-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft polymorphe und andere kristalline
Formen von (–)-
und (±)-cis-FTC (4-Amino-5-fluor-1-(2-hydroxymethyl)-1,3-oxathiolan-5-yl)-2(1H)-pyrimidinon),
pharmazeutische Zusammensetzungen davon und Verwendungen für solche
Zusammensetzungen.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Der
Erfolg verschiedener synthetischer Nukleoside, wie z. B. AZT, D4T,
DDI und DDC bei der Inhibierung der Replikation von HIV in vivo
oder in vitro hat Forscher in den späten 1980'er Jahren dazu gebracht, Nukleoside
zu entwickeln und zu testen, bei denen an der 3'-Position des Nukleosids ein Kohlenstoffatom durch
ein Heteroatom substituiert ist. Norbeck et al. haben beschrieben,
dass (±)-1-[cis-(2,4)-2-(Hydroxymethyl)-4-dioxolanyl]thymin
(als (±)-Dioxolan-T bezeichnet)
eine mäßige Aktivität gegen
HIV aufweist (EC
50 von 20 μM in ATH8-Zellen) und bezüglich nicht
infizierter Kontrollzellen bei einer Konzentration von 200 μM nicht toxisch
ist, vgl. Tetrahedron Letters 30 (46), 6246 (1989). Die
europäische Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungsnummer
337 713 und das
US-Patent
5,041,449 von BioChem Pharma, Inc. beschreiben racemische 2-substituierte-4-substituierte
1,3-Dioxolane, die eine antivirale Aktivität zeigen. Die veröffentlichten
PCT-Anmeldungen PCT
US91/09124 und
PCT
US93/08044 beschreiben
die Verwendung isolierter β-D-1,3-Dioxolanylnukleoside
zur Behandlung einer HIV-Infektion. Die
WO 94/09793 beschreibt die Verwendung
isolierter β-D-1,3-Dioxolanylnukleoside
zur Behandlung einer HBV-Infektion.
-
Das
US-Patent 5,047,407 und
die
europäische Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungsnummer
0 382 526 , ebenfalls von BioChem Pharma, Inc., beschreiben,
dass eine Anzahl racemischer 2-substituierter-5-substituierter 1,3-Oxathiolannukleoside
eine antivirale Aktivität
aufweist, und insbesondere, dass das racemische Gemisch von 2-Hydroxymethyl-5-(cytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan
(nachstehend als BCH-189 bezeichnet) bei einer geringeren Toxizität etwa die
gleiche Aktivität
gegen HIV aufweist wie AZT. Das (–)-Enantiomer von BCH-189 (
US-Patent 5,539,116 (Liotta
et al.)), das als 3TC bekannt ist, ist nunmehr zur Behandlung von HIV
in Menschen in den Vereinigten Staaten im Handel. Vgl. auch die
EP 513 200 B1 .
-
Es
wurde auch beschrieben, dass (–)-cis-FTC
(4-Amino-5-fluor-1-(2-hydroxymethyl)-1,3-oxathiolan-5-yl)-2(1H)-pyrimidinon (2R-cis)
oder β-L-2-Hydroxymethyl-5-(5-fluorcytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan) eine starke
HIV-Aktivität
aufweist, vgl. Schinazi et al., „Selective Inhibition of Human
Immunodeficiency viruses by Racemates and Enantiomers of cis-5-Fluoro-1-[2-(Hydroxymethyl)-1,3-Oxathiolane-5-yl]Cytosine", Antimicrobial Agents
and Chemotherapy, November 1992, Seiten 2423–2431. Vgl. auch die
US-Patente 5,814,639 ,
5,914,331 ,
5,210,085 , das
US-Patent 5,204,466 , die
WO 91/11186 und die
WO 92/14743 . Die chemische Struktur
von (–)-cis-FTC
ist nachstehend gezeigt:
- C8H10FN3O3S
- Molekulargewicht: 247,25
-
Aufgrund
der kommerziellen Bedeutung von 1,3-Oxathiolannukleosiden, wie z.
B FTC, wurde in Patenten und in der wissenschaftlichen Literatur
eine Anzahl von Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Die
Substituenten an den chiralen Kohlenstoffatomen (der angegebenen
Purin- oder Pyrimidinbase (als C5-Substituent bezeichnet) und CH2OH (als C2-Substituent bezeichnet)) von 1,3-Oxathiolannukleosiden
können
bezüglich
des Oxathiolanringsystems entweder cis (auf der gleichen Seite)
oder trans (auf gegenüber
liegenden Seiten) vorliegen. Sowohl das cis- als auch das trans-Racemat
besteht aus einem Paar von optischen Isomeren. Somit weist jede
Verbindung vier einzelne optische Isomere auf. Die vier optischen
Isomere werden durch die folgenden Konfigurationen dargestellt (wenn
der Oxathiolanrest derart in einer horizontalen Ebene orientiert
wird, dass sich der -S-CH2-Rest hinten befindet):
(1) cis (auch als β bezeichnet)
mit beiden Gruppen „nach
oben", wobei es
sich um die natürlich
vorkommende L-cis-Konfiguration handelt, (2) cis mit beiden Gruppen „nach unten", wobei es sich um
die nicht natürlich
vorkommende β-cis-Konfiguration
handelt, (3) trans (auch als α-Konfiguration
bezeichnet) mit dem C2-Substituenten „nach oben" und dem C5-Substituenten „nach unten", und (4) trans mit
dem C2-Substituenten „nach
unten" und dem C5-Substituenten „nach oben". Die beiden cis-Enantiomere
zusammen werden als racemisches Gemisch von β-Enantiomeren bezeichnet und
die beiden trans-Enantiomere werden als racemisches Gemisch von α-Enantiomeren
bezeichnet. Im Allgemeinen ist es ver gleichsweise Standard, das
Paar von racemischen optischen cis-Isomeren von dem Paar von racemischen
optischen trans-Isomeren trennen zu können. Es ist signifikant schwieriger,
die einzelnen Enantiomere der cis-Konfiguration zu trennen oder
in anderer Weise zu erhalten. Für
3TC und FTC ist die gewünschte stereochemische
Konfiguration das β-L-Isomer.
-
Das
Nummerierungsschema für
den 1,3-Oxathiolanring in FTC ist nachstehend angegeben.
-
-
Wege zur Kondensation des 1,3-Oxathiolanrings
mit einer geschützten
Base
-
Das
US-Patent 5,204,466 beschreibt
ein Verfahren zur Kondensation eines 1,3-Oxathiolans mit einer geschützten Pyrimidinbase
unter Verwendung von Zinnchlorid als Lewissäure, das eine nahezu vollständige β-Stereoselektivität bereitstellt.
Vgl. auch Choi et al., „In
Situ Complexation Directs the Stereochemistry of N-Glycosylation
in the synthesis of Oxathiolanyl and Dioxolanyl Nucleoside Analogues", J. Am. Chem. Soc. 1991,
213, 9377–9379.
Die Verwendung von Zinnchlorid erzeugt unerwünschte Rückstände und Nebenprodukte während der
Reaktion, die nur schwer entfernt werden können.
-
Eine
Anzahl von US-Patenten beschreibt ein Verfahren zur Herstellung
von 1,3-Oxathiolannukleosiden über die
Kondensation eines 1,3-Oxathiolan-Zwischenprodukts, das an der 2-Position
des Rings einen chiralen Ester aufweist, mit einer geschützten Base
in der Gegenwart einer Lewissäure
auf Siliziumbasis. Der Ester an der 2-Position muss dann zu der
entsprechenden Hydroxymethylgruppe reduziert werden, um das Endprodukt
zu erhalten, vgl. die
US-Patente
5,663,320 ,
5,864,164 ,
5,693,787 ,
5,696,254 ,
5,744,596 und
5,756,706 .
-
Das
US-Patent 5,763,606 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von vorwiegend cis-2-Carbonsäure- oder
-Thiocarbonsäure-1,3-oxathiolannukleosiden,
das die Kupplung einer gewünschten,
im Vorhinein silylierten Purin- oder Pyrimidinbase mit einem bicyclischen
Zwischenprodukt in der Gegenwart einer Lewissäure umfasst. Das
US-Patent 5,272,151 beschreibt ein
Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dioxolannukleosiden, welches das
Umsetzen eines 2-O-geschützten,
5-O-acylierten 1,3-Dioxolans mit einer Sauerstoff- oder Stickstoffgeschützten Purin-
oder Pyrimidinbase in der Gegenwart eines Titankatalysators umfasst.
-
Choi
et al., „In
Situ Complexation Directs the Stereochemistry of N-Glycosylation
in the synthesis of Oxathiolanyl and Dioxolanyl Nucleoside Analogues", J. Am. Chem. Soc.
1991, 213, 9377–9379,
haben berichtet, dass mit HgCl2, Et2AlCl oder TiCl2(O-isopropyl)2 keine Kupplung des 1,3-Oxathiolans mit
einer geschützten Pyrimidinbase
stattfindet (vgl. die Fußnote
2). Choi hat auch berichtet, dass die Reaktion zwischen anomeren 1,3-Oxathiolanacetaten
mit silyliertem Cytosin und nahezu jedweder üblichen Lewissäure, die
von Zinnchlorid verschieden ist, zur Bildung nicht trennbarer Gemische
N-glycosylierter Anomere führt.
-
Das
US-Patent 5,922,867 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung eines Dioxolannukleosids, welches das
Glycosylieren einer Purin- oder Pyrimidinbase mit einem 2-geschützten Oxymethyl-4-halogen-1,3-dioxolan
umfasst.
-
Unter
anderem die
US-Patente 5,914,331 ,
5,700,937 ,
5,827,727 und
5,892,025 (Liotta et al.) beschreiben
die Kupplung der darin beschriebenen 1,3-Oxathiolane mit silyliertem
5-Fluorcytosin in
der Gegenwart von SnCl
4 zur Bildung des β-(–)-Isomers
von FTC und gegebenenfalls das Entfernen der Schutzgruppen.
-
Wege zur Bereitstellung des 1,3-Oxathiolannukleosids
in der gewünschten
Stereokonfiguration
-
Spezielle
Verfahren zur Herstellung von FTC in der gewünschten Stereokonfiguration
in einer im Wesentlichen reinen Form sind unter anderem in den
US-Patenten 5,914,331 ,
5,700,937 ,
5,827,727 und
5,892,025 (Liotta et al.) beschrieben.
In einer Ausführungsform
wird die C5'-Hydroxylgruppe eines
Gemischs von Nukleosidracematen mit einer Acylverbindung umgesetzt,
um C5'-Ester zu
bilden, bei denen das Nukleosid im „Carbinol"-Ende des Esters vorliegt. Das gewünschte Enantiomer
kann durch Behandeln des racemischen Gemischs mit einem Enzym isoliert
werden, welches das gewünschte
Enantiomer hydrolysiert (gefolgt von einer Extraktion des polaren
Hydrolysats mit einem polaren Lösungsmittel),
oder durch die Behandlung mit einem Enzym, welches das nicht gewünschte Enantiomer
hydrolysiert (gefolgt von der Entfernung des unerwünschten
Enantiomers mit einem polaren Lösungsmittel).
Enzyme, welche die Hydrolyse von 1,3-Oxathiolanpyrimidinnukleosiden
katalysieren, umfassen Schweineleberesterase, Schweinepankreaslipase,
Amano PS-800-Lipase, Substillisin und α-Chymotrypsin.
-
Die
WO-A-00/09494 beschreibt
Verfahren zur Herstellung von 1,3-Oxathiolannukleosiden, die effiziente
Verfahren zur Herstellung des 1,3-Oxathiolanrings und eine anschließende Kondensation
des 1,3-Oxathiolans mit einer Pyrimidin- oder Purinbase umfassen.
Unter Verwendung der beschriebenen Verfahren können die Verbindungen als isolierte
Enantiomere bereitgestellt werden.
-
Cytidin-Desoxycytidin-Desaminase
kann verwendet werden, um racemische Gemische von 2-Hydroxymethyl-5-(cytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan
und dessen Derivate, einschließlich
2-Hydroxymethyl-5-(5-fluorcytosin-1-yl)-1,3-oxathiolan
zu trennen. Das Enzym katalysiert die Desaminierung des Cytosinrests
zu einem Uridin. Eines der Enantiomere von 1,3-Oxathiolannukleosiden ist ein bevorzugtes
Substrat für
Cytidin-Desoxycytidin-Desaminase. Das Enantiomer, das nicht in ein
Uridin umgewandelt wird (und daher nach wie vor basisch ist), wird
mit einer sauren Lösung
aus der Lösung
extrahiert. Cytidin-Desoxycytidin-Desaminase kann aus Rattenleber oder
menschlicher Leber isoliert oder aus rekombinanten Sequenzen in
einem prokaryotischen System, wie z. B. E. coli, exprimiert werden.
-
Zur
Trennung von cis-FTC-Enantiomeren kann auch eine chirale Chromatographie
verwendet werden. Beispielsweise beschreibt das
US-Patent 5,892,025 (Liotta et al.)
ein Verfahren zum Trennen einer Kombination der Enantiomere von
cis-FTC durch Leiten des cis-FTC durch eine chirale Säule mit
acetyliertem β-Cyclodextrin.
-
Polymorphe Charakterisierung
-
Das
Vermögen
einer Verbindung, in verschiedenen Kristallstrukturen vorzuliegen,
ist als Polymorphismus bekannt. Diese unterschiedlichen kristallinen
Formen sind als „polymorphe
Modifizierungen" oder „Polymorphe" bekannt. Während Polymorphe
die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen, unterscheiden sie
sich bezüglich
der Packung und der geometrischen Anordnung und zeigen unterschiedliche
physikalische Eigenschaften, wie z. B. Schmelzpunkt, Form, Farbe,
Dichte, Härte,
Verformbarkeit, Stabilität,
Lösungsverhalten
und dergleichen. Abhängig
von ihrer Temperatur-Stabilitäts-Beziehung
können
zwei Polymorphe entweder monotrop oder enantiotrop sein. Bei einem
monotropen System bleibt die relative Stabilität zwischen den beiden festen
Phasen bei einer Temperaturänderung
unverändert.
Im Gegensatz dazu liegt bei einem enantiotropen System eine Umwandlungstemperatur
vor, bei der sich die Stabilität
der beiden Phasen umkehrt (Theory and Origin of Polymorphism, in „Polymorphism
in Pharmaceutical Solids" (1999),
ISBN:)-8247-0237).
-
Von
einer Anzahl von Verbindungen wurde berichtet, dass sie einen Polymorphismus
aufweisen. Als ein frühes
Beispiel haben Gordon et al. im
US-Patent
4,476,248 eine neue kristalline Form des Arzneistoffs Ibuprofen
sowie ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben und beansprucht.
Es wurde berichtet, dass die neue kristalline Form die Herstellbarkeit von
Ibuprofen verbessert. Es wurde berichtet, dass eine Struktur, die
näher mit
FTC verwandt ist, nämlich
3TC ((–)-cis-4-Amino-1-(2-hydroxymethyl-1,3-oxathiolan-5-yl)-(1H)-pyrimidin-2-on; Lamivudin)
ebenfalls in mehr als einer kristallinen Form vorliegt, vgl. M.J.
Jozwiakowski, N.T. Nguyen, J.M. Sisco, C.W. Spancake, „Solubility
Behavior of Lamivudine Crystal Forms in Recrystallization Solvents", J. Pharm. Sci.,
85, 2, Seiten 193–199
(1996). Vgl. auch das
US-Patent
5,905,082 (Roberts et al.) mit dem Titel „Crystalline
Oxathiolane Derivatives",
veröffentlicht
am 18. Mai 1999, und dessen PCT-Gegenstück
PCT/EP92/01213 , die zwei polymorphe
Formen von 3TC beschreiben. Roberts et al. beschreiben, dass ein
Polymorph erhalten wird, wenn 3TC aus einer wässrigen Lösung kristallisiert wird. Ein
zweiter Polymorph wird erhalten, wenn 3TC aus nicht-wässrigen
Medien kristallisiert wird, oder wenn die erste Form geschmolzen
und abkühlen
gelassen wird, oder wenn die erste Form zerkleinert oder gemahlen
wird. Beide polymorphe Formen zeigen eigene Absorptionsbanden, Schmelztemperaturen
und Kristallenergien.
-
(–)-cis-FTC,
das mit den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden
ist, weist eine spezielle kristalline Form auf, die hier als Form
I (–)-cis-FTC
bezeichnet wird. Die Winkelstellungen (zwei Theta) der charakteristischen
Peaks in einem Pulverröntgenbeugungsbild
bzw. -muster von Form I (–)-cis-FTC,
die in der 7 gezeigt sind, sind: 14,1° ± 0,1°, 19,9° ± 0,1°, 20,2° ± 0,1°, 20,6° ± 0,1°, 21,0° ± 0,1°, 22,4° ± 0,1°, 28,5° ± 0,1°, 29,5° ± 0,1° und 32,6° ± 0,1°.
-
Zusätzliche
Polymorphe und andere kristalline Formen von FTC könnten bei
der Herstellung oder anderen Anwendungen einen kommerziellen Wert
aufweisen. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, neue Polymorphe
und andere kristalline Formen von FTC bereitzustellen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe, neue Verfahren zur Herstellung und Isolierung
polymorpher und anderer kristalliner Formen von FTC bereitzustellen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, therapeutische Anwendungen
von FTC-Polymorphen
und anderen Phasen von FTC bereitzustellen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische
Zusammensetzung bereit, umfassend eine therapeutisch wirksame Menge
an Form II (–)-cis-FTC
in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, wobei der Träger zur
oralen Verabreichung geeignet ist.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische
Zusammensetzung bereit, umfassend eine therapeutisch wirksame Menge
an Form III (–)-cis-FTC
in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, wobei der Träger zur
oralen Verabreichung geeignet ist.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische
Zusammensetzung bereit, umfassend eine therapeutisch wirksame Menge
an (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, wobei der Träger zur
oralen Verabreichung geeignet ist.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische
Zusammensetzung bereit, umfassend eine therapeutisch wirksame Menge
an dehydratisiertem (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, wobei der Träger zur
oralen Verabreichung geeignet ist.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische
Zusammensetzung bereit, umfassend eine therapeutisch wirksame Menge
an amorphem (–)-cis-FTC
in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, wobei der Träger zur
oralen Verabreichung geeignet ist.
-
Besonders
bevorzugte Verwendungen dieser Formen sind Verwendungen bei der
Behandlung von HIV oder Hepatitis B.
-
Form
II (–)-cis-FTC
kann durch Schmelzen von Form I (–)-cis-FTC und Rekristallisieren
der Schmelze bei einer Temperatur nahe am Schmelzpunkt von Form
I erhalten werden. Form III (–)-cis-FTC
kann durch Abkühlen
von Form II (–)-cis-FTC
unter die thermodynamische Umwandlungstemperatur für die Formen
II und III erhalten werden. Amorphes (–)-cis-FTC kann durch schnelles
Abkühlen
von flüssigem
(–)-cis-FTC
erhalten werden. Die hydratisierte kristalline Form von (±)-cis-FTC
ist ein Sesquihydrat und kann durch Lösen von (±)-cis-FTC in Wasser und Umkristallisieren
des FTC erhalten werden. Die dehydratisierte Form des Sesquihydrats
kann durch Entfernen des Hydratationswassers von dem Sesquihydrat
erhalten werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
ein typisches DSC-Thermogramm („Differentialscanningkalorimetrie"-Thermogramm) von Form I (–)-cis-FTC
mit einem endothermen Peak bei 151°C, das durch Aufheizen mit einer
Geschwindigkeit von 10°C/min
erhalten worden ist.
-
2 ist
ein DSC-Thermogramm von Form I (–)-cis-FTC, das durch Aufheizen
mit 1°C/min
erhalten worden ist.
-
3 ist
ein DSC-Thermogramm von Form I (–)-cis-FTC, das durch Aufheizen
mit 2°C/min
erhalten worden ist.
-
4 ist
ein DSC-Thermogramm von Form I (–)-cis-FTC, das durch Aufheizen
mit 5°C/min
erhalten worden ist.
-
5 ist
ein DSC-Thermogramm von Form II und Form III (–)-cis-FTC.
-
6 ist
ein DSC-Thermogramm, das zeigt, dass die Umwandlung von Form II
in Form III reversibel ist.
-
7 ist
ein PXRD-Muster („Pulverröntgenbeugungs"-Muster) von Form
I (–)-cis-FTC.
-
8 ist
ein PXRD-Muster von Form II (–)-cis-FTC.
-
9 ist
ein PXRD-Muster von Form III (–)-cis-FTC.
-
10 ist
ein PXRD-Muster des Sesquihydrats von (±)-cis-FTC.
-
11 ist
ein PXRD-Muster einer dehydratisierten Form von racemischem cis-FTC-Sesquihydrat.
-
12 ist
ein DSC-Thermogramm von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
und (–)-cis-FTC.
-
13 ist
ein TGA-Scan („thermogravimetrische
Analyse"-Scan) des
Sesquihydrats von (±)-cis-FTC.
-
14 zeigt
eine freie Energie-Temperatur-Beziehung für drei Polymorphe von (–)-cis-FTC
(Formen I, II und III). Die stabilen Phasen sind durch eine durchgezogene
Linie und die metastabilen Phasen durch eine Punktlinie dargestellt.
-
15 ist
ein DSC-Thermogramm von amorphem (–)-cis-FTC, das durch Schmelzen
und Einfrieren einer kristallinen Probe von (–)-cis-FTC erhalten worden
ist. Die Aufheizgeschwindigkeit beim letzten Erhitzen betrug 10°C/min.
-
Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
-
Es
werden zwei neue polymorphe Formen von (–)-cis-FTC, die amorphe Phase
von (–)-cis-FTC, eine neue hydratisierte
kristalline Form von (±)-cis-FTC
und eine dehydratisierte Form des (±)-cis-FTC-Hydrats in pharmazeutischen
Zusammensetzungen bereitgestellt. Die verschiedenen Formen können von
anderen Phasen von (–)-cis-FTC
und (±)-cis-FTC
durch Röntgenbeugungsmuster,
thermische Eigenschaften und die Verfahren, mit denen sie hergestellt
werden, unterschieden werden. Diese Formen von FTC zusammen mit
der amorphen Phase können
als Zwischenprodukte bei der Herstellung von FTC verwendet werden
oder sie können
wie in der vorliegenden Erfindung zu pharmazeutischen Zusammensetzungen
formuliert und zur Behandlung von HIV oder Hepatitis B verwendet
werden.
-
Die
zwei polymorphen Formen von (–)-cis-FTC,
die in dieser Erfindung verwendet werden, werden als Form II und
III (–)-cis-FTC
bezeichnet und durch die Pulverröntgenbeugungsmuster
in den 8 und 9 charakterisiert. Diese Formen
sollten im Gegensatz zu Form I (–)-cis-FTC gesehen werden,
bei dem es sich um die polymorphe Form von (–)-cis-FTC handelt, die mit
den Verfahren hergestellt worden ist, die im einleitenden Teil dieses
Dokuments beschrieben sind. Form I (–)-cis-FTC kann durch das in
der 7 gezeigte Pulverröntgenbeugungsmuster oder durch
die Peaks bei den Beugungswinkeln, die im einleitenden Teil dieses Dokuments
beschrieben sind, charakterisiert werden.
-
Die
hydratisierte kristalline Form von (±)-cis-FTC ist durch das Pulverröntgenbeugungsmuster
in der
10 charakterisiert. Diese Form
sollte im Gegensatz zu dem (±)-cis-FTC
gesehen werden, das gemäß des Standes
der Technik hergestellt wird. Die thermischen Eigenschaften für die verschiedenen
Formen sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst:
-
Form II (–)-cis-FTC
-
Form
II (–)-cis-FTC
wird beobachtet, wenn Form I (–)-cis-FTC
geschmolzen und rekristallisieren gelassen wird. Wie alle Polymorphe
kann Form II durch das Pulverbeugungsmuster charaktisiert werden,
das sie zeigt, wenn sie einer Pulverröntgenkristallographie unterworfen
wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen Peaks
in dem Pulverröntgenbeugungsmuster
von Form II (–)-cis-FTC,
das in der 8 gezeigt ist, sind: 14,7° ± 0,1°, 16,7° ± 0,1°, 19,6° ± 0,1°, 21,1° ± 0,1°, 21,8° ± 0,1°, 24,6° ± 0,1° und 25,6° ± 0,1°.
-
Form
II (–)-cis-FTC
kann auch durch dessen Schmelztemperatur und/oder Schmelzwärme charakterisiert
werden. Form II (–)-cis-FTC
weist eine Schmelztemperatur von etwa 166°C bei Atmosphärendruck
auf und zeigt typischerweise eine Schmelzwärme im Bereich von etwa 15
bis 19 kJ/mol. Es ist bekannt, dass die Schmelzwärme abhängig von experimentellen Bedingungen
variieren kann.
-
Alternativ
kann Form II (–)-cis-FTC
durch dessen enantiotropes Verhalten und das Verfahren, mit dem es
hergestellt wird, charakterisiert werden. Form II (–)-cis-FTC
ist mit Form I und Form III Polymorphen von (–)-cis-FTC in dem Sinn enantiotrop,
dass es eine Umwandlungstemperatur gibt, unterhalb derer und oberhalb derer
die Stabilitätsreihenfolge
umgekehrt wird. Aufgrund dieses enantiotropen Verhaltens kann Form
II (–)-cis-FTC
entweder aus Form I (–)-cis-FTC
oder aus Form III (–)-cis-FTC
hergestellt werden. In den in diesem Dokument gezeigten Beispielen
wurde Form II (–)-cis-FTC
erhalten durch:
- (1) Erhitzen von (–)-cis-FTC
(Form I) über
dessen Schmelztemperatur (für
Form I etwa 151°C)
und Halten von (–)-cis-FTC
bei dieser erhöhten
Temperatur. Beim langsamen Abkühlen
rekristallisierte das geschmolzene (–)-cis-FTC zu Form II und nahm
bei Temperaturen über
der thermodynamischen Umwandlungstemperatur zwischen Form II und
Form III die kristalline Form von Form II an.
- (2) Erhitzen von Form III (–)-cis-FTC über die
thermodynamische Umwandlungstemperatur für Form II und Form III, die
im Bereich von etwa 96°C
bis etwa 112°C
liegt (da Form II mit Form III (–)-cis-FTC enantiotrop ist).
-
Folglich
kann Form II (–)-cis-FTC
erhalten werden, wenn Form I (–)-cis-FTC
geschmolzen und die Temperatur der Schmelze unterhalb der Schmelztemperatur
von Form II, jedoch oberhalb der thermodynamischen Umwandlungstemperatur
zwischen Form II und Form III gehalten wird. Insbesondere wird eine
entsprechende Umwandlung von Form II nicht festgestellt, wenn Form
II oberhalb deren Schmelzpunkt (etwa 166°C) erhitzt und langsam abkühlen gelassen
wird. Vielmehr rekristallisiert Form II einfach zu Form II. Form
II würde
jedoch nicht aus der gleichen Schmelze kristallisieren, wenn die
Schmelze abschreckgekühlt
wird, sondern es würde sich
eine amorphe Phase ergeben.
-
Form III (–)-cis-FTC
-
Da
Form II (–)-cis-FTC
einer Umwandlung im festen Zustand zu Form III (–)-cis-FTC unterliegt, wird diese
Form aus Form II (–)-cis-FTC
erhalten, wenn die Temperatur von Form II (–)-cis-FTC unter die Umwandlungstemperatur
gesenkt wird, die im Bereich von etwa 96°C bis etwa 112°C liegt.
Form III (–)-cis-FTC
ist ein anderer Polymorph von (–)-cis-FTC
und kann durch das Pulverbeugungsmuster charakterisiert werden,
das sie zeigt, wenn sie einer Pulverröntgenkristallographie unterworfen
wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen Peaks
in dem Pulverröntgenbeugungsmuster
von Form III (–)-cis-FTC,
das in der 9 gezeigt ist, sind: 14,5° ± 0,1°, 16,7° ± 0,1°, 19,6° ± 0,1°, 20,4° ± 0,1°, 21,4° ± 0,1°, 21,7° ± 0,1°, 25,2° ± 0,1° und 26,2° ± 0,1°.
-
Form
III (–)-cis-FTC
kann auch durch die Verfahren zu deren Herstellung charakterisiert
werden. Aufgrund des enantiotropen Verhalten von Form III mit Form
II kann Form III (–)-cis-FTC
aus Form II (–)-cis-FTC durch
Abkühlen
von Form II (–)-cis-FTC
unter die Umwandlungstemperatur im festen Zustand für Form II
und Form III, wodurch eine Umwandlung des festen Zustands von Form
II (–)-cis-FTC
verursacht wird, hergestellt werden. Selbstverständlich kann Form III (–)-cis-FTC
auch direkt aus Form I (–)-cis-FTC
mit Form II als Zwischenprodukt durch Schmelzen von Form I und langsames
Abkühlen
der Schmelze unter die Umwandlungstemperatur im festen Zustand für Form II
und Form III hergestellt werden. Aufgrund dieser Stabilität unterhalb deren
Umwandlungstemperatur im festen Zustand kann Form III (–)-cis-FTC auch durch
den Bereich von Temperaturen charakterisiert werden, über den
sie eine Umwandlung im festen Zustand zeigt, wird jedoch vorzugsweise
am unteren Ende dieses Bereichs charakterisiert (d. h. etwa 96°C bei Atmosphärendruck).
-
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
-
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
ist eine kristalline Form von racemischem cis-FTC, die erhalten
wird, wenn (±)-cis-FTC
in Wasser gelöst
und umkristallisiert wird. Insbesondere resultiert das Hydrat nur
aus dem Racemat von cis-FTC und nicht aus reinem (–)-cis-FTC.
Das (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
kann durch das Pulverbeugungsmuster charakterisiert werden, das
es zeigt, wenn es einer Pulverröntgenkristallographie
unterworfen wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen
Peaks in dem Pulverröntgenbeugungsmuster von
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat,
das in der 10 gezeigt ist, sind: 11,5° ± 0,1°, 13,4° ± 0,1°, 19,1° ± 0,1°, 20,3° ± 0,1°, 20,8° ± 0,1°, 21,5° ± 0,1°, 21,9° ± 0,1° und 30,9° ± 0,1°.
-
Die
TGA-Analysen bestätigen
ein Sesquihydrat von (±)-cis-FTC.
Das Sesquihydrat beginnt bei etwa 30°C und Atmosphärendruck
sein Hydratationswasser durch Verdampfen zu verlieren.
-
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
kann auch durch eines der Verfahren zu dessen Herstellung charaktierisiert werden.
(±)-cis-FTC-Sesquihydrat
wird vorzugsweise einfach durch Lösen von (±)-cis-FTC in Wasser und Umkristallisieren
des gelösten
FTC zu einer hydratisierten kristallinen Form hergestellt. Während des
Lösens
kann erwärmt
werden, um die Menge des gelösten
FTC zu erhöhen.
Das (±)-FTC
kann in einem reinen racemischen Gemisch von cis-FTC oder als Verunreinigung
einer Zusammensetzung, die vorwiegend (+)-cis-FTC oder (–)-cis-FTC umfasst, vorliegen.
Wenn es als Verunreinigung vorliegt, umfasst (±)-FTC vorzugsweise mindestens
etwa 4 Gew.-% der (+)-cis-FTC- oder (–)-cis-FTC-Zusammensetzung
(d. h., wenn es als Verunreinigung von (–)-cis-FTC vorliegt, umfasst
das FTC vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% des (+)-Enantiomers, und
wenn es als Verunreinigung von (+)-cis-FTC vorliegt, umfasst das
FTC vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% des (–)-Enantiomers.
-
Ein
DSC-Thermogramm von (±)-cis-FTC
ist in der 12 gezeigt. Das umkristallisierte
FTC ist ein Sesquihydrat, wie es sich durch eine DSC-, TGA- und
PXRD-Analyse zeigt.
-
Beim
Verdampfen des Hydratationswassers von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat wird
eine dehydratisierte kristalline Form von racemischem cis-FTC gebildet.
Das so erhaltene racemische cis-FTC kann durch das Pulverbeugungsmuster
charakterisiert werden, das es zeigt, wenn es einer Pulverröntgenkristallographie
unterworfen wird. Die Winkelpositionen (zwei Theta) der charakteristischen
Peaks in dem Pulverröntgenbeugungsmuster
von dehydratisiertem, racemischen cis-FTC, das in der 11 gezeigt
ist, sind: 12,3° ± 0,1°, 14,0° ± 0,1°, 20,7° ± 0,1°, 22,6° ± 0,1°, 23,3° ± 0,1° und 25,5° ± 0,1°. Das dehydratisierte
racemische cis-FTC
weist eine Schmelztemperatur von etwa 190°C bei Atmosphärendruck
und eine Schmelzwärme
von etwa 23 kJ/mol auf.
-
Das
DSC-Thermogramm in der 12 ist (±)-cis-FTC-Sesquihydrat. Wie
es durch eine TGA-Analyse bestätigt
wird, stammte der große
endotherme Peak bei etwa 80°C
von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat,
das dessen Hydratationswasser verliert. Der zweite endotherme Peak
bei 190°C
ist das Schmelzen des dehydratisierten racemischen cis-FTC.
-
Amorphes (–)-cis-FTC
-
Eine
amorphe Form von (–)-cis-FTC
wird erhalten, wenn geschmolzenes (–)-cis-FTC schnell auf unter etwa
40 oder 50°C
abgeschreckt wird, wodurch jedwede Umwandlung in Form II oder III
(–)-cis-FTC
umgangen wird. Ein DSC-Thermogramm von amorphem (–)-cis-FTC
ist in der 15 dargestellt, die zeigt, dass
die Glasübergangstemperatur
für diese
Phase 67°C
beträgt.
-
Definitionen
-
Der
hier verwendete Ausdruck „im
Wesentlichen rein",
wenn er bezüglich
einer Phase oder einer kristallinen Form von FTC verwendet wird,
bezieht sich auf eine Phase oder kristalline Form von FTC, die eine Reinheit
von mehr als etwa 95% aufweist. Dies bedeutet, dass die polymorphe
oder hydratisierte Form von FTC nicht mehr als etwa 5% jedweder
anderen Verbindung und, in einer Ausführungsform, nicht mehr als
etwa 5% jedweder anderer Phasen oder kristalliner Formen von FTC
enthält
(und zwar gleich ob racemisch, (–), (+), cis oder trans). In
anderen Ausführungsformen
bezieht sich der Ausdruck „im
Wesentlichen rein" auf
eine Phase oder eine kristalline Form von FTC, die eine Reinheit
von mehr als etwa 96% aufweist. In einer anderen Ausführungsform
bezieht sich der Ausdruck „im
Wesentlichen rein" auf
eine Phase oder eine kristalline Form von FTC, die eine Reinheit
von mehr als etwa 97% oder 99% aufweist.
-
Entsprechend
bezieht sich der Ausdruck „im
Wesentlichen in Abwesenheit einer zweiten Komponente", wenn er bezüglich einer
Phase oder einer kristallinen Form von FTC verwendet wird, auf eine
Phase oder eine kristalline Form von FTC, die nicht mehr als etwa
5% der zweiten Komponente enthält.
Mehr bevorzugt bezieht sich der Ausdruck „im Wesentlichen in Abwesenheit
einer zweiten Komponente" auf
eine Phase oder eine kristalline Form von FTC, die nicht mehr als
etwa 4% der zweiten Komponente enthält, und noch mehr bevorzugt
nicht mehr als etwa 3% oder 1% der zweiten Komponente enthält.
-
Die
charakteristischen Pulverröntgenbeugungsmuster-Peakpositionen
sind für
kristalline Formen als Winkelstellungen (zwei Theta) innerhalb einer
zulässigen
Variabilität
von plus oder minus 0,1° angegeben.
Diese zulässige
Variabilität
ist im US-Arzneibuch, Seiten 1843–1844 (1995) spezifiziert.
Die Variabilität
plus oder minus 0,1° soll
verwendet werden, wenn zwei Pulverröntgenbeugungsmuster verglichen
werden. In der Praxis werden dann, wenn einem Beugungsmusterpeak
von einem Muster ein Bereich von Winkelstellungen (zwei Theta) zugeordnet
wird, bei denen es sich um eine gemessene Peakposition plus oder
minus 0,1° handelt,
und einem Beugungsmusterpeak von dem anderen Muster ein Bereich
von Winkelstellungen (zwei Theta) zugeordnet wird, bei denen es
sich um eine gemessene Peakposition plus oder minus 0,1° handelt,
und wenn diese Bereiche von Peakpositionen überlappen, die beiden Peaks
so betrachtet, dass sie die gleiche Winkelstellung (zwei Theta)
aufweisen. Wenn beispielsweise ein Beugungsmusterpeak von einem
Muster so bestimmt wird, dass er eine Peakposition von 5,20° aufweist,
ermöglicht
die zulässige
Variabilität
für Vergleichszwecke,
dass der Peak einer Position im Bereich von 5,10° bis 5,30°C zugeordnet wird. Wenn ein
Vergleichspeak von dem anderen Beugungsmuster so bestimmt wird,
dass er eine Peakposition von 5,35° aufweist, ermöglich die
zulässige
Variabilität
für Vergleichszwecke,
dass der Peak einer Position im Bereich von 5,25° bis 5,45°C zugeordnet wird. Da es eine Überlappung
zwischen den beiden Bereichen von Peakpositionen gibt, wird davon
ausgegangen, dass die beiden verglichenen Peaks die gleiche Winkelposition
aufweisen (zwei Theta).
-
In
dieser Beschreibung wird das Wort „umfasst" oder Variationen davon, wie z. B. „umfassen" oder „umfassend", so aufgefasst,
dass es das Einbeziehen eines angegebenen Elements, einer angegebenen
ganzen Zahl oder eines angegebenen Schritts, oder einer Gruppe von
Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten impliziert, jedoch nicht
den Ausschluss jedweden anderen Elements, jedweder anderen ganzen
Zahl oder jedweden anderen Schritts oder von jedweden anderen Gruppen
von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten.
-
Beispiele
-
Materialien und Verfahren
-
(–)-cis-FTC-Ausgangsmaterial
für alle
Tests, falls nichts anderes angegeben ist, wurde durch Vereinigen
und Behandeln von zwei Chargen (–)-cis-FTC wie folgt erhalten.
Ein Kolben wurde mit 1109 g (–)-cis-FTC und
2750 ml Ethylacetat beschickt. Diese Aufschlämmung wurde zwei Stunden bei
Umgebungstemperatur gerührt,
filtriert und mit 550 ml Ethylacetat gewaschen. Der Filterkuchen
wurde in einem Vakuumofen über
Nacht bei 50°C
und etwa 2 mm Hg getrocknet. Alle Lösungsmittel hatten HPLC-Qualität und wurden
so verwendet, wie sie erhalten worden sind. Ein HPLC-Test des (–)-cis-FTC-Ausgangsmaterials
zeigte eine Reinheit von 98,8%.
-
Differentialscanningkalorimetrie
(DSC): Die DSC-Experimente wurden unter Verwendung eines der folgenden
Geräte
durchgeführt:
DSC-Untersuchungen
wurden unter Verwendung eines TA-Geräts DSC 2920 (mit Kühlung) durchgeführt. Proben
mit etwa 5 mg wurden in abgedichtete Aluminiumtiegel eingebracht.
Die DSC-Zelle wurde mit 30 ml/min Stickstoff gespült. Die
Aufheizgeschwindigkeit betrug 10°C/min,
falls nichts anderes angegeben ist. Die Temperatur- und Wärmeflusskalibrierungen
wurden mit einem Indiumstandard unter den gleichen experimentellen Bedingungen
durchgeführt.
-
DSC-Messungen
wurden in einem Mettler DSC30 (Mettler instrument, Hightstown, NJ)
durchgeführt, das
mit einem Datenanalysegerät
(STARe, Mettler Instrument) ausgestattet
war. Die Proben (etwa 2 bis 5 mg) wurden in 40 μl-Standard-Aluminiumtiegel eingebracht,
wobei in den Deckel ein einzelnes Loch gestanzt war. Als Referenz
wurde ein leerer Tiegel des gleichen Typs verwendet. Die Proben
wurden bei 1 bis 10°C/min
mit einer Spülung
mit 50 ml/min trockenem Stickstoff gescannt. Das DSC wurde bezüglich des
Wärmeflusses
und der Temperatur kalibriert.
-
Thermogravimetrische
Analyse (TGA): TGA-Untersuchungen wurden mit einem TA Instruments
TGA 2950 durchgeführt.
Proben mit etwa 5 mg wurden in offene Platintiegel eingebracht und
die Probe wurde mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min aufgeheizt.
-
PXRD
mit variabler Temperatur: Das Diffraktometer (XDS 2000, Scintag,
Sunnyvale, CA) umfasste einen 4 kW-Generator (Spannung 45 kV und
Strom 40 mA) mit einer Cu- Anodenröhre, einen
mit flüssigem
Stickstoff gekühlten
Ge-Detektor (GLP-10195/07-S, EG & G
ORTEC, Oak Ridge, TN), ein Datenanalysegerät (MicroVax 3100, Digital Equipment
Corporation, Ontario, Canada), einen Heiztisch (Scintag) und eine
Temperatursteuereinrichtung (Microstar, Research Inc., Minneapolis,
MN). Die Proben wurden in einer dünnen Schicht auf einen Probenhalter
aufgebracht und ohne Rotation mit einer Geschwindigkeit von 1° pro Minute
gescannt.
-
Heiztischmikroskopie
(HSM): Die Mikroskopie mit polarisiertem Licht wurde mit einem Olympus BX60-Mikroskop,
das mit einem Mettler-Toledo FP82HT-Heiztisch ausgestattet war,
durchgeführt.
Eine dünne Schicht
einer Probe wurde auf einen Objektträger aufgebracht und mit 10°C/min erhitzt.
Thermische Vorgänge wurden
mit der ImagePro®-Software erfasst.
-
Rekristallisationsverfahren:
Etwa 5 g (–)-cis-FTC
wurden in einen Rundkolben eingebracht und im Temperaturbereich
von 155 bis 160°C
30 min unter Rühren
erhitzt. Die Probe wurde in dem Kolben bei Umgebungsbedingungen
auf Raumtemperatur abgekühlt.
-
Gleichgewichtslöslichkeit:
Gleichgewichtslöslichkeitswerte
wurden unter Verwendung eines Überschusses
an Feststoff in einem mit einem Stopfen verschlossenen Kolben, der
in einem temperaturgesteuerten Wasserbad mit 25°C 52 Stunden geschüttelt wurde,
erhalten. Restliches festes Material wurde nach der Gleichgewichtseinstellung
mittels Heiztischmikroskopie und PXRD identifiziert. Der Überstand
wurde vor der Verdünnung
für eine
HPLC-Analyse durch 0,45 μm-Membranfilter
filtriert.
-
Mahlen:
(–)-cis-FTC
wurde in einer Fitzpatrick-Mühle
bei hoher Geschwindigkeit (4000 U/min) mit vorwärts gerichteten Hämmern mit
einem 000-Band-Sieb gemahlen. Der Arzneistoff wurde einmal durch
den Filter geschickt und in einem Kunststoffbeutel gesammelt.
-
Hydratbildung:
Eine Überstandlösung (0,5
g/ml) von Form I wurde bei 50°C
hergestellt. Diese Lösung wurde
dann unter Rühren
für etwa
2 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt. Der ausgefallene Feststoff
wurde vakuumfiltriert und luftgetrocknet. Dieser Feststoff wurde
mittels HPLC, DSC, PXRD und TGA analysiert. Diese Analyse zeigte,
dass der Feststoff ein Sesquihydrat von (±)-cis-FTC war.
-
Kristallisation:
(–)-cis-FTC
wurde in einem der folgenden Lösungsmittel
gelöst:
Methanol, Ethylacetat, Wasser, Tetrahydrofuran und Aceton. Jede
Suspension wurde etwa 15 min gekocht und sofort durch einen 0,45 μm-Nylonfilter
filtriert. Der Überstand
wurde bis zur Krisallisation bei Raumtemperatur gerührt. Nach
der Kristallisation wurden die Suspensionen filt riert, um den Filterkuchen
zu sammeln. Der Filterkuchen wurde in eine Glasschale eingebracht,
mit einem fusselfreien Papierhandtuch bedeckt und für 2 Tage
bei Umgebungsbedingungen in einen Abzug gestellt.
-
Beispiel 1: DSC-Charakterisierung von
Form I und II (–)-cis-FTC
-
Die
thermischen Vorgänge
von Polymorph Form I (–)-cis-FTC
wurden bei Aufheizgeschwindigkeiten von 10, 1, 2 und 5°C/min untersucht.
Diese DSC-Thermogramme sind in den 1, 2, 3 bzw.
4 gezeigt. Die Probengrößen betrugen
6,8400 mg, 5,290 mg, 5,0430 mg bzw. 5,1500 mg.
-
Der
endotherme Peak bei 151°C
entspricht der Schmelztemperatur von Form I (–)-cis-FTC. Dieser endotherme
Peak lag bei allen untersuchten Aufheizgeschwindigkeiten vor. Die
mit dem Schmelzen dieser Phase verbundene Schmelzwärme beträgt 25 kJ/mol.
Nach diesem Schmelzen findet eine Rekristallisation zu einem höher schmelzenden
Feststoff, Form II, statt. Das Vorliegen des endothermen Peaks bei
hoher Temperatur (162°C)
war von der Aufheizgeschwindigkeit abhängig. Insbesondere nahm bei
verminderter Aufheizgeschwindigkeit die Wahrscheinlichkeit zu, dass
der endotherme Peak bei hoher Temperatur auftritt. Auch der Wert
der Schmelzwärme
nahm bei dem endothermen Peak bei hoher Temperatur zu, wenn die
Aufheizgeschwindigkeit abnahm. Diese Beobachtungen sind mit der
Tatsache konsistent, dass die Flüssigkeit
bei niedrigeren Aufheizgeschwindigkeiten in einem größeren Ausmaß rekristallisiert.
Dieser von der Aufheizgeschwindigkeit abhängige endotherme Peak zeigte,
dass Form I nach dem Schmelzen bei 151°C einer Rekristallisation unterliegen
kann und dass die resultierende Kristallform bei etwa 162°C schmilzt.
Die Phase, die bei 162°C schmilzt,
wurde als „Form
II (–)-cis-FTC" bezeichnet.
-
Beispiel 2: DSC-Charakterisierung von
Form II und III (–)-cis-FTC
-
Thermische
Vorgänge
für Form
I (–)-cis-FTC
beim Schmelzen und anschließenden
Abkühlen
auf Raumtemperatur wurden mittels DSC untersucht. Eine 5,5500 mg-Probe
von Form I (–)-cis-FTC wurde auf 160°C erhitzt,
d. h. gerade über
die Schmelztemperatur von Form I, und dann wieder auf 25°C abgekühlt. Beim erneuten
Erhitzen in dem DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min lag
der endotherme Peak bei 151°C
für Form
I (–)-cis-FTC
nicht vor. Endotherme Peaks traten jedoch bei 102°C und 162°C auf, wie
es in der 5 gezeigt ist. Der endotherme
Peak bei 102°C
war eine Umwandlung im festen Zustand von Form III (–)-cis-FTC zu Form II
(–)-cis-FTC,
wie es in der 6 gezeigt ist. Die PXRD-Daten
(7 und 9), die oberhalb und unterhalb
der 102°C-Umwandlung
gesammelt worden sind, bestä tigten
die DSC-Interpretation. Der endotherme Peak bei 162°C war die
Schmelze von Form II (–)-cis-FTC.
Eine HPLC bestätigte,
dass mit diesen thermischen Vorgängen
keine Änderung
der Wirksamkeit verbunden war.
-
Beispiel 3: DSC-Charakterisierung von
amorphem (–)-cis-FTC
-
7,315
mg Form I FTC wurden in dem DSC mit 5°C/min auf 180°C erhitzt.
Dann wurde die Probe mit –20°C/min auf –20°C abschreckgekühlt. Diese
Probe zeigte, wenn sie mit 10°C/min
erneut erhitzt wurde, eine Verschiebung der Grundlinie, die mit
dem Glasübergang
bei etwa 67°C
zusammenhängt.
Diese Verschiebung der Grundlinie fand sowohl während des Aufheiz- als auch
während
des Kühlzyklus
statt, wodurch bestätigt wurde,
dass diese Verschiebung aufgrund des Glasübergangs stattfand. Ein DSC-Thermogramm
des amorphen (–)-cis-FTC ist in der 15 gezeigt.
-
Beispiel 4: HSM-Untersuchungen von Form
I, II und III (–)-cis-FTC
-
Die
Zuordnung von Form I, II und III auf der Basis der während der
DSC-Analyse beobachteten thermischen Vorgänge war mit HSM-Untersuchungen
konsistent. Unter dem Mikroskop lag das Form I-Material bei Raumtemperatur
in Form von Platten vor. Beim Erhitzen auf 160°C mit 10°C/min schmolz Form I zu einer
klaren Flüssigkeit.
Beim Abkühlen
dieser Flüssigkeit
kristallisierten aus der Schmelze Nadeln, die verglichen mit Form
I dunkler aussahen. Beim erneuten Erhitzen unterlagen diese Nadeln
beginnend bei etwa 102°C
und endend bei etwa 115°C
einer Veränderung
der Doppelbrechung. Die Nadeln schmolzen schließlich bei 166°C.
-
Beispiel 5: Effekt des Mahlens auf die
Kristallform
-
Zwei
Chargen von gemahlenem Form I (–)-cis-FTC
wurden hergestellt: Eine durch Zerreiben per Hand mit Mörser und
Pistill für
5 min, eine andere durch Mahlen in einer Fitzpatrick-Mühle. Eine Lichtmikroskopie zeigte,
dass die Teilchengröße von zerriebenem
(–)-cis-FTC
am kleinsten erschien, gefolgt von (–)-cis-FTC, das mit der Fitzpatrick-Mühle erhalten
worden ist, und von ungemahlenem (–)-cis-FTC, obwohl dies nicht
quantitativ gemessen worden ist. Das DSC-Thermogramm einer Probe,
die mit der Fitzpatrick-Mühle
gemahlen worden ist, und von ungemahlenem (–)-cis-FTC wies nur einen endothermen
Peak bei 151°C
auf. Zerriebenes (–)-cis-FTC
wies zwei endotherme Peaks bei 151°C und 162°C auf. Das PXRD-Muster des zerriebenen (–)-cis-FTC
bei Raumtemperatur war mit dem Muster für Form I identisch, was zeigte,
dass die Umwandlung von Form I zu Form II während des DSC- Experiments stattfand.
Insgesamt zeigen diese Daten, dass das Mahlen unter den beschriebenen
Bedingungen die Kristallform von (–)-cis-FTC, wenn von Form I
ausgegangen wird, nicht beeinflusst.
-
Beispiel 6: Effekt von Wärme auf
die Kristallform
-
Das
PXRD-Muster für
Form III bei 25°C
und 95°C
ist in der 9 gezeigt. Ein bei 120°C aufgenommenes
PXRD-Muster dieser Probe war jedoch von dem bei 95°C aufgenommenen
Muster verschieden. Die Veränderung
des PXRD-Musters über
diesem Temperaturbereich war mit dem endothermen Peak konsistent, der
bei etwa 102°C
mittels DSC-Thermogramm-Analyse
erhalten wurde (6) und bestätigt, dass der endotherme Peak
bei 102°C
durch eine Umwandlung oder Veränderung
im festen Zustand der Kristallstruktur verursacht wurde.
-
Das
bei 120°C
gemessene PXRD-Muster war mit demjenigen identisch, das bei 160°C gemessen
worden ist. Beim Abkühlen
der Probe auf 25°C
war das PXRD-Muster jedoch mit demjenigen von Form III (–)-cis-FTC
identisch. Die Kristallform, die oberhalb von 102°C vorliegt
und bei 162°C
schmilzt, wurde als Form II identifiziert. Das PXRD-Muster für Form IMaterial
veränderte
sich bei der Schmelztemperatur von 151°C nicht.
-
Beispiel 7: Analyse der thermodynamischen
Stabilität
-
Die
Schmelzdaten für
Form I, II und III (–)-cis-FTC
sind in der Tabelle I zusammengefasst. Auf der Basis dieser Daten
wurde die thermodynamische Beziehung zwischen Form I und II erstellt.
Diese Formen hängen
enantiotrop zusammen und die berechnete Umwandlungstemperatur ist
130°C. Tabelle I: Umwandlungstemperaturdaten
für vier
kristalline Formen von (–)-cis-FTC
Form | Umwandlungstemperatur
(°C) | Schmelzwärme (kJ/mol) |
I | 151 | 25 |
II | 166 | 18 |
III* | 102 | - |
racemisches
cis-FTC | 186 | 22,8 |
- * Form III schmilzt nicht, sondern unterliegt
einer Umwandlung im festen Zustand bei etwa 112°C, so dass die Schmelzwärme nicht
bekannt ist.
-
Die
thermodynamische Stabilitätsbeziehung
zwischen diesen Formen ist graphisch in der 14 gezeigt.
-
Beispiel 8: Löslichkeit
-
Aus
der 14 ist ersichtlich, dass unterhalb von 130°C Form I
die stabilste Phase ist. Daher ist unterhalb von 130°C Form I
die am wenigsten lösliche
Phase. Die Gleichgewichtslöslichkeit
für Form
I in Wasser bei 25°C
betrug 0,482 M (119 mg/ml). Verbindungen, die einen Löslichkeitswert
von mehr als 100 mg/ml aufweisen, werden als sehr gut löslich betrachtet,
und Form I (–)-cis-FTC
fällt in
diese Kategorie. Die anderen Formen von (–)-cis-FTC, die hier beschrieben
sind, weisen eine höhere
Löslichkeit
auf als Form I.
-
Beispiel 9: Kristallisationsuntersuchungen
-
Das
(–)-cis-FTC-Ausgangsmaterial
für alle
Kristallisationsuntersuchungen war Form I (–)-cis-FTC, das gemäß PXRD bestimmt worden ist.
Form I (–)-cis-FTC
wurde aus Lösungen
von Wasser, Methanol, Tetrahydrofuran, Ethylacetat und Aceton umkristallisiert.
Alle Proben aus den Kristallisationsexperimenten wurden mittels
PXRD und DSC analysiert. (–)-cis-FTC,
das aus Ethylacetat und Aceton kristallisiert wurde, zeigte endotherme
Peaks bei 151°C
und 162°C
und PXRD-Muster, die mit dem Muster für Form I (–)-cis-FTC identisch waren.
-
Eine übersättigte Lösung (0,5
g/ml) von Form I wurde bei 50°C
hergestellt. Diese Lösung
wurde dann unter Rühren
für etwa
2 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt. Der ausgefallene Feststoff
wurde vakuumfiltriert und luftgetrocknet. Dieser Feststoff wurde
mittels HPLC, DSC, PXRD und TGA analysiert. Diese Analyse zeigte,
dass der Feststoff ein Sesquihydrat von (±)-cis-FTC war. Die Gleichgewichtslöslichkeit
des Sesquihydrats bei 25°C
beträgt
0,34 M (93 mg/ml). Das DSC-Thermogramm des Hydrats ist in der 12 gezeigt. Der
große
endotherme Peak bei niedrigen Temperaturen war auf den Verlust von
Hydratationswasser von (±)-cis-FTC-Sesquihydrat
zurückzuführen, was
mittels TGA bestätigt
wurde (13). Der endotherme Peak bei
190°C war
auf das Schmelzen des dehydratisierten Hydrats zurückzuführen. Dem
dehydratisierten Hydrat wurde anschließend eine spezielle Schmelztemperatur
von etwa 190°C
zugewiesen, 12. Für das dehydratisierte Hydrat
wurde auch ein spezielles PXRD-Muster ermittelt (vgl. die 11).
-
Pharmazeutische Zusammensetzungen
-
Menschen,
die an HIV und HBV leiden, können
durch Verabreichen einer wirksamen Menge der verschiedenen erfindungsgemäßen Verbindungen
(d. h. von Form II und Form III (±)-cis-FTC, racemischem cis-FTC-Sesquihydrat
und der dehydratisierten Form von racemischem cis-FTC-Sesquihydrat)
oder eines pharmazeutisch verträglichen
Salzes davon in der Gegenwart eines pharmazeutisch verträglichen
Trägers oder
Verdünnungsmittels
an den Pati enten behandelt werden. Die aktiven Materialien werden
zweckmäßig für eine orale
Verabreichung in flüssiger
oder fester Form formuliert.
-
Eine
bevorzugte Dosis der Verbindung für HIV oder HBV liegt im Bereich
von etwa 1 bis 75 mg/kg, vorzugsweise 1 bis 50 oder 20 mg/kg Körpergewicht
pro Tag, allgemeiner 0,1 bis etwa 100 mg pro Kilogramm Körpergewicht
des Empfängers
pro Tag. Der wirksame Dosierungsbereich der pharmazeutisch verträglichen Salze
und Prodrugs kann auf der Basis des Gewichts des abzugebenden, zugrunde
liegenden Nukleosids berechnet werden. Wenn das Salz als solches
eine Aktivität
aufweist, kann die wirksame Dosierung wie vorstehend unter Verwendung
des Gewichts des Salzes oder mit einem anderen, dem Fachmann bekannten
Mittel abgeschätzt
werden.
-
Die
Verbindung wird zweckmäßig in einer
beliebigen zweckmäßigen Einheitsdosierungsform
verabreicht, einschließlich
unter anderem in einer Dosierungsform, die 7 bis 3000 mg, vorzugsweise
70 bis 1400 mg Wirkstoff pro Einheitsdosierungsform enthält. Eine
orale Dosierung von 50 bis 1000 mg ist üblicherweise zweckmäßig.
-
Idealerweise
sollte der Wirkstoff so verabreicht werden, dass Plasmapeakkonzentrationen
des Wirkstoffs von etwa 0,2 bis 70 μm, vorzugsweise von etwa 1,0
bis 10 μm
erreicht werden. Dies kann z. B. durch eine intravenöse Injektion
einer 0,1 bis 5%igen Lösung
des Wirkstoffs, gegebenenfalls in Kochsalzlösung, oder durch Verabreichen
des Wirkstoffs als Bolus erreicht werden.
-
Die
Konzentration des Wirkstoffs in der Arzneistoffzusammensetzung wird
von der Absorptions-, Inaktivierungs- und Ausscheidungsgeschwindigkeit
des Arzneistoffs sowie von anderen, dem Fachmann bekannten Faktoren
abhängen.
Es sollte beachtet werden, dass Dosierungswerte auch mit der Schwere
des zu lindernden Zustands variieren. Es sollte ferner beachtet
werden, dass für
die jeweilige Person spezielle Dosierungsvorschriften gemäß dem individuellen
Bedarf und der professionellen Beurteilung der Person, welche die Verabreichung
der Zusammensetzungen durchführt
oder überwacht,
im Zeitverlauf eingestellt werden sollten, und dass die Konzentrationsbereiche,
die hier angegeben sind, lediglich beispielhaft sind und den Schutzbereich
oder die praktische Ausführung
der beanspruchten Zusammensetzung nicht einschränken sollen. Der Wirkstoff
kann auf einmal verabreicht werden oder in eine Anzahl kleinerer
Dosen aufgeteilt werden, die in variierenden Zeitintervallen verabreicht
werden.
-
Ein
bevorzugter Verabreichungsmodus des Wirkstoffs ist oral. Orale Zusammensetzungen
werden im Allgemeinen ein inertes Verdünnungsmittel oder einen essbaren
Träger
umfassen. Sie können
in Gelatinekapseln eingeschlossen oder zu Tabletten gepresst werden.
Zur oralen therapeutischen Verabreichung kann der Wirkstoff mit
Vehikeln gemischt und in Form von Tabletten, Pastillen oder Kapseln
verwendet werden. Pharmazeutisch verträgliche Bindemittel und/oder
Zusatzmaterialien können
als Teil der Zusammensetzung einbezogen werden.
-
Die
Tabletten, Pillen, Kapseln, Pastillen und dergleichen können jedweden
der folgenden Bestandteile oder Verbindungen entsprechender Natur
enthalten: Ein Bindemittel, wie z. B. mikrokristalline Cellulose,
Tragantgummi oder Gelatine, ein Vehikel, wie z. B. Stärke oder
Lactose, ein Sprengmittel, wie z. B. Alginsäure, Primogel oder Maisstärke, ein
Schmiermittel, wie z. B. Magnesiumstearat oder Sterotes, ein Gleitmittel,
wie z. B. kolloidales Siliziumdioxid, ein Süßungsmittel, wie z. B. Saccharose
oder Saccharin, oder einen Aromastoff, wie z. B. Pfefferminze, Methylsalicylat
oder ein Orangenaroma. Wenn die Dosierungseinheitsform eine Kapsel ist,
kann sie zusätzlich
zu einem Material des vorstehend genannten Typs einen flüssigen Träger, wie
z. B. ein fettes Öl,
enthalten. Darüber
hinaus können
Dosierungseinheitsformen verschiedene andere Materialien enthalten,
welche die physikalische Form der Dosierungseinheit modifizieren,
wie z. B. Beschichtungen von Zucker, Schellack oder anderen enterischen
Mitteln.
-
Die
Verbindung kann als Komponente eines Elixiers, einer Suspension,
eines Sirups, einer Oblate, eines Kaugummis oder dergleichen verabreicht
werden. Ein Sirup kann zusätzlich
zu den Wirkstoffen Saccharose als Süßungsmittel und bestimmte Konservierungsstoffe,
Farbstoffe und Farbmittel und Aromastoffe enthalten.
-
Die
Verbindung oder pharmazeutisch verträgliche Salze davon kann bzw.
können
auch mit anderen aktiven Materialien gemischt werden, welche die
gewünschte
Wirkung nicht beeinträchtigen,
oder mit Materialien, welche die gewünschte Wirkung unterstützen, wie
z. B. mit Antibiotika, Antipilzmitteln, entzündungshemmenden Mitteln oder
anderen antiviralen Arzneistoffen, einschließlich anderen Nukleosidverbindungen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Wirkstoffe mit Trägern
hergestellt, welche die Verbindung gegen eine schnelle Eliminierung
aus dem Körper
schützen,
wie z. B. eine Formulierung mit kontrollierter bzw. gesteuerter
Freisetzung, einschließlich
Implantate und mikroeingekapselte Abgabesysteme. Biologisch abbaubare,
biologisch verträgliche
Polymere können
verwendet werden, wie z. B. Ethylen-Vinylacetat, Polyanhydride,
Polyglykolsäure, Kollagen,
Polyorthoester und Polymilchsäure.
Verfahren zur Herstellung solcher Formulierungen sind dem Fachmann
bekannt. Die Materialien können
auch kommerziell von Alza Corporation erhalten werden.
-
Liposomale
Suspensionen (einschließlich
Liposomen, die auf infizierte Zellen gerichtet sind und monoklonale
Antikörper
gegen virale Antigene umfassen) sind auch als pharmazeutisch verträgliche Träger bevorzugt.
Diese können
mit Verfahren hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind
und z. B. im
US-Patent 4,522,811 beschrieben
sind. Beispielsweise können
Liposomenformulierungen durch Lösen
eines geeigneten Lipids bzw. geeigneter Lipide (wie z. B. Stearoylphosphatidylethanolamin,
Stearoylphosphatidylcholin, Arachadoylphosphatidylcholin und Cholesterin)
in einem anorganischen Lösungsmittel,
das dann verdampft wird, hergestellt werden, wobei ein dünner Film
von getrocknetem Lipid auf der Oberfläche des Behälters zurückbleibt. Eine wässrige Lösung des
Wirkstoffs oder dessen Monophosphat-, Diphosphat- und/oder Triphosphatderivats
wird dann in den Behälter
eingebracht. Der Behälter
wird dann per Hand bewegt, um Lipidmaterial von den Seiten des Behälters freizusetzen
und Lipidaggregate zu dispergieren, wodurch die liposomale Suspension
gebildet wird.
-
Dem
Fachmann ist klar, dass in der vorliegenden Erfindung verschiedene
Modifizierungen und Variationen gemacht werden können, ohne vom Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen. Andere Ausführungsformen der Erfindung
sind für
den Fachmann aufgrund der Beschreibung und der darin beschriebenen
Durchführung
der Erfindung offensichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele
sollen lediglich als exemplarisch betrachtet werden, wobei sich
der Schutzbereich der Erfindung aus den beigefügten Ansprüchen ergibt.