用于血糖控制的新型二甲双胍甘氨酸盐

摘要

本发明合成了一种新的1，1-二甲基双胍甘氨酸盐，其被称为甘氨酸二甲双胍。该盐展现出优于其他二甲双胍盐的优点。这些优点首先是因为甘氨酸反离子本身展现出降血糖效果。而且，与那些由盐酸二甲双胍制备的盐相比，该盐展现出更快速的吸收性、能够达到更高的血浆浓度。这种合成物是由二甲双胍盐酸盐合成，其中游离的二甲双胍利用用作此目的的离子交换柱，通过释放盐酸反离子来制备；将所释放的二甲双胍基团溶解于水介质中，随后在环境温度下并在不断搅拌下添加甘氨酸；随后，加热所得制品直至获得浓缩溶液，添加不与存在的成分反应的有机溶剂，且其中甘氨酸是不溶的，以便在介质中形成不溶性并有利于饱和介质的结晶；上述操作是为了沉淀过量的甘氨酸并随后通过过滤而将其分离；该过滤操作会进一步浓缩直至实现甘氨酸二甲双胍的沉淀。

权利要求

1.一种药用盐，其特征在于包括二甲双胍甘氨酸盐。

2.根据权利要求1所述的药用盐，其特征在于质子核磁共振光谱(NMR)显示所述盐在

2,814ppm、2,916ppm和4,677ppm发生位移。

3.根据权利要求1所述的药用盐，其特征在于碳-13光谱显示所述盐在37,754ppm、

44,824ppm、158,761ppm、160,308ppm以及180,049ppm发生位移。

4.根据权利要求1所述的药用盐，其特征在于红外(IR)光谱显示所述盐在-1 -1 -1 -1

3,367.34cm 、3,175.88cm 、1,618.78cm 以及1,573.96cm 产生特性吸收信号。

5.一种药用合成物，其特征在于含有权利要求1-4任一项所述的药用盐和药学上可接受的载体，其中所述合成物以选自药片、囊片、凝胶、糊剂、粉末、长效缓释颗粒、胶囊、长效缓释药片、具有缓冲剂的液体、泡腾片、悬浮液、糖浆或喷雾剂的形式存在。

6.一种制备二甲双胍甘氨酸盐的方法，包括以下步骤：经过离子交换柱来制备二甲双胍盐酸盐溶液，通过分离盐酸反离子而产生游离的二甲双胍；

将所述游离的二甲双胍溶于水介质中，并在环境温度下以及不断搅拌下添加甘氨酸；

浓缩所得的混合物且添加不溶所述甘氨酸的溶剂，直至其他过量沉淀；

进行过滤，从而移除过量的甘氨酸，且蒸发所得产物直至产生第二次沉淀物；

洗涤并纯化所述第二次沉淀物。

7.权利要求5中所述的药用合成物用于治疗恒温动物的高血糖症的应用，其特征在于所述药用合成物通过静脉注射、肌肉注射、鼻内、腹膜内或舌下，口服方式进行给药。

说明书

用于血糖控制的新型二甲双胍甘氨酸盐

技术领域

[0001] 本发明涉及二甲双胍甘氨酸盐，其展现出卓越的降血糖性能、更高的生物药效率，特别是具有安全的药代动力学。

背景技术

[0002] 抗糖尿病类的药物被称为双胍，其来源于山羊豆属成药植物，该属植物在几个世纪以来因能减轻糖尿病的症状而众所周知。二甲双胍是一种衍生自双胍的化合物，其主要作用是降低肝脏的葡萄糖异生作用，但也能降低胃肠道一级的葡萄糖吸收并通过增加葡萄糖的周边利用而提高对胰岛素的敏感度。这可能是因为二甲双胍促进了胰岛素与其细胞受体之间的结合，这可以解释为增加的活性会产生酪氨酸激酶后受体，且因此增加了GLUT4载体的数量和活性。

[0003] 二甲双胍不能被代谢，其直接从尿中排出。其半衰期为6.2小时。

[0004] 二甲双胍和盐酸二甲双胍在结肠和下胃肠道一级具有较差的肠道吸收性。 [0005] 本发明涉及基于与甘氨酸共轭的二甲双胍的新型双胍盐的研制，与其他本领域公知的二甲双胍盐相比，其展现出更好的吸收性和进入血流的能力、更小的胃肠副作用以及更好的药物代谢分布。

[0006] 盐酸二甲双胍的一个缺点是：其是吸湿性的。这就妨碍了工业上对其进行处理以制备固体合成物(例如：药片、胶囊等)。而且，其在固体形式下是腐蚀性晶体，这会损耗所使用的制药机械。而且，对于使用者来说，其是一种非常苦涩的盐，且其产生的酸常常会在长期使用的情况下导致胃病。

[0007] 英国专利GB1473256首次公开了通过降低血糖浓度而治疗代谢病(特别 是糖尿病)的双胍盐，其具有下述化学式：

[0008]

[0009] 其中R1代表氢原子或低级烷基或低级烯基，且R2代表低级烷基、芳基、芳基-(低1 2 3
级烷基)或芳氧基-(低级烷基)，或者R 和R 一起代表低级烯基，R 代表氢原子或具有下述化学式的基团：

[0010]

[0011] 其中R4和R5各代表氢原子或阳离子，或R4代表氢且R5代表低级烷基，或者R4和5
R 一起代表低级烯基，且n为1或2。

[0012] 与其他双胍(例如丁双胍或苯乙双胍)不同，二甲双胍不会导致高血清浓度水平的乳酸性酸中毒。盐酸二甲双胍是目前市售的盐，并具有如下化学式：

[0013]

[0014] 盐酸二甲双胍

[0015] 比利时专利BE568513公开了二甲双胍的酸加成盐，其包含盐酸二甲双胍。美国专利申请US2005/0158374公开了与脂肪酸有关的二甲双胍，其具有胃肠道一级的改善的吸收性。这种与脂肪酸(例如月桂酸、琥珀酸、癸酸、棕榈酸等)有关的二甲双胍由二甲双胍盐(例如二甲双胍-盐酸)制成。产生这些化合物从而增加在下胃肠道一级的吸收性以及将需要这些药物的病人 血液中的药物在一天中保持在一个相对恒定的水平，这就能避免日剂量的数次摄入。这些化合物相对于时间(小时)在实验鼠体内测量的血浆浓度(ηg/ml)显示出其比未与脂肪酸结合的二甲双胍盐的生物药效率更高。但是，与二甲双胍-脂肪酸化合物不同，甘氨酸二甲双胍不仅在最初的几分钟内就能达到最大血药浓度，而且这些血药浓度会在最初3～4小时内在血浆中保持不变，在10小时内会逐渐降低，并进行后续摄入(图1)。

[0016] 这种由甘氨酸二甲双胍展现的现象特别有利于降低血糖，这是因为在最初的一小时内达到的高浓度可能特别有利于应对餐后高血糖症(其已被认为是导致心血管风险和血管损伤的一个主要因素)。另一方面，因为其与盐酸二甲双胍相比能达到更高的最大浓度，所以甘氨酸二甲双胍在达到类似的降低血糖的效果时需要的剂量会更少。 [0017] 属于现有技术的另一文献是Bristol-Myers Squibb Company的欧洲专利EP1039890，其公开了二甲双胍的各种二羧酸盐与另一抗糖尿病制剂的组合，以及利用所述盐或组合治疗糖尿病的方法；该专利请求保护延胡索酸二甲双胍、琥珀酸二甲双胍以及苹果酸二甲双胍。类似地，属于现有技术的其他涉及二甲双胍盐的专利文献例如有美国专利US4835184，其公开了二甲双胍的对氯苯氧基乙酸盐，法国专利FR2320735和FR2037002，其公开了二甲双胍的巴莫酸盐，美国专利US3957853，其公开了二甲双胍的乙酰水杨酸盐，德国专利DE2357864和DE1967138，其公开了二甲双胍的烟酸盐，日本专利JP64008237，其公开了二甲双胍的羟酸盐(包括羟基-脂肪二羧酸(例如中酒石酸、酒石酸、丙酮二酸和氧化马来酸)盐)；可以观察到所有这些都是二甲双胍的有机酸盐。

[0018] 本发明中，合成了一种新型的1，1-二甲基双胍甘氨酸盐，其被称为甘氨酸二甲双胍。这种盐显示出优于其他二甲双胍盐的优点。这些优点首先是因为甘氨酸反离子本身展现出降血糖效果。而且，与那些由盐酸二甲双胍制备的盐相比，这种盐展现出更快速的吸收性、能够达到更高的血浆浓度(图1)。 另一方面，在盐被电离时产生的甘氨酸不是一种强酸；因此，可以降低胃的不良反应。最后，甘氨酸二甲双胍具有可应用于工业规模制造的有利物理性质，因此有利于药用合成物的制备，这是因为其具有较低的腐蚀性、更好的流变性质且其更不易受压制工艺的影响。

附图说明

[0019] 图1示出二甲双胍甘氨酸盐(GLI-MET3)的血浆浓度，相比于二甲双胍盐酸盐(HCL-MET2)。

[0020] 图2示出二甲双胍甘氨酸盐的质子核磁共振光谱(NMR)。

[0021] 图3示出二甲双胍甘氨酸盐的碳-13核磁共振光谱(NMR)。

[0022] 图4示出二甲双胍甘氨酸盐的红外光谱(IR)。

[0023] 图5示出二甲双胍甘氨酸盐的质谱，通过FAB+技术获得样品，其中阳离子的分子-离子峰在259m/z，以及FAB 技术获得样品，其中分子离子峰在75m/z。

[0024] 图6示出由单晶体X射线衍射获得的单细胞。

[0025] 图7示出由X射线衍射获得的晶体阵列。

[0026] 具体实施方式

[0027] 以下将详述优选实施例，所述优选实施例不意在限制二甲双胍甘氨酸盐的合成，这种合成由二甲双胍盐酸盐合成，其中游离的二甲双胍利用用作此目的的离子交换柱并通过释放盐酸反离子来制备；将所释放的二甲双胍基团溶解于水介质中，且随后在环境温度下并在不断搅拌下添加甘氨酸；随后，加热所得制品直至获得浓缩溶液，添加不与存在的成分反应的有机溶剂，且其中甘氨酸是不溶的，以便在介质中形成不溶性并有利于饱和介质的结晶；上述操作是为了沉淀过量的甘氨酸并随后通过过滤而将其分离；这种过滤操作会进一步浓缩直至实现甘氨酸二甲双胍的沉淀物，洗涤并纯化这种沉淀物。

[0028] 所形成的盐通过核磁共振、红外光谱、质谱分析并最后通过单晶X射线衍射来识别。光谱分析表明所制得的新型盐与其他二甲双胍合成物不同。

[0029] 核磁共振(RMN)质子光谱分析示出所述盐在2,814ppm、2,916ppm、4,677ppm发生位移。

[0030] 碳-13光谱分析示出所述盐在37,754ppm、44,824ppm、158,761ppm、160,308ppm以及180,049ppm发生位移。

[0031] 红外(IR)光谱分析示出所述盐在3,367.34cm-1、3,175.88cm-1、1,618.78cm-1以及-11,573.96cm 产生特性吸收信号。

[0032] 通过FAB+技术获得质谱分析，且在259m/z获得分子离子，其与所期望的化合物一致，将记住的是分子离子等于分子量乘以二再加一，即：129×2+1＝259。

[0033] 通过FAB-技术获得其他质谱分析，且在75m/z获得分子离子，其与所期望的化合物一致。

[0034] 对应空间群P-1的三斜晶体获得单晶X射线衍射，其具有如下晶胞尺寸：a＝5.993A° α＝90.94°

[0035] b＝8.673A° p＝95.10°

[0036] C＝10.51A° γ＝107.58°。

[0037] 甘氨酸二甲双胍的特性如下：

[0038] a)化学全称：N.N-二甲基双胍甘氨酸盐。

[0039] b)简明化学式：C6H16N6O2。

[0040] c)分子量：204.24。

[0041] d)存储要求：环境温度下存储于良好密封的容器中。

[0042] e)溶解性数据：极易溶于水，易溶于甲醇、乙醇。不溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿、苯。在25℃下的水中的溶解度约为1.4g/ml。熔点：166℃～172℃。

[0043] f)状态：固体(粉末)。

[0044] g)化学稳定性：通过与强酸反应，甘氨酸二甲双胍产生一种新的二甲双胍盐，且新的二甲双胍盐通过甘氨酸的基本组成部分的反应制得。

[0045] 以下说明本发明的优选实施例，但并不意在限制合成物的形式(药片、囊片、凝胶、糊剂、粉末、长效缓释颗粒、胶囊、长效缓释药片、具有缓冲剂的液体、泡腾片、悬浮液、糖浆、喷雾剂及其他)或给药途径(可以是口服、静脉注射、肌肉注射、鼻内、腹膜内、舌下等等)。

[0046] 甘氨酸二甲双胍的体外细胞毒性研究

[0047] 采用下述主要的细胞株和细胞培养物：

[0048] 肝源细胞：CCL13，ATCC(美国模式培养物保藏所)。

[0049] 肾源细胞：CRL 1633，ATCC(美国模式培养物保藏所)。

[0050] 原始培养：肝细胞。

[0051] 评估下列细胞毒性参数：

[0052] 细胞形态和细胞黏着。

[0053] 甲基噻唑四唑还原实验(MTT实验)。

[0054] 评估的浓度范围从250mg/ml至0.12mg/ml。

[0055] 评估的两次曝光时间：24和72小时。

[0056] 结果：

[0057] 所评估的甘氨酸二甲双胍在所评估的两次曝光时间下(24和72小时)，对用于此研究中的任何细胞类型都不具有细胞毒性。

[0058] 甘氨酸二甲双胍的半致死量(LD50)研究

[0059] 在遵守国际规定和监护说明以及实验室动物使用方法的情况下，进行针对威斯特鼠的口服50致命剂量(LD50)实验。整个过程在经济合作和发展组织的指南的准则423的规定下进行。

[0060] 动物数量：使用96只三个月大的年轻成年的雄性和雌性威斯特鼠。 [0061] 随机化：12组，每组8只动物。其中四组用于初步研究，从而得到剂量 间隔，且另外八组用于确定性研究。

[0062] 方法：禁食后，利用口胃管口服分配不同剂量的制品。在研究进行期间，同时使用对照组。

[0063] 体积：3.8±0.4ml(对于每100g的鼠体重，相应的不超过2ml体积)。 [0064] 观察时间：24小时。

[0065] 结果：

[0066] 对于甘氨酸二甲双胍来说，所获得的口服LD50为：2.4625±0.195g/kg(盐酸二甲双胍的LD50为1.45g/kg)。

[0067] X2测试值p＝0.723。

[0068] OECD定义的LD50为“统计得到的能够预期导致实验室动物50％死亡的物质的单一剂量”。

[0069] 甘氨酸二甲双胍的亚急性毒性研究

[0070] 在遵守国际规定和监护说明以及实验室动物使用方法的情况下，进行28天的亚急性毒性实验。

[0071] 动物数量：使用50只三个月大的年轻成年雄性和雌性威斯特鼠。5组，每组10只动物。四个实验组(每组10只动物)以及一个对照组。

[0072] 禁食后，利用口胃管口服分配不同剂量(低、中、高以及随体和对照组)的制品。 [0073] 所用剂量：

[0074] 低：0.1g/kg

[0075] 中：0.5g/kg

[0076] 高：1.0g/kg

[0077] 随体：1.0g/kg

[0078] 对照：仅载体(重蒸馏水)

[0079] 观察时间：28天。随体组：15天的后处理(28+15)。

[0080] 在28天中，进行下列研究：观察征象的出现，血液学实验和解剖-病理 学研究。整个过程在经济合作和发展组织的指南的准则407的规定下进行。

[0081] 结果：

[0082] 临床观察：处于高剂量的半糊状粪便(持续时间：2天)。在28天的研究过程中没有观察到大量死亡现象。没有观察到行为变化。尸体解剖并未显示出不同器官的剧变。 [0083] 解剖-病理学研究：在靶器官中没有观察到显著地宏观变化。

[0084] 对照组：没有观察到变化。

[0085] 后续研究观察：

[0086] 因为在进行这种研究之前没有文献记载，所以可以得出结论：出现高剂量并存在于随体组中的半糊状粪便是一种仅在高剂量用药下的潜在副作用。

[0087] 没有显示出确定任何长期副作用的可能性(28天后)，因为在最后一次用药之后没有显示出后续副作用。

[0088] 所观察到的具有高剂量(半糊状粪便)的可能的副作用在研究期间逆转(第9天～第11天)。

[0089] 决定不能观察到副作用的可能剂量的推断值可能处于0.5和1.0g/kg之间。 [0090] 甘氨酸二甲双胍的生物药效率研究

[0091] 对12个健康的志愿者施用折合850mg盐酸二甲双胍(HCl-二甲双胍)的甘氨酸二甲双胍药片并与施用850mg的盐酸二甲双胍的另外12个志愿者比较反应。从上述24个志愿者采集样本，以便实现药代动力学曲线的绘制，由此产生的药代动力学参数如下：最大浓度(Cmax)为591ng/ml，最大时间(tmax)为2.5小时，在24小时对于10分钟而言的曲线下的面积(ABC(10-24))为26.811ηgml/h，相对生物药效率为2.8μg/ml(参见图1中的结果)。 [0092] 甘氨酸二甲双胍在最初的几分钟内开始其生物降解和释放；因此这属于快速吸收，在0.00和0.13h之间出现血药浓度。

[0093] 这些浓度在循环流通的情况下能保持10.00小时以上。

[0094] 存在循环残余(浓度低于200ηg/ml)且当不在下一天早上用药时，该残余趋于在下一12小时内降低并消失。

[0095] 甘氨酸二甲双胍的胃耐受性和不良事件研究

[0096] 对24个健康的志愿者进行研究，他们在30天中每天都在同一时间施用一片剂量相当于850mg的甘氨酸二甲双胍(12个志愿者)或盐酸二甲双胍(12个志愿者)。在首次药物摄入之前进行一次内镜检查，且在为期30天的研究结束时再进行一次内镜检查。 [0097] 在本研究中，采用Lanza Score评分，其适用于通过测量变化总和来评估胃损伤。平均变化越高，则胃损伤越大。

[0098] 在本研究中，我们发现服用甘氨酸二甲双胍的组的平均变化和是225，而服用盐酸二甲双胍(p＝0.43)的组的平均变化和是258。

[0099] 虽然没有观察到统计上显著地变化，但是我们发现服用甘氨酸二甲双胍的组比服用盐酸二甲双胍的组(该组中，大部分志愿者的Lanza Score评分为4，这是该范围内的最大值)的胃损伤小。

[0100] 在对病人的后续跟踪中，在严重的不良事件的研究中，都未发现这两组显示出任何不良反应，这证实了两种药的安全性。

[0101] 由于上文公开的内容，所以任何本领域技术人员都可认识到这种新的用于治疗糖尿病的药用盐发明的新颖且具有创造性的范围；值得一提的是药物血浆浓度曲线的特性显示出更高的生物药效率(不仅与盐酸二甲双胍相比，而且也与具有脂肪酸的二甲双胍盐相比)；根据分析，曲线下的面积之间的差异是明显的(参见图1的结果)；在现有技术水平的研究中还未报导过这样的高浓度保持期(四小时)；因此这种现象是意想不到的，且有利于糖尿病患者的治疗。