JP2021525275A - 2,2,2−トリフルオロ酢酸1−(2,4−ジメチルフェニル)−2−[(3−メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド多形体およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

神経栄養剤2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶多形フォームおよび該結晶多形フォームの生成方法が提供される。

Description

本開示は、活性薬剤の多形フォームに関する。具体的には、本開示は、多形フォームの神経保護薬2,2,2-トリフルオロ酢酸 1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド(J147)に関する。
2,2,2-トリフルオロ酢酸 1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド(J147)は、加齢性病理の細胞モデルでの有効性スクリーニングにおいて見出された強力な経口活性神経栄養剤であり、その構造は式Iで示される。
Figure 2021525275
J147は、広く神経保護作用があり、加齢および神経変性疾患に関連する異なる神経毒性経路を示すアッセイにおいて、EC50が10〜200nMである活性を示した。正常げっ歯動物の記憶を改善し、トランスジェニックADマウスモデルでのシナプスタンパク質の喪失と認知機能の低下を防止することが示されている。さらに、神経保護、神経抗炎症およびLTP増強活性が示されている。
神経栄養効果および向知性効果は、BDNFレベルおよびBDNF応答タンパク質の増加に関連付けられている。興味深いことに、この作用メカニズムにもかかわらず、J147の神経保護効果は、TrkB受容体の活性化とは無関係であることが観察されている。J147は、可溶性Aβ40およびAβ42レベルを低下させることが示されており、現在、ALSの治療における潜在的な用途について研究されている。
本開示は、2,2,2-トリフルオロ酢酸 1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームII、およびその製造方法を対象とする。
本開示のいくつかの実施形態は、2θ値で13.37、18.47および23.34(±0.2)°に位置するピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド(J147)の結晶フォームIIの製造方法を提供し、該方法は、溶媒/貧溶媒混合物中に飽和したアモルファスまたは結晶フォームIの2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド(J147)を含むスラリーを供給する工程、および該スラリーを混合して結晶フォームIIをもたらす工程を含む。
本開示のいくつかの実施形態は、2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°に位置するピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIの単離物を提供する。
本願特許または出願ファイルは、カラーで作成された図面を少なくとも1つ含む。カラー図面を含むこの特許または特許出願公開の写しは、要請および必要な手数料の支払いに応じて官庁から提供されるであろう。
本開示のさまざまな実施形態は、本明細書において図を参照して以下に説明される。
図1は、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド(J147)の結晶フォームIのX線回折(XRD)の回折チャートを示す。 図2Aは、J147の結晶フォームIの示差走査熱量測定(DSC)サーモグラムを示す。 図2Bは、J147の結晶フォームIの熱重量分析(TGA)サーモグラムを示す。 図3Aは、TGAを用いるJ147の結晶フォームIの動的水蒸気収着等温線を示す。 図3Bは、TGAを用いるJ147の結晶フォームIの動力学的プロットを示す。 図4は、J147の結晶フォームIのフーリエ変換赤外(FTIR)スペクトルを示す。 図5は、J147の結晶フォームIのラマンスペクトルを示す。 図6は、J147の結晶フォームIの核磁気共鳴(NMR)スペクトルを示す。 図7は、J147の一試料のXRD分析中に二次元検出器を用い、デバイ環積分を用いたグラフィカル出力を示す。 図8は、J147試料のスクリーニングにおけるXRDの全結果の系統樹を示す。 図9は、J147試料のスクリーニングにおけるXRDの全結果のセルプロットを示す。 図10は、J147試料のスクリーニングにおけるXRDの全結果のクラスタープロットを示す。 図11Aは、J147の結晶フォームIのDSCサーモグラムを示す。 図11Bは、結晶フォームIJ147のXRDスペクトルを示す。 図12Aは、結晶フォームIJ147の一代表例の顕微鏡写真を示す。 図12Bは、結晶フォームIJ147の他の代表的な顕微鏡写真を示す。 図13は、結晶フォームIIJ147のXRDスペクトルを示す。 図14Aは、J147の結晶フォームIIのDSCサーモグラムを示す。 図14Bは、J147の結晶フォームIIのTGAサーモグラムを示す。 図15は、結晶フォームIIJ147の一代表例の顕微鏡写真を示す。 図16Aは、動的蒸気収着(DVS)分析を用いた結晶フォームIIJ147の吸放湿等温線を示す。 図16Bは、DVSを用いる結晶フォームIIJ147の動力学的プロットを示す。 図17は、J147のフォームIIの単結晶のコンピューター予測粉末XRDパターンを示す。予測パターンは、実測パターンのパターンと一致した。
本明細書における実施形態は、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)のさまざまな多形フォームおよびそれらフォームの調製方法を対象とする。活性薬剤成分の多形フォームの発見は、製品開発において実用上重要であると認識される。本明細書に開示されるJ147の多形フォームは、硬度、安定性、濾過性、溶解性、吸湿性、融点、固体密度および流動性など、これらに制限されることなく、さまざまなJ147の物理化学的特性に影響を与え得る。J147の1つまたは複数の物理化学的特性を変更することは、それ以降の製造だけでなく薬物動態およびAPIを投与する他の態様に及ぼす影響の改善につながり得る。
いくつかの実施形態において、2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°の位置のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の単離された結晶フォームIが提供される。
本明細書において使用される「単離された」とは、多形フォーム、とりわけJ147の分離、他のフォームならびに不純物および必要に応じて溶媒の実質的な除外をいう。たとえば、単離された多形体の純度は、少なくとも約95%、または約98%、または約99%、または約99.5%であり、不純物の検出限界まで、または表示上純度100%を含む。
いくつかの実施形態において、単離された結晶フォームIは、さらに、2θ値で8.64、13.36、19.25、21.64および26.81(±0.2)°の位置にX線回折ピークを含有することができる。
いくつかの実施形態において、2θ値で13.37、18.47および23.34(±0.2)°の位置のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の単離された結晶フォームIIが提供される。
いくつかの実施形態において, 単離された結晶フォームIIは、さらに、2θ値で17.74、20.39、26.25および28.74(±0.2)°の位置にX線回折ピークを有することができる。
後述の実施例において本明細書に開示されるとおり、フォームIおよびフォームIIのスペクトルには、他のXRDマイナーピークが存在していてもよい。
いくつかの実施形態において、2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°の位置のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド (J147)の結晶フォームIの作製方法が提供され、該方法は、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジドを、ニトロメタン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、ヘプタン、イソプロピルエーテル、酢酸イソプロピルおよびクロロホルムからなる群より選ばれる有機溶媒から再結晶することを含む。
本明細書に開示される方法の実施において、一般に、当業者によく知られた再結晶技術を適用する。たとえば、J147の試料は、所与の溶媒を高温で溶解するなどして、最小限の溶媒に溶解することができる。J147は、極性プロトン性および極性非プロトン性溶媒など、さまざまな種類の各溶媒に適度に溶解することが見出された。J147は、通常、ヘプタンなどの疎水性の強い炭化水素溶媒への溶解性が低く、またこれとは逆の水への溶解性も低い。したがって、このような溶媒は、再結晶における共溶媒または貧溶媒として機能し得る。再結晶は、撹拌、混合、かき混ぜなどを用いまたは用いずに行うことができる。
いくつかの実施形態において、フォームIの調製方法は、貧溶媒として水を用いることができる。いくつかの実施形態において、有機溶媒の貧溶媒水に対する比は、約4:1〜約1:4の範囲内である。
本明細書に開示される方法によれば、以下に例示されるとおり、フォームIの収率は、いくつかの実施形態において、約50%〜約100%、または約90%〜約100%の範囲で得られる。いくつかの実施形態において、該収率は、再結晶されるJ147の量に対し少なくとも約95%、または少なくとも約98%、または少なくとも約99%、または定量的回収であり得る。
いくつかの実施形態において、2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°の位置のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIの作製方法が提供され、該方法は、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジドを、溶媒としてアルコールを含有する溶媒/貧溶媒混合物から再結晶することを含む。いくつかのそのような実施形態では、溶媒対貧溶媒の比は、約4:1〜約1:4の範囲内である。いくつかの実施形態において、溶媒アルコールは、C1−C4アルコールである。すなわち、たとえば、アルコールは、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、トリフルオロエタノール、1−ブタノールおよび2−ブタノールからなる群より選ばれ得る。いくつかの実施形態において、貧溶媒は、水またはヘプタンである。
本明細書に開示される方法によれば、以下に例示されるとおり、フォームIの収率は、いくつかの実施形態において、約50%〜約100%、または約90%〜約100%の範囲で得られる。いくつかの実施形態において、該収率は、再結晶されるJ147の量に対し少なくとも約95%、または少なくとも約98%、または少なくとも約99%、または定量的回収であり得る。
いくつかの実施形態において、2θ値で13.37、18.47および23.34(±0.2)°の位置のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド (J147)の結晶フォームIIの作製方法が提供され、該方法は、貧溶媒として水を含有する溶媒/貧溶媒混合物中に飽和した2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIを含むスラリーを供給し、該スラリーを環境温度で混合し、結晶フォームIIを生成させることを含む。
本明細書における「混合」は、混合(mixing)、撹拌(stirring)、かき混ぜ(agitation)などを広く含むことを意図して使用される。
いくつかの実施形態において、アモルファスJ147を経てフォームIIを取得することができる。
くつかの実施形態において、J147のフォームIIの取得方法は、アルコール、ジメチルホルムアミド(DMF)およびジメチルアセトアミド(DMA)からなる群より選ばれる溶媒を用いることができる。
くつかの実施形態において、J147のフォームIIの取得方法は、メタノール、エタノール、トリフルオロエタノール、1−プロパノールおよび2−プロパノールからなる群より選ばれる溶媒アルコールの使用を含む。
いくつかの実施形態において、J147のフォームIIの取得方法は、溶媒/貧溶媒混合物の比が約1:2〜約1:1の範囲である。
いくつかの実施形態において、J147のフォームIIの取得方法は、J147の飽和スラリーを、数日たとえば約6日にわたって、混合することを含む。いくつかの実施形態において、混合は、必要に応じて加熱を併用してもよい。しかしながら、通常、実験室の環境条件、すなわち約25℃で充分である。いくつかの実施形態において、フォームIIは、約3日、または約4日、または約5日後、十分な純度および量に到達し得る。必然的に、フォームIIは、6日以上、必要に応じて約7日または約8日の間隔を置いて単離され得る。
いくつかの実施形態において、スラリーからのフォームIIの形成方法は、再循環システムに接続された容器を含む装置の使用を含む。いくつかの実施形態において、再循環は、剪断力が適用されるホモジナイザー装置を介して行うことができる。ホモジナイザー装置は、固定子および回転可能なローターを含むことができ、250rpm以上の速度でのローターの回転により高剪断混合力が適用される。ローターは、500rpm以上、さらには1,000rpm以上の速度で回転することもできる。
スラリーの再循環は、容器の出口および入口を介してスラリー流を制御することを含み得る。再循環エネルギーはポンプで供給し得る。この目的のために、計量ポンプ、バルブなどの従来の流量調整メカニズムを用いてもよい。上記方法は、連続モードで行うこともできる。
いくつかの実施形態において、フォームIまたはアモルファスのJ147は、溶媒に溶解した過飽和溶液中に存在し得る。この溶液は、貧溶媒溶液と混合することができる。貧溶媒とは、化学物質の溶解度が低い溶媒をいう。貧溶媒と溶媒との混合物であってもよい。たとえば、貧溶媒は水またはヘプタンを含むことができる。溶液を混合すると、溶媒混合物への物質の溶解性が低下し、それを析出させることになる。
いくつかの実施形態において、本方法は、結晶化を促進するために種晶を容器に導入する工程を含むこともできる。種晶は、過飽和溶液または貧溶媒中に入れることができる。このような種晶は、個々の溶媒および溶媒混合物に不溶であるものが選ばれる。
混合は、容器内への溶液流を制御することを含んでいてもよい。この目的のために、計量ポンプ、バルブなどの従来の流量調整メカニズムを用いてもよい。
温度は、容器内へのそれらの導入前に調整することができる。これは、溶液源を伴うヒーターまたは冷却浴などのどのような従来の温度調整装置によって達成してもよい。
いくつかの実施形態において、再循環システムは、 ホモジナイザー装置、スラリーを容器からホモジナイザー装置に移送するための出口手段、およびホモジナイザー装置からのスラリーを容器内に受け入れるための入口手段を含むことができる。ホモジナイザー装置は、固定子および回転可能なローター、およびローターの回転により高剪断混合力を適用する手段を含むことができる。高剪断混合力は、250rpm以上の速度でのローターの回転により適用される。ローターは、500rpm以上、さらには1,000rpm以上の速度で回転することもできる。
装置は、ホモジナイザー装置を介してスラリー流を制御する手段を含んでいてもよい。この目的のために、計量ポンプ、バルブなどの従来の流量調整メカニズムを用いてもよい。装置は、容器内のスラリー温度を調節する手段を含むこともできる。これは、溶液源または容器を伴うヒーターまたは冷却浴などのどのような従来の温度調整装置によって達成してもよい。
本明細書に開示される方法によれば、以下に例示されるとおり、いくつかの実施形態において、フォームIIの収率は、約50%〜約100%、または約90%〜約100%の範囲で得られる。いくつかの実施形態において、該収率は、再結晶されるJ147の量に対し少なくとも約95%、または少なくとも約98%、または少なくとも約99%、または定量的回収であり得る。
以下の実施例は、本開示の実施形態を説明するために示されている。これら実施例は、本開示を説明することのみを意図しており、本開示の範囲を制限することを何ら意図するものではない。また、部およびパーセントは、特にことわりのない限り質量に基づいている。本明細書での使用における「室温」は、約20℃〜約25℃を指す。
本実施例は、多形挙動についてJ147のスクリーニングを記載する。スクリーニングは、溶媒再結晶、水和実験、競合的および非競合的スラリー実験、および試験材料の固体状態フォームをコントロールするための粉砕を用いて実施された。生じた試料は、示差走査熱量測定(DSC)、偏光顕微鏡、熱重量分析(TGA)、フーリエ変換核磁気共鳴分光法(NMR)、粉末X線回折 (XRD)、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)、ラマン分光法および動的蒸気収着/脱着(DVS)を用いて特徴付けられた。多形スクリーニングは、J147が多形であることを明らかにし、いくつかの固体フォームが同定され、特徴付けられた。熱力学的に安定したフォームが確認された。
実験方法
顕微鏡法:偏光可視光源および偏光アナライザーで構成された、ツァイスユニヴァーサル(Zeiss Universal)顕微鏡および/またはオリンパスBX53顕微鏡を使用して、試料の光学特性を評価した。標本は、通常、カバーガラスを備えた顕微鏡スライドにセットした。粒子/結晶のサイズおよび形状および複屈折の観察結果を記録した。
ホットステージ顕微鏡法(Hsm):リンカム(Linkam)ホットステージアクセサリを顕微鏡と組み合わせて使用した。標本はカバーガラスを備えた顕微鏡スライドにセットした。試料は、リンカムTMS94温度コントロールおよびリンクシス(Linksys)32データキャプチャソフトウエアシステムを用いて、温度から融点まで加熱された。測定可能な相変化、融解、再結晶、分解などの観察が記録された。
プロトン核磁気共鳴分光法(1H-NMR):1〜10mgのAPIを、0.05%(v/v)テトラメチルシラン(TMS)を含む重水素化クロロホルムに溶解して、試料を調製した。環境温度で、ブルカー(Bruker)400MHz NMRスペクトロメーターのスペクトルを採取した。
示差走査熱量測定 (DSC): 示差走査熱量測定 (DSC)は、制御された雰囲気下で温度勾配を介してスキャンしたときの試験品の特徴的な熱流束を測定するために使用される技術である。吸熱融解および発熱分解などの熱相転移が記録された。DSCデータは、TAインスツルメンツスDSCに収集した。一般に、1〜10mgの質量範囲の試料をアルミニウム試料パンに圧着し、50mL/分の窒素パージを用いて、2、10、20および50℃/分の加熱速度で、25から約150℃までスキャンした。
熱重量分析(TGA):熱重量分析は、温度の関数としての試料の質量の決定を含む。TGAデータを、TAインスツルメンツスQ500TGAで採取した。一般に、2〜10mgの質量範囲の試料を、風袋計量済の空の白金試料パンに置き、細いワイヤーで微量天秤に取り付けた。試料を、炉に吊るし、100mL/分の窒素パージを用いて10℃/分で、25から約250℃まで加熱した。温度の関数としての試料の重量変化が観察された。
粉末X線回折(XRD):X線回折は、固体材料の結晶性研究に使用される分析技術である。結晶性物質に入射するX線は全方向に散乱する。特定の方向において、散乱されたX線が構造的に強化されて回折ビームを形成する。構造的回折の条件は、ブラッグの法則で説明され、結晶構造の固有の組成および空間配置に依存する。したがって、各分子固体は、異なる方向および異なる強度でX線を回折し、固有のX線回折パターンをもたらす。いくつかの実験では、可変温度ホットステージを使用して試料温度をコントロールした。
XYZステージ、位置決め用レーザービデオ顕微鏡および二次元HiStar領域検出器またはシンチレーション検出器を備えたブルーカー(Bruker)D8ディスカバリ回折装置を用いて粉末X線回折パターンを得た。CuKα1.5406Å線源を用いて、40kVおよび40mAで操作して試料に照射した。X線光学系は、0.5mmのピンホールコリメータとゲーベル(Gobel)ミラーとの組合せで構成される。4−40の有効20範囲をもたらす約30cmの試料検出器距離でθ−θ連続スキャンした。試料は、低バックグラウンド石英プレートにセットした。
吸湿性−動的蒸気収着(DVS):DVSは、試料に吸着される溶媒(水)の速度と量を測定する重量分析スクリーニング技術である。試料の質量変化を測定している間、試料の周囲の相対湿度または蒸気濃度を変化させる。蒸気収着等温線は、相対湿度の関数として吸着された蒸気の平衡量を示す。各相対湿度ステップでの質量値を用いて等温線を作成する。等温線は、湿度を上げるステップのための収着と、湿度を下げるステップのための脱着の2つの要素に分けられる。時間の関数としての質量と湿度の変化を示す動力学的データのプロットも提供される。
試料は、TA Q2000 自動動的蒸気収着分析器を用いて分析した。試料を40℃で5時間乾燥した後、0%RHで質量が失われなくなるまで、乾燥窒素パージを用いて25℃に冷却した。次いで、試料を0〜95%RHに暴露し、5%RHステップにおいて25℃で0%RHに戻した。
フーリエ変換赤外分光法(FTIR):赤外スペクトルは、Harrick Splitpea(登録商標)全反射減衰装置を備えたニコレット(Nicolet)510M−Oフーリエ変換赤外分光計を用いて取得した。各分析について、解像度4cm-1で128スキャンして、4000〜400cm-1のスペクトルを取得した。
ラマン分光法:ラマンスペクトルは、780nmレーザー励起を用いるサーモ(Thermo)DXRラマン分散分光計により取得した。3300〜100cm-1のスペクトルを取得した。試料を、バルク粉末として分析した。
J147試料のスクリーニング:最初のテストは、XRD、DSC、TGA、プロトンNMR、FTIRおよびラマン分光法を行った。粉末X線回折を用いて材料を試験し、それが結晶であるかどうかを決定した。図1は、結晶であってフォームIと命名された材料のXRDパターンを示す。対応するピークおよびそれらの分布を下記表Aに示す。
Figure 2021525275
フォームIの熱挙動は、DSCおよびTGAにより測定した。DSCサーモグラムは、62.6℃で始まる融解吸熱を示した。吸熱は、最大ピークが66.5℃および74.7℃に分かれた。融解熱は、123.8J/gであった。この分かれた吸熱は、後述するホットステージ顕微鏡により2つの多形フォームの混在によることを示した。TGAサーモグラムのスキャンは、試料の25℃〜104.7℃での重量損失が0.4重量%未満で、揮発性物質がないことを示した。図2Aおよび2Bは、それぞれDSCおよびTGAサーモグラムを示す。
動的蒸気収着の等温線および動力学的プロットを、それぞれ図3Aおよび3Bに示す。材料は、強い疎水性を示し、水和物を形成する傾向がなさそうであった。95%RHにおいて、約0.5%の全重量損失が観測された。この異常な事象(高湿度での重量損失)は、J147試料によるものではなく、試料と参照パンの吸着特性の違いが原因である可能性がある。
フーリエ変換赤外分光(FTIR)スペクトルを図4に示す。目視確認では、スペクトルは構造と整合する。ラマンスペクトルは、FTIRスペクトルと一致するものであり、図5に示す。プロトンNMRデータは、J147の構造と整合するものであり、図6に示す。プロトンNMRデータは、表形式で下記表Bにも示す。
Figure 2021525275
多形体スクリーニング:溶媒による再結晶を用いてスクリーニングを行い、固体をX線回折分析した。懸濁スラリー実験および粉砕も用いてさらなる固体状態フォームを探った。
目視による溶解性測定:約80mgのJ147を25の各バイアル中に入れた。溶媒を加え、バイアルを環境温度で数分間攪拌し、残存する固体を目視で観察した。固体が溶解するまで、あるいは溶媒の最大容量が加えられるまで溶媒を徐々に加えて、実験を終了した。これらのストック溶液は、実験のさらなるパネルを設定するために使用された。J147は、水を除く試験されるすべての溶媒によく溶けることがわかった。目視で決定した溶解性を表1に示す。
Figure 2021525275
溶媒再結晶:多形体スクリーニングの溶媒に基づく部分を実施するため、試験材料を約150の異なる結晶成長条件下でさまざまな溶媒を用いて再結晶した。再結晶実験のスケールは、約6mL〜15 mLであった。バイナリーグラジエント列の溶媒混合物を用いて結晶成長条件を変化させた。飽和溶液は、試験材料を、飽和温度においてさまざまな溶媒系と接触させ過剰にかき混ぜる(可能な限り)ことにより調製した。固体が溶媒に完全に溶解しない場合、母液をろ過して残存固体を分離した。その後、母液を飽和温度以上に加熱して(過熱)、残存固体を溶解した。その後、各溶液の温度を、成長温度に調整し、制御された窒素剪断流を導入して溶媒蒸発を開始させた。大多数の溶媒へのJ147の溶解性により、環境成長温度があらゆる実験において使用された。6つの溶媒に基づくパネルで使用された再結晶条件を表2にまとめた。各再結晶パネルは、15〜27ウェルを含む。各パネル内で、ウェルは異なる溶媒組成物を含む。各ウェル中の溶媒組成物が異なるせいで、それぞれのウェルは異なる結晶成長実験として機能した。実施したXRD分析に基づいて、J147の新規な多形体が発見された。第1の多形体はフォームIと命名され、2番目の多形体はフォームIIと命名された。表2は、溶媒に基づく多形体スクリーニングのための再結晶パネルの概要である。多形体スクリーニングの溶媒に基づく部分で用いられた6つの再結晶パネルの組成溶媒マトリックスを表3〜8に示す。
Figure 2021525275
Figure 2021525275
Figure 2021525275
Figure 2021525275
Figure 2021525275
Figure 2021525275
Figure 2021525275
非競合的スラリー実験:溶媒再結晶実験に加え、新たな固体状態フォームを探し出すため非競合的スラリー実験を行った。この実験は、異なる多形体フォーム(化合物に異なる多形フォームが存在すれば)の溶解度の違いを利用する。したがって、元の結晶フォームよりも溶解度が低い(つまり、より安定している)多形のみが、非競合的なスラリー実験から生じ得る。
固体を溶媒と混合しスラリーを生成させると、最終的に飽和溶液が生じた。溶解した多形フォームについて、該溶液は飽和された。しかしながら、最初に溶解した多形フォームよりも安定している(より安定したフォームは溶解度が低い)任意の多形フォームについて、該溶液は過飽和された。したがって、より安定した多形フォームのいずれも、核形成し、溶液から沈殿する可能性がある。また、非競合的スラリー実験は、しばしば、化合物と溶媒和物を形成する溶媒を特定するのに有用である。
スラリー実験は、過剰に供給された材料を溶媒に曝露し、得られた懸濁液を環境温度で数日間撹拌することによって実施された。固体をろ過し(ワットマングレード1、孔径11μm)、XRD分析して得られたフォームを決定した。分離後の脱溶媒和または物理的変化の可能性を回避するため、X線分析前には試料を乾燥しなかった。非競合的スラリー実験の概要を表9に示す。
Figure 2021525275
これらのX線分散挙動に基づけば、フォームIのすべてのスラリー実験は、6日間のスラリー化後にフォームIIをもたらした。これらのデータは、フォームIIが環境温度および圧力でフォームIよりも安定していることを示す。これらの実験では、新しい多形体、溶媒和物、または水和物は分離されなかった。
溶媒に基づく再結晶パネルから生成され、合成された固体は、粉末XRDで分析した。優先的な粒子効果を軽減するために、二次元検出システムを用いてすべてのXRDスクリーニングデータを収集した。二次元検出器は、同心円状のデバイ環に沿って積算し、パターンの変動を低減する。二次元検出器を用いたデバイ環積算の実施例を図7に示す。円錐の環に明るいスポットが現れる場合、それは、ピーク強度の変化を含む、観察された回折パターンのかなりの変動につながる可能性がある強い優先的な粒子効果を示す。J147のいくつかの試料は、散乱挙動の出現に基づいて優先的な粒子効果を示した。
この分析の結果は、材料が2つの異なる多形体として存在することを明らかにした。多形体はフォームIおよびフォームIIと命名された。最初にもたらされた材料がフォームIと命名された。個々の(溶媒に基づく)再結晶実験について得られたフォームの名称を、表3〜8に示す。試験中に収集されたXRDデータは、フルプロファイルケモメトリックス処理を用いて評価し、試料の結晶フォームが実験中に変化したかどうかを判断した。評価を簡素化するために、X線アモルファス試料はケモメトリックス処理に含まれなかった。分析には、統計的に同じであると判断された全パターンをグループ化するためのクラスター分析および多変量統計を必然的に伴った。この分析の結果は、図8の樹状図、図9のセルプロットおよび図10のクラスタープロットにまとめられている。これらの図は、生成物の類似性の画像クラスター分析を提供する。
回折データのケモメトリックス分析により、試料を、A〜Cにラベル付けした3つの異なるグループ(またはクラスター)に分類した。各グループ(A〜C)のメンバー数を示す要約を表10に示す。
Figure 2021525275
各グループ/フォームの特徴は以下のとおりである。データを回折挙動に基づいて異なるフォームに分類した後、フォームの他の性質を区別できるかどうかを判断するために、各フォームを研究した。各フォームの特性評価は、各フォームの表す回折データを他のフォームの回折データと比較することから始めた。これに続いて、通常、DSC、TGA、DVS分析および顕微鏡検査を行った。
フォームI(グループB):このフォームの特徴的な回折挙動を図1に示す。フォームI試料のXRDパターンは、すべて結晶性で、非常に類似している。このフォームは、実験の約50%において、さまざまな溶媒から得られた。フォームI試料のDSCプロファイルは、約63℃開始の融解吸熱を示した。分析されたフォームI試料の1つを除くすべてで、吸熱最大ピークが66.5℃から74.7℃の範囲で分裂した。この分裂吸熱は、ホットステージ顕微鏡で観察された2つの多形フォームの混合によるものと考えられる。代表的なDSCサーモグラムを図2Aに示す。フォームIの試料は、DSCプロファイルにおいて、約63℃で始まる単一の吸熱を示した。XRDパターンは、他のフォームI試料のパターンと一致した。図11Aおよび11Bは、それぞれこの試料のDSCおよびXRDプロファイルを示す。フォームIのTGAサーモグラムスキャン(図2B)は、25℃〜104.7℃の重量損失が0.4重量%未満で、揮発性物質がないことを示した。
フォームIの顕微鏡観察は、長さ約10〜300ミクロンの範囲の円柱状粒子と針状粒子との混合物を示した。この試料を加熱すると、大きな粒子は約67℃で溶融し、小さな針は溶融していないように見える。図12Aおよび12Bは、室温および67℃での代表的な顕微鏡写真を示す。これは、DSCプロファイルにおける複数の吸熱とともに、大多数のフォームI試料が実際にはフォームIとフォームIIとの混合物であり得ることを示唆する。
フォームIの代表的試料の動的蒸気収着等温線および動力学的プロットをそれぞれ図3Aおよび3Bに示す。この材料は、疎水性が強く、水和物を形成する傾向がみられなかった。95%RHで約0.5%の総重量減少が観察された。この異常な事象(高湿度での重量損失)は、J147試料によるものではなく、試料と参照パンの吸着特性の違いによる可能性が最も高い。フォームIの試料は、週末の間40℃のオーブン中に置いた。XRDデータは、フォームIIへの転移を示した。フォームIに、可変温度(VT)XRD実験を行った。フォームIの試料は、フォーム転移が観察されることなく、週末の間35℃でXRDに保持された。全体として、フォームIは、化合物の乾燥結晶性、多形フォームに起因すると考えられた。
フォームII(グループA):フォームIIの多形体は、再結晶スクリーニング実験からは得られなかったが、すべての実験の約50%で観察された。フォームII試料を表すXRDパターンは、試料が結晶性で非常に類似していたことを示す。図13は、フォームIIの特徴的なXRDパターンを示す。ピークの要約を以下の表Cに示す。
Figure 2021525275
このフォームのDSCサーモグラムは、約74℃の外挿開始, 約75℃の最大ピークおよび約68J/gの溶融エンタルピーという特定の融解吸熱を示す。図14Aは、フォームIIのDSCプロファイルを示す。フォームIIのTGAサーモグラムスキャン(図2B)は、25℃〜75℃の重量損失が0.1%未満で、揮発性物質がないことを示した。
フォームIIの顕微鏡観察は、長さ約10〜50ミクロンの範囲の複屈折針状形状粒子を示した。図15は、室温でのフォームII結晶の代表的顕微鏡写真を示す。加熱すると、約75℃で1つの融解事象が観察された。図16Aおよび16Bは、フォームIIについて、それぞれ吸放湿等温線および動力学的プロットを示す。フォームIで見られるように、このフォームもまた、疎水性が強く、水和物を形成する傾向がみられなかった。95%RHにおいて、約0.5%の全重量損失が観測された。この異常な事象(高湿度での重量損失)は、J147試料によるものではなく、試料と参照パンの吸着特性の違いによる可能性が最も高い。単結晶予測粉末XRDパターンは、図17に示す実験で得たフォームIIのパターンと一致した。フォームIIの試料は、週末の間40℃のオーブン中に置いた。XRDデータは、フォームの転移を示さなかった。全体として、フォームIIは、化合物の乾燥結晶多形フォームに起因すると考えられた。
この実施例では、いくつかのJ147試料が生成された。多形体スクリーニング再結晶実験は、J147のフォームIかまたはアモルファスフォームを生成した(表11に示す)。フォーム1の飽和スラリーを生成させ、環境温度で数日間かき混ぜ/撹拌することにより、フォームII多形体が生成された。フォームI試料の多くは、2つの多形体は核形成と同時成長の傾向があることを示して、ある程度のフォームIIを含んでいた。フォームIIは、競合的スラリー実験の結果に基づいて、環境条件下で熱力学的に安定なフォームであるように見える。
Figure 2021525275
競合的スラリー実験:溶媒再結晶実験に加えて、最も安定なフォームを同定するために2つの競合的スラリー実験も行った。この実験は、異なる多形フォームの溶解度の違いを利用する。したがって、最初に溶解したフォームよりも溶解度が低い(より安定な)多形フォーム(および溶媒和物)のみが、競合的スラリー実験により生じ得る。スラリー実験は、フォームIおよびフォームIIの過剰材料を少量の溶媒/水に曝露し、得られた懸濁液を環境温度で数日間撹拌することによって実施された。固体をろ過し、XRDおよびDSCで分析して得られたフォームを同定した。分離後の脱溶媒和または物理的変化の可能性を回避するため、X線分析前には試料を乾燥しなかった。競合的スラリー実験の結果を表12に示す。
Figure 2021525275
競合的スラリー実験は、試料のフォームIIへの変態を生じた。この結果は、環境温度および圧力において、フォームIIがフォームIよりも溶解性が低く、熱力学的により安定な多形体であることを示唆する。
粉砕:クレッセント(Crescent)Wig-L-Bugボールミルを用いて、4800振動/分(3.2m/s)で1分間、フォームIを粉砕した。XRD分析は、この条件下では変態がないことを示した。
加熱を用いる再結晶:パネル1由来のアモルファス/ガラス試料を、60℃で6日真空オーブンに置いた。この固体のXRD分析は、フォームIIのXRDパターンを示した。フォームIの試料を、週末の間、40℃のオーブン中に置いた。XRDデータは、フォームIIへの転移を示した。フォームIに、可変温度(VT)XRD実験を実施した。フォームIの試料は、フォーム転移が観察されることなく、週末の間35℃でXRDに保持された。
熱力学的関係:融解熱および融解データを得るためDSC実験を実施した。このデータは、多形体がエナンチオトロピックまたはモノトロピックの関係で存在するかどうかを決定するためによく使用される。融解熱の法則は、高融点の多形体の融解熱が低い場合、2つのフォームはエナンチオトロピックであるとしている。逆に、高融点の多形体の融解熱が高い場合、2つのフォームはモノトロピックである。モノトロピック系では、ある多形から別の多形への転移は不可逆である。エナンチオトロピック系では、加熱または冷却により、2つの多形体間で可逆的に転移可能である。
純粋なフォームIの試料および2つのフォームII試料を、少量サイズの試料を用いて2℃/分の低加熱速度でDSC分析した。実験数10の平均融点温度および融解熱データを表13に示す。これらデータは、フォームIの融解温度は低く、フォームIIの融解温度は高いことを示す。融解熱は、高い標準偏差のフォームI試料と非常に近い値である。
Figure 2021525275
静的蒸気収着研究:動的蒸気収着試験は、自動吸湿天秤を備えた密閉湿度チャンバーで行った。動的蒸気収着の試験中に収集されたデータは、熱力学的平衡にないことがよくある。フォームIおよびフォームIIの材料が時間の経過とともに水和物を形成するかどうかを判断するために、試料を75%静的湿度チャンバーで観察した。
これらの研究の間、試料は、相対蒸気圧を維持するために、飽和塩溶液を含むチャンバー内の蓋のないペトリ皿に保管した。環境温度で飽和塩化ナトリウム塩溶液(75%RH)を使用した。
試料は、5日後と12日後に重量分析した。両方の期間の後、フォームIもIIも有意な重量変化を示さず、水和物の形成がないことを示した。
多形体スクリーニング実験で生じた生の回折データは、2つの多形フォームに分類された。これらの異なるフォームの試料を用いて、追加の実験(DSC、TGA、HSMなど)を行い、フォームを精緻化した。発見された多形フォームの概要を表14に要約する。
Figure 2021525275
表14は、研究中に観察されたJ147の異なる固体状態のフォームの要約である。主な結果は、J147の2つの無水多形フォームの発見である。この実施例で単離された多形フォームをIおよびIIと命名した。室温および常圧では、フォームIIがJ147の熱力学的フォームである。フォームIは、室温および常圧で準安定なフォームである。
さまざまな実験結果により、室温および圧力でフォームIが準安定フォームであることを確認した。フォームIからフォームIIへの転移の証拠は、40℃で約3日間保存した後に観察された。2つの異なる溶媒系にフォームIおよびフォームIIの50/50混合を含む競合的スラリー(環境温度で)は、4日後および8日後にフォームIからフォームIIへの変態を示した。7つの異なる溶媒系でのフォームIの非競合的スラリー実験は、6日後にフォームIIへの転移を示した。
スクリーニングは、材料に溶媒結晶化、加熱、粉砕、収着実験、競合的および非競合的スラリー実験を行うことを必須とする。全体として、J147は150以上の異なる結晶成長条件下で再結晶化され、粉末X線回折を用いて分析された。X線データを用いて試料を異なるグループに分類した。これらグループは、APIの固有の固体状態フォームを解明するために、熱的、光学的、分光法的およびその他の手段を用いて研究された。一般に、J147は、アモルファス形態に加え、フォームIおよびフォームIIと命名された2つの異なる多形フォームを示す。この実施例では、溶媒和物または水和物は発見されなかった。2つの多形フォームのうち、環境条件下で熱力学的に安定な多形体はフォームIIであった。
J147のフォームIIの調製実施例
バッチ法:その合成調製物由来の約100kgの粗J147を、約80kgのエタノールから2回濃縮した。粗生成物を約48kgのエタノールに取り込み、バッチ温度を28℃に調整した。バッチに約37kgの水を徐々に加えた。バッチを約30℃で約1.7時間保持した。バッチの試料を反応器から抜き出し、45mLの水を添加して固体を沈殿させた。得られた固体を種晶としてバッチに戻し、混合物を30℃で40分間撹拌した。さらに約34kgの水を追加した。バッチを約18℃で約58時間保持した後、約10℃に冷却してさらに約5.5時間保持した。得られた固体の分析は、フォームIの存在を示した。スラリーを約45℃に約16時間加熱した後、再び約10℃に冷却し、バッチをこの温度で約3時間保持することにより、フォームIはフォームIIに転移した。洗浄および乾燥後の濾過により、J147の固体フォームIIが約17.7kg回収された。

Claims (27)

  1. 2θ値で13.37、18.47および23.34(±0.2)°のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIIの製造方法であって、
    溶媒/貧溶媒混合物中に飽和したアモルファスまたは結晶フォームIの2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン] ヒドラジド(J147)を含むスラリーを調製する工程、および
    該スラリーを混合して結晶フォームIIをもたらす工程を含む、方法。
  2. 前記スラリーが結晶フォームIの飽和J147を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記混合工程が約25℃〜約50℃で行われる、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記混合工程が約40℃〜約50℃で行われる、請求項1または2に記載の方法。
  5. 前記貧溶媒が水である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 前記溶媒がアルコールである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 前記アルコールが、メタノール、エタノール、トリフルオロエタノール、1-プロパノールおよび2−プロパノールからなる群より選ばれる、請求項6に記載の方法。
  8. 前記アルコールがエタノールである、請求項6に記載の方法。
  9. 前記溶媒が、ジメチルホルムアミド(DMF)またはジメチルアセトアミド(DMA)である、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  10. 前記溶媒/貧溶媒混合物がエタノール−水である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  11. 前記溶媒/貧溶媒混合物の比が約4:1〜約1:4の範囲内である、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
  12. 前記溶媒/貧溶媒混合物の比が約1:2である、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
  13. 混合が約6時間ないし約6日にわたって続く、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
  14. フォームIIの収率が約50%〜約100%の範囲内である、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
  15. フォームIIの純度が少なくとも98%である、請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
  16. 2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIが、
    2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジドを、ニトロメタン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、ヘプタン、イソプロピルエーテル、酢酸イソプロピルおよびクロロホルムからなる群より選ばれる有機溶媒から、必要に応じて貧溶媒としての水の存在下に、再結晶することにより得られる、請求項1〜15のいずれかに記載の方法。
  17. 2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIの製造方法であって、
    2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジドを、ニトロメタン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、ヘプタン、イソプロピルエーテル、酢酸イソプロピルおよびクロロホルムからなる群より選ばれ、必要に応じてさらに貧溶媒としての水を含む有機溶媒から再結晶することを含む、方法。
  18. 前記再結晶が、貧溶媒としての水を用い、かつ貧溶媒に対する有機溶媒の比が約4:1〜約1:4の範囲内で行われる、請求項17に記載の方法。
  19. 2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の結晶フォームIの製造方法であって、
    2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジドを、溶媒としてのアルコールおよび貧溶媒としての水またはヘプタンを含む溶媒/貧溶媒混合物から再結晶することを含む、方法。
  20. 前記溶媒対貧溶媒の比が、約4:1〜約1:4の範囲内である、請求項19に記載の方法。
  21. 前記アルコールが、C−Cアルコールである、請求項19または20に記載の方法。
  22. 前記アルコールが、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、トリフルオロエタノール、1-ブタノールおよび2-ブタノールからなる群より選ばれる、請求項21に記載の方法。
  23. 前記貧溶媒が水である、請求項19〜22のいずれかに記載の方法。
  24. 2θ値で11.85、17.11、17.79および23.40(±0.2)°のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の単離された結晶フォームI。
  25. 2θ値で8.64、13.36、19.25、21.64および26.81(±0.2)°のX線回折ピークをさらに含む、請求項24に記載の単離された結晶フォームI。
  26. 2θ値で13.37、18.47および23.34(±0.2)°のピークを含む粉末X線回折パターンを有する、2,2,2-トリフルオロ酢酸1-(2,4-ジメチルフェニル)-2-[(3-メトキシフェニル)メチレン]ヒドラジド(J147)の単離された結晶フォームII。
  27. 2θ値で7.74、20.39、26.25、21.64および28.74(±0.2)°のX線回折ピークをさらに含む、請求項26に記載の単離された結晶フォームII。
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