PL218833B1 - Kokryształ fizetyna-izonikotynamid oraz sposób otrzymywania kokryształu fizetyna-izonikotynamid - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowy kokryształ fizetyna - izonikotynamid znajdujący zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i/lub kosmetycznym oraz sposób jego wytwarzania metodą roztworową oraz poprzez mielenie z dodatkiem rozpuszczalnika.

Fizetyna (3,7,3',4'-tetrahydroksyflawon, wzór 1) jest naturalnym związkiem pochodzenia roślinnego, należącym do grupy flawonoidów i podgrupy flawonoli. Zgodnie z publikacją Arai, Y., Watanabe, S., Kimira, M, Shimoi, K., Mochizuki, R. & Kinae, N. (2000). J. Nutr. 130, 2243-2250, Kimira, M., Arai, Y., Shimoi, K. & Watanabe, S. (1998). J. Epidemiol. 8, 168-175 występuje głównie w truskawkach oraz innych owocach i warzywach (jabłka, kiwi, brzoskwinie, ogórek, cebula, pomidory) winie i orzechach.

Zgodnie z publikacją Ragelle, H., Crauste-Manciet, S., Seguin, J., Brossard, D., Scherman, D., Arnaud, P. & Chabot, G. G. (2012). International Journal of Pharmaceutics. 247, 452-459 jest związkiem słabo rozpuszczalnym w wodzie.

Z kolei w publikacji Funakoshi-Tago, M., Nakamura, K., Tago, K., Mashino, T. & Kasahara, T. (2011). Int. Immunopharmacol. 11, 1150-1159 stwierdzono, iż fizetyna wykazuje właściwości charakterystyczne dla flawonoidów - przeciwutleniające oraz stosownie do publikacji Geraets, L., Haegens, A., Brauers, K., Haydock, J. A., Vernooy, J. H., Wouters, E. F., Bast, A. & Hageman, G. J. (2009). Biochem. Biophys. Res. Commun. 382, 568-603, Park, H. H., Lee, S., Oh., J. M., Lee, M. S., Yoon, K. H., Park, B. H., Kim, J. W., Song, H. & Kim, S.H. (2007). Pharmacol Res. 55, 31-37 przeciwnowotworowe oraz przeciwzapalne.

Ponadto zgodnie z publikacją Khan, N., Afaq, F., Syed, D. N. & Mukhtar, H. (2008). Carcinogenesis. 29, 1049-1056 fizetyna powoduje apoptozę i wstrzymanie cyklu komórkowego w komórkach raka prostaty, okrężnicy -publikacja Lu, X., Jung, J., Cho, H. J., Lim, D. Y., Lee, H. S., Chun, H. S., Kwon, D.Y. & Park, J. H. (2005). J. Nutr. 135, 2884-2890 i piersi - publikacja Yang, P. M., Tseng, H. H., Peng, C. W., Chen, W. S. & Chiu, S. J. (2012). Int. J. Oncol. 40, 469-478.

Stosownie do publikacji Maher, P. (2009). Genes Nutr. 4, 297-307 fizetyna posiada wielokierunkowy wpływ na procesy starzenia neuronów.

Z kolei pozytywny wpływ na długotrwałą pamięć została wykazana dla myszy w publikacji Maher, P., Akaishi, T. & Abe, K. (2006). PNAS. 103, 16568-16573.

Fizetyna oraz rezweratol chronią zdrowe komórki przed chorobą Huntingtona co ujawniono w publikacji Maher, P., Dargusch, R., Bodai, L., Gerard, P., Purcell, J. & Marsh, L. J. (2011). Hum. Mol. Genet. 20, 261-270.

Zgodnie z publikacją Zhen, L., Zhu, J., Zhao, X., Huang, W., An, Y., Li, S., Du, X., Lin, M., Wang, Q., Xu, Y. & Pan, J. (2012). Behav. Brain Res. 228, 359-366 fizetyna posiada również właściwości leku antydepresyjnego i zwiększa zawartość głównego wewnątrzkomórkowego przeciwutleniacza, glutationu, w komórkach, co przedstawiono w publikacji Burdo, J., Schubert, D. & Maher, P. (2008). Brain Res. 1189,12-22.

W publikacjach R.K. Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell, Harper's Biochemistry, 22nd ed., Prentice Hall International Ine, London, 1990, Yurdakul, S., Atac, A., Sahin, E. & Ide, S. (2003) Vib. Spectrosc. 31, 41 izonikotynamid (wzór 2) to ważny związek farmaceutyczny o właściwościach przeciwgruźliczych, przeciwbakteryjnych i przeciwgorączkowych.

Izonikotynamid znajduje się na liście związków dopuszczonych do bezpiecznego stosowania, jako dodatki do produktów spożywczych, dzięki czemu znajduje szerokie zastosowanie w kokrystalizacji farmaceutycznie czynnych kwasów karboksylowych oraz może być stosowany jako składnik preparatów farmaceutycznych i suplementów diety.

Kokrystalizacja od kilku lat jest jedną z obiecujących metod modyfikowania niekorzystnych parametrów fizykochemicznych substancji farmaceutycznie czynnych. W roku 2011 opublikowano pierwszą publikację dotyczącą kokrystalizacji flawonoidów w aspekcie farmaceutycznym. Otrzymany kokryształ kwercetyny i kofeiny charakteryzuje się 14-krotnie zwiększoną rozpuszczalnością i 10-krotnie zwiększoną biodostępnością w porównaniu z kwercetyną.

Termin kokryształ nie posiada jednoznacznej definicji i jest przedmiotem rozległej debaty w publikacji Aitipamula, S., et al. (2012). Cryst. Growth Des. 12, 2147-2152. Jedna z definicji zakłada, że kokryształ jest strukturalnie homogenicznym ciałem stałym, zawierającym dwa składniki w określonej stechiometrii, które pozostają w obojętnej elektrycznie formie a w warunkach pokojowych są ciałami stałymi. Głównym składnikiem kokryształu jest substancja farmaceutycznie czynna (ang. API), drugi zwany jest koformerem.

PL 218 833 B1

Niewystarczająca biodostępność fizetyny stoi na przeszkodzie ku opracowywaniu skutecznych leków, preparatów farmaceutycznych oraz suplementów diety i jest związana z niewielką rozpuszczalnością w środowiskach wodnych (<1 mg/g [3]). Próby modyfikacji rozpuszczalności fizetyny podejmowane były poprzez kompleksowanie cyklodekstrynami -publikacja Guzzo, M. R., Uemi, M., Donate, P. M., Nikolaou, S., Machado, A. E. H. & Okano, L. T. (2006). J. Phys. Chem. A. 110, 10545-10551, wytwarzanie nanoemulsji lub formulacji liposomalnych -publikacja Mignet, N., Seguin, J., Ramos Romano, M., Brulle, L., Touil, Y. S., Scherman, D., Bessodes, M. & Chabot, G. G. (2012). Int. J. Pharm. 423, 69-76.

W publikacji Smith, A. J., Kavuru, P., Wojtas, Ł., Zaworotko, M. J. & Shytle, R. D. (2011). Mol. Pharm. 8, 1867-1876 opisano kokryształy farmaceutyczne kwercetyny.

W następnej publikacji Kavuru, P. (2008). MSc Thesis, University of South Florida, USA opisano kokokryształy hesperytyny.

W jeszcze innej publikacji ] Sowa, M., Ślepokura, K. & Matczak-Jon, E. (2012). Acta Cryst. C68,

0262-o265 ujawniono kokokryształy bajkaleiny.

Przykłady niektórych ze znanych kokryształów flawonoidów ujawniono w amerykańskim zgłoszeniu patentowym US20100204204.

Zwiększenie rozpuszczalności fizetyny na drodze kokrystalizacji nie było dotychczas przedmiotem badań. Aktualnie nie są znane żadne inne kokryształy fizetyny, poza związkiem będącym przedmiotem tego wynalazku.

Istotą wynalazku jest kokryształ fizetyna - izonikotynamid o wzorze 3.

Wynalazek dotyczy również sposobu otrzymywania kokryształu fizetyna -izonikotynamid o wzorze 3 polegającego na tym, że fizetynę o wzorze 1 w ilości od 25 do 50 mg i izonikotynamid o wzorze 2 w ilości 150 do 300 mg rozpuszcza się w od 5 do 10 mL etanolu lub metanolu, po czym całość miesza się, przesącza się, a następnie pozostawia się do powolnego odparowania w temperaturze pokojowej, a po 7 do 21 dniach zbiera się kryształy.

W innej odmianie sposobu otrzymywania kokokryształu fizetyna - izonikotynamid o wzorze 3 w stalowym naczyniu młyna kulowego umieszcza się fizetynę o wzorze 1 i izonikotynamid o wzorze 2 w ilości stechiometrycznej 1:1, po czym dodaje się polarny, aprotyczny rozpuszczalnik w ilości 50 gL na każde 50 mg fizetyny, a następnie całość mieli się przez czas od 5 do 45 minut, i tak otrzymany materiał mikrokrystaliczny suszy się w temperaturze pokojowej przez okres od 12 do 24 godzin i poddaje analizie na dyfraktometrze proszkowym.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładach jego wykonania oraz na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia zdjęcia kokryształów fizetyna - izonikotynamid otrzymywanych (a) z roztworu etanolowego i (b) z roztworu metanolowego, wykonane pod mikroskopem stereoskopowym, fig. 2 przedstawia część niezależna komórki elementarnej kokryształu fizetyna - izonikotynamid, wraz z numeracją atomów i wiązaniami wodorowymi, fig. 3 przedstawia upakowanie cząsteczek w sieci krystalicznej, ukazujące (a) tworzenie taśmy molekularnej oraz (b) oddziaływania pomiędzy taśmami prowadzące do utworzenia warstwy molekularnej, fig. 4 przedstawia porównanie dyfraktogramu teoretycznego kokryształu fizetyna - izonikotynamid (FISINAM calc) z eksperymentalnym dyfraktogramem proszkowym (FISINAM SE EtOH), fig. 5 przedstawia porównanie dyfraktogramu teoretycznego kokryształu fizetyna - izonikotynamid (FISINAM calc) z dyfraktogramem produktu syntezy metodą mielenia z dodatkiem octanu etylu (FISINAM LAG EtOAc), fig. 6 przedstawia porównanie dyfraktogramu teoretycznego kokryształu fizetyna - izonikotynamid (FISINAM calc) z dyfraktogramem produktu syntezy metodą mielenia z dodatkiem tetrachlorometanu (FISINAM LAG CCl4), fig. 7 przedstawia dyfraktogram eksperymentalny fizetyny, fig. 8 przedstawia dyfraktogram eksperymentalny izonikotynamidu, fig. 9 przedstawia dyfraktogram proszkowy mieszaniny fizetyny i izonikotynamidu (FIS + INAM PM) w porównaniu do dyfraktogramu teoretycznego kokryształu fizetyna - izonikotynamid, wraz z zaznaczonymi refleksami diagnostycznymi.

P r z y k ł a d 1

Fizetynę (25 mg, 0,086 mmol) oraz izonikotynamid (200 mg, 1.638 mmol) rozpuszczono w 5 mL metanolu za pomocą mieszania. Roztwór przesączono do zlewki, którą szczelnie zaklejono parafilmem i wykonano kilka niewielkich otworów umożliwiających powolne parowanie roztworu. Następnie pozostawiono zlewkę w temperaturze pokojowej (23°C). Po 10 dniach zebrano jasno-żółte kryształy na dnie zlewki (fig. 1a). Spośród otrzymanych kryształów wybrano monokryształ do analizy rentgenostrukturalnej. Wykonanie dyfraktogramu proszkowego całości otrzymanych kryształów wyklucza obecność innych produktów oprócz zamierzonego kokryształu fizetyny i izonikotynamidu.

PL 218 833 B1

P r z y k ł a d 2

Fizetynę (25 mg, 0.086 mmol) oraz izonikotynamid (200 mg, 1.638 mmol) rozpuszczono w 7 mL etanolu (99.8%) za pomocą mieszania. Roztwór przesączono do zlewki, którą szczelnie zaklejono parafilmem i wykonano kilka niewielkich otworów umożliwiających powolne parowanie roztworu. Następnie pozostawiono zlewkę w temperaturze pokojowej (23°C). Po 14 dniach zebrano jasno-żółte kryształy na dnie zlewki (fig. 1b). Wykonanie dyfraktogramu proszkowego całości otrzymanych kryształów wyklucza obecność innych produktów oprócz zamierzonego kokryształu fizetyny i izonikotynamidu.

P r z y k ł a d 3

Fizetynę (50 mg, 0.171 mmol) oraz izonikotynamid (21.3 mg, 0.171 mmol) umieszczono w stalowym naczyniu o pojemności 10 mL, zawierającym dwie stalowe kulki o średnicy 7 mm. Do mieszaniny dodano 100 μL (około dwie krople) octanu etylu. Naczynie zamocowano w młynku kulowym Narva Vibrator Mill i poddano mieleniu przez 10 minut, przy częstotliwości drgań 50Hz. Otrzymany materiał mikrokrystaliczny wysuszono w warunkach pokojowych przez okres 12 godzin i poddano analizie na dyfraktometrze proszkowym. Porównanie otrzymanego dyfraktogramu z dyfraktogramem teoretycznym dla kokryształu fizetyna - izonikotynamid 1:1 pozwala na stwierdzenie 100% konwersji (fig. 5).

P r z y k ł a d 4

Fizetynę (50 mg, 0.171 mmol) oraz izonikotynamid (21.3 mg, 0.171 mmol) umieszono w stalowym naczyniu o pojemności 10 mL, zawierającym dwie stalowe kulki o średnicy 7 mm. Do mieszaniny dodano 100 μL (około dwie krople) tetrachlorometanu. Naczynie zamocowano w młynku kulowym Narva Vibrator Mill i poddano mieleniu przez 5 minut, przy częstotliwości drgań 50Hz. Otrzymany materiał mikrokrystaliczny wysuszono w warunkach pokojowych przez okres 12 godzin i poddano analizie na dyfraktometrze proszkowym. Porównanie otrzymanego dyfraktogramu z dyfraktogramem teoretycznym dla kokryształu fizetyna - izonikotynamid 1:1 pozwala na stwierdzenie ok. 95% konwersji (fig. 6).

P r z y k ł a d 5

Analizę rentgenograficzną wykonano w temperaturze -173°C, na czterokołowym aparacie Kuma KM-4-CCD o geometrii kappa, z kamerą CCD Sapphire 2, wykorzystując promieniowanie MoKa (λ = 0.71073A). Rejestrację, redukcję i analizę danych wykonano z wykorzystaniem programów CrysAlisCCD i CrysAlisRED. Strukturę rozwiązano metodami bezpośrednimi wykorzystując program SHELXS-97 i udokładniono z wykorzystaniem programu SHELXL-97. Dyfraktogramy proszkowe wykonano w temperaturze pokojowej, na aparacie Bruker D8 Advance wykorzystując promieniowanie Cu-Ka (λ, = 1.5418A) przy 30 kV i 40 mA i detektor VANTEC-1. Każdą próbkę analizowano pomiędzy kątami 2Θ 3° a 40°, z krokiem 0.01608° i łącznym czasem pomiaru 40 minut. Kokryształ fizetyna - izonikotynamid 1:1 krystalizuje w grupie przestrzennej P-1 układu trójskośnego. Wybrane dane krystalograficzne znajdują się w tabeli 1.

T a b e l a 1

Wybrane dane krystalograficzne kokryształu fizetyna - izonikotynamid

Dane krystalograficzne
C-|5H1C)O6OeHeN2O	a = 110.95 (2)°
Mr = 408.36	β = 98.48 (2)°
Układ trójskośny, P-1	γ = 98.00 (2)°
a = 8.742 (2) A	V = 881.2 (4) A3
b =10.228 (3) A	Z = 2
c =10.908 (2) A	T = 100(2) K
R[F* > 2σ^2)] = 0.046

PL 218 833 B1

Claims (3)

1. Kokryształ fizetyna - izonikotynamid o wzorze 3.

2. Sposób otrzymywania kokryształu fizetyna - izonikotynamid o wzorze 3, znamienny tym, że fizetynę o wzorze 1 w ilości od 25 do 50 mg i izonikotynamid o wzorze 2 w ilości 150 do 300 mg rozpuszcza się w od 5 do 10 mL etanolu lub metanolu, po czym całość miesza się, przesącza się, a następnie pozostawia się do powolnego odparowania w temperaturze pokojowej, a po 7 do 21 dniach zbiera się kryształy.

3. Sposób otrzymywania kokokryształu fizetyna - izonikotynamid o wzorze 3, znamienny tym, że w stalowym naczyniu młyna kulowego umieszcza się fizetynę o wzorze 1 i izonikotynamid o wzorze 2 w ilości stechiometrycznej 1:1, po czym dodaje się polarny, aprotyczny rozpuszczalnik w ilości 50 μL na każde 50 mg fizetyny, a następnie całość mieli się przez czas od 5 do 45 minut, i tak otrzymany materiał mikrokrystaliczny suszy się w temperaturze pokojowej przez okres od 12 do 24 godzin i poddaje analizie na dyfraktometrze proszkowym.