1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯的结晶方法

摘要

本发明涉及获得具有窄的粒度分布和改善的可流动性、松散密度和振实密度的1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物结晶的结晶方法。

权利要求

1.一种制备1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物晶体的方法，其中1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物在溶剂系统中的结晶悬浮液经历至少一个温度振荡事件和至少一个机械粒径减小事件，其中的溶剂系统选自乙酸乙酯、乙酸1-甲基乙酯或其混合物，且所述溶剂系统任选包含最高至20%的水。

2. 依据权利要求1的方法，其中的温度振荡事件包括加热阶段和相应的冷却阶段。

3. 依据权利要求2的方法，其中的加热阶段先于冷却阶段。

4. 依据权利要求3的方法，其中的机械粒径减小通过湿磨法实施。

5. 依据权利要求4的方法，其中的温度振荡事件先于机械粒径减小事件。

6. 依据权利要求4的方法，其中的温度振荡事件和机械粒径减小事件彼此独立地重复发生。

7. 依据权利要求1的方法，其中所述溶剂系统为任选包含最高至20%的水的乙酸乙酯。

8.依据权利要求1的方法，其包括以下连贯步骤：

a)在使1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物全部可溶的浓度和温度条件下，制备1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物在溶剂系统中的溶液；

b) 冷却所述溶液至使该溶液处于亚稳区的温度；

c)用1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的晶体接种1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物溶液；

d) 冷却1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物溶液获得1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的结晶的悬浮液；

e) 使用剪切机使如此形成的该结晶悬浮液经历机械粒径减小；

f) 加热1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的结晶悬浮液以使细微粒子溶解；

g) 重复步骤d)、e)和f)1至5次；

h) 使1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的结晶悬浮液冷却至室温或更低；

i) 滤出如此形成的1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的晶体。

9. 依据权利要求8的方法，其中在步骤a)中的溶剂系统是乙酸-1-甲基乙酯和水的混合物。

10.依据权利要求9的方法，其中在步骤b)中的温度是54°C。

11.依据权利要求10的方法，其中在步骤d)中的1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物溶液的冷却依据三次方温度下降进行。

12.依据权利要求11的方法，其中在步骤f)中的1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的结晶悬浮液被加热至55°C。

13.依据权利要求12的方法，其中步骤d)、e)和f)重复1次。

14.依据权利要求13的方法，其中在步骤h)中的1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的结晶悬浮液冷却至0°C。

说明书

1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻

吩基甲基]苯的结晶方法

[0001] 本发明 涉及 一种获 得1-(β-D-吡喃 葡糖基 (glucopyranosyl))-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物晶体的结晶方法，该晶体具有窄的粒度分布和改善的可流动性、松散密度和振实密度(bulk and tap density)性质。

[0002] 化合物1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯是钠依赖性葡萄糖转运蛋白(SGLT)的抑制剂并因此具有治疗糖尿病、肥胖症、糖尿病并发症等的治疗用途。该混合物在WO-2005/012326中被描述为具有以下结构的化合物(84)：

[0003]

[0004] 该化合物的晶形在WO-2008/069327中公开。

[0005] 总的来说，为了商业应用，重要的是活性药用成分(API’s)应该具有良好的操作性能。再有，需要生产纯的和结晶形式的API，以使制剂能够符合特定的药用需求。

[0006] 晶体工程学在生产API’s中是重要的。在结晶期间，限定API或原料药(drug substance)的许多物理-化学特征，包括结晶多形体、形状、大小、粒度分布、化学纯度和稳定性。这些特征影响在分离过程中的可搅动性(stirrability)、残留溶剂的水平、干燥时间、团聚、碎裂和磨损(attrition)，这些又转而通过测定粒子流、可压缩性、可溶性、溶解速率和生物利用度影响药物产品制备。针对由药物产品制备产生的API的物理性质的规范技术条件说明书在涉及它们的粒度分布、松散密度、静电电荷和可流动性方面是非常窄的。

[0007] 已经观察到，采用经典的冷却或抗溶剂结晶技术制备的结晶1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物(在本专利说明书中通篇称为“化合物(I)”)，具有大的粒度分布，有大量的细粒子和粗粒子，这对药物产品制备产生负面影响。这样的化合物(I)的粒度分布的实例在图3中给出。

[0008] 现在已经发现，当结晶方法包括至少一个温度振荡事件(oscillation episode)和至少一个机械粒径减小事件(reduction episode)时，可获得具有窄的粒度分布的结晶1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟-苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物(即化合物(I))。已经发现，这样获得的结晶化合物(I)具有窄的粒度分布和改善的可流动性、松散密度和振实密度。

[0009] 图1是依据本发明的结晶方法的图解表示法，其包括四个温度振荡事件和四个机械粒径减小事件。

[0010] 采用温度振荡和/或机械粒径减小的结晶程序已经在WO-99/67236和WO-2004/064806中公开。

[0011] 通过加热和冷却包含结晶化合物(I)的悬浮液至预定的温度(便利地在搅拌下)实施温度振荡事件，也被称为奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening)。可控制以下用于温度振荡事件的参数：

[0012] 在加热之前的起始温度

[0013] 加热时间，加热的速率和温度/时间曲线

[0014] 最高温度及其持续时间(温度保持步骤)

[0015] 冷却时间、冷却速率和温度/时间曲线

[0016] 冷却后的最终温度

[0017] 所述温度振荡参数取决于溶剂或溶剂混合物的性质、晶体的性质、需要的粒径和粒度分布并可采用标准试验使它们最优化。

[0018] 可选择温度振荡事件的温度幅度，即起始温度和最高温度之差，以将大量的化合物(I)溶解入溶液中，如10和60％之间。幅度范围可依据在5℃和20℃之间所需的可溶性差异。每个温度振荡事件的幅度可相同或不同。

[0019] 温度振荡曲线可呈现带有温度保持步骤的近视正弦曲线或近视“Z”字型(zig-zag)曲线的形式，即包含线性加热步骤和线性冷却步骤的曲线。或者，冷却步骤也可使用三次方非线性冷却模式(cubic cooling profile)。

[0020] 为了避免数天的总体过程时间，温度振荡事件中的加热时间和冷却时间可各自为如约10分钟至120分钟。在加热和冷却之间，可存在温度保持步骤，如持续时间约5至10分钟。优选地，加热时间可比冷却时间短，如加热时间为约10至15分钟而冷却时间为约60至120分钟。

[0021] 总的来说，温度振荡事件的次数越高，粒度分布变得越窄。实际上，所述事件的次数可为约1至6。

[0022] 各温度振荡事件与机械粒径减小事件交替进行。可通过研磨或采用超声微粉化使悬浮液中化合物(I)晶体的机械粒径减小。

[0023] 可通过使结晶悬浮液经历声波振动能量实现经超声处理的机械粒径减小，所述声波频率在可被人耳觉察的频率之上：即高于16kHz至20kHz。可或者分批次或者断断续续的(semi-continuously)，或者在超声波浴中或者在与可浸入水中的超声波发生器匹配的容器中，采用或者超声波浴作为发生器或者超声波流通池(flow-through ultrasonic cell)中作为持续流动过程，使用超声波处理。可通过本领域技术人员选择超声波处理的持续时间以及辐射的频率和强度以实现想要的最终结果。可通过对周期性从系统中提出的样品的粒径分析，进行通过超声处理的机械粒径减小过程。

[0024] 也可通过采用诸如高速转子-定子装置或高高剪切研磨机的剪切机的湿法研磨或湿法粉碎，实施悬浮液中的化合物(I)晶体的机械粒径减小。可或者通过将剪切机置于含化合物(I)晶体的悬浮液的反应器中，或者通过将所述结晶悬浮液持续不断地通入剪切机中，实施湿法研磨。适宜的剪切机为，如 型、魔力 或Dispax-型，由德国的 -Werke GmbH& Co.KG售卖。这些高剪切研磨机器可使用不同类型的研磨盘，诸如“2G，4M和6F发生器”，取决于需要的粒径和/或研磨时间。这些机器的一些对于范围最高达允许流速100m3/小时的点的工业量规模是适宜的。

[0025] 采用湿法研磨的机械粒径减小优选用于处理工业量的活性药用成分(API’s)。在大体积必须经处理时，通过超声的粒径减小出现问题，因为超声发射器的功效在离所述发射器的几个厘米远处减弱。高功率的超声也可引起所使用的设备的金属和焊接过早磨损，因为超声在靠近超声发射器的壁处引起空穴现象，可能导致金属浸出(metal leaching)。所述金属浸出可污染API。

[0026] 可在结晶过程中，采用激光聚焦光束反射测量(Lasentec focused-beam reflectance measurement(FBRM))系统进行悬浮液中化合物(I)晶体的粒径分析。

[0027] 在一个实施方案中，本发明涉及制备结晶化合物(I)的方法，包括以下连贯步骤[0028] a)在使化合物(I)全部可溶的浓度和温度条件下，制备在溶剂系统中的化合物(I)溶液；

[0029] b)冷却所述溶液至使该溶液处于亚稳区(metastable zone)的温度；

[0030] c)用化合物(I)的晶体接种化合物(I)溶液；

[0031] d)冷却化合物(I)溶液获得化合物(I)晶体的悬浮液；

[0032] e)使用剪切机使如此形成的该结晶悬浮液经历机械粒径减小；

[0033] f)加热化合物(I)的结晶悬浮液以使细微粒子溶解；

[0034] g)重复步骤d)、e)和f)从1至6次；

[0035] h)使化合物(I)的结晶悬浮液冷却至室温或更低；

[0036] i)滤出如此形成的化合物(I)的晶体。

[0037] 用于本发明结晶方法的溶剂、溶剂混合物或溶剂系统可为任何有机溶剂或有机溶剂的混合物，其中在温度振荡事件的最低和最高温度之间，化合物(I)的可溶性中存在大的差异。溶剂或溶剂混合物可含可导致两相溶剂混合物的最高至20％的水。

[0038] 实际上，已经发现酯型溶剂，例如乙酸乙酯或乙酸-1-甲基乙酯，适宜用于本发明的结晶方法。这些酯型溶剂可任选包含水。

[0039] 用于本发明的结晶方法的条件取决于所用的溶剂系统。例如，当溶剂系统是乙酸-1-甲基乙酯和水的混合物时，其中水的存在量从0.1％至1.8％v/v，则应用以下条件：

[0040] 步骤b)：温度范围在52℃和56℃之间，特别是约54℃，

[0041] 步骤c)：用约0.5％的量的微细化合物(I)的晶体接种

[0042] 步骤d)：依据三次方非线性温度模式(cubic temperature profile)冷却至36℃和40℃之间的温度，特别是约38℃

[0043] 步骤e)：使用高剪切机湿法研磨

[0044] 步骤f)：将结晶化合物(I)的悬浮液加热至52℃和56℃之间的温度，特别是约55℃；

[0045] 步骤h)：使化合物(I)的结晶悬浮液冷却至室温或更低，特别是至0℃。

[0046] 对于1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物(即化合物(I))而言，已经发现，可采用第一个温度振荡事件，随后是第一个机械粒径减小事件，第二个温度振荡事件、第二个机械粒径减小事件和第三个温度振荡事件，获得所需要的窄的粒度分布。此后，使悬浮液冷却以降低化合物(I)的晶体在溶剂中的溶解度，然后使结晶经过滤分离和干燥。测定采用该方法得到的化合物(I)的粒度分布，在图4中，并显示窄的粒度分布，而不存在如采用经典冷却或抗溶剂结晶技术所获得的结晶化合物(I)的双重分布和细粒子或粗粒子(见图3)。

[0047] 实施例1

[0048] 将1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物(即化合物(I))(317.5g)在乙酸-1-甲基乙酯(1400ml)和水(15.6ml)中的溶液加热至72.5℃直至获得澄清溶液并过滤。用乙酸-1-甲基乙酯(175ml)漂洗滤器并使反应混合物冷却至54℃的温度。用化合物(I)(1.59g)接种反应混合物并将该混合物搅动2小时。

[0049] 依据以下描述的三次方非线性温度下降(cubic temperature decrease)使反应混合物冷却：

[0050] 经20分钟下降至52.4℃

[0051] 经20分钟下降至49.0℃

[0052] 经20分钟下降至44.4℃

[0053] 经20分钟下降至38℃

[0054] 采用高速剪切研磨机(Dispax- 型DR 2000/20，来自德国 -Werke GmbH&Co.KG，带有2P或4M研磨盘)使结晶悬浮液经历湿性研磨25分钟。

[0055] 然后将反应混合物加热至55℃的温度，随后依据以下描述的三次方非线性温度下降冷却：

[0056] 经25分钟下降至54.0℃

[0057] 经25分钟下降至52.4℃

[0058] 经25分钟下降至47.1℃

[0059] 经25分钟下降至38℃

[0060] 采用如上设定的相同条件，使用高剪切研磨机使结晶悬浮液经历湿法研磨25分钟。

[0061] 然后将反应混合物加热至55℃的温度，随后依据以下描述的三次方非线性温度下降冷却：

[0062] 经25分钟下降至54.0℃

[0063] 经25分钟下降至52.4℃

[0064] 经30分钟下降至41.4℃

[0065] 经105分钟下降至0℃

[0066] 于0℃的温度下搅拌悬浮液4小时。滤出沉淀物并用乙酸-1-甲基乙酯(175ml)洗涤且在真空下干燥。

[0067] 实施例2

[0068] 用激光衍射(LD)测定依据实施例1的程序的原始化合物(I)和结晶的化合物(I)的粒径。为了此目的，已经使用Malvern Mastersizer 2000F激光衍射仪(Malvern，U.K.)，其配备Hydro 2000S湿分散组件(wet dispersion module)。在分析之前，通过剧烈振摇30秒钟，将ca.200mg量的产物分散在1％(w/v)聚山梨醇酯20的水溶液中。然后将该分散液的代表性部分加至为了此目的充满水的湿分散组件的储池中。经由仪器的检测池，以允许产物特异性散射模式(specific scattering pattern)的检测，计算液体介质。基于如在相对于入射校准的激光束的不同角度下所检测的散射强度，对于化合物(I)而言，基于弗劳恩霍夫(Fraunhofer)光学模型计算按体积计的粒度分布(PSD)。对于PSD，报告d10、d50和d90筛下物累计值(cumulative undersize)作为相关的统计描述符(relevant statistical descriptors)。

[0069] 表1：粒度分布

[0070]D10 D50 D90
原始的化合物(I) 14μm 43μm 116μm
结晶化的化合物(I) 20μm 49μm 102μm

[0071] 如从表1中可见到的，依据本发明制备的化合物(I)结晶具有窄的和良好定义的粒度分布，具有较低的细和粗的百分值(less fine and coarse percentiles)(参见改善的D10和D90值)。

[0072] 可在图3中发现通过经典冷却或抗溶剂结晶所获得的化合物(I)的粒度分布的图解表示。可在图4中发现采用如在实施例1中描述的带有高剪切机的温度振荡和湿法研磨所获得的化合物(I)的粒度分布。如通过比较这些系列图形粒度分布数值可见的，采用带有高剪切机的温度振荡和湿法研磨所获得的结晶化合物(I)的粒度分布不显示存在双重分布和缺少细或粗粒子。

[0073] 实施例3

[0074] 测量结晶的1-(β-D-吡喃葡糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯半水合物的松散密度和振实密度。通过记录25g的化合物(I)在100-ml刻度量筒中的体积，检测其松散密度。然后检测在500次轻拍(taps)之后的振实密度体积。

[0075] 表2：松散密度和振实密度

[0076]松散密度(g/ml) 振实密度(g/ml)
原始的化合物(I) 0.28 0.48
结晶的化合物(I) 0.35 0.54

[0077] 一般地，更高的松散密度和振实和松散密度之间的较小的差异，产生更好的粉体流变(powder flow)和可制造性(manufacturability)。

[0078] 依据实施例1的结晶化的化合物(I)的松散密度比原始的化合物(I)的高20％。

[0079] 图的描述：

[0080] 图1：四个温度振荡事件和四个机械粒径减小事件的图解说明

[0081] 图2：温度振荡和湿法研磨的图解说明

[0082] 图3：通过经典的冷却结晶或抗溶剂结晶所获得的化合物(I)的粒度分布[0083] 图4：采用如在实施例1中描述的温度振荡和湿法研磨(伴有高剪切机械加工)所获得的化合物(I)的粒度分布。