JP2013503173A - 多環系化合物の新規形態 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図15
Description
本明細書で用いられたように「非結晶」という用語は、特徴的な結晶形状或いは結晶構造を欠いていることを意味するものである。
X線粉末回折(XRPD)
XRPDパターンは、40kVおよび40mAで、CuKα放射線を使用してPANalytical X’ Pert Pro回折装置で記録した。シリコン標準は、X線管のアラインメントをチェックするために試験した。試料は、アルミホルダー中のゼロ−バックグラウンド石英プレート上に押しつけた。一般的なX線粉末パターンのスキャンは、約2〜40°2θ間を刻み幅0.0080°および計数時間96.06秒で収集し、約0.5°/分のスキャン速度で行った。
温度可変の研究は、Anton Paar TTK450温度槽を用い、Anton Paar TCU100温度制御ユニットによる、コンピュータ制御下、窒素雰囲気で行った。限定および連続測定方式の2つを使用した。限定モードにおいては、前記TTK450チャンバーが所定温度に到達した後でのみ、測定を実施した。連続モードでは、試料を10℃/分で加熱し、温度が変化する間、高速スキャンを測定した。所定温度に到達後、試料を30または35℃/分で冷却し、より低速なスキャンを25℃で測定した。前記選択した温度は、DSCの結果に基づいたものである。
熱曲線は、Pyrisソフトウェア・バージョン6.0実行下の自動試料採取装置搭載し、分析前にインジウムで較正したPerkin−Elmer Sapphire DSCユニットを使用して取得した。固体試料1〜11mgを蓋無しの、20μLアルミ製試料パンに秤量した。次いで、DSCセルは、窒素でパージし、温度0℃から275℃まで10℃/分の速度で加熱した。
熱曲線は、Pyrisソフトウェア−バージョン6.0を実行し、シュウ酸カルシウム1水和物で較正したPerkin−Elmer Pyris 1 TGA装置を使用して取得した。TGA試料1〜15mgを約50mL/分のヘリウムでパージした炉内において10℃/分で25℃から400℃に加熱した時の%重量減を測定した。
重量による水蒸気吸着実験は、DVS−HT装置(英国ロンドン、Surface Measurement Systems,London,UK)を用いて行った。この装置は、重量測定±0.1μgの質量分解能を有する記録式超微量天秤を用いて水蒸気の吸収および減量を重量で測定する。試料周辺水蒸気分圧(±1.0%)は、電子質量流量コントローラを使用して飽和および乾燥キャリアガス流を混合することによって制御した。所望の温度を±0.1℃に維持した。
スペクトルは、ダイヤモンド結晶ウィンドーを含むSmart Orbit ATR付属装置付きThermo Electron−Nicolet Avatar 370 DTGSを用いて取得した。Thermo Electron Omnic(商標)ソフトウェア(version 3.1) を使用して、初期干渉写真(interferogram)から4000〜400cm−1のスペクトルを計算した。各試料のスペクトルを取得する以前にバックグラウンドスキャンを収集した。各試料について、4cm−1のスペクトル分解能でスキャンを32回行い、平均値を得た。
前記試料のラマンスペクトルは、FT−ラマンモジュールを用い、Vertex70 FTIR分光器(Bruker RAM II,Bruker OPtics,ドイツ)で記録した。 YAGゲルマニウムフォトダイオードを使用して、ND : Yag レーザー(蛍光の抑制)で励起したFT−ラマンスペクトルを記録した。試料の分析前にポリスチレン標準を試験した。各スペクトルの取得時間は4cm−1の分解能で1分であり、1064nm レーザーパワーは、試料部で50mWであった。
通常、試料溶液分量10μLをアセトニトリルで1mLに希釈し、アッセイ濃度は、以下のHPLC法を用いて二回注入物の平均値から決定した。純度および不純物の分析は、従来のHPLCを使用して実施する。
化合物I調製プロセス
化合物Iは、図式Iに従って調製することが出来る。
100ガロン・ガラス内張反応装置に4−メトキシインドール(20.0kg、136モル、Yixing Zhongyu Medicine Technology Co.,Ltd.)を仕込み、次いでDMAP(0.50kg、4.1モル、Aldrich)およびトルエン(92kg、CORCO試薬等級)を加えた。得られた混合物を攪拌し、約40℃に加熱した。別に、ジ−tert−ブチルジカーボネート(31.8kg、146モル、Lacamas Laboratories、Inc.)のトルエン(60kg、Corco試薬等級)溶液を第2反応装置で調製した。この溶液を、約1.75時間かけて前記インドール溶液に添加した。わずかに発熱した反応(最高温度約41℃)は、ガスの発生を伴った。40℃でさらに1時間撹拌後、前記反応液を20±3℃に冷却した。工程内試験(in−process test)で、4−メトキシインドールが完全に反応したことが判明した。脱イオン水(15ガロン)を加えて過剰の(Boc)2O(注意:ガス発生)を分解した。次いで、得られた混合物を0.5時間激しく攪拌し,次いで一晩放置した。下側の水層を除去後、当該有機層を部分的に減圧下(60℃のジャケットで最高60mmHg)で濃縮し、留出液約145Lを除去した。この時点で、追加のトルエン(30kg、Corco試薬等級)を仕込み、合計約200Lの留出物が収集されるまで蒸留を続けた。このバッチは、その後、室温に冷却し、ポリ・ドラムに空けて、N−Boc−4−メトキシインドール(理論収率と想定)33.6kgを含む濃色琥珀色の溶液62.3kg得た。これをさらに精製することなく次の工程で使用した。
2−ボロノ−4−メトキシ−1H−インドール−1−カルボン酸−1−(1,1−ジメチルエチル)エステル)の合成
上記溶液の約半分を、100ガロン・ガラス内張反応装置に仕込み、次いでトルエン、(3.0kgで仕込み量を50重量%に希釈)、ホウ酸トリイソプロピル(19.9kg、105.9モル、Anderson Development Co.)、およびTHF(91kg、CORCO試薬等級)を添加した。得られた溶液を攪拌し、−2℃に冷却した。この時点で、リチウムジイソプロピルアミド(37.3kg、91.8モル、エチルベンゼン/テトラヒドロフラン/ヘプタン27%溶液、FMC Lithium社)を、当該バッチの温度を3℃未満(−10℃のジャケット)に維持しながら、一時間かけて添加した。LDAの添加後、HPLC(LDAの添加後30分で、N−Boc−4−メトキシインドールは、0.6面積%残存)で反応完了が認められまで、得られた反応混合物を0±3℃で攪拌した。別に,第2反応装置で、濃塩酸27kgを脱イオン水16.3ガロンで希釈して3N塩酸溶液を調製し、約5℃に冷却した。この希塩酸を、バッチ温度を15℃未満に維持するよう1時間かけて当該バッチに添加した(バッチ温度は添加完了時に8℃に到達した)。次いで、ジャケット温度を20℃に設定した。反応装置および添加管路を脱イオン水(6ガロン)で水洗し、この水洗液をバッチと合わせた。次いでMTBE(27kg、Pride)を添加した。得られた混合物を0.5時間攪拌し、次いで停止して相分離させた。水層を分離し、第2反応装置でMTBE(14kg、Pride)を用いて逆抽出した。合併した有機層を5%NaCl(34L)、5%NaHCO3(34 L)、10%NaCl(19L)で順次洗浄した。当該有機相をドラム缶に投下し、検量後(172.2kg)、反応装置に戻し、減圧下(反応装置のジャケット設定温度:30℃)で濃縮し、3時間かけて留出物116kgを除去した。得られたスラリーをn−ヘプタン(75kg、CORCO試薬等級)で希釈し、次いで蒸留し、さらに留出液75Lを除去した。室温で一晩撹拌後、当該スラリーを1時間約5℃に冷却した。生成物はAuroraフィルター上に収集し、n−ヘプタン33kgで洗浄した。濾過ケーキを窒素気流中加熱せずに備え付きの真空下トレイ上で一晩乾燥させた。灰色がかった固体として化合物A17.8kgを得た(補正収率88.8%)。HPLC純度:100LC面積%(LCAP)、95.8LC重量%(LCWP)。
室温で100ガロン・ガラス内張反応装置にシクロペンタノン(8.95kg、106.5モル)を仕込み、次いで、トルエン(116.40kg、CORCO試薬等級)及びエチルジイソプロピルアミン(16.6kg、128.7モル)加えた。得られた溶液を攪拌し、45±5℃に加熱した。この時点で、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(36.2kg、128.4モル)を30−L添加フラスコから約1時間かけて添加した。トリフルオロメタンスルホン酸無水物の添加は非常に発熱した。ジャケット冷却(10℃に設定)を実施して、バッチ温度を45±5℃に維持した。当該バッチは44分の添加時間中、7分間40℃未満に降下した。トリフルオロメタンスルホン酸無水物の添加後、20分間39〜45℃で攪拌を続けた。この20分後の工程内試験では、シクロペンタノンが全量反応したことが判った。19.6℃に冷却後、当該バッチをフィルター中のセライト(Celite)のパッド(18.0kg)を通して濾過した。当該濾液は清潔なポリ内張スチールドラム缶に収集された。前記セライトパッドは、トルエン(37.0kg、CORCO試薬等級)でリンスした。概リンス液は、同じポリ内張スチールドラム缶のバッチと合併した。濾液(159.85kg)は、参照標準に対して分析し、エノールトリフレート(triflate)を19.50kg(83.3%収率)含むことを示した。このエノールトリフレートのトルエン溶液を一晩低温室に貯蔵し、これ以上精製することなく、次の鈴木カップリング法に使用した。
2−(1−シクロペンテン−1−イル)−4−メトキシ−1H−インドール−1−カルボン酸1,1−ジメチルエチルエステルの合成
室温で100ガロン・ガラス内張反応装置に化合物A(18.00kg、61.8モル)、トリフェニルホスフィン(648.8グラム、2.47モル)および酢酸パラジウム(277.0グラム、1.23モル)を仕込んだ。反応装置は、その後3回脱気・窒素充填を行った。トルエン(78.3kg、CORCO試薬等級)を反応装置内に噴射注入し、次いでジシクロヘキシルアミン(44.5kg、245.4モル)を注入した。この添加に4分かかった。得られたスラリーを21分間室温で(125rpm)を激しく攪拌し、次いで43分かかってエノールトリフレートのトルエン溶液ストリーム(131.7kg、エノールトリフレートを16.07kg、74.3モル含有)をゆっくり注入添加した。エノールトリフレートの添加により発熱した。ジャケット冷却を実施し、バッチ温度を18.8〜27.5℃に保持した。得られた不均一混合物は、前記反応の完了がHPLCで認められるまで、18.4〜22.3℃で攪拌した(注、当該反応は、1時間未満で完了したが、当該処理を続ける前に、猶一晩室温で攪拌した。これは厳密には便宜上の為であった。前記バッチは、生成物に悪影響を与えることなく、100時間までは室温に放置できる)。当該バッチを10分間室温で撹拌し、次いでフィルター中のセライト(Celite)のパッド(2.70kg)を通して濾過した。濾液は清潔なポリ内張スチールドラム缶2個に収集した。濾過ケーキをトルエン(47.8kg、CORCO試薬等級)でリンスした。リンス液は、同じポリ内張スチールドラム缶のバッチと混合した。濾液(260.45kg)を参照標準に対して分析し、化合物Bを20.59kg(106.4%収率)含有することが示された。この検定(assay)に基づいて本反応は100%収率に達したと見なされ、次の工程の仕込みは、反応が100%収率で進行したとして実施した。化合物Bのトルエン溶液は、室温でパイロットプラント内に貯蔵し、これ以上精製することなく、その後の脱保護手法で使用した。
2−(シクロペンテン−1−イル)−4−メトキシ−1H−インドールの合成
室温で100ガロン・ガラス内張反応装置に、化合物Bのトルエン溶液流(化合物B12.82kg、40.96モル)を仕込み、次いでナトリウムメトキシド(44.0kg、25〜30重量%MeOH溶液、203.7モル)を加えた。得られた溶液を攪拌し、45±5℃に加熱した。反応の完了がHPLCで認められるまで45±5℃で攪拌を続けた(約4時間で反応が完了、HPLCデータは約8時間目に報告された)。前記バッチは、その後26分かかって23.5℃に冷却した。当該バッチを22±2℃で一晩攪拌した。22℃で約17時間後、バッチの約1/2(111.15kg)を第2反応装置に移して、別々に処理した。第1反応装置には脱イオン水(21ガロン)を仕込んだ。得られた混合物を16分間攪拌し、次いで停止した。バッチを46分間室温に静置させた後、底水層を除去した。次いで、ラグ層の小部分を清潔なカーボイ(大型瓶)に排出した。残りの有機層は、フィルター中のセライト(Celite)のパッド(3.84kg)を通して濾過した。濾液は清潔なポリ内張 スチールドラム缶に収集した。前記ラグ層は、同じセライトパッドを通して濾過し、濾液を新規のカーボイに回収した。前記セライトパッドは、トルエン(6.20kg、CORCO試薬等級)で洗浄し、この洗浄液は濾過したラグ層と合併した。濾過ラグ層は、ガラス製添加容器に移し、底水層を除去し、ラグ由来有機層を元の有機層と合併した。上記の処理手法をバッチの第2半量部に繰り返し、化合物Cの第2トルエン溶液を生成した。入るだけの第2溶液を第1有機層(164.70kg、化合物C8.14kg含む)の入ったポリ内張スチールドラム缶に入れた。残りの第2有機層は、小さなポリドラム(19.05kg、化合物Cを0.49kg含有)に収納した。これら2つの溶液は、それ以上精製せずに次の工程でさらなる処理用に、パイロットプラントに貯蔵した。化合物Cは、合計8.63kg(99.2%収率)生成された。
3a、4、5、6、6a、7、11c−オクタヒドロ−11−メトキシ−1H−シクロペンタ[a]ピロロ[3,4−c〕カルバゾール−1,3(2H)−ジオンの合成
室温で100ガロン・ガラス内張反応装置に、化合物Cのトルエン溶液流(化合物C、、12.58kg、59.1モル)を仕込んだ。この溶液を備え付き真空全開で40℃未満の内部温度下、残渣が化合物Cの重量の約6倍(目標体積約75.5 L)に達するまで、約7時間かけて、濃縮した。この残渣は、清潔なポリエチレンドラムに排出させ、これ以上精製せずに次のディールス・アルダー反応に使用した。第2・100ガロン・ガラス内張反応装置に,マレイミド(7.45kg、76.8モル、Carbosynth Limited)を仕込み、次いで氷酢酸(145.70kg)を加えた。得られた混合物を攪拌して溶液を得た。この時点で、上方から化合物Cの濃縮溶液(84.95kg)を、バッチ温度20±10℃(ジャケット温度を15℃に設定した)に制御するよう、約20分かけて仕込んだ。得られた混合物は、反応の完了が、HPLC(反応は約15.5時間で完了、HPLCデータは約17.5時間目に受領する)で認められるまで30℃±3℃で攪拌した。当該バッチは、約20分かけて23.2℃に冷却した。母液を重量基準HPLCアッセイにより分析し、化合物Dが10%未満(検出:5.88%)含まれていることを確認後、当該バッチをAuroraフィルタで濾過した(23.2℃に達してから濾過時まで2.5時間)。当該濾過ケーキを氷酢酸(39.65kg)でリンスし、化合物Dの純度が、HPLCの重量基準アッセイで(3晩乾燥させ、3晩後の純度は99.5重量%であった)所定の仕様(90重量%超過)に到達するまで、窒素気流、真空下当該フィルタで乾燥した。次いで生成物を2重ポリエチレン袋内張ファイバードラムに取り出し、所望化合物D13.43kg(73.3%収率)を褐色固体として得た。この物質は、これ以上精製せずに、次のクロラニルによる酸化に使用した。
4、5、6、7−テトラヒドロ−11−メトキシ−1H−シクロペンタ[a]ピロロ[3、4−c〕カルバゾール−1、3(2H)−ジオンの合成
室温で100ガロン・ガラス内張反応装置に化合物D(28.66kg、92.45モル)を仕込み、次いでテトラクロロ−p−ベンゾキノン(45.50kg、185.0モル、99%、ACROS)およびTHF(253.1kg、CORCO試薬等級)を加えた。得られた不均一混合物を65±5℃に加熱し、反応の完了がHPLC(反応は約22時間で完了、HPLCデータ約23時間目に受理)で認められまで、この温度で攪拌した。次に当該バッチを35分間かけて22±5℃に冷却し、溶液中に化合物Eが消失したか分析し(仕様では10%未満、検出:1.9%)てから、フィルターで濾過した。反応装置、管路、および濾過ケーキをTHF−EtOH−H2Oの混合物(第2反応装置でTHF62.0kgをEtOH41.25kgおよび脱イオン水4.64ガロンと混合して調製)でリンスした。生成物が所定の仕様(仕様では80重量%超過、5日後化合物Eを80.8重量%検出)に到達するまで湿潤ケーキを窒素気流、真空下、フィルターで乾燥した。生成物は、その後、2つの二重ポリエチレン袋内張プラスチック缶に取り出し、化合物E23.84kg(86.7%収率)を暗緑黄色の固体として得た。$$$
化合物Iの合成
100ガロン・ガラス内張反応装置に化合物E(15.20kg、40.1モル)を仕込み、次いでパラホルムアルデヒド(2.51kg、80.9モル、97%、ACROS)および変性エタノール(223.45kg、試薬等級)を加えた。得られた混合物を撹拌(121rpm)し、その間添加フラスコから約10分かけて、1−メチルピペラジン(6.65kg、65.77モル、ACROS、99%)を添加した。得られた反応混合物を70℃で加熱、攪拌した。反応の進行は、HPLC(約5時間後、化合物E1.35面積%残存)により観察した。 合計9時間70℃で攪拌後、当該バッチを20±3℃に冷却し、この温度で一晩攪拌した。生成物はフィルターで濾過した。濾過ケーキをエタノール(43.9kg、試薬等級)でリンスし、残留エタノールが1HNMRで12重量%(化合物Iに対して8.4重量%)未満になるまで窒素気流下フィルター上で減圧乾燥した。生成物は、その後、ポリエチレン袋内張ファイバー・ドラム缶に取り出し、粗化合物I18.05kg(95.8パーセント収率)を黄色固体として取得した:98.6LCAP(LC面積%)、89.2LCWP(LC重量%)。この物質は、これ以上精製せずに、下流プロセスに使用した。
結晶化の研究を実施し、48種の異なる溶媒における多形態を調べた。溶媒は、許容性に基づいて、(ICHクラス2および3)、一連の誘電率、双極子モーメントおよび官能基の範囲を網羅するよう選択した。出発材料2種:形態A0およびロット7(形態A0、形態HC0および形態HD0の混合物)を選択した。可能な場合には、化合物Iの多形態のスクリーニング中に発生した新しい形態に就いて、完全な特性解析を行った。この特性解析は、XRPD、熱解析、DVS、40℃/75%RHでの保存、および純度から構成されたものである。化合物(I)の異なる多形態を得るために、冷却、蒸発、貧溶媒添加を含む4つの結晶化手法を利用した。それぞれ結晶化手法の詳細は以下に示す。これらの手法で各溶媒から得た固体形態を表15に要約する。
1.迅速結晶化スクリーン法
2種の小規模スクリーニング手法を使用した。
試料は、沸点において飽和状態を確保するために、溶剤容量に化合物I固体物質40 mg(±2)を添加して調製した。当該混合物を冷却し、0.2μナイロン膜フィルターで濾過し、暖めたガラスバイアルまたは三角フラスコに入れた。この溶液を室温に冷却し、目視検査による決定で結晶形成が終結したと見なされるまで、冷蔵庫(約4℃)に置いた。各冷蔵庫の試料をデカントし、結晶を秤量紙に移し、常温の実験室条件下で恒量になるまで乾燥した。デカントし難い試料は、4分間12000rpmで遠心分離した。迅速冷却手法で固体物質が生成しなかった場合は、前記溶媒を約半分量蒸発させてこれらの試料を濃縮した。当該溶液は、再び冷蔵庫に入れ、固体材料はすべて、デカントまたは遠心分離により単離した。
2つのタイプの熟成研究を実施した。
スラリー(各溶媒500μL中の形態A020mg)を25℃で時間を変えて振盪した。固体を濾過により単離し、2時間57℃で乾燥し、XRPDで分析した。
無水形態A0の調製
化合物I約200mgを、85℃で45時間、ヘプタン45容量中でスラリー化し、65℃に冷却し、高真空下、3時間室温でフィルター乾燥した。形態A0の回収率は97%であった。
1)化合物Iを30容量のTHFに溶解した。この時点で必要に応じて、この溶液は、金属消去剤(スカベンジャー)または炭素で処理してもよい。
形態A0に関して固体−固体変換は20℃から250℃までの温度範囲では起こらない。周囲環境条件に暴露した後、220℃まで加熱することにより得たサンプルのXRPDパターンにおいて有意な変化は認められない(図15を参照)。
形態A0は84.4J/gの融解エンタルピー(ΔHFUS)で、約239℃において単一のピークを示す。TGAにより質量の減少は認められない。TGAにより重量の減少が認められなかったため、脱溶媒和過程の存在は考慮しない(図16を参照)。
規則的DVS(0〜90%RH)
75%RHで吸着される水分量は0.08%、および90%RHでは約0.1%未満であった。この吸着および脱離曲線の重複は形態A0が吸湿性でないことを示唆する(図17および表25を参照)。DVS後のXRPD再分析により有意な変化は認められなかった(図18)。
試料質量は90%RHで0.5%のみ増加する。ヒステリシスギャップは表面水吸着のみが生じていることを示唆する。等温線は、全質量増加の0.6%以下で可逆的である(図19および表26)。DVS後のXRPD再分析により有意な変化は認められなかった(図18)。
結晶形態A0のFTIRおよびラマンスペクトルはそれぞれ図20および図21に示す。
窒素フロー下で20mgの化合物Iを125℃まで加熱することにより、形態B0を得た。
脱水の後、形態B0に関して固体−固体変換は150℃から200℃までの温度範囲では起こらない(図22を参照)。
形態B0の示差走査熱量測定(DSC)図は、68.2J/gの融解エンタルピー(ΔHfus)で、約197℃での溶解を示す(図23)。固体−固体転移が、形態化合物I−B0の融点の前に起こる。形態B0は脱溶媒和のみにより得られた。本形態の相対的な熱力学安定性は、120℃〜199℃の間で示されるDSCデータに反映される。
THF/ヘプタンからの結晶化
200mgの化合物Iを室温で143倍容量のヘプタンで70倍容量のTHFから沈殿させ形態HA0を得た。固体は濾過により単離した。物質は18時間57℃で乾燥させた。
20mgの化合物Iを125℃まで加熱し、窒素フローなしで室温に冷却し、形態HA0を得た。
形態HA0のDSCサーモグラムは、2つの異なる吸熱ピークの存在を表す(図24および表27)。オープンパンにおいて水和物は約60〜120℃の間で幅の広い吸熱ピークを示し、結晶から抜け出る総水量に相当する。吸熱反応の事象は格子からの水分流出を伴う脱水プロセスと一致する。脱溶媒和は、吸熱ピークで固体の状態で起こる。この吸熱ピークの位置およびエネルギーは製剤原料および溶媒の2つの化学成分の状態図に依存し、当該化学成分の安定性が生じる。脱溶媒和のプロセスに割当てることが可能なそれらのそれぞれの溶媒の沸点近くの温度で幅の広い吸熱ピークを示す溶媒和物のDSCサーモグラムはTGAにより確認する。TGAにより解析した場合、一水和物形態HA0は50〜120℃の間で平均4.0%の重量損失を示した。これは1モルの化合物Iの1モルの水への取り込みの理論値である4.1%と一致する。
図25は形態HA0で集積した動的蒸気収着データを示す。乾燥すると即座に、湿気への暴露による即時の取り込みが起こる。形態HA0の等温線は、20〜30%RHの間で、1.25%の重量の減少を示す。30〜90%RHから、取り込みは平衡に達し始める。最初の脱離段階の間、表面の吸着のみを示すわずかなヒステリシスがある。第2の脱離段階の間ではほとんど脱離は起こらないが、サンプルは〜0.4%の2回目の変化をする。吸収はこの形態がチャンネル水和物であるという証拠を示す。非化学量論的水和は、格子のチャンネルの不完全な水和に起因する。DVS後のXRPD再分析において有意な変化は認められなかった。
結晶形態HA0のFTIRおよびラマンスペクトルはそれぞれ図26および図27に示す。
エタノール/水からの再結晶化
40mgのLot7を400μLのエタノールと100μLの水に加え、形態HC0を得た。サンプルを4.8℃/分の速度で80℃の初期温度まで加熱し、30分後に、5℃の最終温度まで0.28℃/分の速度で冷却し、18時間その温度で保温した。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
化合物Iのエタノール溶媒和物20mgを9日間40℃/75%RHで保存し、形態HC0を得た。
一水和物HC0が沸点において飽和状態にあることを確実にするため200mgのLot7固体物質をテトラヒドロフランに添加することにより単結晶を調製した。混合物を冷却し、暖めたガラス製の小型薬瓶に0.22μナイロンメンブレンフィルターで濾過した。溶液は過飽和値を増加させるために20℃±0.2℃に冷却させ、均一な溶液はそのまま数日間おいた。
HC0に関する単結晶X線データを得た。データから得られた格子パラメータは表28に示す。
a=7.6128(10) α=65.839(18)°
b=11.5697(15) β=79.137(16)°
c=13.193(4)Å γ=86.800(10)°
V=1040.9(3)Å3
形態HC0のDSCサーモグラムは、2つの異なる吸熱ピークの存在を示す(図28および表29)。TGAを行う場合、一水和物形態HC0は50〜120℃の間で平均3.9%の重量損失を示した。これは1モルの化合物Iの1モルの水への取り込みの理論値である4.1%と一致する。
規則的DVS(0〜90%RH)
ヒステリシスギャップは全取り込みの0.4%で表面水吸着のみが生じていることを示唆する(図29および表30)。DVS後のXRPD再分析により有意な変化は認められなかった(図30)。
ヒステリシスギャップは0〜40%RHで表面水吸着のみが生じていることを示唆する。40〜90%RHでバルク吸収が生じているものと思われる(図31および表31)。DVS後のXRPD再分析により有意な変化は認められなかった(図30)。
結晶形態HC0のFTIRおよびラマンスペクトルはそれぞれ図32および図33に示す。
アセトン/水からの再結晶化
40mgのLot7を400μLのアセトンと100μLの水に加え、形態HD0を得た。サンプルを4.8℃/分の速度で80℃の初期温度まで加熱し、30分後に、5℃の最終温度まで0.28℃/分の速度で冷却し、18時間その温度で保温した。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
55mLの2−メチル−2−プロパノールに0.54gの化合物Iを沸点まで加熱することによりほぼ完全に溶解させ、形態HD0を得た。透明な溶液を得るため濁った溶液を5μナイロンメンブレンシリンジフィルターを用いシリンジ濾過した(約15%流出し、失った)。溶液を25〜30mLに濃縮し、固体を与えるため2〜8℃で4.5〜5時間冷却した。固体を50℃のオーブン中で溶かし、不溶性物質をt− ブチルアルコールの凍結を妨ぐため暖ためた器具で吸引濾過により単離した。50℃のオーブンで2時間乾燥させ、結果的に0.42g の固体を得た(収率75%)。
7.5mLの酢酸イソプロピルにおいて0.45gの化合物Iを軽く蓋を閉めたガラス製の20mLのシンチレーション小びん内でマグネティック撹拌子を用い室温で20時間撹拌し、形態HD0を得た。懸濁物を吸引濾過し、固体をドラフト内で110時間以上空気にさらし乾燥させた。乾燥させた物質の重さは380mgであった(収率84%)。
一水和物HC0が沸点において飽和状態にあることを確実にするため200mgのLot7固体物質をテトラヒドロフランに添加することにより単結晶を調製した。混合物を冷却し、暖めたガラス製の小型薬瓶に0.22μナイロンメンブレンフィルターで濾過した。溶液は過飽和値を増加させるために20℃±0.2℃に冷却させ、均一な溶液はそのまま数日間おいた。
HD0に関する単結晶X線データを得た。データから得た格子パラメータを下記の表32に示す。データは、ω−2θスキャンテクニックを用い103Kの温度で集積した。大きさが約0.40×0.25×0.08mmのC24H28N4O4の無色の金属板をランダムな方向にガラス繊維上にのせた。三斜晶系格子パラメータ(P−1,Z=2)および 算出したボリュームは、以下の通りである。
a=8.171(2) α=111.173(18)°
b=11.419(3) β=92.863(17)°
c=12.7305(19)Å γ=102.07(2)°
V=1072.8(4)Å3
形態HD0のDSCサーモグラムは、2つの異なる吸熱ピークの存在を示す(図34および表33)。TGAを行う場合、一水和物形態HD0は50〜120℃の間で平均4.0%の重量損失を示した。1モルの化合物Iの1モルの水への取り込みの理論値は4.1%である。
規則的DVS(0〜90%RH)
試料質量は90%RHで0.6%のみ増加する。ヒステリシスギャップは表面水吸着およびバルク吸収が生じていることを示唆する(図35および表34)。DVS後のXRPD再分析により有意な変化は認められなかった(図36)。
試料質量は90%RHで0.8%のみ増加する。ヒステリシスギャップは表面水吸着および限られたバルク吸収が生じていることを示唆する(図37および表26)。DVS後のXRPD再分析により有意な変化は認められなかった(図27)。
結晶形態HD0のFTIRおよびラマンスペクトルはそれぞれ図38および図39に示す。
メタノールからの再結晶化
40mgのLot7を400μLのメタノールに加え、形態S20を得た。サンプルを3日間、20℃±0.2でスラリーにした。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
40mgのLot7を400μLの2−プロパノールに加え、形態S30を得た。サンプルを3日間、20℃±0.2でスラリーにした。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
40mgのLot7を400μLのエタノールに加え、形態S30を得た。サンプルを3日間、20℃±0.2でスラリーにした。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
エタノール和物が沸点において飽和状態にあることを確実にするため200mgのLot7固体物質をエタノールに添加することにより単結晶を調製した。混合物を冷却し、暖めたガラス製の小型薬瓶に0.22μナイロンメンブレンフィルターで濾過した。溶液は過飽和値を増加させるために20℃±0.2℃に冷却させ、均一な溶液はそのまま数日間おいた。
40mgのLot7を400μLのN−N−ジメチルホルムアミド(DMF)に添加し、形態S50を得た。サンプルを3日間、20℃±0.2でスラリーにした。固体を濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
40mgのLot7を400μLのエチレングリコールに加え、形態S60を得た。サンプルを4.8℃/分の速度で80℃の初期温度まで加熱し、30分後に、5℃の最終温度まで0.28℃/分の速度で冷却し、18時間その温度で保温した。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
40mgのLot7を400μLのピリジンに加え、形態S70を得た。サンプルを4.8℃/分の速度で80℃の初期温度まで加熱し、30分後に、5℃の最終温度まで0.28℃/分の速度で冷却し、18時間その温度で保温した。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
沸点で飽和状況を確保するため1−プロパノールに40mgの化合物Iを添加して、形態S90を得た。混合物を冷却し、暖めたガラス製の小型薬瓶に0.22μナイロンメンブレンフィルターで濾過した。結晶形成が視覚的検査により完了したように見えるまで溶液を室温まで冷却し、冷蔵庫(約4℃)に静置した。上澄みの液体を別の容器へ静かかに移すのが困難なサンプルは4分間12000rpmで遠心分離した。
40mgのLot7を400μLのN−N−ジメチルアセトアミド(DMA)に加え、形態S100を得た。サンプルを3日間、20℃±0.2でスラリーにした。固体は濾過により単離した。物質は10時間57℃で乾燥させた。
沸点で飽和状況を確保するためイソブタノールに40mgの化合物Iを添加して、形態S120を得た。混合物を冷却し、暖めたガラス製の小型薬瓶に5μナイロンメンブレンフィルターで濾過した。結晶形成が視覚的検査により完了したように見えるまで溶液を室温まで冷却し、冷蔵庫(約4℃)に静置した。上澄みの液体を別の容器へ静かかに移すのが困難なサンプルは4分間12000rpmで遠心分離した。
形態S40に関する単結晶X線データを得た。データから得られた格子パラメータは表28に示す。
DSC熱曲線は、全ての溶媒和化合物に関し化合物Iの融点の前に、大きく幅の広い吸熱の存在を示した。TGA分析によりこれらの吸熱が形態S20(図40)、S30(図41)、S40(図42)、S50(図43)、S60(図44)、S70(図45)、S90(図46)、S100(図47)およびS120(図48)に関する脱溶媒和過程に起因していることが示された。これらの溶媒において導かれる溶媒の重量減少の計算を表29に提示する。
水和物形態HC0およびHD0は同形であり、これは個々の「同形の溶媒和物」が、単位格子次元がわずかに歪み、ホスト分子の分子ネットワークが同じタイプである同一の空間群で結晶化することを意味する(Reutzel−Edens S.M.,Newman A W.,Polymorphism in the Pharmaceutical Industry,Edited by Rolf Hilfiker,2006,Wiley−VCH Verlag GmbH&Co.KGaA ISBN:9783527311460)。形態HC0および形態HD0はテトラヒドロピラジン環の立体配座において異なる。2つの水和物形態のX線粉末回折パターンは、開始点として単結晶パラメータを用い、リートベルトテクニック(Rietveld H.M.「A profile refinement method for nuclear and magnetic structures」、Journal of Applied Crystallography 2:65〜71(1969))を使用する事で精密化に成功した。セルデータ、データ集積および精密化の詳細は表28および表32に要約する。
図20および図21にある形態A0および水和物((図26、図32、図38)および(図27、図33、図39))に関するFTIRおよびラマンスペクトルの比較はカルボニル伸縮領域を除きほとんど違いが認められない。
水中における化合物Iの懸濁物の相対的な安定性
水和物HA0およびA0を水媒体から結晶化する場合、形態HC0+HD0の混合物が産生される(表32)。
実際的な温度範囲で2つの多形体(形態HC0および形態HD0)の熱力学溶解度を計測する事により、どちらがより安定でそれらの関係が単変性または互変性であるかどうか決定することが可能である。室温および55℃における これらの一水和物形態の酢酸エチル、MTBEおよび1−ペンタノールへの熱力学溶解度を計測するために実験を行った。化合物Iが多形体スクリーンの間、これらの溶媒で溶媒和化合物を形成しなかったため、これらの溶媒を選択した。
形態安定性における温度と湿気の影響について適切な影響を得るため応力安定性解析を行った。安定性を示すHPLC分析法は、化合物Iおよびその主要な分解産物である、これまで「化合物E」と呼んだ7−メトキシ−1,2,3,11−テトラヒドロ−5,11−ジアザベンゾ[a]トリンデン−4,6−ジオンの定量を行うため開発された。開発した方法は特異的であり、正確で、緻密で、強固である。この手法により化合物Iおよび化合物Eの正確で量的な同定が可能となった。 強制的分解実験の間、形成された全ての分解産物が主要ピークと十分に分離し、開発された方法が特異的であり、かつ安定性を示すことが証明された。
固体の状態では、無水形態A0は周囲環境から水を吸収する傾向を示し、3ヵ月後に形態HC0およびHD0を水和させる40℃および75%RHの標準的なICH応力状況下で上昇する傾向を示した。化学分解はこれらの応力状況下において化合物Iサンプルで認められなかった。化合物Iを110℃に暴露した場合のみ、化学分解を観察した(表39、表40および表41)。
固体の状態において、表42、表43および表44は40℃で75%の相対湿度で保存する場合、すべての結晶性一水和物が28日間安定であったことを示す。
形態S40(エタノール溶媒和物)は40℃/75%RHにおいて9日後に一水和物形態HC0に変わり、62日間、この状態のままであった(表45)。
乳鉢および乳棒による粉砕
約100mgの化合物Iをメノウ乳鉢で5〜27分にわたる異なる時間、粉砕した。試料をXRPDと熱分析のため移動させた。確実に均一な破砕を行うため、かき集め、乳鉢の湾曲端部にこびりついた粉末を再度混ぜ直すため、破砕プロセスを5分おきに中断した。
Wig−L−Bug(登録商標)(米国、Piketch)を化合物I形態A0、HA0およびHB0 (形態HC0およびHD0の混合物)の粉砕に用いた。5から10分間、または変化が観察されなくなるまで、各々の試料(50mg)を粉砕した。2.82cm3の容器で0.9gのステンレス製のボール(直径0.6mm)を用い各々のフライス加工を行った。小びんは3200rpm、円弧6.5°で振とうさせ、ボールを100Hz以上で小びんの端に打ちつけさせた。
20分(すり鉢およびすりこぎ)および5分( Wig−L−Bug(登録商標))の処理後、XRPDパターンは結晶化度が有意に低下した事を示した。 残りのピークが出発物質と同じ位置にあった為、試料は完全な非結晶質にはならなかった(図49)。
5分間の破砕を3回行った後、破砕形態HB0(形態HC0およびHD0の混合物)のXRPDパターン(図50)は 破砕形態HA0 のパターンと類似する。7.6°(2θ)におけるXRPDピークは、およそ30倍で強度が低下する。
Claims (65)
- 形態A0或いは形態B0、若しくはそれらの混合物である、化合物Iの結晶形態。
- 請求項1の結晶形態において、前記結晶形態は形態A0である、結晶形態。
- 請求項1の結晶形態において、前記結晶形態は形態B0である、結晶形態。
- 請求項2の結晶形態であって、これは以下のピーク:4.32、6.07、8.55、12.07及び15.37±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項2の結晶形態であって、これは実質的に図1に記載されたようなX線粉末回折パターンを持つものである、結晶形態。
- 請求項3の結晶形態であって、これは以下のピーク:7.16、7.89、10.77、16.54及び21.20±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項3の結晶形態であって、これは実質的に図2に記載されたようなX線粉末回折パターンを持つものである、結晶形態。
- 形態HA0、形態HC0或いは形態HD0、若しくはそれらの混合物である、化合物Iの結晶形態。
- 請求項8の結晶形態において、前記結晶形態は形態HA0である、結晶形態。
- 請求項8の結晶形態において、前記結晶形態は形態HC0である、結晶形態。
- 請求項8の結晶形態において、前記結晶形態は形態HD0である、結晶形態。
- 請求項9の結晶形態であって、これは以下のピーク:7.59、15.12、16.06、17.94及び23.89±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項9の結晶形態であって、これは実質的に図3に記載されたようなX線粉末回折パターンを持つものである、結晶形態。
- 請求項10の結晶形態であって、これは以下のピーク:8.36、8.71、16.69、17.39及び24.59±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項10の結晶形態であって、これは実質的に図4に記載されたようなX線粉末回折パターンを持つものである、結晶形態。
- 請求項11の結晶形態であって、これは以下のピーク:7.60、8.99及び15.16±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項11の結晶形態であって、これは実質的に図5に記載されたようなX線粉末回折パターンを持つものである、結晶形態。
- 形態S20、形態S30、形態S40、形態S50、形態S60、形態S70、形態S90、形態S100或いは形態S120、若しくはそれらの混合物である、化合物Iの結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S20である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S30である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S40である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S50である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S60である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S70である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S90である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S100である、結晶形態。
- 請求項18の結晶形態において、前記結晶形態は形態S120である、結晶形態。
- 請求項19の結晶形態であって、これは以下のピーク:8.56、14.64、16.07、22.24及び23.02±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項20の結晶形態であって、これは以下のピーク:6.70、8.67、13.36、16.80及び16/85±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項21の結晶形態であって、これは以下のピーク:8.42、8.60、13.92、17.20及び24.46±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項22の結晶形態であって、これは以下のピーク:4.46、7.67、8.86及び11.71±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項23の結晶形態であって、これは以下のピーク:8.68、11.10、16.94、17.39及び23.31±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項24の結晶形態であって、これは以下のピーク:4.50、7.70、8.90及び11.76±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項25の結晶形態であって、これは以下のピーク:8.34、8.67、16.68、17.33及び24.57±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項26の結晶形態であって、これは以下のピーク:4.45、7.62、8.79、11.62及び/若しくは17.67±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 請求項27の結晶形態であって、これは以下のピーク:7.63、7.67、9.00、17.99及び24.46±0.2度2−シータの1若しくはそれ以上を有するX線粉末回折パターンによって特徴付けされるものである、結晶形態。
- 形態A0である化合物Iの結晶形態を調合するための方法であって、この方法は:
a.炭化水素(群)(ヘプタン或いはトルエンなど)において化合物Iをスラリー化する工程と;
b.結果生じたスラリーを冷却する工程と;
c.前記結果生じたスラリーを濾過する工程と;
d.濾過ケーキを乾燥させる工程とを有するものである、方法。 - 請求項37の方法において、前記化合物Iは、26〜45容積のヘプタンにおいてスラリー化させるものである、方法。
- 請求項38の方法において、前記化合物Iは、45容積のヘプタンにおいてスラリー化させるものである、方法。
- 請求項37の方法において、前記工程(a)は79〜83℃で実行されるものである、方法。
- 請求項40の方法において、前記工程(a)は85℃で実行されるものである、方法。
- 請求項37の方法において、前記工程(a)は24〜48時間実行されるものである、方法。
- 請求項42の方法において、前記工程(a)は45時間実行されるものである、方法。
- 請求項37の方法において、前記工程(b)は30〜65℃の温度で生じるものである、方法。
- 請求項44の方法において、前記工程(b)は65℃の温度で生じるものである、方法。
- 請求項37の方法において、前記工程(c)は0.33〜3時間、室温で実行されるものである、方法。
- 請求項46の方法において、前記工程(c)は3時間、室温で実行されるものである、方法。
- 形態A0である化合物Iの結晶形態を調合する方法であって、この方法は:
a.溶媒に化合物Iを溶解させる工程と;
b.結果生じた溶液を濾過する工程と;
c.化合物Iを沈殿させるために抗溶媒を添加する間に前記溶媒を部分的に蒸留する工程と;
d.工程(a)で使用した前記溶媒の容量を減らすために付加的な抗溶媒を添加する間に結果生じたスラリーをさらに蒸留する工程と;
e.形態A0への完全な変換を達成するように前記スラリーを加熱する工程と;
f.冷却する工程と;
g.濾過を介して産物を回収する工程と;
h.乾燥させる工程とを有するものである、方法。 - 請求項48の方法において、前記工程(a)は27〜35容積のTHFを用いて実行されるものである、方法。
- 請求項49の方法において、前記工程(a)は30容積のTHFを用いて実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(a)を介して産生された前記溶液は任意に金属スカベンジャー或いは炭素で処理されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記濾過する工程(b)は以下の工程:(i)前記金属スカベンジャーを除去するために濾過する工程;及び(ii)1ミクロンインライン(inline)カートリッジフィルターを通じて研磨濾過(polish filtering)する工程の1若しくは両者を有するものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(c)で存在する前記溶媒はそのオリジナル容量の60〜90%へ蒸留されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(c)は抗溶媒としてヘプタンを用いて実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(d)は容量で5%以下のTHFが残るまで実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(e)は約90〜96℃の温度で実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(e)は任意に省略されるものである、方法。
- 請求項56の方法において、前記スラリーは約3〜5時間撹拌させるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(f)は外界温度(25±5℃)で実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(g)の濾過は乾燥した不活性ガスを用いて実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、前記工程(h)は80℃までの温度で実行されるものである、方法。
- 請求項48の方法において、残留水及び/若しくは溶媒和化合物(群)は共沸的に除去されるものである、方法。
- 形態A0、形態B0、形態HA0、形態HC0或いは形態HD0若しくはそれらの混合物を有する薬学的組成物。
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