JP2015166347A - チゲサイクリンの単離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チゲサイクリンの単離方法を提供する。
【解決手段】溶媒中の式（１）で表されるチゲサイクリンの溶液を噴霧乾燥する工程を含む前記方法であり、好ましくは、該溶媒は、水又は有機溶媒であり、溶液中のチゲサイクリンの濃度（w/w）が、2〜28%であり、乾燥温度が、60〜100℃である噴霧乾燥によって得るチゲサイクリンを提供する。別の態様において、噴霧乾燥によって得ることが可能な、特に非晶質形態のチゲサイクリン。

【選択図】なし

Description

本発明は、チゲサイクリンを単離するための改良方法、及びそれから製造されたチゲサ
イクリンに関する。当該方法は特に、工業規模での該化合物の製造に有用である。
本発明の方法は、既知の先行技術の方法よりも優れている。意外にもかつ驚くべきこと
に、記載の方法を適用することで、不純物が低含有量の、より安定した非晶質形態のチゲ
サイクリンを得ることができる。
本発明に開示される単離方法は、容易に規模を拡大し、工業規模に適用することができ
る。

チゲサイクリンは、複雑性皮膚・皮膚組織感染症、及び複雑性腹腔内感染症の治療に有
効性が示されている、グリシルサイクリン、広域スペクトラムミノサイクリン誘導体抗生
物質として初めて市販された。それは、多種多様なグラム陽性菌、グラム陰性菌、及び多
くの多剤耐性株を含む嫌気性菌に対する優れたインビトロ活性を示した。
チゲサイクリンは、Tygacyl（登録商標）の商標名でWyeth社より紹介され、2005年に食
品医薬品局（FDA）の認可を受け、2006年6月より米国において販売されている。

チゲサイクリンはバイオアベイラビリティが非常に乏しいので、静脈内投与のみが使用
される。
現在では、静脈内注射用に、無菌の凍結乾燥粉末として提供されている。
エピマー形成及び酸化による分解を制御するために、温度及び酸素レベルを、製造過程
全体で監視しなければならない。
静脈内注射剤を調製するのに使用される非晶質材料の安定性は、鍵となるパラメータで
ある。

驚くべきことに、本出願人らは、単離が噴霧乾燥によってなされる場合に、凍結乾燥生
成物と比較して、より安定した非晶質材料が得られることをここに見出した。
チゲサイクリンは、US5494903に製品特許が開示されており、一方その製造方法は、US5
675030に開示されている。
チゲサイクリンの化学構造を、下記式[1]に示す。

US5675030は、ジクロロメタン溶液の蒸発による固体チゲサイクリンの単離について言
及している。この単離法によって得られたチゲサイクリンは、非晶質である。
US2007/0026080には、バイアル中に再構成用の粉末を得るための凍結乾燥プロセスが記
載されている。
US2009/0275766は、非晶質チゲサイクリンのためのフリーズダイング（freeze dying）
プロセスを開示している。抗溶媒沈殿及び噴霧方法についても言及されている。

またWO2008/066935には、非晶質形態のチゲサイクリンを製造する2つの方法：
酢酸メチル中のスラリーによる方法；
沈殿による方法（チゲサイクリンは、メチルイソブチルケトンに完全に溶解し、n-ヘプタ
ンの添加時に沈殿が生じる。）；
が記載されている。
US2007/0123497、US2008/090789及びWO2008/066935は、異なる結晶形態のチゲサイクリ
ンを開示している。

本発明の一態様により、チゲサイクリンの単離方法であって、溶媒中のチゲサイクリン
の溶液を噴霧乾燥する工程を含む前記方法を提供する。好ましくは、該溶媒は水又は有機
溶媒である。
別の態様において、噴霧乾燥によって得ることが可能なチゲサイクリンを提供する。特
に本発明は、本発明の方法に従って噴霧乾燥することによって得ることが可能なチゲサイ
クリンを提供する。
また本発明は、噴霧乾燥によって得ることが可能な非晶質チゲサイクリンを提供する。

別の態様において、本発明のチゲサイクリン及びそれに医薬として許容し得る担体を含
む医薬製剤を提供する。好ましくは、該製剤は静注製剤である。
また、医薬として使用するための本発明のチゲサイクリンも提供する。
特に本発明のチゲサイクリンは、皮膚、又は腹腔内を含む腹部の感染症の治療における
使用に供され得る。

本明細書中に開示される方法の噴霧乾燥によって得られたチゲサイクリンのX線粉末回折パターン（XRPD）を示す。 2つの生成物の可逆熱流mDSC曲線を示す。 2つの生成物の全熱流DSC曲線を示す。 ストレスサンプルの可逆熱流DSC曲線を示す。 ストレスサンプルの全熱流DSC曲線を示す。 2つのサンプルの吸着/脱着等温線のプロファイル比較を示す。 噴霧乾燥チゲサイクリンのHPLCクロマトグラムを示す。

本発明は、チゲサイクリンの溶液の噴霧乾燥を含む方法によって得ることが可能な非晶
質固体を提供する。
有利には、本発明に開示される単離方法は、凍結乾燥又は溶媒の蒸発によって得られる
生成物よりも、より安定した非晶質材料を提供する。

チゲサイクリンは、溶媒が該化合物を十分に溶解することができるのであれば、任意の
適当な溶媒に溶解することができる。例えば、水又は従来の有機溶媒を使用することがで
きる。適当な溶媒を挙げると、ジクロロメタン；酢酸エチルなどのC1〜C4エステル；アル
コール、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール又はブタノールなどのC1〜C4ア
ルコール；及びテトラヒドロフランがある。好ましくは、該溶媒は、噴霧乾燥機において
安全に蒸発され得るものである。

任意の適当なチゲサイクリン濃度を、該溶液に使用することができる。しかし、約2%〜
約28% w/wの溶液濃度が好ましい。より好ましい範囲は、約8%〜約22% w/wであり、理想的
には、約10% w/wの濃度が使用される。他の好ましい濃度範囲には、2%〜19%、及び5%〜15
%（全てw/w）を含む。「% w/w」とは、全溶液の質量のパーセントとしての式[1]の化合物
の質量を意味する。用いられるべき濃度は一般に、当業者には明らかなように、選択され
た溶媒への[1]の溶解度によって決定されるであろう。

噴霧乾燥は、適当なかつ市販の装置を使用して実施することができる。
使用する装置に応じて、様々な噴霧方法を使用することができる。例えば、ロータリー
式、加圧式及び超音波ノズルなど他の噴霧方法を使用することもできるが、空気圧噴霧ノ
ズルオリフィス0.7mmが適当である。

好ましい噴霧ガス流（すなわち、乾燥チャンバーで使用される高温ガスの流量）は、通
常のリットル/時間について、使用する装置に従い調節することができ、任意の適当な噴
霧ガス流を使用することができる。典型的に、特に小さなスケール単位について、約300
〜約670リットル/時間が好ましい。好ましい実施態様において、ノズル構体は噴霧乾燥の
間、適当な流体で冷却されて、生成物の分解を最小限に抑えることができる。
好ましくは、乾燥に使用される高温ガスは、酸素の存在を排除する。一実施態様におい
て、該ガスは、純粋な窒素を含む。

噴霧乾燥について、任意の適当な乾燥温度を使用することができる。例えば、主要部の
乾燥チャンバーの出口の温度（「出口温度」）を変化させてもよい。好ましくは、該出口
温度（したがって、チャンバー内の乾燥温度）の範囲は、約60℃〜約110℃、より好まし
くは約70〜約90℃である。約80℃の温度が、特に適している。
入口温度（すなわち、主要部の乾燥チャンバーの入口の温度）は、所望の出口（したが
って、乾燥）温度を達成するように調節することができる。

任意の適当な溶液流量を、噴霧乾燥間のチゲサイクリン溶液に使用することができる。
該溶液流量は好ましくは、0.7mmのノズルについて、約1〜約20ml/分、より好ましくは約3
〜約9ml/分である。
特に好ましい実施態様において、他の試験パラメータの中で、出口温度、噴霧流量、溶
液濃度及び溶液流量は、それぞれ所与の好ましい範囲内で制御され、適当な質の化合物[1
]を得るように組み合わされる。

好ましくは、当該方法は、当業者に公知であるような「無菌性噴霧乾燥」を使用して行
われ、これは例えば、外部の微生物媒介物による生成物の汚染を避けるために、全ての工
程が無菌的手段で行われる噴霧乾燥プロセスである。

本発明の方法を使用して得られる化合物[1]は、非晶質固体である。しかし、更に下記
で示すが、それは公知の凍結乾燥形態と比較すると、異なる物理的特性を有し、特により
安定した非晶質形態である。最終生成物におけるこれらの違いは、使用される方法に起因
すると考えられる。

本明細書中に開示される方法の噴霧乾燥によって得られたチゲサイクリンのX線粉末回
折パターン（XRPD）を、図1に示す。
該XRPD回折パターンは、非晶質材料の特徴であるハロー（halo）を表している。
使用したXRPD装置は、PANalytical社のX-Pert-Proであり、以下の設定を用いた：構成
＝反射透過スピナー；走査範囲：3.0000−49.9921；ステップサイズ：0.0167；ポイント
のn°：2812；カウント時間：50.165。

噴霧乾燥によって得られた非晶質の式[1]の化合物の変調示差走査熱量測定（mDSC）は
、129℃のガラス転移温度（Tg）を示しているが、凍結乾燥した式[1]の化合物は、126℃
のガラス転移温度を有する。
図2は、2つの生成物の可逆熱流mDSC曲線を示している。
使用したDSC装置は、TA Instruments社のDSC Q200であり、以下の設定を使用した：メ
ソッド、3℃/分で25℃から300℃まで；変調40秒毎に+/-0.50℃。

高いTg値に加えて、噴霧乾燥チゲサイクリンはまた、凍結乾燥チゲサイクリンよりも高
温で、結晶化しかつ融解（ガラス転移を越えた後）する。Tgとは、物質がその挙動を「ガ
ラス状」から「ゴム状」に変化させる臨界温度を意味する。この文脈中の「ガラス状」と
は、硬性及び脆性（したがって比較的容易に壊れる）を意味し、一方「ゴム状」とは、弾
性及び柔軟性を意味する。
図3はこの挙動を示しており、かつ2つの生成物の全熱流DSCを示している。噴霧乾燥形
態の結晶化及び融解温度は、それぞれ約146℃以上及び158℃以上である。

驚くべきことに、この挙動は、凍結乾燥によって得られた形態と比較した場合に、噴霧
乾燥によって得られた非晶質形態の更に良好な安定性を示している。
噴霧乾燥チゲサイクリン及び凍結乾燥チゲサイクリンに、該サンプルを100℃のオーブ
ンに24時間置くことによる高速ストレス条件を与えた。
次いで、該ストレスサンプルの可逆及び全熱流DSC曲線を測定し、その結果をそれぞれ
図4及び図5に示す。

先に図2及び3に示したように；図4及び5は、噴霧乾燥チゲサイクリンが凍結乾燥形態と
比較して、100℃で24時間後にも、より高いガラス転移温度及び結晶化温度（それぞれ約1
43℃以上及び154℃以上）を有することを示している。
このことは、噴霧乾燥によって得られた非晶質形態の安定性が、凍結乾燥によって得ら
れた非晶質形態と比較して、より優れているという認識を強める。

また出願人らは、動的水蒸気吸着実験（DVS）を行い、これらの実験により、噴霧乾燥
によって及び凍結乾燥によって単離されたチゲサイクリンのサンプルが、特徴的な吸湿性
挙動を有することを示した。
特に、凍結乾燥によって得られた非晶質材料は、噴霧乾燥によって単離された非晶質材
料よりも多く水を吸収する。この挙動は、噴霧乾燥チゲサイクリン及び凍結乾燥チゲサイ
クリンの物理化学的特性の違いを示しており、それらが異形態の化合物であるという見解
を強める。

図6は、2つのサンプル（噴霧乾燥の非晶質材料及び凍結乾燥の非晶質材料）の吸着/脱
着等温線のプロファイル比較を示している。
活性医薬成分（API）の水分吸着等温線は、その安定性の評価及び要求されるプロセッ
シングに使用される。
DVS条件は以下であった：温度、25℃；平行基準10分毎に0.00% w/w；最大平衡時間、12
0分；開始RH、5%；最大RH、95%；ステップ、10%。水蒸気吸着分析器（VTI-SGA100）を使
用した。

図6に見られるように、噴霧乾燥サンプルは凍結乾燥チゲサイクリンよりも少ない水を
吸収する。2形態間の水吸収の違いは、等温線の大部分でRHとともに増加する。RHとは、
相対湿度を意味し、空気と水とのガス状混合物中に存在する水蒸気の量である。
湿度45%で、噴霧乾燥サンプルは2.9% w/wの水を、及び凍結乾燥サンプルは3.9% w/wの
水を吸収する。湿度95%で、その差は更に明確になり：噴霧乾燥形態は22.6% w/wの水を、
及び凍結乾燥形態は24.5% w/wの水を吸収する。凍結乾燥によって得られた形態は、噴霧
乾燥によって得られた形態より、より吸湿性である。これは、凍結乾燥形態は安定性が劣
ることを示しており、おそらく、短期及び長期安定性との深い関わり（特に医薬製剤に使
用する場合に）を有するであろう。

本発明によって提供されるチゲサイクリンを使用する適当な医薬製剤は、当業者に明ら
であるような、適切な医薬として許容し得る賦形剤を使用して従来法で提供することがで
きる。例えば、注入又は注射のための静注製剤は、非晶質チゲサイクリン粉末を、塩化ナ
トリウム水溶液（例えば、9mg/ml又は0.9%溶液）又は水性ブドウ糖溶液（例えば、50mg/m
l又は5%溶液）と混合して、10mg/mlのチゲサイクリン溶液を得ることによって提供するこ
とができ、次いで、例えば、適合性のある静脈用溶液を含む輸液バッグ中で更に希釈（例
えば、100mlバッグ中5ml）することができる。適当な賦形剤には、当業者には明らかであ
るように、ラクトース、並びに浸透圧用の塩酸及び水酸化ナトリウム、並びにpH調整剤が
含まれる。

実施例1は、本発明の理解のために説明されるが、その範囲を何ら限定することを意図
しておらず、かつそのようにみなすべきではない。報告した実験は、BUCHI社のモデルB-2
90新型噴霧乾燥機を用いて実施された。

（実施例1：チゲサイクリンの噴霧乾燥）
文献技術を使用して、精製チゲサイクリンを得た。
チゲサイクリン（16g）を水に溶解して、10% w/v溶液を得た。
出口温度を75℃〜85℃に保ち、噴霧流を357〜473リットル/時間とし、溶液流量を4ml/
分〜9ml/分とした。生成物を高性能サイクロンで回収した。得られた固体（14.7g）は、9
8.6%（HPLC面積）の純度を有し、0.80%面積の4-エピマーを含んだ。
噴霧乾燥チゲサイクリンのHPLCクロマトグラムを図7に示す。
HPLCの詳細は以下であった：カラム：Luna C8 5μm、250×4.6mm；温度：30℃；無勾配
；移動相：0.05MのKH2PO4＋10mlのトリエチルアミン/L＋H3PO4 pH6.2まで：CH3CN＋0.5g
のNaEDTA（80:20）；波長：250nm。

Claims (24)

1. 溶媒中のチゲサイクリンの溶液を噴霧乾燥する工程を含む、チゲサイクリンの単離方法
   。
2. 前記溶媒が、水を含む、請求項1記載の方法。
3. 前記溶媒が、有機溶媒を含む、請求項1記載の方法。
4. 前記有機溶媒が、ジクロロメタン又は酢酸エチル又は両方を含む、請求項3記載の方法
   。
5. 前記溶液中のチゲサイクリンの濃度（w/w）が、2%〜28%である、請求項1〜4のいずれか
   一項記載の方法。
6. 前記溶液中のチゲサイクリンの濃度（w/w）が、8%〜22%、好ましくは10%である、請求
   項5記載の方法。
7. 前記乾燥温度が、60℃〜100℃である、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。
8. 前記乾燥温度が、70℃〜90℃、最も好ましくは80℃である、請求項7記載の方法。
9. 前記噴霧乾燥が、無菌性の噴霧乾燥である、請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。
10. 前記チゲサイクリンが、少なくとも98.5%のHPLC純度を有する、請求項1〜9のいずれか
    一項記載の方法。
11. 前記チゲサイクリンが、1%未満のそのC-4エピマーを含む、請求項1〜10のいずれか一項
    記載の方法。
12. 前記チゲサイクリンが、129℃以上のガラス転移温度を示す、請求項1〜11のいずれか一
    項記載の方法。
13. 前記チゲサイクリンが、相対湿度45%の環境中で2.9% w/w以下の水を吸収し、かつ相対
    湿度95%の環境中で22.9% w/w以下の水を吸収することによって特徴付けられる吸湿挙動を
    示す、請求項1〜12のいずれか一項記載の方法。
14. 噴霧乾燥によって得ることが可能なチゲサイクリン。
15. 非晶質であることを特徴とする、請求項14記載のチゲサイクリン。
16. 請求項1〜13のいずれか一項記載の方法に従って噴霧乾燥することによって得ることが
    可能な、請求項14又は15記載のチゲサイクリン。
17. 前記噴霧乾燥方法において、溶液中のチゲサイクリンの濃度（w/w）が8%〜22%であり；
    かつ乾燥温度が70℃〜90℃であることを特徴とする、請求項16記載のチゲサイクリン。
18. 前記チゲサイクリンが、相対湿度45%の環境中で2.9% w/w以下の水を吸収し、かつ相対
    湿度95%の環境中で22.9% w/w以下の水を吸収することによって特徴付けられる吸湿挙動を
    示すことを特徴とする、請求項14、15、16又は17記載のチゲサイクリン。
19. 129℃以上のガラス転移温度によって特徴付けられる、請求項14〜18のいずれか一項記
    載のチゲサイクリン。
20. 146℃以上のDSCによる結晶化温度、及び158℃以上のDSCによる融解温度によって特徴付
    けられる、請求項14〜19のいずれか一項記載のチゲサイクリン。
21. 請求項14〜20のいずれか一項記載のチゲサイクリン、及びそれに医薬として許容し得る
    担体を含む、医薬製剤。
22. 静注製剤である、請求項21記載の医薬製剤。
23. 薬剤として使用するための、請求項14〜20のいずれか一項記載のチゲサイクリン。
24. 皮膚、又は腹腔内を含む腹部の感染症の治療における使用のための、請求項23記載のチ
    ゲサイクリン。

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