СОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ФОРМА 1-[5-(4-ХЛОРФЕНИЛАМИНО)-1,2,4-ТИАДИАЗОЛ-3-ИЛ]-ПРОПАН-2-ОЛА
COCRYSTALLINE FORM OF 1-[5-(4-CHLOROPHENYLAMINO)-1,2,4-THIADIAZOL-3-YL]-PROPAN-2-OL

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно, к новому сокристаллу 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  G. Cocrystals definitions // Supramolecular Chemistry. - 2007 - 19(8) - c. 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.
Известны производные 1,2,4-тиадиазолов, обладающие 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], однако большинство производных 1,2,4-тиадиазолов проявляют низкие показатели растворимости, что существенно ограничивает их биодоступность. [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. - Т. 17. - №. 32. - c. 20889-20896]
Известны также производные 1,2,4-тиадиазола, обладающие высокой противораковой активностью и которые могут быть использованы в качестве новых и эффективных препаратов для лечения онкологических заболеваний [Пат. RU 2536824 С1, РФ, МПК А61K 31/433; C07D 285/08; А61Р 35/00; 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, C.O.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологически активных веществ Российской академии наук (ИФАВ РАН) (RU), №2013153426/04, 03.12.2013; опубл. 27.12.2014, Бюл. №36, - 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, МПК А61K 31/4196; А61K 31/4439; А61K 31/506; А61P 25/28; C07D 401/12; C07D 401/14; C07D 403/12; C07D 403/14; C07D 409/14; C07D 413/12; C07D 413/14; C07D 417/12; Modulators for amyloid beta / Baumann, K., Flohr, A., Goetschi, E., Jacobsen, H., Jolidon, S., Luebbers, Т., заявитель и патентообладатель Hoffmann-La Roche Inc., Nutley, NJ (US), № PCT/EP2009/051613, 22.02.2008; опубл. 27.08.2009 - 96 стр., ил.].
Недостатками выше описанных технических решений является крайне низкая растворимость в воде и физиологических жидкостях, что существенно снижает терапевтическую эффективность, а также может привести к появлению побочных эффектов [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].
За прототип принят 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол,
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, МПК: C07D 285/08; 5-амино-3-(2-аминопропил)-[1,2,4]тиадиазолы / Прошин, А.Н., Бачурин C.O.; заявитель и патентообладатель Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологически Активных Веществ Российской Академии Наук (ИФАВ РАН) (RU), № RU 2011105263, 15.02.2011; опубл. 10.05.2012 - 7 стр., ил.].
Недостатками прототипа является низкая растворимость в воде, что может привести к появлению побочных эффектов [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]
Технический результат изобретения состоит в получении сокристаллической формы 1-[5-(4-хлорфениламино)-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.
-1
Указанный технический результат достигается следующим образом: Сокристаллическая форма 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола с щавелевой кислотой, где молярное соотношение прототипа и щавелевой кислоты составляет 2:1, имеющая эндотермический пик от 150 до 170°С, по данным измерения при помощи дифференциальной сканирующей калориметрии (анализа ДСК), имеющая пики при значениях угла 2θ(°) 6.5, 13.2, 14.3, 14.9, 16.5, 16.7, 18.7, 19.4, 19.7, 20.0, 20.7, 22.1, 23.3, 23.7, 24.8 по данным измерения дифракции рентгеновского излучения на порошке, имеющая характеристические частоты колебаний 3442, 2973, 1643, 1493, 1335, 1268, 1128, 1096, 1066, 941, 820, 744 см по данным ИК-спектроскопии.
Структура заявленного сокристалла доказывается тремя методами в совокупности достаточными для утверждения об образовании нового соединения:
- дифракция в рентгеновских лучах (РФА),
- дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)
- инфракрасная спектроскопия (ИК)
На фиг. 1 представлен типичный профиль РФА сокристалла 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол : щавелевая кислота (2:1) с новыми пиками. При сравнении профилей РФА представленных на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 можно увидеть, что профиль РФА сокристалла существенно отличается от профилей РФА для индивидуальных компонентов в чистом виде (фиг. 2 и 3). Уникальные пики видны на значениях угла 2θ(°) 6.5, 13.2, 14.3, 14.9, 16.5, 16.7, 18.7, 19.4, 19.7, 20.0, 20.7, 22.1, 23.3, 23.7, 24.8.
На фиг. 2 представлен типичный профиль РФА 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в чистом виде.
На фиг. 3 представлен типичный профиль РФА щавелевой кислоты в чистом виде.
На фиг. 4 представлена типичная термограмма ДСК сокристалла 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол : щавелевая кислота (2:1), на которой видно, что температура плавления сокристалла отличается от температуры плавления 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в чистом виде (фиг. 5).
На фиг. 5 представлена типичная термограмма ДСК 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в чистом виде.
На фиг. 6 представлен типичный ИК-спектр сокристалла 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол : щавелевая кислота (2:1), который отличается от типичного ИК-спектра 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в чистом виде (фиг. 7)
На фиг. 7 представлен типичный ИК-спектр 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в чистом виде.
На фиг. 8 представлены кривая растворения сокристалла 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол : щавелевая кислота (2:1) и уровень растворимости 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в чистом виде (пунктирная линия). Видно, что кривая растворения сокристалла в 2.3 раза выше, чем уровень растворимости прототипа в чистом виде.
Заявленное изобретение улучшает показатели растворимости в 2.3 раза по сравнению с прототипом, благодаря сокристаллизации 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола с щавелевой кислотой. 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 - 45:55 об. % и скорости потока 1.0 мл/мин в изократическом режиме. Детектирование 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола проводилось при характеристическом значении длины волны максимума поглощения соединения (280 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, МПК: А61K 31/194; А61K 31/513; А61K 31/522; А61K 33/04; А61K 33/14; А61K 47/02; А61K 9/08; А61Р 35/00 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 / изобретатели и заявители: Mazilnikov, G.V.; Shimanskiy, A.P.; Lykhoded, Y.A.; Melnik, S.S.; № WO 2010-UA15, 26.03.2010; опубл. 29.09.2011 - 20 стр., ил.].
Таким образом, щавелевая кислота может использоваться в составе сокристалла с 1-[5-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-олом в фармацевтических целях и способствовать повышению растворимости.
Заявленный новый сокристалл - твердое кристаллическое стабильное вещество, не распадается, не подвержено воздействию влаги и удобен для приготовления стабильных фармацевтических препаратов.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для получения заявленного сокристалла использовали следующие вещества.
- 1-[5-мета-хлор-фениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол был синтезирован в Институте физиологически активных веществ РАН (Московская область, г. Черноголовка). Чистота соединения 98%. Степень чистоты была подтверждена методами ядерного магнитного резонанса, 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-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола в существенной степени характеризуется результатами РФА, показанными на Фиг. 1, данными термограммы ДСК, представленными на Фиг. 4 и данными ИК-спектроскопии, показанными на Фиг. 6.
Получить заявленный сокристалл можно и в твердой фазе, и в растворе.
Пример 1
-1
Смесь 62.00 мг (0.230 ммоль) 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола и 10.30 мг (0,115 ммоль) щавелевой кислоты помещали в агатовую ячейку для перемола в планетарной микромельнице, к смеси добавили 0.07 мл этанола (согласно соотношению 1 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. Полученный таким образом порошок представлял собой сокристалл 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол : щавелевая кислота (2:1), что было подтверждено данными РФА, ДСК и ИК-спектроскопии. Полученный профиль РФА конечного продукта в существенной степени соответствовал тому, что показан на Фиг. 1. Характерные пики при значениях угла 2θ(°) 6.5, 13.2, 14.3, 14.9, 16.5, 16.7, 18.7, 19.4, 19.7, 20.0, 20.7, 22.1, 23.3, 23.7, 24.8 присутствуют на профиле РФА. Полученная термограмма ДСК конечного продукта в существенной степени соответствовала тому, что показана на Фиг. 4, температура плавления находится в температурном интервале от 150 до 170°С. ИК-спектр конечного продукта в существенной степени соответствовал тому, что показано на Фиг. 6 с характеристическими частотами колебаний 3442, 2973, 1643, 1493, 1335, 1268, 1128, 1096, 1066, 941, 820, 744 см.
Пример 2
Смесь 62.00 мг (0.230 ммоль) 1-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ола и 10.30 мг (0,115 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-[5-(4-хлорфениламино)-1,2,4-тиадиазол-3-ил]-пропан-2-ол : щавелевая кислота (2:1), что подтверждено данными ДСК и ИК-спектроскопии, результаты которых полностью совпадали характеристиками конечного продукта полученного по Примеру 1.