KR20160013770A

KR20160013770A - 다파글리프로진의 신규 결정질 복합체 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20160013770A
Application number: KR1020140096039A
Authority: KR
Inventors: 김기림; 박철현; 이재헌; 장영길
Original assignee: 한미정밀화학주식회사
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-02-05
Also published as: WO2016018024A1

Abstract

본 발명은 SGLT2 억제제인 다파글리프로진의 D-마니톨 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체는 기존 (S)-프로필렌글리콜 복합체보다 저렴한 가격으로 제조가 가능하며, 더 높은 항 당뇨 효과를 갖는다.

Description

다파글리프로진의 신규 결정질 복합체 및 이의 제조방법 {NOVEL CRYSTALLINE COMPLEX OF DAPAGLIFLOZIN AND METHOD FOR PREPARING SAME}

본 발명은 다파글리프로진(Dapagliflozin)의 신규 결정질 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SGLT2 억제제인 다파글리프로진의 D-마니톨 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

당뇨병이란 인슐린의 분비에 문제가 있거나 인슐린의 기능에 문제가 있어서, 또는 이 두 가지의 복합적인 문제로 오랜 기간 높은 혈당을 유지하게 되는 병을 말한다. 인슐린은 췌장의 베타세포에서 분비되는 호르몬으로 혈액 속에 있는 포도당 등의 영양소를 에너지로 바꿔주기 위해 포도당을 세포 내로 보내주는 일을 돕는다. 하지만, 인슐린의 작용이 부족하면 포도당이 근육이나 세포에 들어가지 못하고 혈액 중에 포도당이 축적되어 고혈당이 초래되고, 소변에도 당이 나오게 된다. 이러한 현상이 지속되면 결국 혈당이 높은 상태로 오랫동안 유지하게 되고, 이로부터 미세혈관에 여러 합병증을 유발하게 된다. 고혈당으로 인한 합병증으로는 신경, 신장, 눈 및 심혈관계의 병을 유발하고 이로 인해 하지 절단, 신부전증, 시력상실, 고혈압 및 심근 경색 등과 같은 심각한 결과를 초래한다.

전 세계적으로 당뇨병은 성인 사망의 중요한 원인의 하나가 되고 있으며, 비만 인구의 증가에 따라 당뇨환자의 수도 급격하게 늘어나고 있는데, 2010년에 세계적으로 약 2.8억 명의 환자가 있으며, 2030년이 되면 약 4.4억 명 정도로 증가할 것이라고 예측되고 있다.

전세계 대략 1억 명의 사람들이 제II형 당뇨병(NIDDM)을 앓고 있는데, 이는 간 글루코스의 생성이 과다하거나 말초인슐린 내성으로 인한 고혈당증을 특징으로 하고, 그 근본 원인은 아직 밝혀져 있지 않다. 당뇨병 환자에서 혈장 글루코스 수준을 지속적으로 제어할 경우, 진행성 질환에서 나타나는 당뇨병 합병증 및 베타 세포 기능부전의 발병을 상쇄시킬 수 있다.

혈장 글루코스는 일반적으로 신장 사구체에서 여과되고 근위 세관에서 능동적으로 재흡수된다. 신장에서의 글루코스 재흡수 중 90％가 신장 피질 근위 세관의 초기 S1 절편의 상피 세포에서 일어난다. SGLT2는 신장 근위세관의 초기 S1 절편에서 주로 발현되는 14개의 막-관통 절편을 함유하는 672개 아미노산 단백질로서, 이러한 재흡수를 담당하는 주요 수송자라고 여겨진다. SGLT2의 기질 특이성, 나트륨 의존성, 및 국소화는 예전에 인간피질 신장 근위 세관에서 특징 규명된 높은 용량, 낮은 친화도, 나트륨-의존성의 글루코스 수송자의 특성과 일치한다. 추가로, 하이브리드 결실 연구는 SGLT2를 근위 세관의 S1 절편에 존재하는 우세한 Na+/글루코스 보조 수송자로 암시하는데, 이는 래트 신장 피질로부터의 mRNA에서 코딩되는 실제로 모든 Na-의존성 글루코스 수송 활성이 래트 SGLT2에 특이적인 안티센스 올리고뉴클레오티드에 의해 억제되기 때문이다. 인간에서, SGLT2 중의 돌연변이는 신장 당뇨의 가족형과 관련이 있었고, 이는 신장 글루코스 재흡수에 있어서 SGLT2의 주된 역할에 관한 추가의 증거를 제공한다. 이러한 환자에서 다른 측면의 신장 형태 및 신장 기능은 정상적이다. 당뇨병 환자에서 SGLT2를 억제할 경우 글루코스의 배출이 증가되어 혈장 글루코스 수준이 저하될 것으로 예측된다.

당뇨병 환자에서 SGLT2의 선택적 억제는 유의한 위장 부작용없이 뇨 중의 글루코스 배출을 증대시켜서 인슐린 민감성을 개선시키고 당뇨병 합병증의 발병을 지연시킴으로써 혈장 글루코스를 정상화시킬 수 있다.

브리스톨-마이어스 스큅 컴퍼니의 미국특허 제 6,515,117 호에서는 하기 화학식 I의 화합물((2S,3R,4R,5S,6R)-2-[4-클로로-3-(4-에톡시벤질)페닐]-6-(히드록시메틸)테트라히드로-2H-피란-3,4,5-트리올, 다파글리프로진)이 개시된 바 있다.

[화학식 I]

하지만 상기 특허에서는 화학식 I의 물질을 제조하고 있지만 오일 형태로 목적 화합물을 얻었으며, 여기에 클로로포름을 가한 후 진공 하에서 다시 처리하여 에틸아세테이트가 포함되어 있는 점성 있는 고체로 목적 화합물을 얻고 있다. 상기 방법으로 얻은 화학식 I의 화합물은 불순물이 제거될 수 없기 때문에 컬럼 등을 이용하여 정제를 수행해야 하며, 이는 산업적으로 적합한 방법이 아님을 확인할 수 있다.

또한 브리스톨-마이어스 스큅 컴퍼니의 미국특허 제 7,919,598 호에서는 하기 화학식 Ia의 화합물이 개시된 바 있다.

[화학식 Ia]

상기 화학식 Ia의 화합물은 화합물 I 화합물, (S)-프로필렌글리콜과 물의 1:1:1 결정질 복합체이다. 상기 화합물은 결정성이 좋지 않은 화합물 I을 결정화하여 의약품 용도로 사용하기 편리하게 할 수 있으며 또한 화합물 I의 정제에도 도움이 된다.

하지만 화학식 Ia의 물질은 가격이 매우 높은 (S)-프로필렌글리콜을 사용해야 하며, 이는 제조 단가를 높이는 결과를 보여준다. 따라서 화합물 Ia의 물질의 전체적인 API 생산 단가는 일반적인 API에 비하여 상당히 높을 것을 예상할 수 있다. 이는 장기 복용을 해야 하는 당뇨병 환자들의 입장에서 보면 매우 불리한 결과를 예상할 수 있다.

또한 산도즈의 유럽특허 제 2,597,090 호에서는 화학식 I의 수화물이 개시된 바 있다. 화학식 I 수화물은 물 중에서 글리콜, 글리세롤, 아라비톨, 자일리톨 등의 당 알코올들과 화합물 I을 같이 교반하여 시드(seed)를 얻은 다음, 이를 이용하여 물 중에서 수화물을 제조하는 방법을 제시하고 있다.

하지만 상기 특허에서는 시드를 얻은 후 실제 결정을 얻기 위해 낮은 온도에서 3일 이상 교반하여야 수화물을 얻을 수 있다고 기술하고 있으며, 수율이 언급되어 있지는 않지만 매우 낮은 것을 확인할 수 있었다. 이는 상업적으로 힘든 반응이라 할 수 있으며, 이와 같은 이유로 인하여 다파글리프로진 신규 결정질 복합체 물질에 대한 필요성이 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하여 낮은 생산원가를 가지며 불순물의 정제 효과가 우수한 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 D-마니톨과 복합체를 이루는 하기 화학식 I 의 화합물의 결정질 구조물을 제공한다:

[화학식 I]

.

또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) 알코올 용매 중 화합물 I의 용액을 제조하는 단계; b) 상기 제조한 화합물 I의 용액의 몰수에 약 1배 몰수로 포함하는 D-마니톨 수용액을 제조하는 단계; c) 상기에서 제조한 용액을 혼합한 후 50 내지 80℃에서 가열 환류시키는 단계; 및 d) 생성된 용액을 약 0℃로 냉각시켜 하기 화학식 II의 결정을 형성하는 단계를 포함하는, 화학식 I의 화합물의 D-마니톨과의 1:1 결정질 수화물 복합체의 제조 방법을 제공한다:

[화학식 II]

.

본 발명의 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체는 기존 (S)-프로필렌글리콜 복합체보다 저렴한 가격으로 제조가 가능하며, 더 높은 항 당뇨 효과를 갖는다.

도 1은 실시예 1에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체의 X-선 회절 분광도를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체의 시차 주사 열량측정법(DSC)을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체의 ¹H-NMR 을 나타낸 것이다.

본 발명은 하기에 언급한 바와 같이 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 9.7, 17.3, 20.0, 20.4, 21.4 ± 0.2°의 2θ에서 피크를 나타내는 분말 X 선 회절 패턴을 갖는 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 제공한다. 바람직하게는, 9.7, 13.7, 17.3, 20.0, 20.4, 21.4 ± 0.2°의 2θ에서 피크를 나타내는 분말 X 선 회절 패턴을 갖는 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 복합체를 제공한다. 더욱 바람직하게는, 9.7, 11.1, 13.7, 17.3, 18.7, 20.0, 20.4, 21.4, 27.5, 33.9, 36.2, 40.4, 43.9 ± 0.2°의 2θ에서 피크를 나타내는 분말 X 선 회절 패턴을 갖는 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 복합체를 제공한다. 또한, 가장 바람직하게는 상기 본 발명에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체는 도 1에 도시된 분말 X 선 회절 패턴을 갖는 것일 수 있다.

상기 본 발명에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체는 열 성질에 의해서도 확인될 수 있다. 도 2의 시차 주사 열량측정법(DSC) 열분석도를 참조하면 본 발명에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 복합체는 약 163℃에서 흡열 피크를 보여주고 있음을 확인하였다.

본 발명은 불활성 용매 중에서 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법에 의하여 용매로서 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올을 단일 또는 혼합용매로 사용하여 시타글립틴 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 제조한다.

본 발명의 제조 방법에 사용 가능한 불활성 용매에는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등이 있으며, 바람직하게는 물, 에탄올을 단독 또는 혼합하여 사용한다.

상기 불활성 용매 중에서 화합물 I인 다파글리프로진 1 당량에 대하여 D-마니톨 1 내지 1.5 당량, 바람직하게는 1.02 내지 1.2 당량을 불활성 용매에 가하여 반응시킬 수 있으며, 25 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃의 반응 온도에서 0.5 내지 24시간, 바람직하게는 3 내지 6시간 동안 교반한 후, 이를 0 내지 25℃, 바람직하게는 0 내지 5℃로 냉각한 후, 필요에 따라서는 시딩(seeding)을 통하여 얻을 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의하여, 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 99.0% 이상의 고순도로 제조할 수 있다.

또한 본 발명에서 사용되고 있는 D-마니톨은 의약, 식품 등에 광범위하게 사용되는 물질로서 안정적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 저렴한 가격으로 사용할 수 있어 장기간 복용해야 하는 당뇨병 치료제를 제조하는데 사용하는 것은 매우 적합하다고 할 수 있다. 또한 D-마니톨은 의약품 용도로 삼투작용에 의해 부종을 낮추는데 사용되며, 따라서 이뇨작용을 일으킬 수 있는 물질이다. 이는 SGLT-2 저해제로 사용되는 다파글리프로진의 작용에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 또한 D-마니톨은 수분 저항성이 강한 이유로 인하여 의약품 태블릿 코팅에 사용되고 있으며, 이러한 성질을 이용하게 되면 수분 저항성이 높은 복합 결정형을 제조할 수 있을 것으로 사료된다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시 예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 다파글리프로진 D- 마니톨 신규 결정질 수화물 복합체의 제조

D-마니톨 0.98g(5.4mmol)을 정제수 12mL에 녹인 수용액을 무정형 다파글리프로진 (순도: >97%, 미국특허 제6,515,117호 실시예의 방법으로 제조) 2g(4.9mmol)이 녹아있는 에탄올 용액에 상온에서 가하였다. 이 혼합용액을 내부온도가 약 80℃가 되도록 약 3시간 동안 가열 환류시켰다. 이 용액을 약 10℃로 서서히 냉각한 후 강하게 교반하면서 시딩(seeding)을 한 다음 약 4℃로 추가 냉각시켰다. 약 12시간 동안 약 4℃에서 추가 교반한 후 여과하고 질소 하에서 건조하여 본 발명에 따른 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체 1.3g(45%)을 얻었다

HPLC 순도: >99%; 수분 (Karl-Fischer 법) : 2.9%

상기 다파글리프로진 D-마니톨 결정질 수화물 복합체의 구조를 핵자기공명스펙트럼(NMR) 400MHz FT-NMR Spectrometer(Varian, 400-MR)를 사용하여 분석하였다.

H-NMR (400MHz, DMSO-d₆) δ 7.37-7.35 (d, 1H), 7.32-7.31 (d, 1H), 7.24-7.21 (dd, 1H), 7.10-7.08 (d, 2H), 6.83-6.81 (d, 2H), 4.97-4.95 (dd, 2H), 4.84-4.83 (d, 1H), 4.48-4.44 (t, 1H), 4.42-4.40 (d, 1H), 4.34-4.31 (t, 1H), 4.14-4.12 (d, 1H), 4.02-3.92 (m, 5H), 3.71-3.67 (m, 1H), 3.67-3.58 (m, 1H), 3.56-3.52 (t, 1H), 3.46-3.35 (m, 3H), 3.28-3.07 (m, 4H), 1.31-1.27 (t, 3H)

실험예 1: 실시예 1 에서 제조된 다파글리프로진 D- 마니톨 신규 결정질 수화물 복합체의 결정형 확인

실시예 1에서 제조된 다파글리프로진의 결정형을 하기와 같이 확인하였다.

구체적으로, Diffraction Extensible Resource Descriptor(Brucker, USA)를 사용하여 X선 회절분석(XRD)을 수행하고, 시차주사열량계(Differential scanning calorimeter; METTLER TOLEDO, Swiss)를 사용하여 시차주사열량분석(DSC)을 수행하였다. 상기 시험 결과 실시예 1의 결정형의 결과를 도 1 및 2에 나타내었다.

실험예 2: 실시예 1에서 제조된 다파글리프로진 D- 마니톨 신규 결정질 수화물 복합체의 HPLC 분석

상기 실시예 1에서 제조된 다파글리프로진 D-마니톨 신규 결정질 수화물 복합체를 하기 표 1 및 표 2의 조건 하에서 HPLC에 의해 분석하였다.

Resource	Information
컬럼	Ascentis Express RP-Amide 4.6mm X 150mm, 2.7μm(Aldrich)
이동상	MP A : Formic acid 1mL/1000mL in H₂O MP B : Formic acid 1mL/1000mL in ACN
시험 용액	Test specimen 5mg/10mL in 50% ACN
컬럼 온도	25 ℃
검출기 파장	UV, 220nm
주입량	3 μL
유속	0.7 mL/min
작동 시간	40 min

구배 시스템

시간 (분)	이동상 A (%)	이동상 B (%)
0	75	25
0 - 25	35	65
25 - 26	30	70
26 - 29	30	70
29 - 35	75	25
35 - 40	75	25

Claims

D-마니톨과 복합체를 이루는 하기 화학식 I 의 화합물의 결정질 구조물:
[화학식 I]

.
하기 구조의 화학식 II 의 D-마니톨 복합체 수화물 결정질 구조물:
[화학식 II]

.
제 2 항에 있어서, 하기 사항 중 하나 이상을 특징으로 하는 결정질 구조물:
a) 도 1의 X-선 회절 패턴; 및
b) 도 2의 시차 주사 열량 특정 열 분석도(DSC).
a) 알코올 용매 중 화합물 I의 용액을 제조하는 단계;
b) 상기에서 제조한 화합물 I의 용액의 몰수에 약 1배 몰수로 포함하는 D-마니톨 수용액을 제조하는 단계;
c) 상기에서 제조한 용액을 혼합한 후 50 내지 80℃에서 가열 환류시키는 단계; 및
d) 생성된 용액을 약 0℃로 냉각시켜 화합물 II의 결정을 형성하는 단계
를 포함하는, 제2항에서 정의한 화학식 II 의 D-마니톨 복합체 수화물 결정질 구조물의 제조 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 알코올 용매가 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 알코올 용매가 에탄올인 것을 특징으로 하는 방법.