(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径100μm未満の結晶を晶出させる方法であって、晶出させるべき化合物がカロテノイド類およびレチノイド類からなる群から選択される化合物であり、晶出させるべき化合物の溶液または懸濁液にソノトロードによって直接導入される超音波と、特定の比撹拌動力とを同時に使用することで晶出を行い、前記超音波の周波数は16〜100kHzであり、前記超音波の強度は最大4Wcm-2までであり、前記特定の比撹拌動力PRは0.2〜2Wkg-1であり、比撹拌動力PRは下記式
【数１】
0004060658.tif 000008
（式中、
msol = 使用される溶液の質量
Ne = f(Re) = スターラーの力率
d = スターラー直径
n = スターラー回転速度
Vsol = 使用される溶液の体積
である。）
で定義され、晶出を一定の冷却速度を用いた冷却晶出としてまたは様々な冷却速度を用いた冷却プログラムとして行い、晶析装置内の固体含量が0〜30重量％であることを特徴とする方法。
【請求項２】
晶出させるべき化合物が13-(Z)-レチノイン酸である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
溶液または懸濁液中の晶出させるべき化合物の濃度が1〜20重量％である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
晶出を撹拌槽またはドラフトチューブ型晶析装置内で行う、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
晶析装置内の温度が-10〜120℃である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
超音波を晶出プロセス全体にわたって使用する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
超音波を核生成期の間のみ、または最大過飽和度に到達した後にのみ使用する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、狭い粒度分布の小粒子を晶出（すなわち結晶化）させるための方法に関する。本発明の結晶は、晶出させるべき物質の溶液または懸濁液に超音波を導入すると同時に、特定の比撹拌動力に調節することによって得られる。
【０００２】
本発明の方法は、活性物質、好ましくはポリエン含有活性物質(例えばカロテノイド類またはレチノイド類)の晶出に特に好適である。
【０００３】
【従来の技術】
多くの用途にとって、特に活性物質の調製にとって、厳密に規定された小さい粒径と狭い粒度分布とを同時に達成することは興味深い。なぜなら、そうすることにより、一方では良好な加工処理を確実に行うことができる場合が多く、他方では活性物質を用いて良好な生物学的利用能を達成することができるからである。
【０００４】
多くの生成物に関し、所望の粒子の粒径を規定の値にすると同時に狭い粒度分布にて調節することに困難がないわけではない。
【０００５】
結晶の特性を超音波で改変できることは知られている。結晶の大きさと形状の双方に影響を与えることがさらに可能である。さらに、狭い粒度分布のより均一な結晶が超音波結晶化法により得られることは文献公知である(特にT.J.Mason, Chemistry with Ultrasound, Critical Reports on Applied Chemistry, 28, 1990; T.J. Mason, J.P.Lorimer, Sonochemistry: Theory, Applications and Uses of Ultrasound in Chemistry, Ellis Horwood Ltd., Chichester, 1988)。
【０００６】
国際公開第00/32597号(Smithkline Beecham PLC)には、塩酸パロキセチンプロパン-2-オール溶媒和物の晶出に対する超音波使用の利点が記載されている。この場合の超音波処理は、好ましくは、準安定ゾーン内で徐冷することで行われ、さらに冷却状態に維持される。これにより、撹拌、洗浄および濾過が容易で、しかも通常の晶出生成物よりも良好に溶解する生成物が得られる。
【０００７】
欧州特許0797562B1号(DuPont)には、アジピン酸の晶出に対する同様の超音波の効果が記載されている。平均粒径は超音波によってわずかに小さくなる(330μmから300μm、すなわち10％未満の減少)か、より大きくなる(207μmから215μm、すなわち約４％の増加)。
【０００８】
超音波は様々な様式で反応器に導入することができる。このことに関し、媒体中に振動塊(mass)を浸すことによる超音波の直接導入と、容器の壁への結合(適切な場合には結合流体(coupling fluid)を使用する)とは区別される。音響エミッターには３つの基本的なタイプ、すなわちソノトロード(sonotrodes)、表面トランスデューサー(例えば超音波浴)およびフローセルがある。実際の反応器のバイパスにおける超音波の使用も考えられる。
【０００９】
晶出の際の超音波の効果は、懸濁液においてマイクロストリーミング(microstreaming)とバルクストリーミングの双方をもたらす衝突プロセス、衝撃波(エネルギー移動)および剪断プロセスから得られる。それゆえ通常必要とされる音響エミッターは、大量のエネルギーをその系に導入し、かつ同時に大きな振幅、すなわち高い強度を有するものである(例えばソノトロード)。超音波が晶出のためのシーディングという目的のためだけに使用される場合、通常、低い強度の音響エミッターを使用することも可能である。
【００１０】
キャビテーションによって誘発されるストリーミングのため、不均一系中の固体は超音波強度の高いゾーンから移動してしまう傾向がある。したがって、不均一系は、通常、音響強度の高いゾーンに固体を保持する内部構造物(internals)を有することが必要である。フローセルは懸濁液の超音波処理に好適であることが判明している。ソノトロードは、音響エミッターのすぐ近傍のみに強度の高い音響場を生じさせる。このことにより、大型の撹拌槽では、低い音響圧力のみを有するいくつかの大きな領域と、超音波処理されない領域が生じ、懸濁液中の固体の均一な超音波処理はかろうじて行うことができるにすぎない。超音波がソノトロードによって導入される超音波反応器のスケールアップは困難である。なぜなら、大きさが異なる撹拌槽では音響場が異なるからである。したがって晶出のための超音波の技術的な適用は、実験室規模での小型の撹拌槽(例えば国際公開第00/32597号(Smithkline Beecham PLC)または欧州特許0797562B1号(DuPont)参照。いずれの特許においても明確に示されている実施例は1Lの晶析装置に関するものである)、またはバイパス内で操作されるフローセル(例えば欧州特許0449008B1号(UK Atomic Energy Authority/Harwell Laboratory)に限定されることが多い。しかしながら、この場合の欠点は、循環に必要なポンプ内での粒子の制御不能の摩損である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粒径が小さく(d0.5＜100μm；d0.1＞45μm；d0.9＜295μm)、それと同時に粒度分布が狭い結晶を製造することである。そのような結晶は容易に濾過し、粒状化することができ、活性物質の場合には良好な生物学的利用能をさらに備えている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題が、平均粒径100μm未満の結晶を晶出させる方法であって、晶出させるべき化合物の溶液または懸濁液にソノトロードによって直接導入される超音波と、特定の比撹拌動力とを同時に使用することで晶出を行うことを特徴とする方法、によって達成されることを見出した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、特に、活性物質の晶出に好適であり、とりわけポリエン含有活性物質、例えばカロテノイド類またはレチノイド類の晶出に好適である。
【００１４】
本発明は、溶液／懸濁液にソノトロードによって直接導入される超音波を使用することでレチノイン酸を晶出する方法の提供を含む。さらに、入手可能な撹拌槽を利用することが可能である。従来の系と異なり、本明細書で使用される系は実験室規模(1〜3L)での晶出のみならず、パイロットプラントまたは工業規模(＞30L)での撹拌槽にも好適である。撹拌槽内での懸濁液の直接的な超音波処理によって、循環中ポンプ内で生じる固体の制御不能の摩損が回避される。バッフル、案内板および／または適当なスターラー形状による適当な流量管理によって、固体粒子を超音波強度の高い領域に十分に迅速に移送させ、その場に十分に長い期間留まらせることができる。16〜100kHzの周波数を有し、撹拌槽の大きさに依存して250〜4000Wのパワーを有する超音波ソノトロードを使用する。ソノトロードの振幅は広範囲で調節可能である。
【００１５】
生じる粒子の大きさ、および粒度分布の幅は、本発明の新規方法を用いて、超音波強度、継続時間および超音波処理のタイミングによって、ならびに撹拌動力の入力量によって広範囲で調節することができる。驚いたことに、超音波を利用して作製した結晶の粒径は、通常の晶出方法の場合と異なり、低い比撹拌動力を導入することで小さくなる。ここで、比撹拌動力PRは下記のように定義される：
【数１】
0004060658.tif 000002
（式中、
msol = 使用される溶液の質量
Ne = f(Re) = スターラーの力率
d = スターラー直径
n = スターラー回転速度
Vsol = 使用される溶液の体積
である。）
【００１６】
しかしながら、比撹拌動力が低すぎると粒子の懸濁が不十分となり、したがって、粒子が超音波強度の高いゾーンにもはや十分頻繁に到達しなくなる。
【００１７】
超音波は結晶の大きさとその形状の双方を変化させる(大型の針状結晶およびばらばらの細粒の代わりに均一でほぼ球状の粒子が生成する)。例えば13-(Z)-レチノイン酸の場合にはそのような変化が超音波処理により生じないことがX線回折を利用することで実証された(25℃での銅放射：約10.4/15.9/16.4/18/20.2/21.8/24.8/26.8Åにメインピーク)。
【００１８】
本発明の方法は、原則としてあらゆる物質の晶出に適しているが、好ましくは、活性物質、そのエステルおよび生理学的に許容される塩の晶出に適している。
【００１９】
活性物質は、好ましくは、ポリエン含有活性物質、例えばカロテノイド類またはレチノイド類を意味する。カロテノイド類は、例えば、β-カロテン、γ-カロテンまたはβ-アポ-8'-カロテナールを意味する。
【００２０】
レチノイド類は、例えば、レチノール、レチナール、9-(Z)-レチノイン酸、13-(Z)-レチノイン酸(イソトレチノイン)または全ての(E)-レチノイン酸(トレチノイン)を意味する。しかしながら、本発明の方法は、特に、13-(Z)-レチノイン酸の晶出に好適である。活性物質としてはさらにポリオレフィン系活性物質が挙げられる。
【００２１】
本発明の晶出は、晶出させるべき物質の溶液または懸濁液中で行われる。さらに、晶出させるべき物質の濃度は1〜20重量％、好ましくは4〜17重量％である。
【００２２】
使用される溶媒は、個々の物質および超音波の使用に適した溶媒である。
【００２３】
物質をカロテノイド類から選択する場合、使用可能な溶媒は塩素化炭化水素または例えばエタノールである。レチノイド類に好適な溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノールまたはヘキサノールといった低分子量のnおよびイソアルコールであり、特に好ましくは2-プロパノールが使用される。
【００２４】
晶出は、任意の適当な晶析装置で行うことができ、例えば撹拌槽またはドラフトチューブ型晶析装置で行うことができる。晶析装置内の温度は、-10〜120℃の間であり、好ましくは0〜80℃の間である。
【００２５】
晶出は、一定の冷却速度を用いた冷却晶出として、または様々な冷却速度を用いた冷却プログラムとして行うことができる。
【００２６】
結晶の粒径は100μm未満であり、好ましくは30〜90μmである。
【００２７】
超音波使用の継続時間を変化させることも可能である。超音波は晶出プロセス全体にわたって使用してもよく、核生成期の間のみ使用してもよく、あるいは最大過飽和度に到達した後にのみ使用してもよい。
【００２８】
超音波の周波数は16〜100kHzであり、超音波強度は最大4Wcm-2までである。
【００２９】
比撹拌動力PRは、0.2〜2Wkg-1であり、好ましくは0.3〜1Wkg-1である。
【００３０】
晶析装置内の固体含量は、0〜30重量％であり、好ましくは5〜20重量％である。
【００３１】
本発明の方法により製造される粒子が活性物質である場合、それらは医薬製剤もしくは化粧品製剤を製造するのに通常使用されている賦形剤とともに使用することができ、あるいはヒトもしくは動物用の食品における添加剤として使用することができる。
【００３２】
実施例で挙げたイソトレチノインは、例えば、皮膚障害(挫瘡)の経口治療に使用される。
【００３３】
【実施例】
下記の実施例は、本発明を詳細に説明するためのものであるが、本発明は何らそれに限定されない。
【００３４】
実施例１：超音波を用いた場合と用いない場合の晶出
2-プロパノールにイソトレチノインを濃度15.4重量％で溶かした溶液を、3Lの撹拌槽中に、比撹拌動力0.5Wkg-1にて撹拌しながら加え、初期温度72℃から出発して3Kh-1の冷却速度で50℃まで冷却し、さらに10Kh-1の冷却速度で0℃まで冷却した(サンプル1)。サンプル2については、プロセス全体にわたって250Wソノトロードにより周波数20kHzの超音波を導入した。いずれの場合も、その後溶液を0℃で1時間、超音波をかけずに撹拌した。得られた平均粒径d0.5(体積基準)と、式：
【数２】
0004060658.tif 000003
に対応する分布の傾斜(steepness)(スパンS)とを、それぞれ表1に示す。
【００３５】
【表１】
0004060658.tif 000004
【００３６】
実施例２：比撹拌動力の変動
イソトレチノインの2-プロパノール溶液を実施例1と同様にして超音波を用いた晶出に供した。その際、1.5Wkg-1(サンプル3)と0.25Wkg-1(サンプル4)の間の様々な値の比撹拌動力PRを導入した。得られた結果を表2に示す。比撹拌動力に関し、最小の平均粒径と非常に狭い分布の双方が得られた中程度の撹拌動力(サンプル2)の領域に最適値がある。
【００３７】
【表２】
0004060658.tif 000005
【００３８】
実施例３：超音波処理のタイミングと継続時間の変動
イソトレチノインの2-プロパノール溶液を、実施例1と同様に、比撹拌動力0.5Wkg-1にて超音波を用いた晶出に供した。その際、超音波処理のタイミングと継続時間を変化させた。表3に、初期温度から55℃までの晶出プロセスの始まりに超音波処理したもの(サンプル5)と、59℃から0℃までの晶出プロセスの終わりに超音波処理したもの(サンプル6)についての結果を示す。超音波処理を行わなかった場合の結果と冷却プロセス全体にわたって超音波処理を行った場合の結果は実施例1で示した(サンプル1および2)。晶出プロセスの始まりのみに超音波を使用した場合、プロセス全体にわたり超音波を使用した場合とまさに同じくらいの狭さの粒度分布が得られたが、同時に平均粒径が増加した。
【００３９】
【表３】
0004060658.tif 000006
【００４０】
実施例４：イソトレチノイン初期濃度(溶媒比)の変動
超音波を用いたイソトレチノインの晶出の際に、溶媒比(2-プロパノール：イソトレチノインの比)を変化させた。2-プロパノールにイソトレチノインを初期濃度15.4重量％で溶かした溶液(溶媒比5.5：1)を比較サンプル(サンプル2)として使用した。2-プロパノールにイソトレチノインを濃度8.3重量％で溶かした溶液(溶媒比11：1)を実施例1に挙げた条件下(3Lの晶析装置、比撹拌動力：0.5Wkg-1、冷却プログラム、超音波：冷却段階とその後の撹拌段階全体にわたり250W)で晶出に供した(サンプル7)。得られた結果を表4に示す。このように、イソトレチノインの超音波晶出の際に溶媒比を変化させても、平均粒径または粒度分布の幅に有意な影響を及ぼさなかった。
【００４１】
【表４】
0004060658.tif 000007
【００４２】
【発明の効果】
本発明の晶出方法は、下記のような利点を有する：
・所望の小さい粒径に調節するための追加のプロセス工程を回避でき；
・通常の晶出方法の場合よりも小さい粒径と狭い粒度分布を有する粒子を製造できることに加えて、得られる生成物がより良好な流動特性とより高い生物学的利用能を有するものであり；
・晶出プロセスにおいて結晶の大きさおよび形状に影響を及ぼすための添加剤が不要であり；
・得られる生成物の純度が従前の通常の冷却結晶化プロセスよりも高く；
・冷却中の温度プログラムのみならず、超音波強度、比撹拌動力および超音波継続時間といったパラメータよっても明確に粒度分布に対して影響を及ぼすことができ；
・粒度分布の再現性が通常の晶出方法よりも高く；
・利用可能な晶析装置の改変を難なく行うことができる。