CN106795136A - S‑雌马酚的无水晶型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了S‑雌马酚的一种无水晶型。首次分离并表征了S‑雌马酚的无水晶型，I型。当与S‑雌马酚的其它形式，例如已知的水合物或其它溶剂化物形式比较时，S‑雌马酚的无水晶型具有改善的性质。

Description

S-雌马酚的无水晶型

技术领域

本发明涉及一种S-雌马酚(一种活性药物成分)的无水晶型，制备S-雌马酚的无水晶型的方法，和通过向有需要的受试者施用S-雌马酚的无水晶型用于治疗各种疾病和病症的方法。

背景技术

异黄酮及其许多衍生物具有广泛的重要生物学性质，包括雌激素作用。在大豆中发现的异黄酮，如染料木黄酮和黄豆苷元作为可能对激素依赖性病症和疾病的治疗有效的膳食植物雌激素也吸引了大家的兴趣。在检查大豆异黄酮(通常称为植物雌激素)的雌激素活性的影响时，不仅需要考虑摄入的异黄酮及其偶联物，而且还要考虑可能在体内产生的生物活性代谢物。黄豆苷元可以被转化为对应的色满S-雌马酚，一种较其前体具有更强的雌激素活性的化合物。Setchell等人,J.Nutrition,2002,132(12):3577-3584。这种还原性代谢转化是产生雌马酚的肠道菌群作用的结果，所述产生雌马酚的肠道菌群发现于小比例的人群中，这些人群被称为“雌马酚制造者”。

雌马酚于1932年首先从怀孕母马的尿中分离，随后在消耗红三叶草的绵羊的血浆中鉴定。1982年在人尿中鉴定出雌马酚。雌马酚具有手性中心并因此可以以两种对映体的形式存在。最近已经确定，S-雌马酚是在人类摄入的异黄酮的代谢还原中由肠道细菌菌群产生的独有的对映异构体。Setchell等人,American Journal of Clinical Nutrition,2005,81:1072-1079。

S-雌马酚的结构如下所示。

在美国专利号8,716,497(2012年9月10日提交)、美国专利号8,048,913(2009年9月14日提交)、美国专利号7,960,432(2008年7月3日提交)、美国专利号7,396,855(2003年7月24日提交)、美国专利号8,263,790(2011年6月1日提交)、美国专利号7,960,573(2009年5月4日提交)、美国专利号7,528,267(2005年8月1日提交)、美国专利号8,668,914(2009年7月31日提交)、美国专利号8,580,846(2006年8月18日提交)、美国专利号8,450,364(2012年4月9日提交)、和美国专利号8,153,684(2009年10月2日提交)中描述了S-雌马酚、R-雌马酚、S-和R-雌马酚(“雌马酚”)的非外消旋混合物、雌马酚的组合物、雌马酚的制备方法、和雌马酚的使用方法，其每一个以整体引用的形式并入本文。

在制备用于商业用途的药物制剂中使用的药物必须符合某些标准，包括GMP(良好生产规范)和ICH(国际协调会议(International Conference on Harmonization))指南。这些标准包括涵盖广泛的物理、化学和制药参数的技术要求。

例如，用于制备药物制剂的药物应当符合可接受的纯度。有一些已制定的指南，这些指南规定了通过化学合成制得的新药物中杂质的限制和限定，即在新药物的合成、纯化和储存过程中最可能产生的实际和潜在的杂质。针对药物的允许降解产物的量、或药物与赋形剂和/或直接容器/封闭系统的反应产物的量制定指南。在指南中，必须满足水分规格。

稳定性也是制备药物制剂时考虑的参数。稳定的药物产品将确保在药物制剂的保质期内保持药物的所需的化学完整性，所述保质期是在预期或指定的储存条件下储存时产品值得信赖以保持其质量特性所经历的时间范围。不同因素，如光照、温度、氧气、湿度和溶液中的pH敏感性都可以影响稳定性，并可以决定保质期和储存条件。

生物利用度也是在药学上可接受的制剂的药物递送设计中要考虑的参数。生物利用度与药物施用后在全身循环中出现特定药物的完整形式的量和速率有关。因此，药物显示的生物利用度与确定在药物的作用位点是否达到治疗有效浓度是相关的。

许多药物固体显示出多晶性，其通常被定义为物质作为两个或多个结晶相存在的能力(即，晶格中的分子的不同排列和/或构象)。因此，多晶型物是相同物质的不同晶型，其中分子具有不同的分子排列和/或构象。结果是多晶固体具有不同的物理性质，包括那些由于填料引起的物理性质，以及各种热力学、光谱学、界面和机械性质。

填料性质包括多晶型物的摩尔体积和密度、折射率、热导性和导电性、以及吸湿性。热力学性质包括多晶型物的熔融和升华温度、内部结构能、焓、热容量、熵、自由能和化学势、热力学活性、蒸气压和溶解度。光谱学性质包括多晶型物的电子跃迁(紫外-可见吸收光谱)、振动跃迁(红外吸收光谱和拉曼光谱)、旋转跃迁(远红外或微波吸收光谱)和核自旋跃迁(核磁共振谱)。动力学性质包括多晶型物的溶出度、固态反应速率和稳定性。表面性质包括多晶型物的表面自由能、界面张力和形状习性。机械性质包括多晶型物的硬度、拉伸强度、压实性(压片)、以及处理、流动和混合。

多晶形式的各种不同的化学和物理性质可以直接影响药物和药品的加工和/或制造。例如，活性成分的固态性质可能对药品的制造至关重要，特别是当它构成通过直接压制制造的药品中的大量片剂质量时。关于制药加工，与多晶型物最相关的因素之一为是否能够一致地制成符合可适用的加工中控制和释放规格的药品。

当暴露于一系列制造过程，如干燥、研磨、微粉化、湿法制粒、喷雾干燥和压制时，药物的多晶形式可以经历相转化。暴露于环境条件，如湿度和温度也可诱发多晶型物转化。转化的程度通常取决于多晶型物的相对稳定性、相转化的动力学障碍和施加的应力。在开发过程中，基于转化为另一种多晶形式的最小潜力和基于其更大的化学稳定性，通常选择药物的最具热力学稳定的多晶形式。因此，重要的是不仅要找到药物的最具热力学稳定的多晶形式，还要找到最适合于大规模制造过程的多晶形式。

结晶和干燥是放大过程中两个最困难的操作，尤其是当化合物是多晶型的并且可以形成水合物或溶剂合物时。在水合物的情况下，从晶格中除去水需要特定条件，并且非常依赖于样品的温度和湿度历史。必须始终考虑制剂中各种组分之间的水的流动性。在几乎所有制造阶段，水与药物固体相互作用。药物和赋形剂吸收的水分量会影响颗粒和片剂的流动、压缩特性和硬度。因此，确定产生所需的形式并且使批次间变化最小化是非常重要的。

另外，期望调节化学物质或其成分的晶体多晶性，因为晶型的差异可能影响药物的性质，例如制剂的性能、生物利用度和稳定性。不同固态形式的物理性质的差异来自于散状固体中相邻分子或复合物的取向和分子间相互作用。因此，多晶型物是具有相同分子式的不同固体，同时具有不同的物理性质，其相对于同一化合物或复合物的其它固态形式可能是有利的。

在文献中已经以晶体形式分离了雌马酚。Liang等人，X-Ray Single-CrystalAnalysis of(-)-(S)-Equol Isolated from Rat’s Feces,Chemistry and Biodiversity2005,2,959-963。然而，如第960页所述，所公开的唯一晶型是S-雌马酚的水合物。通常已知结晶材料的水合物形式在某些条件下比无水晶型更不稳定。因此，本领域需要提供具有改善稳定性的S-雌马酚的纯的无水晶型。

发明内容

以下简要概述不旨在包括本发明的所有特征和方面，也不意味着本发明必须包括该概述中所讨论的所有特征和方面。

本发明一般涉及S-雌马酚的无水晶型及其药物组合物。此外，本发明涉及制备和使用S-雌马酚的无水晶型的方法，用于治疗有需要的受试者中的各种疾病和病症。优选地，所述受试者是哺乳动物。

附图说明

图1描述无水结晶S-雌马酚的X射线粉末衍射图谱(XRPD)。

图2描述无水结晶S-雌马酚的特征衍射线的表格。

图3描述无水结晶S-雌马酚的热重分析(TGA)。

图4描述无水结晶S-雌马酚的差示扫描量热法曲线(DSC)。

图5描述无水结晶S-雌马酚的红外(IR)光谱。

如所附实施例和附图所阐明，由本发明的优选实施方案的更具体描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将是显而易见的。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。

具体实施方式

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文描述的那些类似或等价的任何方法和材料可用于本发明的实践或测试中，但是描述了优选的方法和材料。一般地，与化学有关的命名法和化学技术是本领域熟知和常用的。一些没有特别限定的实验技术通常根据本领域熟知的常规方法进行，并且在整个本说明书中引用和讨论的各种一般和更具体的参考文献中描述。为了清楚起见，以下术语如下定义。

术语“多晶性”指化学结构产生不同形式的能力，并且已知其在许多有机化合物，包括药物中发生。

术语“结晶”被定义为其中分子相对于另一分子的位置根据三维晶格排列的形式。

如本文所使用，术语“无水的”和“无水物”可以交换使用，并且指一种基本上不含水的特定的固态形式。类似地，术语“含水的”和“水合物”可以交换使用，并且指水分子掺入三维晶格结构的特定固态形式。

本发明的一个实施方案是S-雌马酚的无水结晶形式的组合物。这种组合物包含S-雌马酚的无水结晶多晶型物，或在替代实施方案中，S-雌马酚的无水晶型I，和一种或多种可接受的佐剂、载体和/或赋形剂。所述组合物可用于制造商业和公共产品。所述组合物或由其制成的产品可以被配制用于本领域已知的所有不同的施用途径，或者通过本领域已知的所有不同的施用途径递送。例如，包含S-雌马酚的无水晶型的组合物可以配制用于口服、直肠或皮肤施用。优选地，经口施用组合物。所述组合物可以以片剂、胶囊或粉末的形式施用。此外，包括口腔粘膜产品和口腔崩解片剂。所示组合物可以通过透皮贴剂或其它局部装置施用。任何给定情况下最合适的途径将取决于所治疗病症的性质和严重程度以及患者的健康状况。

产品包括含有S-雌马酚的无水晶型的药物、膳食补充剂、食品或非处方药物。口服药物可以包含每剂量至少1mg，最多200mg的S-雌马酚的无水晶型。例如，可以使用5、10、20、50、100、150或200mg的剂量。

S-雌马酚的无水晶型的组合物或制剂可以施用于受试者以治疗、预防或减少与其相关的疾病和/或病症的倾向。这样的组合物或制剂也可以包含一种或多种药学上可接受的佐剂、载体和/或赋形剂。佐剂、载体和/或赋形剂是本领域熟知的，并且描述于，例如Handbook of Pharmaceutical Excipients,第二版,American PharmaceuticalAssociation,1994，其通过整体引用并入本文。

本发明的另一个实施方案是制备S-雌马酚的无水结晶多晶型物的方法。在之前的报告中，使用10重量％的HCl的甲醇溶液从(S)-双-MOM-雌马酚制备S-雌马酚。参见，例如美国专利号8,716,497、8,263,790、7,960,573、和7,528,267中的实施例6。按照该方法，将反应混合物从0℃缓慢加热至室温。在室温6小时后，停止反应，并且使用标准实验室技术分离产物。该程序产生化学纯度为96.69％和水含量为7％的高产率的S-雌马酚，然而，该程序没有针对大规模(即千克)生产进行优化。

发现了制备S-雌马酚的新方法使其纯化并以无水晶型分离。通过使(S)-双-受Pivot保护的雌马酚(Piv＝叔丁基酰基或-C(O)-tBu)与KOH在甲醇中反应，可以获得化学纯度为99.5％和含水量小于4％的S-雌马酚。此外，该方法适于大规模合成无水结晶S-雌马酚。

本发明的另一个实施方案是向受试者、患者或哺乳动物递送S-雌马酚的无水晶型的方法。活性剂可以以足以在哺乳动物的血浆中产生至少5纳克/毫升(ng/mL)，更典型地至少10ng/mL或更高的瞬时水平的S-雌马酚的量施用，或者在尿中产生大于1000nmol/L的瞬时水平的S-雌马酚的量施用。

S-雌马酚的无水晶型的组合物可用于治疗各种激素依赖性疾病和与其相关的病症。

雌马酚的抗雄激素活性可以影响整个身体的许多组织。特别地，所述方法包括治疗和预防：(A)老化的前列腺生长、良性前列腺增生(BPH)和前列腺癌；(B)女性和男性型秃发；(C)面部和身体毛发生长(多毛症)、皮肤健康(痤疮、抗衰老和抗光老化)、皮肤完整性(胶原蛋白和弹性蛋白坚韧性)；(D)体重增加(和损失)，脂肪组织沉积和脂质代谢的减少，以及一般调节行为和影响，如食物和水摄入、血压变化、甲状腺、葡萄糖、瘦素、胰岛素和对免疫系统的影响；和(E)阿尔茨海默病和情绪、心理健康问题，如情绪、抑郁、焦虑、学习和记忆。

本发明的另一个实施方案涉及S-雌马酚的无水晶型用于预防、治疗或减轻受试者的疾病或病症的用途，所述疾病或病症可用雌马酚治疗。这些疾病或病症可以包括以下一种或多种：(1)脂质疾病，例如高胆固醇(高胆固醇脂血症)、脂血症、脂血和血脂异常(脂质失调)；(2)骨质减少和骨质疏松症；(3)急性和慢性卵巢雌激素缺乏状态，包括血管舒缩失调和夜间盗汗，通常被称为“潮热(hot flushes)”或“热潮红(hot flashes)”，以及伴随乳腺癌治疗中使用的抗雌激素治疗的潮热；(4)心血管疾病和肝病；(5)哺乳动物中的雄激素相关病症和/或雌激素相关病症；(6)年龄相关的雄激素/雌激素激素失衡；(7)哺乳动物的生理学和病理生理学病症；(8)与面部和身体毛发有关的疾病和病症；(9)与皮脂(油)的分泌有关的疾病和病症；(10)痤疮或其他皮肤破坏(划痕、粉刺或小切口等)；(11)与皮肤作用、皮肤质量和完整性、皮肤老化、皮肤光老化、皮肤色素沉着和皮肤发亮有关的疾病和病症；(12)与改善前列腺健康有关的疾病和病症，包括良性前列腺增生(BPH)和前列腺癌；(13)乳腺癌；(14)与脑功能和精神健康有关的疾病和病症，包括脑疾病、阿尔茨海默型痴呆、以及与年龄增长相关的和与短期和长期记忆丧失相关的其他减退或受损的认知功能；或(15)神经精神性或神经退行性疾病或障碍，例如抑郁症、焦虑症、双相情感障碍、强迫症、多动障碍、体重增加、肥胖、阿尔茨海默氏病、帕金森氏病或绝经期或绝经后症状。

实施例

实施例1

通过在0℃在甲醇中用KOH水溶液处理双-新戊酰基-S-雌马酚，然后使溶液升温至室温来制备S-雌马酚。约1.5小时后，将反应冷却，并向溶液中加入冰，然后加入乙酸。然后将溶液浓缩，并将所得混悬液用水洗涤以除去MeOH。搅拌约20小时后，将所得固体用水和己烷洗涤，将潮湿的固体在真空下干燥，得到灰白色固体。然后，将固体悬浮于庚烷和乙酸乙酯中，约20小时后，过滤收集固体，用庚烷/乙酸乙酯洗涤，然后用庚烷洗涤，真空分离得到S-雌马酚。

实施例2

使用蒸发结晶法获得无水结晶S-雌马酚。在玻璃管中称量50mg S-雌马酚样品。取决于溶解度，加入1、2或3ml溶剂。逐步测试溶解度，以使得在首次加入1ml溶剂后，将混悬液搅拌至少1小时。如果固体未完全溶解，再加入1ml溶剂(50g/l)，再次继续搅拌1小时。重复该步骤，每个实验最多给出3ml(16.7g/l)溶剂，然后提供用于蒸发步骤的澄清溶液或混悬液。将玻璃管置于氮气流下，放置使溶剂蒸发。取决于溶剂和施加的温度，这持续几个小时至数天。溶剂蒸发后，通过XRPD分析所得到的固体。

实施例3

使用冷却结晶法获得无水结晶S-雌马酚。在每个实验中，在实验的起始温度制备饱和或接近饱和的溶液。在骤冷(crash cooling)实验中，将澄清溶液置于冰浴中并静置2小时。过滤样品并用XRPD分析。在缓慢冷却实验中，将饱和溶液冷却至0℃，冷却速度为5K/min，然后在过滤和XRPD分析前将样品在终止温度放置2小时。

实施例4

使用沉淀法获得无水结晶S-雌马酚。在每个实验中，通过使用水或正庚烷作为反溶剂和沉淀剂进行沉淀结晶。使用的溶剂和实验参数以及结果总结在表1中。

表1、200mg S-雌马酚沉淀结晶的总结

水合物(II型)由大部分沉淀结晶产生。例如，使用正庚烷作为反溶剂的三个沉淀实验得到水合物形式。然而，来自DMSO的沉淀产生新的溶剂化晶型。这表明水合物非常容易地形成，并且为什么它是现有技术中公开的唯一形式。

X射线粉末衍射：使用Panalytical X'Pert Pro衍射仪，以2θ＝3°-35℃的范围的反射几何学，增量为0.0167℃，使用Cu辐射，在20℃，记录X射线粉末衍射图。记录的2θ值用于计算规定的晶面间距d。相对于2θ角(以2θ角度计的x轴)绘制峰的强度(y轴：线性强度计数)。特征衍射结果如图2所示并总结在表2中。

表2、具有相对强度的I型无水结晶S-雌马酚的特征衍射线

位置(2θ角度)	相对强度(％)
		21.09	100
19.85	94.56
		22.00	60.98
18.64	58.06
		21.18	57.35
11.49	54.87
		18.89	53.41
26.69	29.09

差示扫描量热法：在Mettler Toledo DSC 822e模块上进行DSC。将来自溶液结晶并从母液中得到的晶体在滤纸上温和干燥，并将其束缚在卷曲但通风的铝样品盘中进行DSC实验。每种情况下的样品量为5至10mg。每次测量的起始温度为30℃，但结束温度根据情况而变化，但通常低于200℃。加热速率为1、2、5或10K/min。用氮气流以150mL/min流动净化样品进行DSC实验。

热重力分析：使用Mettler Toledo TGA/SDTA 851，使用Al₂O₃作为参照，进行TGA/DTA分析。将样品(8-30mg)放置在铂样品盘上用于在氮气流下测量，温度程序为10℃/K，30至605℃。

在连接于Mettler FP90中央处理器和Olympus BH-2显微镜的Mettler FP82HT热台上进行热台显微镜检查。所用的基本加热速率是5℃/min，从30℃至样品的熔融温度，使用光学显微镜。

红外光谱：用FTIR-Spektrometer Nicolet 6700进行IR分析。无水结晶S-雌马酚的IR光谱如图5所示，并总结为以下特征波数(cm^-1)：3433,3023,3003,2908,2844,1889,1614,1594,1517,1508,1469,1454,1438,1400,1361,1323,1295,1276,1261,1234,1213，1176，1156，1116，1064,1020,935,897,865,840,825,810,769,734,631,616,547,517,480和461。

稳定性测试：为了获得其保持所需化学完整性的能力，评价了S-雌马酚的无水结晶多晶型物的稳定性，用于代表药物制剂的保存期限。将S-雌马酚的无水结晶多晶型物保持在室温储存条件下，评价纯度和含水量。测试结果如表3所示。

表3、无水结晶S-雌马酚的长期稳定性试验

提供这些实施例是为了帮助理解本发明，其真实范围在所附权利要求中阐述。应当理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对所阐述的方法进行修改。

虽然已经参考本发明的优选实施方案特别地显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求书所涵盖的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种S-雌马酚的无水结晶多晶型物，所述S-雌马酚由结构：表示。

2.根据权利要求1所述的S-雌马酚的无水结晶多晶型物，其特征在于X射线粉末衍射图谱在约11.49、18.64、18.89、19.85、21.09、22.00和26.69处具有以2θ角表示的特征峰。

3.根据权利要求1所述的S-雌马酚的无水结晶多晶型物，其特征在于X射线粉末衍射图谱基本上与图1一致。

4.一种S-雌马酚的结晶多晶型物，其具有小于4％的水分含量。

5.根据权利要求4所述的S-雌马酚的结晶多晶型物，其为95％的纯度。

6.根据权利要求5所述的S-雌马酚的结晶多晶型物，其为99％的纯度。

7.一种药物组合物，其包含根据权利要求1所述的S-雌马酚的无水结晶多晶型物和至少一种药学上可接受的赋形剂。

8.一种药物组合物，其包含根据权利要求4所述的S-雌马酚的结晶多晶型物和至少一种药学上可接受的赋形剂。

9.一种S-雌马酚的结晶多晶型物，其由以下方法制备，所述方法包括任选在一种或多种溶剂的存在下将双-新戊酰基-S-雌马酚与碱反应。

10.根据权利要求9所述的S-雌马酚的结晶多晶型物，其中所述碱为KOH。

11.根据权利要求9所述的S-雌马酚的结晶多晶型物，其中所述一种或多种溶剂包括甲醇。

12.根据权利要求9所述的S-雌马酚的结晶多晶型物，其进一步包括用乙酸和庚烷结晶S-雌马酚。

13.一种调节有需要的受试者中的雄性激素作用的方法，其包括向所述受试者施用有效量的根据权利要求1所述的无水结晶S-雌马酚。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述激素为瘦蛋白或甲状腺激素(T3)。

15.一种治疗哺乳动物中的疾病或病症的方法，其包括向所述哺乳动物施用根据权利要求1所述的无水结晶S-雌马酚。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述疾病或病症为皮肤或头发老化、体重增加或肥胖、神经精神性疾病或失调、良性前列腺增生、前列腺癌、乳腺癌、骨质疏松症、热潮红、和夜间盗汗。

17.一种调节有需要的受试者中雄性激素作用的方法，其包括向所述受试者施用有效量的如权利要求4或权利要求9所定义的S-雌马酚的结晶多晶型物。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述激素为瘦蛋白或甲状腺激素(T3)。

19.一种治疗哺乳动物中的疾病或病症的方法，其包括向所述哺乳动物施用根据权利要求4或权利要求9所述的无水结晶S-雌马酚。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述疾病或病症为皮肤或头发老化、体重增加或肥胖、神经精神性疾病或失调、良性前列腺增生、前列腺癌、乳腺癌、骨质疏松症、热潮红、和夜间盗汗。