる。この考察は、この特定の実施例のアセトン添加中に発生した無視できない量の非制御の結晶核形成のために妥当であると思われる。たとえ小程度であっても2.50当量マレイン酸の存在下でさえアセトン添加中に結晶核形成は発生するので、アセトン添加速度ははるかに急速すぎるように思われる。従って、僅か2.0当量のマレイン酸の存在下で形成された少量のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩、II型は低レベルのマレイン酸に直接起因するのではなく、アセトン添加速度を低下させることで防げると思われる。
Figure 2006519838
表3にまとめた各実験からの母液の分析は、予想通り、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインの濃度がマレイン酸の増加で増加することを示している。従って、結晶化系のマレイン酸含量の低下によって収量の増加が予想される。
Figure 2006519838
本実施例に基づき、2.0〜2.5の範囲のマレイン酸含量は、アセトンの添加速度が添加中に多量の結晶核形成を生じないならば、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の形成をもたらす。マレイン酸が1.75当量ほど低いと不安定な過飽和溶液を生じ、拡張された保持時間の場合、容易にクラッシュ・アウト(crash out)する。従って、結晶系での2.0から2.25当量範囲のマレイン酸を目標とすることが望ましい。
4.水分含量
4%もしくはそれ以下の水レベルで25℃でS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は安定な形状である。4%を越えるとS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩とS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート、II型の混合物が観察される。従って、結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の形成のためには系の水分含量を4%未満にすることを目標にすることが好ましい。
5.化合物負荷
14容量1−ブタノールで操作することは最も制御された結晶化を生じると思われ、容量の増加で収量への悪影響は見られない。従ってS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩グラム当り1−ブタノール14容量を使用することが好ましい。
6.アセトン量
典型的にS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩グラム当りアセトン6容量が使用された。この添加の終了時、アセトンを1滴添加する度に白色固体の突発が出現することが観察される。固体は特質上消散するが、溶液は完全に6容量追加後、しばしば少し白濁する。これらの観察から系はこの時点で高い過飽和であり、アセトンの6容量より有意に多い添加は相分離に過度の圧力を生じる。その代わり、有意に少ない量のアセトンの添加は系を相分離に到達させない。これは単に球状凝集塊形態を危うくするだけでなく、収量に負の影響を与える。
外因性パラメータ
1.種添加
概すれば、相分離時の種の添加は結晶化の制御を助ける。相分離時にバルク中に固体が存在させることは基体を供給し、それにより分散相を沈殿させ、凝集塊に結晶化させる。バルク中の結晶核形成に対する制御された種添加を通して基体の大きさおよび形状を制御することも凝集塊の全体の形状を制御するために重要である。工程の進行中、1−ブタノール/アセトン系に添加する種の量はバッチ中の総S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の1〜3%の範囲で変化する。結晶化作用における劇的な変化は観察されなかった。
使用した初期の1−ブタノール/アセトン工程において、種(3%)はアセトン添加の前に添加された。単分散粒径分布を確実にするために、できるだけ相分離に近い時間に種を添加することが好ましい。アセトン添加開始前の種添加は添加中の異なった時間に結晶核形成を引き起こし、多様な分布を生じる。
DMF/アセトニトリル結晶化で使用されるのと同様のプロトコルは1−ブタノール/アセトン結晶化においても好ましい。大部分の溶媒添加(〜90%)後、残量10%の約半分の種スラリーを添加する。残存する溶媒は種容器と添加経路の洗浄に使用する。
反応器の性質
DMF/アセトニトリル系での実験に基づき、反応器の幾何学構造も結晶化の性能、最も直接は収量に影響を与える。小さい円筒状のバイアルのように縦横比が大きく、容量比率に対して表面積の広い晶析装置で結晶化を実行することは好ましくない。相分離時に分散相は種結晶の代わりに壁上に沈殿する。極端な場合、狭いバイアル中で種なしに実行された小規模の結晶化はバルク内に事実上固体を有さず完全に壁上に結晶化を生じる。1−ブタノール/アセトン結晶化も相分離系なので、相対的に小さい縦横比で容量比率に対し表面積の小さい反応器が最適であると予想される。
3.アセトン添加
アセトン添加プロトコルは35分もの短時間から3時間45分もの長時間まで変化する。4.1.3章で注意したように、アセトンの速過ぎる添加はバルク中の粘着固体の早熟な結晶核形成を生じるので、最終生成物において塩の混合物を生じ得る。3時間45分にわたるアセトン添加は2時間あるいは1時間の添加時間に対し事実上いかなる利点も示さない。添加の終了時、溶液は全ての場合で白濁し、予想通り全結晶化が進行し、高品質のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩が生じた。従って、アセトンの急速添加は短い誘導時間とアセトン添加中の早熟な結晶核形成を生じるが、最大添加時間の明白な制限はないように見られる。観察された範囲の中間値が許容できるので、2時間という目標添加時間が好ましい。
4.混合
混合は液体−液体相分離結晶化に関し重要なパラメータである。攪拌は、形成された重凝集塊が攪拌器下の「デッドゾーン」に沈んで定着しないように十分であるべきである。大規模においてはデッドゾーンを最小化するために底面バルブを通して窒素を静かに吹き込むことが有効である。
球状の凝集塊はかなり頑強で拡張した攪拌期間中に容易に破壊されないように見られ、凝集塊は攪拌11日後に無傷であるように見られた。
クロマトグラフィーがS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の合成工程に組み込まれた場合、クロマトグラフィーに付された生成物は最終結晶化に進行する前によく特性化することを推奨する。クロマトグラフィーのための調製において、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩粗生成物は少し過剰(〜0.2当量)のマレイン酸を含む水に溶解する。精製した水溶液は最終1−ブタノール/アセトン結晶化の出発物質になる。
1−ブタノール/アセトン結晶化で使用される前の濃度、マレイン酸含量、並びにHCl含量の点について精製した水溶液をよく特性化することを推奨する。HClの一部がクロマトグラフィーで除去されたとしてもわからない。以前の作業において、クロリドイオン濃度はイオンクロマトグラフィーにより測定した。クロリド含量が0.5当量より有意に低い場合(<0.45)、HClを添加して所望の値を目指すことを推奨する。
クロマトグラフィーは僅かにのみ過剰量のマレイン酸で実行される。従ってマレイン酸は目標の2.0当量に達するように精製した溶液に添加される。加えて、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン(遊離塩基)濃度は酸添加に基づいて正確に定量化されるべきである。マレイン酸とS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システイン遊離塩基の両方の濃度はHPLCを使用して定量化された。
クロマトグラフィーが合成から除去された場合、適当な初期条件に達するための溶媒交換は、主たる溶解溶媒として1−ブタノールを使用し、そしてちょうど十分な水(KFで〜8%)を添加して透明無色の溶液を得ることで簡素化できる。次にこの溶液をほんの短時間蒸留してKFを1.5%未満とする。
S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の球状規則的充填凝集塊の粉末特性
実施例20で作成されたS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊は、製薬学的に許容できる担体とともにS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を用いた医薬組成物の開発に関連するその粉末特性を決定するために研究された。試験前に、規則的充填凝集塊のいくつかの非常に大きな、不安定な遊離凝集塊を破断するために固体を177マイクロメートル開口に相当する80メッシュスクリーンに通した。試験した性状は粉末流動特性、粉末粒径分布、粉末バルクおよびタップ密度および粉末圧縮性および圧縮を含有する。
粉末流動はアパーチャーフローテスターを使用して評価し、そこを通して粉末が自由に流動する最小の開口として測定した。粉末流動試験は6−mmアパーチャー開口を通して繰り返し成功した。6−mmの粉末流動はS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の調剤開発のためによいと考えられる。しかしながら、4−mmより狭い開口を通した流動の成功の反復は粉末がどのようにテスターに導入されるかに依存する。17.8%の計算された圧縮性指標はこれらのS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊の良好な流動特性に好適であった。
粉末の粒径分布は篩分析を使用して測定した。平均粒径分布は相乗平均法を使用して計算した。粒径分布データを図12に表す。これらの規則的充填凝集塊は134マイクロメートル(これ以降、μmで記載する)の平均粒径を表示した。物質のわずか1.63%が75μm未満の微細物であると考えられ、90%超は105〜250μm内であった。物質の75%超が105〜150μm内であった。規則的充填凝集塊に対する粉末粒径分布の狭い範囲は100から200μmの間であり、これは製剤学的に許容できる担体とともにS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を用いた製剤学的組成物の開発のために非常に望ましい。
バルク粉末密度は50ml目盛りシリンダー内の物質量として評価された。タップ粉末密度は追加のタップが粉末容積を変化させない平衡点で計算された。規則的充填凝集塊は0.41g/mlのバルク粉末密度、0.50g/mlのタップ密度を示した。
粉末は賦形剤なしに直接圧縮されて評価された。重量で100mgの圧縮は8/32インチ(6.35mm)丸凹状の型押しを使用して製造された。錠剤は種々の圧縮力で圧縮され、強さ、厚みおよび崩壊が評価された。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊の直接圧縮プロファイルを図13に表す。S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊は賦形剤を使用せずに良好な圧縮性プロファイルを表示した。相対的に強い小錠剤(8/32インチ)は、11kPもの硬度を示し、900から1000kgの間の圧縮力が可能であった。錠剤強度は見かけの最大値が900から1000kg圧縮力に達した。圧縮実験中パンチおよび型壁への軽度の付着が観察された。しかしながら粘着性は軽度の問題であると考えられ、適当な潤滑剤を使用することにより容易に解決できた。圧縮力の機能として錠剤の厚みの影響を図14に表す。錠剤崩壊時間もまたS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊の圧縮として評価された。3つの錠剤は本物質の8kP錠剤硬度に対応して500から600の間の圧縮力で圧縮された。全ての錠剤が2分未満の速い錠剤崩壊時間を表示し、10分間の目標をよく下回った(図15参照)。
要約すると、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊は薬学的に許容される担体とともにS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を用いた錠剤のような薬剤学的組成物の開発に非常に望ましい性質を示した。
医薬組成物
本発明に更に包含されるものは、非毒性の薬学的に許容される1またはそれ以上の担体および/または希釈剤および/またはアジュバント(総称して本明細書においては「担体」物質と称する)、および、所望により、他の活性成分と共に結晶性のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む医薬組成物のクラスである。本発明の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は何れかの適当な経路で、好ましくはその経路に適合した医薬組成物の形態で、そして、意図する治療のために有効な用量で投与してよい。活性なS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩および組成物は、例えば経口、血管内、腹腔内、皮下、筋肉内または局所に投与してよい。
経口投与の場合は、医薬組成物は例えば錠剤、カプセル、懸濁液または液体の形態であってよい。医薬組成物は好ましくは活性成分の特定の量を含有する用量単位の形態で製造する。このような用量単位の例は錠剤またはカプセルである。活性成分はまた、例えば食塩水、デキストロースまたは水を適当な担体として使用してよい組成物として注射により投与してよい。
投与される治療有効化合物の量および本発明の化合物および/または組成物により疾患状態を治療するための用法は多くの要因、例えば対象の年齢、体重、性別および病状、疾患の重症度、投与の経路および頻度、および、使用する特定の化合物により異なり、従って、大きく変動する。医薬組成物は活性成分を約0.1〜2000mgの範囲、好ましくは約0.5〜500mgの範囲、最も好ましくは約1〜100mg含有してよい。約0.01〜100mg/kg体重、好ましくは約0.5〜約20mg/kg体重、そして最も好ましくは約0.1〜10mg/kg体重の一日当たり用量が適切である。一日当たり用量は一日当たり1〜4回で投与してよい。
結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩はまた経皮装置により投与できる。好ましくは局所投与はリザーバおよび多孔性膜型の、または固体マトリックス種の何れかであるパッチを用いて行う。いずれの場合においても、活性剤はレシピエントの皮膚または粘膜に接触している活性剤透過性の接着剤内に膜を経由してリザーバーまたはマイクロカプセルから継続的に送達される。活性剤が皮膚を経由して吸収される場合は、活性剤の制御され予め決定された流量がレシピエントに投与される。マイクロカプセルの場合はカプセル化剤はまた膜として機能してもよい。
本発明のエマルジョンの油相は既知の態様において既知の成分から構築してよい。相は乳化剤のみを含んでもよいが、脂肪または油と、または、脂肪と油の両方との少なくとも1つの乳化剤の混合物を含んでもよい。好ましくは疎水性乳化剤は安定化剤として機能する親油性の乳化剤と共に含有される。油および脂肪の両方を含有することも好ましい。全体として、乳化剤は安定化剤の存在下または非存在下でいわゆる乳化ワックスと称されるものを形成し、そしてワックスは油および脂肪と一緒になっていわゆる乳化軟膏基剤と称されるものを形成し、これがクリーム製剤の油性の分散相を形成する。本発明の製剤において使用するのに適する乳化剤および乳化安定剤はTween60、Span80、セトステアリルアルコール、ミリスチルアルコール、グリセリルモノステアレートおよびラウリル硫酸ナトリウム等である。
医薬エマルジョン製剤中で使用されると考えられる大部分の油中の活性化合物の溶解度は極めて低値であるため、製剤用の適当な油または脂肪の選択は所望の審美的特性を達成することに基づく。即ち、クリームは好ましくはチューブや他の容器からの漏出を回避するために適当なコンシステンシーを有する非グリース性(non−greasy)、非染色性および洗浄可能な製品である。直鎖または分枝鎖、1または2塩基性のアルキルエステル、例えば、ジイソアジペート、イソセチルステアレート、ココナツ脂肪酸のプロピレングリコールジエステル、イソプロピルミリステート、デシルオレエート、イソプロピルパルミテート、ブチルステアレート、2−エチルヘキシルパルミテートまたは分枝鎖エステルのブレンド物を使用してよい。これらは所望の性質に応じて単独または組み合わせて使用してよい。或は、高融点の脂質、例えば白色軟質パラフィンおよび/または流動パラフィンまたは他の鉱物油を使用することもできる。
眼への局所投与に適する製剤は、活性成分が適当な担体、特に活性成分のための水性溶媒に溶解または懸濁されている点眼剤も包含する。活性成分は好ましくはそのような製剤中0.5〜20%、好都合には0.5〜10%、特に約1.5重量%の濃度で存在する。
治療目的のためには、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は通常は適応投与経路に適切な1またはそれ以上のアジュバントと組み合わせる。経口投与する場合は、化合物は乳糖、スクロース、澱粉、アルカン酸のセルロースエステル、セルロースアルキルエステル、タルク、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、リン酸および硫酸のナトリウムおよびカルシウム塩、ゼラチン、アカシアガム、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、および/または、ポリビニルアルコールと混合し、次に好都合な投与のために錠剤化またはカプセル化してよい。このようなカプセルまたは錠剤はヒドロキシプロピルメチルセルロース中の活性化合物の分散液として提供される場合のように、制御放出製剤を含んでよい。非経口投与のための製剤は水性または非水性の等張性の滅菌された注射用の溶液または懸濁液の形態であってよい。これらの溶液および懸濁液は経口投与のための製剤における使用のために例示される1またはそれ以上の担体または希釈剤を有する滅菌された粉末または顆粒から調製してよい。結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩は水、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、エタノール、コーン油、綿実油、ピーナツ油、ゴマ油、ベンジルアルコール、塩化ナトリウム、および/または、種々の緩衝液に溶解してよい。他のアジュバントおよび投与様式は薬学分野でよく知られるとおりである。
以上のように本発明を記載したので、これを多様に変形できることは明らかである。変形は本発明の精神および範囲から外れるものではなく、このような変更および等価物は当業者には自明な通り添付する特許請求の範囲に包含されるものとする。
実施例9(上側パターン)および実施例20(下側パターン)から得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の粉末X線回折パターンを示す。 結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の試料(実施例11)の示差走査熱量測定試験のグラフである。 結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の試料(実施例11)の熱重量分析プロットである。 結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の試料(実施例10)の水分吸着試験のプロットである。 実施例20の試料から得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩のラマンスペクトルを示す。 実施例9の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の顕微鏡写真である。 実施例9で得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩のランダム充填凝集塊の2つのSEM写真であり、図7Aは凝集塊の全般的にランダムな形状を示し、図7Bは凝集塊内の結晶のランダム充填を示す。 結晶種添加QESD結晶化工程を介して、そして、実施例20から得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の規則的充填凝集塊の種々のSEM写真を示す。 インサイチュでの結晶種添加QESD結晶化工程を介して、そして、実施例23から得られた結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の規則的充填凝集塊の2つのSEM写真を示し、図9Aは全般的に円筒状の形状を示し、図9Bは全般的に規則的な結晶を示す。 固定量の逆溶媒に関するLLPS型挙動を示す3元系の概念的x−Tダイアグラムである。 3元系の一定温度において共存する表面を示すチャートである。 S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩結晶の規則的充填凝集塊の粒径分布のグラフを示す。 圧縮力の関数として錠剤の硬度をプロットしたグラフである。 圧縮力の関数として錠剤の厚みをプロットしたグラフである。 錠剤崩壊時間のグラフ表示である。

Claims (15)

  1. 実質的に図1に示すX線粉末パターン;摂氏約40度から摂氏約180度の温度範囲に渡る質量損失約1%;実質的に図5に示すラマンスペクトル;および実質的に表1に示す元素分析値の少なくとも1つを特徴とする結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩。
  2. 複数の結晶が凝集塊として集結している請求項1記載の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩。
  3. 複数の結晶が一般的に規則的充填凝集塊として集結している請求項2記載の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩凝集塊。
  4. 薬学的に許容される担体と共に請求項1の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む医薬組成物。
  5. 請求項1記載の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の有効量を、病理学的に高い生成量が部分を構成する状態の治療が必要な対象に投与することを含む、該対象における該状態の治療方法。
  6. S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を溶解する溶媒溶液に逆溶媒を添加すること、これにより2相を含む系を形成すること、および、全般的に秩序性充填凝集塊の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を沈殿させることを含む結晶化方法を利用した請求項3記載の一般的に規則的充填凝集塊の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の製造方法。
  7. S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を溶解する溶媒溶液に逆溶媒溶液を添加し、その後で系に種結晶を添加する請求項6記載の方法。
  8. 逆溶媒がアセトンを含む請求項6記載の方法。
  9. 溶媒溶液が1−ブタノールおよびS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む請求項6記載の方法。
  10. 逆溶媒がアセトニトリルを含み、そして、溶媒溶液がN,N−ジメチルホルムアミドおよびS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む請求項6記載の方法。
  11. 逆溶媒がアセトンを含み、そして、溶媒溶液が1−ブタノールおよびS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む請求項6記載の方法。
  12. 系中の全体のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩の少なくとも約1重量%が添加された種結晶として導入される請求項7記載の方法。
  13. a)濁度、またはb)反応容器の表面上の油性コーティングのうちの一方が目視可能となるまで、十分な量の逆溶媒を反応容器中のS−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を含む溶媒溶液に添加することにより反応系を形成し、そして、種結晶を該系に添加する、請求項6記載の方法。
  14. 溶媒溶液の水分含量を低下させること;マレイン酸の量を減少させること;または過飽和の形成速度を改変することの少なくとも1つにより種結晶をインサイチュで生成する請求項7記載の方法。
  15. 系に種結晶を添加せず、そして、種結晶を添加する系において用いられる逆溶媒の溶媒に対する比の約110重量%分、S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を溶解した溶媒溶液の割合を、系に添加した逆溶媒の割合が超過し、一般的に規則的凝集塊の結晶性S−[2−[(1−イミノエチル)アミノ]エチル]−2−メチル−L−システインマレエート塩酸塩を析出させる、請求項6記載の方法。
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