КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ПАРА-МЕТОКСИАНИЛИДА 6-ГИДРОКСИ-4-ОКСО-2,4-ДИГИДРО-1Н-ПИРРОЛО[3,2,1-ij]ХИНОЛИН-5-КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ
CRYSTALLINE MODIFICATION OF PARA-METHOXYANILIDE OF 6-HYDROXY-4-OXO-2,4-DIHYDRO-1H-PYRROLO[3,2,1-ij]QUINOLINE-5-CARBOXYLIC ACID

Изобретение относится к органической химии, в частности касается новой кристаллической модификации пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты, и может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности и медицине.
Известный метод получения обладающего диуретическими свойствами пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1H-пирроло[3,2,1-ij]-хинолин-5-карбоновой кислоты формулы I предполагает кристаллизацию из ДМФА [1]. Согласно данным порошкового рентгенофазового анализа, получаемый таким образом продукт представляет собой чистую полиморфную модификацию анилида (I) светло-желтого цвета, условно названную α-формой. Она характеризуется определенным набором значений межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей отражений (Табл.1).
Недостатком известной кристаллической модификации пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты является то, что она представляет собой мелкие игольчатые кристаллы. Именно это свойство создает ряд существенных технологических проблем при крупномасштабном производстве - мелко-кристаллический осадок α-формы весьма сложно фильтровать, промывать и сушить. Кроме того, дополнительные трудности создает использование для кристаллизации ДМФА - из-за высокой температуры кипения он трудно удаляется из мелкокристаллического конечного продукта, при том, что высокая токсичность этого растворителя обуславливает очень строгие требования к его содержанию в лекарственных препаратах (предельно допустимое остаточное количество в фармацевтических субстанциях составляет не более 880 ppm [2]).
Таблица 1
Межплокостные расстояния (d) и относительные интенсивности отражений (I<sub>отн.</sub>) известной кристаллической модификации пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты (α-формы)
d, Å
I<sub>отн.</sub>
d, Å
I<sub>отн.</sub>
d, Å
I<sub>отн.</sub>
10.415
67
2.890
1
2.227
1
8.897
14
2.809
1
2.185
1
6.442
100
2.773
1
2.151
<1
5.926
<1
2.736
1
2.104
1
5.648
2
2.690
1
2.087
1
5.382
5
2.613
1
2.071
1
5.256
12
2.603
1
2.054
1
4.949
4
2.578
1
1.988
1
4.758
10
2.516
1
1.983
1
4.476
<1
2.506
1
1.952
1
4.179
29
2.489
1
1.939
1
4.036
2
2.463
1
1.880
1
3.906
<1
2.448
1
1.859
1
3.773
1
2.440
1
1.824
1
3.667
4
2.413
<1
1.810
1
3.401
98
2.369
1
1.758
<1
3.252
22
2.361
1
1.721
2
3.147
7
2.349
1
1.698
1
2.962
1
2.329
1
1.678
1
2.923
1
2.276
<1
1.673
<1
В основу настоящего изобретения поставлена задача получения новой кристаллической модификации пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты, обладающей более выгодными фармацевтическими и биологическими свойствами.
Поставленная задача достигается за счет того, что получена новая кристаллическая модификация анилида (I), условно названная β-формой, характеризующаяся другими значениями межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей отражений (Табл.2), а также проявляющая повышенный диуретический эффект.
Таблица 2
Межплокостные расстояния (d) и относительные интенсивности отражений (I<sub>отн.</sub>) новой кристаллической модификации пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты (β-формы)
d, Å
I<sub>отн.</sub>
d, Å
I<sub>отн.</sub>
d, Å
I<sub>отн.</sub>
15.189
6
3.868
1
2.776
<1
11.176
54
3.753
4
2.740
<1
7.912
5
3.728
10
2.728
1
7.821
10
3.694
52
2.718
1
7.750
13
3.666
10
2.656
1
7.634
4
3.650
4
2.642
1
7.426
28
3.600
4
2.630
<1
7.376
39
3.575
8
2.601
<1
6.751
18
3.546
42
2.585
1
6.674
36
3.520
7
2.576
<1
6.027
<1
3.475
<1
2.494
<1
5.867
4
3.442
1
2.482
1
5.798
11
3.417
<1
2.475
1
5.718
21
3,388
2
2.446
<1
5.648
15
3.362
24
2.412
<1
5.609
10
3.339
100
2.402
1
5.561
3
3.323
31
2.312
<1
5.084
4
3.257
2
2.301
<1
4.907
1
3.240
3
2.295
<1
4.856
<1
3.220
2
2.283
<1
4.751
2
3.163
1
2.273
1
4.714
5
3.145
2
2.267
<1
4.681
7
3.108
17
2.247
<1
4.660
6
3.083
2
2.236
1
4.589
1
3.071
<1
2.227
<1
4.567
3
3.049
<1
2.221
<1
4.548
5
2.966
<1
2.166
<1
4.356
<1
2.955
1
2.113
<1
4.225
1
2.944
1
2.103
2
4.187
4
2.933
<1
2.095
<1
4.168
8
2.869
<1
2.086
<1
4.140
13
2.854
<1
2.072
<1
4.100
4
2.840
<1
2.051
<1
4.083
2
2.831
1
2.043
1
4.047
1
2.813
1
2.037
<1
3.992
1
2.806
1
2.021
<1
3.977
4
2.793
2
1.880
<1
3.946
12
2.783
1
1.874
<1
3.907
7
В отличие от α-формы, новая полиморфная модификация пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты (β-форма) представляет собой легко поддающиеся фильтрованию и промывке крупные светло-желтые октаэдрические кристаллы. Не вызывает β-форма и проблем при сушке, поскольку образуется она при кристаллизации анилида (I) из легкокипящего и малотоксичного этилацетата (допустимое остаточное количество в лекарственных препаратах составляет 5000 ppm [2]).
Для характеристики обеих полиморфных модификаций пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты использован комплекс различных физико-химических и биологических методов анализа, проведенных в одинаковых условиях.
Пример 1. Порошковый рентгенофазовый анализ. Подтверждение того, что известный и новый продукт являются различными чистыми полиморфными модификациями анилида (I) получено с помощью порошкового рентгенофазового анализа, проведенного не только для индивидуальных α- и β-форм, но и для их смесей, образующихся при перекристаллизации из других растворителей. Исследования выполнены на дифрактометре Siemens D500 (излучение CuKα, графитовый монохроматор). Полученные рентгенограммы обработаны с помощью программ PowderX и WinPLOTR [3, 4] и показаны на Рис.1.
3
Представленные на Рис.1 данные наглядно свидетельствуют о том, что рентгенограммы α- и β-форм не имеют ничего общего. Следовательно, эти образцы являются чистыми полиморфными модификациями анилида (I). В то же время образцы, полученные кристаллизацией из диоксана и этанола, представляют собой смеси этих двух полиморфов в разных соотношениях, поскольку на соответствующих им рентгенограммах наблюдаются линии, характерные для α- и β-форм. Образцы 3 и 4 получены из разных растворителей, поэтому можно утверждать, что они не являются кристаллосольватами. Это же утверждение относится и к образцу 2 (α-форме). Попытка расшифровать структуру α-формы по порошковой рентгенограмме оказалась безуспешной в силу того, что линии на рентгенограмме заметно уширены и надежно определить параметры ячейки не удалось. Получить кристаллы α-формы, пригодные для монокристального рентгеноструктурного исследования тоже не удалось. Следует заметить, что, скорее всего, эта полиморфная модификация имеет объем элементарной ячейки около 9000 Å и в этом случае определение структуры по порошковой рентгенограмме вряд ли возможно. Тем не менее, для надежной идентификации α- и β-полиморфных модификаций пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты можно использовать как сами порошковые рентгенограммы (Рис.1), так и данные о характерных для каждой их них межплоскостных расстояниях и относительных интенсивностях отражений (табл.1 и 2).
На рис.1 представлены порошковые дифрактограммы образцов анилида (I), полученных кристаллизацией из этилацетата (1 - β-форма), ДМФА (2 - α-форма), диоксана (3 - смесь α- и β-форм с преобладанием β-формы) и этанола (4 - смесь смесь α- и β-форм с преобладанием α-формы).
Пример 2. Монокристальное рентгеноструктурное исследование. Кристаллы новой β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты оказались пригодными для монокристального рентгеноструктурного исследования, что позволило однозначно определить особенности ее пространственного строения. Так, в частности, установлено, что в независимой части элементарной ячейки находятся две молекулы (А и В), отличающиеся ориентацией метоксигруппы и степенью уплощенности (Рис.2, табл.3 и 4). Трициклический фрагмент, атомы O(1), O(2) и карбамидная группа в обеих молекулах лежат в одной плоскости с точностью 0.04 Å, что, по-видимому, обусловлено наличием двух сильных внутримолекулярных водородных связей O(2)-H(2O)…O(3) [H…O 1.30 Å, O-H…O 171° в молекуле A и H…O 1.56 Å, O-H…O 151° в молекуле B] и N(2)-H(2N)…O(1) [H…O 1.61 Å, N-H…O 144° в A и H…O 1.80 Å, N-H…O 147° в B]. Образование водородных связей приводит также к значительному удлинению связи O(1)-C(9) до 1.244(1) Å в A и до 1.252(2) Å в B, а также связи O(3)-C(12) - до 1.268(2) Å в A и 1.255(2) Å в B по сравнению с их средним значением [5] 1.210 Å. Связь O(2)-C(7), наоборот, укорочена до 1.359(2) Å в A и до 1.329(2) Å в B (среднее значение 1.362 Å). Связь C(7)-C(8) удлинена до 1.372(2) Å в A и 1.391(2) Å в B (среднее значение 1.326 Å), что характерно для хинолоновых соединений. Пара-метоксифенильный заместитель находится в ap-конформации относительно связи C(8)-C(12) и в молекуле A несколько развернут относительно плоскости карбамидного фрагмента, а в молекуле B копланарен этой плоскости (торсионные углы C(13)-N(2)-C(12)-C(8) 176.3(1)° в A и -178.5(2)° в B, C(12)-N(2)-C(13)-С(14) 22.4(2)° в А и 0.6(3)° в B). На взаимное расположение карбамидной группы и ароматического цикла влияют два противоположно направленных фактора: внутримолекулярная водородная связь C(14)-Н(14)…O(3) [H…O 2.38 Å C-H…O 117° в молекуле A и H…O 2.28 Å C-H…O 121° в молекуле B], стабилизирующая копланарное расположение фрагментов и отталкивание между атомами водорода H(18)…H(2N) 2.36 Å в A и 2.30 Å в B (сумма ван-дер-ваальсовых радиусов [6] 2.34 Å), способствующее развороту фрагментов друг относительно друга. Можно предположить, что более выраженная копланарность карбамидной группы и ароматического цикла в молекуле B определяется более сильным влиянием водородной связи.
На рис.2 представлено строение молекул A и B β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты с нумерацией атомов.
Метоксигруппа в молекуле A находится в цис-положении относительно связи C(15)-C(16), а в молекуле В - в транс-положении относительно этой же связи (торсионный угол С(15)-С(16)-0(4)-С(19) 1.6(2)° в А и -172.7(1)° в B) и практически копланарна плоскости ароматического цикла, несмотря на достаточно сильное отталкивание между атомами цикла и метальной группой (укороченные внутримолекулярные контакты H(15)…C(19) 2.56 Å (2.87 Å), H(19а)…C(15) 2.78 Å (2.87 Å), H(19с)…C(15) 2.77 Å (2.87 Å) в молекуле A и Н(17)…С(19) 2.56 Å (2.87 Å), H(17)…H(19d) 2.32 Å (2.34 Å), H(19d)…C(17) 2.78 Å (2.87 Å), Н(19е)…С(17) 2.77 Å (2.87 Å) в молекуле В).
В кристалле молекулы A и B образуют слои, параллельные кристаллографической плоскости (-1 -1 2). Молекулы соседних слоев расположены друг относительно друга по типу «голова к хвосту», а степень их перекрывания и расстояние между слоями (3.37 Å) позволяют предположить существование стэкинг-взаимодействия.
Таблица 3
Длины связей (l) в структуре β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты
Связь
l, Å
Связь
l, Å
O(1A)-С(9A)
1.244(1)
O(2А)-С(7А)
1.359(2)
O(3А)-С(12А)
1.268(2)
O(4А)-С(16А)
1.376(2)
O(4А)-С(19А)
1.410(2)
N(1A)-C(1A)
1.366(2)
N(1A)-C(9A)
1.370(2)
N(1A)-C(10A)
1.484(2)
N(2A)-C(12A)
1.322(2)
N(2A)-C(13A)
1.419(2)
С(1А)-С(6А)
1.365(2)
С(1А)-С(2А)
1.398(2)
С(2А)-С(3А)
1.348(2)
С(2А)-С(11А)
1.501(2)
С(3А)-С(4А)
1.410(2)
С(4А)-С(5А)
1.373(2)
С(5А)-С(6А)
1.406(2)
С(6А)-С(7А)
1.415(2)
С(7А)-С(8А)
1.372(2)
С(8А)-С(9А)
1.469(2)
С(8А)-С(12А)
1.481(2)
С(10А)-С(11А)
1.547(2)
С(13А)-С(14А)
1.369(2)
С(13А)-С(18А)
1.388(2)
С(14А)-С(15А)
1.398(2)
С(15А)-С(16А)
1.371(2)
С(16А)-С(17А)
1.379(2)
С(17А)-С(18А)
1.374(2)
O(1В)-С(9В)
1.252(2)
O(2В)-С(7В)
1.329(2)
O(3В)-С(12В)
1.255(2)
O(4В)-С(16В)
1.368(2)
O(4В)-С(19В)
1.422(2)
N(1B)-C(9B)
1.358(2)
N(1B)-C(1B)
1.365(2)
N(1В)-С(10В)
1.466(1)
N(2B)-C(12B)
1.345(2)
N(2B)-C(13B)
1.408(2)
С(1В)-С(6В)
1.372(2)
С(1В)-С(2В)
1.389(2)
С(2В)-С(3В)
1.364(2)
С(2В)-С(11В)
1.504(2)
С(3В)-С(4В)
1.396(2)
С(4В)-С(5В)
1.380(2)
С(5В)-С(6В)
1.409(2)
С(6В)-С(7В)
1.424(2)
С(7В)-С(8В)
1.391(2)
С(8В)-С(9В)
1.460(2)
С(8В)-С(12В)
1.478(2)
С(10В)-С(11В)
1.551(2)
С(13В)-С(18В)
1.380(2)
С(13В)-С(14В)
1.385(2)
С(14В)-С(15В)
1.377(2)
С(15В)-С(16В)
1.381(2)
С(16В)-С(17В)
1.372(2)
С(17В)-С(18В)
1.378(2)
Таблица 4
Валентные углы (ω) в структуре β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты
Валентный угол
ω, град.
Валентный угол
ω, град.
С(16А)-O(4А)-С(19А)
117.9(1)
C(1A)-N(1A)-C(9A)
123.9(1)
C(1A)-N(1A)-C(10A)
111.1(1)
C(9A)-N(1A)-C(10A)
125.0(1)
C(12A)-N(2A)-C(13A)
128.6(2)
C(6A)-C(1A)-N(1A)
123.5(2)
С(6А)-С(1А)-С(2А)
125.1(2)
N(1A)-C(1A)-C(2A)
111.4(2)
С(3А)-С(2А)-С(1А)
117.5(2)
C(3A)-C(2A)-C(11A)
133.6(2)
С(1А)-С(2А)-С(11А)
108.9(1)
C(2A)-C(3A)-C(4A)
119.7(2)
С(5А)-С(4А)-С(3А)
121.7(2)
C(4A)-C(5A)-C(6A)
119.5(2)
С(1А)-С(6А)-С(5А)
116.5(2)
C(1A)-C(6A)-C(7A)
115.2(2)
С(5А)-С(6А)-С(7А)
128.3(2)
O(2A)-C(7A)-C(8A)
120.4(2)
O(2А)-С(7А)-С(6А)
116.8(2)
C(8A)-C(7A)-C(6A)
122.8(2)
С(7А)-С(8А)-С(9А)
120.5(2)
C(7A)-C(8A)-C(12A)
119.9(2)
С(9А)-С(8А)-С(12А)
119.7(2)
O(1A)-C(9A)-N(1A)
119.7(2)
O(1А)-С(9А)-С(8А)
126.2(2)
N(1A)-C(9A)-C(8A)
114.1(1)
N(1A)-C(10A)-C(11A)
103.9(1)
C(2A)-C(11A)C(10A)
104.6(1)
O(3A)-C(12A)-N(2A)
122.6(2)
O(3A)-C(12A)-C(8A)
119.6(2)
N(2A)-C(12A)-C(8A)
117.8(2)
C(14A)-C(13A)-C(18A)
118.4(2)
C(14A)-C(13A)-N(2A)
125.7(2)
C(18A)-C(13A)-N(2A)
115.9(2)
C(13A)-C(14A)-C(15A)
120.9(2)
C(16A)-C(15A)-C(14A)
119.9(2)
C(15A)-C(16A)-О(4A)
125.8(2)
C(15A)-C(16A)-C(17A)
119.6(2)
O(4A)-C(16A)-C(17A)
114.6(2)
C(18A)-C(17A)-C(16A)
120.2(2)
C(17A)-C(18A)-C(13A)
121.1(2)
C(16B)-O(4B)-C(19B)
117.5(1)
C(9B)-N(1B)-C(1B)
123.3(2)
C(9B)-N(1B)-C(10B)
125.1(1)
C(1B)-N(1B)-C(10B)
111.7(1)
C(12B)-N(2B)-C(13B)
129.7(2)
N(1B)-C(1B)-C(6B)
123.6(2)
N(1B)-C(1B)-C(2B)
111.8(2)
C(6B)-C(1B)-C(2B)
124.6(2)
C(3B)-C(2B)-C(1B)
117.5(2)
C(3B)-C(2B)-C(11B)
134.3(2)
C(1B)-C(2B)-C(11B)
108.2(2)
C(2B)-C(3B)-C(4B)
120.4(2)
C(5B)-C(4B)-C(3B)
121.0(2)
C(4B)-C(5B)-C(6B)
119.8(2)
C(1B)-C(6B)-C(5B)
116.7(2)
C(1B)-C(6B)-C(7B)
115.7(2)
C(5B)-C(6B)-C(7B)
127.6(2)
O(2B)-C(7B)-C(8B)
120.9(2)
O(2B)-C(7B)-C(6B)
117.7(2)
C(8B)-C(7B)-C(6B)
121.4(2)
C(7B)-C(8B)-C(9B)
120.3(2)
C(7B)-C(8B)-C(12B)
118.7(2)
C(9B)-C(8B)-C(12B)
121.0(2)
O(1B)-C(9B)-N{1B)
119.7(2)
O(1B)-C(9B)-C(8B)
124.6(2)
N(1B)-C(9B)-C(8B)
115.6(2)
N(1B)-C(10B)-C(11B)
103.5(1)
C(2B)-C(11B)-C(10B)
104.9(1)
O(3B)-C(12B)-N(2B)
122.0(2)
O(3B)-C(12B)-C(8B)
120.4(2)
N(2B)-C(12B)-C(8B)
117.6(2)
C(18B)-C(13B)-C(14B)
118.2(2)
C(18B)-C(13B)-N(2B)
117.2(2)
C(14B)-C(13B)-N(2B)
124.7(2)
C(15B)-C(14B)-C(13B)
119.5(2)
C(14B)-C(15B)-C(16B)
122.3(2)
O(4B)-C(16B)-C(17B)
126.0(2)
O(4B)-C(16B)-C(15B)
116.0(2)
C(17B)-C(16B)-C(15B)
118.0(2)
C(16B)-C(17B)-C(18B)
120.3(2)
C(17B)-C(18B)-C(13B)
121.8(2)
a
3
3
-1
r
1
выч
α
int
α
макс
Кристаллы β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты моноклинные (этилацетат), при 20°C =16.381(2), b=8.459(1), c=23.630(2) Å, β=108.61(1)°, V=3103.1(4) Å, M=336.34, Z=8, пространственная группа P2/n, d=1.440 г/см, µ(MoK)=0.103 мм, F(000)=1408. Параметры элементарной ячейки и интенсивности 33430 отражений (8993 независимых, R=0.095) измерены на дифрактометре Xcalibur-3 (MoK излучение, CCD-детектор, графитовый монохроматор, ω-сканирование, 2θ=60°).
изо
экв
2
1
2
Структура расшифрована прямым методом по комплексу программ SHELXTL [7]. Положения атомов водорода выявлены из разностного синтеза электронной плотности и уточнены по модели "наездника" с U=nU неводородного атома, связанного с данным водородным (n=1.5 для метальной группы и n=1.2 для остальных атомов водорода). Атомы водорода, участвующие в образовании водородных связей, уточнены в изотропном приближении. Структура уточнена по F полноматричным МНК в анизотропном приближении для неводородных атомов до wR=0.032 по 8873 отражениям (R=0.032 по 1951 отражениям с F>4σ(F), S=0.465). Межатомные расстояния и валентные углы представлены в табл.3 и 4 соответственно.
1
13
Пример 3. Спектроскопия ЯМР в растворе. Для качественного анализа известной α-формы и новой β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты использована спектроскопия ЯМР Н и С в растворе.
1
13
1
13
6
Спектры ЯМР Н и С зарегистрированы на спектрометре Varian Mercury-400 (400 МГц для Н и 100 МГц для С) в растворе ДМСО-d, внутренний стандарт ТМС.
1
13
Приведенные в табл.5 и 6 данные свидетельствуют о том, что оба исследуемых образца имеют одну и ту же химическую формулу, т.е. являются пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты. Как и следовало ожидать, после растворения характерные для кристаллов различия полиморфных модификаций исчезают - в результате для известной α-формы и новой β-формы получаем практически идентичные спектры ЯМР Н и С.
Таблица 5
Химические сдвиги ядер <sup>1</sup>Н исходной α-формы и новой β-формы анилида (I) в спектрах ЯМР <sup>1</sup>Н в растворе ДМСО-d<sub>6</sub>
Функциональные группы
Исходная α-форма
Новая β-форма
ОН (1Н, с)
16.56
16.48
NH (1H, с)
12.43
12.35
Н-7 (1Н, д)
7.67
7.58
Н-9,2',6' (3Н, м)
7.54
7.48
Н-8 (1Н, т)
7.23
7.16
Н-3',5' (2Н, д)
6.95
6.90
CH<sub>2</sub>-2 (2Н, т)
4.30
4.23
OCH<sub>3</sub> (3Н, с)
3.77
3.75
CH<sub>2</sub>-1 (2Н, т)
3.38
3.30
Таблица 6
Химические сдвиги ядер <sup>13</sup>С исходной α-формы и новой β-формы анилида (I) в спектрах ЯМР <sup>13</sup>С в растворе ДМСО-d<sub>6</sub>
Атом углерода
Исходная α-форма
Новая β-форма
6-С-ОН
172.66
172.57
CONH
169.58
169.50
4-С=O
161.29
161.21
4'-СОМе
157.29
157.24
9b-С
142.73
142.63
9-С
132.42
132.24
1'-С
130.68
130.72
7-С
129.21
129.04
8-С
124.27
124.14
2',6'-С
123.02
122.94
6a-С
121.02
120.97
3',5'-С
115.14
115.10
9а-С
112.82
112.79
5-С
98.23
98.17
OCH<sub>3</sub>
56.10
56.07
2-CH<sub>2</sub>
47.78
47.68
1-CH<sub>2</sub>
27.29
27.25
Пример 4. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Чистоту α- и β-форм пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Исследования проведены на жидкостном хроматографе Waters Alliance 2695, детектор Waters PDA 2998 (диодноматричный в УФ- и видимой областях спектра), длина волны детектора 235 нм, аналитическая колонка Agilent Zorbax SB-CN размером 250×4.6 мм с диаметром частиц 5 мкм, температура термостата колонки 30°C, подвижная фаза: смесь 0.05М фосфатного буферного раствора с pH 3.0 и ацетонитрила (55:45), скорость потока подвижной фазы 1.0 мл/мин, анализируемый раствор: 0,5 мг/мл в ацетонитриле, объем пробы анализируемого раствора 20 мкл.
Таблица 7
Времена хроматографического удерживания (RT) и площади пиков (%) на хроматограммах исходной α-формы и новой β-формы анилида (I)
Образец
RT, мин
Площадь пика, %
α-форма
16.914
99.93
β-форма
17.375
100.00
Представленные в табл.7 результаты свидетельствуют о высокой степени чистоты как известной α-формы, так и новой β-формы пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты - содержание основного вещества составляет не менее 99.93%.
13
Пример 5. Спектроскопия ЯМР в твердом теле. В отличие от спектроскопии ЯМР растворов, успешно решать задачи по определению фазового состава (включая полиморфизм) и структуры твердых материалов любой степени упорядоченности позволяет метод ЯМР в твердом теле. Поэтому исследование полиморфных различий и полиморфной чистоты известной α-формы и новой β-формы анилида (I) проведено с помощью метода твердотельной спектроскопии ЯМР на ядрах С.
13
13
13
1
1
Спектры ЯМР С обеих кристаллических модификаций анилида (I) были получены на спектрометре ЯМР AVANCE-II 400 производства фирмы BRUKER с рабочей частотой 100.4 МГц для ядер С. Для регистрации спектров использовался двухканальный твердотельный датчик с системой ВМУ (вращение под «магическим» углом) с внешним диаметром ротора 4 мм. Образец в виде порошка помещался в ВМУ-роторы из керамики. Скорость вращения образца составляла 12000 Гц. Спектры ЯМР ВМУ на ядрах С регистрировались с использованием методики переноса поляризации (CP/MAS) с линейно убывающим импульсом по ядрам Н во время переноса поляризации и радиочастотной развязкой высокой мощности SW-TPPM (τ=8 µs, φ=15°) по протонам во время регистрации спектра. Время контакта составляло 2 мс, время между сканами - 2 с, время 90-градусного импульса по ядрам Н - 5 мкс, количество сканов - 1024. В качестве внешнего стандарта шкалы химических сдвигов использовался ТМС (0 м.д.).
Таблица 8
Химические сдвиги ядер <sup>13</sup>С исходной α-формы и новой β-формы анилида (I) в твердотельных спектрах ЯМР <sup>13</sup>С
Атом углерода
Исходная α-форма
Новая β-форма
6-С-ОН
172.4
172.3 с
CONH
167.6
168.1 д
4-С=О
160.2
161.0 с
4'-СОМе
157.8
156.3 д
9b-С
141.9
142.2 с
9-С
131.7
132.0 д
1'-С
130.7
131.1 д
7-С
128.0
129.9 с
8-С
124.0
128.1 д
2',6'-С
123.2
124.8 д
121.9
123.0 с
6а-С
120.7
121.6 д
3',5'-С
118.9
116.6 с
112.5
114.3 д
Атом углерода
Исходная α-форма
Новая β-форма
9а-С
110.6
110.8 д
5-С
96.2
98.3 д
OCH<sub>3</sub>
56.1
54.7 д
2-CH<sub>2</sub>
48.5
48.7 д
1-CH<sub>2</sub>
28.2
28.6 д
13
13
13
Анализ представленных в Табл.8 данных показывает, что новая β-форма представляет собой кристаллическую фазу, в которой молекулы исходного соединения находятся в двух неэквивалентных позициях (этот вывод полностью согласуется с результатами описанного в примере 2 монокристального рентгеноструктурного исследования β-формы). На это указывает удвоение большинства сигналов ЯМР С по сравнению со спектром ЯМР С данного вещества, полученного в растворенном виде. На высокую кристалличность указывает малая ширина линий спектров ВМУ ЯМР С.
13
13
Известная α-форма, наоборот, является полиморфной модификацией, в которой присутствует только один тип молекул. Об этом свидетельствует общее число синглетных сигналов ЯМР C, равное 19, что совпадает с количеством атомов углерода в исследуемой молекуле, а также отсутствие расщепления одинарных сигналов, как это наблюдалось для β-формы. В отличие от спектра ЯМР С данного вещества, полученного в растворенном виде, все атомы углерода в кристаллической α-форме неэквивалентны, так как на их неэквивалентность влияет не только расположение внутри молекулы, но и положение самой молекулы относительно соседних молекул.
13
13
Положения линий в спектрах ЯМР С для α- и β-форм не совпадают. Меньшая ширина линий в спектре ЯМР С β-формы указывает на более высокую степень ее кристалличности по сравнению с α-формой.
13
Исследование известной α-формы и новой β-формы методом твердотельной спектроскопии ЯМР на ядрах С показало, что они являются принципиально разными полиморфными модификациями пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты с практически полной полиморфной чистотой.
Пример 6. Диуретическую активность новой кристаллической модификации (β-формы) пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты в сравнении с активностью известной кристаллической модификации (α-формы) того же соединения изучали на белых крысах весом 180-200 г (12 животных на каждое вещество) по стандартной методике [8]. Все подопытные животные получали через желудочный зонд водную нагрузку из расчета 5 мл на 100 г массы тела. Контрольная группа животных получала только аналогичное количество воды с твином-80. Исследуемые вещества вводили перорально в дозе 10 мг/кг (средняя эффективная доза известной α-формы) в виде тонкой водной суспензии, стабилизированной твином-80. После этого подопытные животные помещались в "обменные клетки". Показателем интенсивности мочевыделения служило количество мочи, выделенное животными за 5 часов. Представленные в табл.9 экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что новая кристаллическая модификация (β-форма) пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигадро-1Н-пирроло[3,2,1-ij]-хинолин-5-карбоновой кислоты по силе диуретического действия в среднем на 19% превышает известную α-форму.
Таблица 9
Диуретическая активность известной α-формы и новой β-формы анилида (I) в дозе 10 мг/кг
Соединение
Диурез через 5 ч, мл
Диуретическая активность, %
Известная α-форма
9,7±0,28
226
Новая β-форма
10,5±0,27
245
Контроль
4,3±0,20
100
Таким образом, представленный в описании комплекс физико-химических методов анализа подтверждает, что заявлена новая кристаллическая модификация (β-форма) пара-метоксианилида 6-гидрокси-4-оксо-2,4-дигидро-1Н-пирроло-[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты. В отличие от известной α-формы, полученное вещество обладает улучшенными фармацевтическими свойствами и проявляет повышенный диуретический эффект, благодаря чему может найти широкое применение в различных областях медицины.
Источники информации
1. Пат. Украины №86883 / C07D 215/22, A61K 31/47, опубл. 2009.
th
2. European Pharmacopoeia, 6 Edition. - 2008, Vol.1. - P.601-610.
3. C.Dong / PowderX: Windows-95-based program for powder X-ray dif-fraction data processing. - J. Appl. Crystallogr. - 1999. - Vol.32. - P.838.
4. J.Rodriguez-Carvajal, T.Roisnel / FullProf.98 and WinPLOTR: New Windows 95/NT Applications for Diffraction. Commission for Powder Diffraction, International Union of Crystallography, Newsletter No. 20 (May-August) Summer 1998.
5. H.-B.Burgi, J.D.Dunitz / Structure Correlation, VCH, Weinheim, 1994, Vol.2. - P.741.
6. Ю.В.Зефиров / Кристаллография. - 1997. - Т.42, №5. - С.936.
7. G.М.Sheldrick / Acta Crystallogr. - 2008. Vol. A64. - P.112.
8. Л.H.Сернов, B.B.Гацура / Элементы экспериментальной фармакологии. - М.: Медицина, 2000. - С.117.