СОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ФОРМА 1-[(5-ПАРА-МЕТИЛ-МЕТА-ХЛОР-ФЕНИЛАМИНО)-1,2,4-ТИАДИАЗОЛ-3-ИЛ]-ПРОПАН-2-ОЛА
CO-CRYSTALLINE FORM OF 1-[(5-PARA-METHYL-META-CHLORO-PHENYLAMINO)-1,2,4-THIADIAZOL-3-YL]-PROPAN-2-OL

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно, к новому сокристаллу 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола, пригодному для производства фармацевтических препаратов для лечения различных нейродегенеративных заболеваний, в том числе и в терапии болезни Альцгеймера.
Сокристаллы представляют собой супрамолекулярные системы, где одним из компонентов является плохо растворимый активный фармацевтический ингредиент, т.е. молекула лекарственного соединения, тогда как в качестве второго компонента выступает молекула хорошо растворимого соединения, которая полностью усваивается организмом и участвует в ферментативных процессах. [Lara-Ochoa F. and Espinosa- G. Cocrystals definitions // Supramolecular Chemistry. - 2007 - 19(8) - P. 553-557].
Сокристаллы, использующиеся в фармацевтической индустрии, привлекательны тем, что дают возможность получения новых кристаллических форм активного фармацевтического ингредиента со специальными свойствами, такими как, улучшенная растворимость, термическая стабильность, улучшенные механические свойства и др. При этом, возможность выбора компонентов сокристалла значительно облегчает, так сказать, «точную настройку» физических свойств сокристалла.
Известен 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол (1,2,4-тиадиазол),
физиологически активное соединение, принадлежащее к классу пятичленных гетероциклических соединений производных 1,2,4-тиадиазола и проявляющее биологическую активность к рецепторам, определяющим нейродегенеративные заболевания и расстройства центральной нервной системы [Пат. RU 2449997 C1, РФ, 5-амино-3-(2-аминопропил)-[1,2,4]тиадиазолы / Прошин, А.Н., Бачурин С.О. заявл. 15.02.2011; опубл. 10.05.2012 - 7 стр., ил.]. Производные 1,2,4-тиадиазолов обладают сильной ароматичностью циклической системы, что приводит к их высокой стабильности in vitro. У этих соединений, как правило, отсутствует токсичность для высших позвоночных, включая человека. Присоединение к тиадиазольному ядру различных функциональных групп, способных реагировать с различными рецепторами, позволяет получить физиологически активные соединения с превосходными фармакологическими свойствами. Эти вещества проявляют фунгицидную, противобактерицидную, инсектицидную, гербицидную, противовоспалительную, нейростимулирующую и антиконвульсивную активность [Li, Y.; Geng, J.; Liu, Y.; Yu, S.; Zhao, G. Thiadiazole - A promising structure in medicinal chemistry // ChemMedChem. - 2013. - T. 8. - №. 1. - C. 27-41]. Некоторые производные 1,2,4-тиадиазола обладают высокой противораковой активностью и могут быть использованы в качестве новых и эффективных препаратов для лечения онкологических заболеваний [Пат. RU2536824 C1, РФ, Производные 5-амино-3-(2-аминопропил)-[1,2,4]тиадиазола, обладающие противораковой активностью / Прошин, А.Н., Серков, И.В., Акимов, М.Г., Фомина-Агеева, Е.В., Безуглов В.В., Бачурин, С.О. заявл. 03.12.2013; опубл. 27.12.2014 - 7 стр., ил.]. Молекулы, содержащие фармакофорный 1,2,4-тиадиазольный фрагмент, препятствуют агрегации белка бета-амилоида в характерные сенильные бляшки, которые, как известно, являются одной из причин возникновения болезни Альцгеймера [Пат. US 20090215759 A1, США, Modulators of amyloid beta / Baumann, K., Flohr, A., Goetschi, E., Jacobsen, H., Jolidon, S., Luebbers, Т. заявл. 22.02.2008; опубл. 27.08.2009 - 96 стр. , ил.].
Общей проблемой биологически активных соединений, содержащих в своем составе тиадиазольный фрагмент, является низкая растворимость в физиологических жидкостях, что приводит к плохой биодоступности и нестабильной адсорбции из желудочно-кишечного тракта при пероральном введении [Surov, А.О.; Bui, С.Т.; Volkova, Т.V.; Proshin, A.N.; Perlovich, G.L. The impact of structural modification of 1,2,4-thiadiazole derivatives on thermodynamics of solubility and hydration processes // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2015. - T. 17. - №. 32. - C. 20889-20896.]. В настоящее время существует множество подходов к решению проблемы повышения скорости растворения и растворимости путем создания новых фармацевтических композиций и систем доставки. В частности, наиболее распространенными методами увеличения биодоступности данного класса соединений являются создание композиций на основе твердых дисперсий с фармацевтически приемлемыми полимерами и наполнителями, получение солей с фармацевтически приемлемыми неорганическими катионами и анионами, разработка липосомальных лекарственных форм и самоэмульгирующихся композиций, а также синтез пролекарственных форм. Патентных документов, содержащих описание сокристальных форм соединений на основе 1,2,4-тиадиазола, обнаружено не было. Кроме того, литературный и патентный поиск не выявил альтернативных кристаллических форм 1 -[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола и фармацевтических композиций, содержащих данное соединение в своем составе. Таким образом, ближайшим аналогом заявленного сокристалла является свободная форма 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола.
Технический результат изобретения состоит в получении сокристаллической формы 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола, пригодной для использования в фармацевтической промышленности в качестве компонента фармацевтического препарата для лечения различных нейродегенеративных заболеваний, в том числе и в терапии болезни Альцгеймера с одновременным повышением растворимости.
Указанный технический результат достигается следующим образом:
Сокристаллическая форма 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола с щавелевой кислотой, где молярное соотношение 1,2,4-тиадиазола с щавелевой кислотой составляет 2:1, имеющая эндотермический пик от 125 до 150°С, по данным измерения при помощи дифференциальной сканирующей калориметрии (анализа ДСК), имеющая пики при значениях угла 2θ(°) 6.1, 10.1, 12.3, 14.8, 15.7, 18.6, 19.4, 20.0, 20.3, 20.7, 23.6, 24.1, 26.6, 25.6 по данным измерения дифракции рентгеновского излучения на порошке.
Заявленное изобретение позволяет улучшить показатели кажущейся растворимости (максимальное измеренное в ходе эксперимента значение концентрации лекарственного вещества) в 6.0 раз по сравнению со свободной формой 1,2,4-тиадиазола. Данные по растворимости были получены для водного раствора при комнатной температуре на установке для измерения растворимости твердых соединений методом изотермического насыщения. Отбор проб проводился через установленные промежутки времени: 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240, 300 мин. Определение концентрации вещества в исследуемом растворе проводилось методом высокопроизводительной жидкостной хроматографии на приборе Shimadzu Prominence LC-20AD, оборудованным светодиодным детектором (PDA) SPD-M20A и колонкой Kinetex С-18 (150 mm×4.6 мм, 5 мкм, 100 ). Элюирование целевого соединения производилось с использованием подвижной фазы ацетонитрил : вода - 48:52 об.% и скорости потока 1.0 мл/мин в изократическом режиме. Детектирование производного 1,2,4-тиадиазола проводилось при характеристическом значении длины волны максимума поглощения соединения (283 нм). Калибровочная зависимость площади под хроматографическим пиком соединения была получена с использованием 10 стандартных растворов различных концентраций.
Щавелевая кислота - это двухосновная предельная карбоновая кислота, ее соли содержатся в некоторых растениях, таких как щавель и ревень. Данная органическая кислота легко соединяется с кальцием и способствует его усвоению, оказывает на пищеварительный тракт бактерицидное действие, участвует в метаболизме. Как продукт обмена веществ образуется в тканях организма и вместе с щавелевой кислотой из пищи выделяется с мочой в виде оксалата кальция. При нарушении минерального обмена соли данной кислоты принимают участие в образовании камней в мочевом пузыре и почках. Щавелевая кислота отличается метаболической стойкостью и длительностью действия, обнаруживает выборочное действие на злокачественные клетки, не влияя на здоровые клетки организма. Показано, что щавелевая кислота может быть использована в производстве лечебного препарата противоопухолевого действия по отношению к злокачественным клеткам [Пат. WO 2011119126 A1, Use of lithium oxalate in production of a therapeutic preparation with anti-tumour activity in relation to malignant cells, a therapeutic preparation based thereon and a method of treatment / Mazilnikov, G.V.; Shimanskiy, A.P.; Lykhoded, Y.A.; Melnik, S.S. заявл. 26.03.2010; опубл. 29.09.2011 - 20 стр., ил.]. Щавелевая кислота часто применяется для модификации кристаллической структуры и физико-химических свойств различных лекарственных соединений путем сокристаллизации. Показано, что сокристаллизация парацетамола с щавелевой кислотой приводит к улучшению механических и прочностных свойств лекарственной композиции при таблетировании [Karki, S.;  Т.; Fabian, L.; Laity, P.R.; Day, G.M.; Jones, W. Improving mechanical properties of crystalline solids by cocrystal formation: new compressible forms of paracetamol //Advanced materials. - 2009. - T. 21. - №. 38-39. - C. 3905-3909]. Образование сокристалла между кофеином и щавелевой кислотой существенно увеличивает устойчивость новой кристаллической формы алкалоида к атмосферной влажности [Trask А.V.; Motherwell W.D.S.; Jones W. Pharmaceutical cocrystallization: engineering a remedy for caffeine hydration // Crystal Growth & Design. - 2005. - T. 5. - №. 3. - C. 1013-1021]. Также известны примеры использования щавелевой кислоты в качестве коформера для улучшения биодоступности и фармакологической активности лекарственных соединений [Chen, Y.; Li, L.; Yao, J.; Ma, Y.Y.; Chen, J.M.; Lu, Т.B. Improving the solubility and bioavailability of apixaban via apixaban-oxalic acid cocrystal // Crystal Growth & Design. - 2016. - T. 16. - №. 5. - C. 2923-2930; Pan, Y.; Pang, W.; Lv, J.; Wang, J.; Yang, C; Guo, W. Solid state characterization of azelnidipine-oxalic acid co-crystal and co-amorphous complexes: The effect of different azelnidipine polymorphs // Journal of pharmaceutical and biomedical analysis. - 2017. - T. 138. - C. 302-315; Пат. US 8058437 B2, США, (Pyrroloquinoxalinyl) pyrazinecarbohydrazide-oxalic acid co-crystal for treatment of cancer and other diseases / Bauer, V.J.; O'neill, M.H.; Kidon, B.J.; Jansen, В.; заявитель и патентообладатель Novelix Pharmaceuticals Inc, USA; заявл. 08.04.2009; опубл. 10.02.2011 - 34 стр., ил.; Пат.US 8039475 B2, США, Co-crystals and pharmaceutical compositions comprising the same / Connelly P.R.; Collier S.; Tauber M.; заявитель и патентообладатель Vertex Pharmaceuticals Inc, USA; заявл. 13.09.2007; опубл. 18.10.2011 - 22 стр., ил.]
Таким образом, щавелевая кислота может использоваться в составе сокристалла с 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-олом в фармацевтических целях.
Заявленный новый сокристалл - твердое кристаллическое стабильное вещество, не распадается, не подвержено воздействию влаги и удобен для приготовления стабильных фармацевтических препаратов.
Структура заявленного сокристалла доказана двумя методами, в совокупности достаточными для утверждения об образовании нового соединения:
• дифракция в рентгеновских лучах (РФА),
• дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)
На фиг. 1 представлен типичный профиль РФА сокристалла 1,2,4-тиадиазол:щавелевая кислота (2:1).
На фиг. 2 представлен типичный профиль РФА свободной формы 1,2,4-тиадиазола (1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола).
На фиг. 3 представлен типичный профиль РФА щавелевой кислоты в чистом виде.
На фиг. 4 представлена типичная термограмма ДСК сокристалла 1,2,4-тиадиазол:щавелевая кислота (2:1).
На фиг. 5 представлена типичная термограмма ДСК 1,2,4-тиадиазола в чистом виде.
На фиг. 6 представлены кривая растворения сокристалла 1,2,4-тиадиазол : щавелевая кислота (2:1) и уровень растворимости свободной формы тиадиазола в водном буферном растворе с рН 6.8.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для получения заявленного сокристалла использовали следующие вещества.
- 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол(1,2,4-тиадиазол) был синтезирован в Институте физиологически активных веществ РАН (Московская область, г. Черноголовка). Чистота соединения 98%. Степень чистоты была подтверждена методами ЯМР, ДСК и элементным анализом.
- Безводная щавелевая кислота - фирма производитель «Acros organics», lot 186432500, CAS 144-62-7, чистота 99%.
Этанол - Спирт марки «Люкс» ГОСТ Р51652-2000 2001-07-01 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. ТУ»
Новый сокристалл 1-[(5-пара-метил-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в существенной степени характеризуется результатами РФА, показанными на Фиг. 1 и данными термограммы ДСК, представленными на Фиг. 4.
Получить заявленный сокристалл можно и в твердой фазе, и в растворе.
Пример 1
Смесь 100.00 мг (0.352 ммоль) 1,2,4-тиадиазола и 15.86 мг (0.176 ммоль) щавелевой кислоты помещали в агатовую ячейку для перемола в планетарной микромельнице, к смеси добавили 0.06 мл этанола (согласно соотношению 0.5 мкл растворителя на 1 мг смеси). В ячейку помещали 10 агатовых шариков диаметром 3 мм. Процесс механоактивации (перемола) проводили в течение 1 часа на скорости 500 об/мин. После окончания процесса ячейку оставляли в вытяжном шкафу до полного испарения остатка растворителя. Полученные таким образом порошок представлял собой сокристалл 1,2,4-тиадиазол : щавелевая кислота (2:1), что было подтверждено данными РФА и ДСК. Полученный профиль РФА конечного продукта в существенной степени соответствовал тому, что показан на Фиг. 1. Полученная термограмма ДСК конечного продукта в существенной степени соответствовала тому, что показана на Фиг. 4.
Пример 2
Смесь 100.00 мг (0.352 ммоль) 1,2,4-тиадиазола и 15.86 мг (0.176 ммоль) щавелевой кислоты растворяли в 2 мл этанола при комнатной температуре и перемешивали до полного растворения. Полученный прозрачный раствор фильтровали в 2 мл пробирку с плоским дном и оставляли в вытяжном шкафу при комнатной температуре до полного испарения растворителя. Оставшийся порошок представлял собой сокристалл 1,2,4-тиадиазолщавелевая кислота (2:1), что подтверждено данными РФА и ДСК, результаты которых полностью совпадали характеристиками конечного продукта полученного по Примеру 1.