CN113980074A - N4-羟基胞苷的晶型a与制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种具有预防和治疗包括新冠肺炎在内的多种病毒感染作用的N4‑羟基胞苷的晶型A与制备方法，其N4‑羟基胞苷通过溶剂中的溶解和结晶过程，再经过滤和干燥得到N4‑羟基胞苷的晶型A，并通过进一步研究发现，N4‑羟基胞苷晶型A具有较好的稳定性和成药性，故而能够形成其药物组合物及其制剂，在预防和治疗新型冠状病毒感染中发挥其经济和社会效益；本发明还公开了N4‑羟基胞苷的晶型A的药物组合物和用途，用于制备预防或治疗由呼吸道合胞病毒、流感病毒、基孔肯雅热病毒、埃博拉病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、东部或西部马脑炎病毒、冠状病毒或寨卡病毒引起的症状或疾病的药物。

Description

N4-羟基胞苷的晶型A与制备方法和用途

技术领域

本发明属于医药化工制备技术领域，特别涉及一种具有预防和治疗包括新冠肺炎在内的多种病毒感染作用的N4-羟基胞苷的晶型A与制备方法和用途。

背景技术

核糖核苷及其类似物，是一种常见的逆转录酶抑制剂，临床上已经广泛应用于HIV、MCV和MBV的预防和治疗。进一步的研究显示，N4-羟基核糖核苷及其衍生物可抑制多种RNA病毒的复制，对于呼吸道合胞病毒、流感病毒、基孔肯雅热病毒，埃博拉病毒、委内瑞拉马脑炎病毒和东部马脑炎病毒等均具有较强的抑制能力。同时，该类化合物对冠状病毒包括SARS，MERS和SARS-CoV-2也同样显示出抑制活性。“SCIENCE ADVANCES[Scienceadvances(2020),6(27)]”以及“NATURE[Nature(2021),591(7850),451-457]”报道了具有N4-羟基胞苷结构的衍生物“EIDD-2801”和“EIDD-1931”在针对新冠病毒(COVID-19)中的预防和治疗作用。

其中EIDD-2801，亦称MK4482，或Molnupiravir，其化学名5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷。已经作为预防和治疗新冠的药物进入临床研究。比较EIDD-1931和EIDD-2801(Molnupiravir)的化学结构可以看出，EIDD-2801，即N4-羟基胞苷是药物的活性成分，而EIDD-2801，即5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷则作为前药，通过核苷5’-位的异丁酰基酯修饰来提高活性成分的成药性。

N4-羟基胞苷的化学通用名为：1-[(2R,3R,4S,5R)-(3,4-二羟基-5-羟基甲基)四氢呋喃-2-基]-4-(羟基亚氨基)-2(1H)-嘧啶酮，亦称N4-羟基胞苷；法国专利FR2199460A1(申请日1972年9月21日)和英国专利GB1386334A(申请日1972年9月22日)已经公开了该化合物的结构以及其药用价值。早期文献如“Mutation Research(1973),20(1),1-5.”、“Biochemical and Biophysical Research Communications(1974),56(2),459-66.”、“Nucleic Acids Research(1975),2(7),1143-51.”、“Mutation Research,GeneticToxicology Testing(1978),56(3),225-34.”、“Mutation Research(1980),72(1),43-7.”和“Nucleic Acids Research(1983),11(15),5223-33.”等则研究了该化合物对大肠杆菌、埃希氏杆菌属杆菌以及鼠伤寒沙门氏菌等的抑制作用和杀灭活性，并对该化合物可能引起突变的机理进行了研究。

值得一提的是，埃默里大学提交的国际专利WO2016106050、WO2019113462和WO2021159044在公知化合物N4-羟基胞苷的研究基础上，为了更好地提高其生物利用度，提出了一系列N4-羟基胞苷的衍生物，并对该系列化合物在丙肝以及多种病毒抑制和治疗效果上进行了有效的研究，研究结果表明，起抑制病毒作用的有效活性成分就是N4-羟基胞苷。为此，他们选择了一种5’-异丁酰基衍生物作为前药，经由默沙东和Ridgeback合作开发用于治疗新冠肺炎的新药莫拉匹韦(Molnupiravir)。据最新报道显示，在研抗病毒口服药物Molnupiravir在对轻度或中度新冠肺炎患者开展的3期临床研究中，获得了积极的期中分析结果。

检索已经公开的N4-羟基胞苷的研究文献，尚未发现涉及该化合物的多晶型、结晶水合物及其盐基研究的相关报道。如何通过各种有效的方式来提高N4-羟基胞苷的成药性对于扩大该药物的应用范围以及提高其药效和生物利用度至关重要，尤其是在应对当前新冠病毒感染的预防和治疗中具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是揭示一种N4-羟基胞苷的晶型A及其制备方法，通过N4-羟基胞苷在溶剂中的溶解和结晶过程，再经过滤和干燥得到；该晶型A具有较好的稳定性和成药性，故而能够形成其药物组合物及其制剂，在预防和治疗新型冠状病毒感染中发挥其经济和社会效益。

为实现上述发明目的，本发明的主要技术方案之一为：一种可用于预防和治疗病毒感染，特别是对流感病毒和多种冠状病毒感染具有预防和治疗作用的N4-羟基胞苷的晶型A，所述晶型A的X射线粉末衍射光谱的2Theta值在16.3±0.2°、17.9±0.2°、18.5±0.2°、20.0±0.2°、22.4±0.2°、25.9±0.2°、26.8±0.2°、27.2±0.2°和27.8±0.2°处具有特征峰。

进一步地，所述晶型A的X射线粉末衍射光谱的2Theta值在6.6±0.2°、9.9±0.2°、13.3±0.2°、15.2±0.2°、21.1±0.2°、23.3±0.2°、25.0±0.2°、29.2±0.2°和30.2±0.2°处还具有特征峰。

进一步地，所述晶型A的差示扫描量热分析及热重分析(DSC-TGA)曲线显示其吸热峰的起始温度为205±3℃，吸热峰的峰值为209±3℃；放热峰的起始温度为225±3℃，放热峰的峰值为242±3℃；加热至229±5℃开始分解。

本发明还提供了一种N4-羟基胞苷晶型A的制备方法，制备步骤包括：N4-羟基胞苷通过溶剂中的溶解和结晶过程，再经过滤和干燥得到N4-羟基胞苷的晶型A。

进一步地，所述溶解和结晶过程的溶剂为水与甲醇或乙醇所形成的混合溶剂；

进一步地，所述甲醇或乙醇与水的重量比为1～10:1，优选3～7:1。

进一步地，所述混合溶剂与N4-羟基胞苷的投料重量比为10～50:1，优选20～30:1。

进一步地，所述溶解时的温度为25～80℃，优选55～65℃。所述结晶时的温度为-15～25℃；优选-5～10℃，更优选0～5℃。

进一步地，所述干燥方式为常压干燥、真空干燥或热风干燥，优选真空干燥。

进一步地，所述干燥温度为50～90℃，优选75～85℃；所述干燥时间为12～48小时，优选30～40小时。

本发明实施例一采用水和乙醇作为溶剂，制得N4-羟基胞苷晶型A，所述晶型A的X射线粉末衍射光谱如附图1所示：2Theta值在6.59°、9.91°、13.27°、15.17°、16.26°、17.88°、18.53°、19.99°、21.09°、22.36°、23.29°、25.00°、25.94°、26.82°、27.22°、27.84°、29.22°和30.16°处具有特征峰。

进一步地，实施例一所制得的N4-羟基胞苷晶型A，其差示扫描量热及热重分析(DSC-TGA)曲线如附图2所示：吸热峰的起始温度为205.36℃，吸热峰的峰值为208.78℃；放热峰的起始温度为225.07℃，放热峰的峰值为241.59℃；加热至229.13℃开始分解。

本发明实施例二采用水和甲醇作为溶剂，制得N4-羟基胞苷晶型A，所述晶型A的X射线粉末衍射光谱如附图3所示：2Theta值在6.65°、9.96°、13.32°、15.21°、16.31°、17.94°、18.58°、20.04°、21.42°、22.43°、23.36°、25.07°、25.96°、26.88°、27.26°、27.87°、29.28°和30.26°处具有特征峰。

本发明实施例三通过元素分析检测，进一步说明了N4-羟基胞苷晶型A的化学组成(C₉H₁₃N₃O₆)，其检测结果如下表1。

表1元素分析检测

本发明实施例四通过N4-羟基胞苷晶型A与自制的5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)的溶解性比较试验发现(表2)，除了水溶性略差外，脂溶性类似。但可以通过其不同的酸碱度范围来调节其溶解度，达到适合临床使用的药物组合物，达到延长药物作用时间，提供生物利用度，减少药物用量的效果。因而也具有较好的成药性，适合成为口服制剂。

表2溶解性比较试验

本发明实施例五对N4-羟基胞苷晶型A和5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)在高温、高湿以及光照条件下进行了稳定性加速试验，结果如下表3：

表3稳定性加速试验

由此可以看出，N4-羟基胞苷晶型A和5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)具有相似的稳定性，因而同样具有较好的成药性，可形成药物组合物或制剂，用于治疗或预防呼吸道合胞病毒、流感病毒、基孔肯雅热病毒、埃博拉病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、东部马脑炎病毒、西部马脑病毒、冠状病毒或寨卡病毒等引起的症状或疾病。

本发明揭示了N4-羟基胞苷晶型A及其制备方法，通过其化学组成的确认、与5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)的溶解性及稳定性的比较研究，充分说明了本发明的N4-羟基胞苷晶型A具有良好的成药性，能够形成一种包含治疗有效量的N4-羟基胞苷晶型A和至少一种药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂或辅料的药物组合物。

本发明还揭示了N4-羟基胞苷晶型A或其药物组合物在制备用于治疗或预防诸如但不限于呼吸道合胞病毒、流感病毒、基孔肯雅热病毒、埃博拉病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、东部马脑炎病毒、西部马脑病毒、冠状病毒或寨卡病毒引起的症状或疾病的药物中的用途。

相比于现有技术，本发明揭示了一种N4-羟基胞苷晶型A及其制备方法与用途，并通过进一步研究发现，N4-羟基胞苷晶型A具有较好的稳定性和成药性，故而能够形成其药物组合物及其制剂，在预防和治疗新型冠病毒感染中发挥其经济和社会效益。

附图说明

图1：N4-羟基胞苷晶型A的X射线粉末衍射光谱图；

图2：N4-羟基胞苷晶型A的差示扫描量热及热重分析曲线图；

图3：N4-羟基胞苷晶型A的X射线粉末衍射光谱图。

具体实施方式

以下结合数个较佳实施例对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。以下结合较佳实施例及其附图对发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

于反应瓶中依次加入5.0g N4-羟基胞苷、120g的乙醇和水的混合溶剂(其中：乙醇100g和水20g)，开动搅拌，逐步升温至55～65℃至全部溶解，缓慢降温，溶液出现浑浊，继续降温至0～5℃，并保持该温度下充分结晶3～4小时。过滤，滤饼用冷乙醇洗涤，75～85℃真空干燥34～38小时，得N4-羟基胞苷白色固体4.3g，收率86.0％，水分测定0.3％；X射线粉末衍射光谱(XRPD)如附图1所示，差示扫描量热分析及热重分析曲线(DSC-TGA)如图2所示。

实施例二：

于反应瓶中依次加入5.0g N4-羟基胞苷、120g的甲醇和水的混合溶剂(其中：甲醇100g和水20g)，开动搅拌，逐步升温至55～65℃至全部溶解，缓慢降温，溶液出现浑浊，继续降温至0～5℃，并保持该温度下充分结晶4～6小时。过滤，滤饼用冷甲醇洗涤，75～85℃真空干燥32～36小时，得N4-羟基胞苷白色固体4.0g，摩尔收率80.0％，水分测定0.5％；X射线粉末衍射光谱(XRPD)如附图3所示。

实施例三：

通过PerkinElmer 2400II型元素分析仪，取实施例一所制得的N4-羟基胞苷晶型A的样品，经燃烧分解，定量转换，检测，再经数据处理得到C、H、N的百分含量。检测结果如下表4：

表4样品C、H、N的百分含量

测定结果表明，N4-羟基胞苷晶型A样品的C、H、N含量实测值与理论值之差均小于0.5％；元素分析结果与N4-羟基胞苷分子式(C₉H₁₃N₃O₆)相符。

实施例四：

按照药典方法，对N4-羟基胞苷晶型A和5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)的溶解性进行对照研究，结果如下表5：

表5溶解性对照

从溶解度的测定结果分析，N4-羟基胞苷晶型A与EIDD-2801相比，除了水溶性略差外，脂溶性类似。但可以通过其不同的酸碱度范围来调节其溶解度，达到适合临床使用的药物组合物，达到延长药物作用时间，提供生物利用度，减少药物用量的效果。

实施例五：

通过影响因素试验比较N4-羟基胞苷晶型A和5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)分别在高温、高湿及其光照的条件下进行10天的加速试验，得到其初步的稳定性比较数据。其色谱条件为：

色谱柱：T3 100×2.1mm 1.8μm

流动相A：0.05％甲酸溶液

流动相B：甲醇

流速：0.4ml/min

进样量：1μl

柱温：35℃

检测波长：274nm

进样器温度：5℃

运行时间：11分钟

稀释剂：纯化水

供试品溶液：1mg/mL

按下表6进行梯度洗脱：

表6梯度

加速试验结果如下表7：

表7加速试验结果

实验结果显示，N4-羟基胞苷晶型A与5’-异丁酰基-N4-羟基胞苷(EIDD-2801)均具有较好的稳定性。因而N4-羟基胞苷晶型A和EIDD-2801一样均可用于形成含有抗病毒活性成分N4-羟基胞苷的药物组合物或制剂，用于治疗或预防呼吸道合胞病毒、流感病毒、基孔肯雅热病毒、埃博拉病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、东部马脑炎病毒、西部马脑病毒、冠状病毒或寨卡病毒等引起的症状或疾病。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种N4-羟基胞苷的晶型A，其特征在于：所述晶型A的X射线粉末衍射光谱的2Theta值在16.3±0.2°、17.9±0.2°、18.5±0.2°、20.0±0.2°、22.4±0.2°、25.9±0.2°、26.8±0.2°、27.2±0.2°和27.8±0.2°处具有特征峰。

2.根据权利要求1所述N4-羟基胞苷的晶型A，其特征在于：所述晶型A的X射线粉末衍射光谱的2Theta值在6.6±0.2°、9.9±0.2°、13.3±0.2°、15.2±0.2°、21.1±0.2°、23.3±0.2°、25.0±0.2°、29.2±0.2°和30.2±0.2°处还具有特征峰。

3.根据权利要求1或2所述N4-羟基胞苷的晶型A，其特征在于：差示扫描量热及热重分析曲线显示其吸热峰的起始温度为205±3℃，吸热峰的峰值为209±3℃；放热峰的起始温度为225±3℃，放热峰的峰值为242±3℃；加热至229±5℃开始分解。

4.根据权利要求1～3任一项所述N4-羟基胞苷的晶型A的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述N4-羟基胞苷通过溶剂中的溶解和结晶过程，再经过滤和干燥得到N4-羟基胞苷的晶型A。

5.根据权利要求4所述N4-羟基胞苷的晶型A的制备方法，其特征在于：

(a).所述溶解和所述结晶过程的溶剂为水与甲醇或乙醇所形成的混合溶剂；所述甲醇或乙醇与水的重量比为1～10:1；所述混合溶剂与所述N4-羟基胞苷的投料重量比为10～50:1；

(b).所述溶解时的温度为25～80℃；所述结晶时的温度为-15～25℃；

(c).所述干燥的方式为常压干燥、真空干燥或热风干燥；

(d).所述干燥的温度为50～90℃；所述干燥时间为12～48小时。

6.根据权利要求1～3任一项所述N4-羟基胞苷的晶型A的药物组合物，其特征在于：所述药物组合物包含治疗有效量的N4-羟基胞苷晶型A和至少一种药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂或辅料。

7.一种由权利要求6所述的N4-羟基胞苷的晶型A的药物组合物的用途，其特征在于：所述N4-羟基胞苷晶型A及其所述药物组合物用于制备预防或治疗病毒引起的症状或疾病的药物，所述病毒包括呼吸道合胞病毒、流感病毒、基孔肯雅热病毒、埃博拉病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、东部或西部马脑炎病毒、冠状病毒或寨卡病毒。

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