JP2018526364A - アンドロゲン受容体阻害剤の結晶型及びその製造方法 - Google Patents

アンドロゲン受容体阻害剤の結晶型及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、アンドロゲン受容体阻害剤の結晶型及びその製造方法を提供し、具体的に、(S)-4-(3-(4-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)フェニル)-4,4-ジメチル-5-カルボニル-2-チオイミダゾリン-1-イル)-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル（式（Ｉ）の化合物）のI型結晶及びその製造方法を提供する。該方法は次の工程を含む。１）式（I）の化合物の任意の結晶型または無定形を適量な有機溶媒に入れ、透明になるまで加熱し、溶解した後、冷却して結晶を沈殿させる。該有機溶媒はエステル類、ケトン類、ニトリル類または５以下の炭素原子を有するエーテル類から任意に選択される1種の溶媒またはそれらの混合溶媒である；及び２）該結晶を濾過、洗浄及び乾燥する。得られた式（I）の化合物のI型結晶は、良好な化学的安定性及び結晶型安定性を有し、使用する結晶化溶媒の毒性及び残留性が低く、より良好に臨床に使用できる。【選択図】なし

Description

本発明は(S)-4-(3-(4-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)フェニル)-4,4-ジメチル-5-カルボニル-2-チオイミダゾリン-1-イル)-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリルのＩ型結晶及びその製造方法に関する。
前立腺癌（PCa）は、ヒトの前立腺組織に発生する悪性腫瘍であり、前立腺腺房細胞が異常に増殖した結果である。正常な前立腺上皮細胞の分化及び増殖ならびに前立腺癌の発生は、いずれも主に（約80〜90％）精巣で合成されるアンドロゲンに依存している。合成されたアンドロゲンは細胞に進入後にアンドロゲン受容体（AR）と結合し、ARから熱ショックタンパク質（HSP）を解離させた後、ARを細胞核に進入させ、前立腺特異抗原（PSA）を含む複数の下流遺伝子を活性化させる。早期の前立腺癌はアンドロゲンに感受性が高いため、精巣摘除術（去勢）により前立腺癌の発生を有意に抑制することができる。しかし、去勢手術は一定の期間のみ有効である。多くの患者は、去勢後にある期間が経過した後にアンドロゲン依存性からアンドロゲン非依存性に変化する。それには抗アンドロゲン療法がもはや有効ではない。このような患者の前立腺癌はアンドロゲン非依存性前立腺癌（AIPC）に進行している。AIPCの発生は、依然としてPCa細胞におけるARシグナルの伝達経路の活性化と深く関連している。
AR活性を阻害することを目的とする第１世代の薬剤には、ビカルタミド（またはカソデックス）及びフルタミドが含まれる。AIPC治療の第２世代ARアンタゴニスト薬には、MDV-3100及びARN-509が含まれる。MDV-3100は、世界初の第２世代非ステロイド性AR拮抗薬であり、2012年8月末にFDAの承認を得た。MDV-3100のARへの親和性はビカルタミドより5〜8倍高い。MDV-3100は、AR活性を阻害することによりマウス及びヒトにおけるAIPCの増殖を阻害することができ、腫瘍細胞の増殖を促進する効果はない。
WO2014036897A1は、式（I）の化合物を含む新規ARアンタゴニストを開示している。該化合物のin vitroでの活性はMDV-3100のものよりわずかに良好であり、hERG阻害率はさらに改善される（IC50:24.83μM）。CYP450の5つの主要なサブタイプに対する該化合物の阻害半減期はいずれも50μMを超えている。同様な投与量及び溶媒の条件下で、ラットにおける該化合物のin vivoでの暴露量はMDV-3100と匹敵し、また、イヌにおける該化合物のin vivoでの曝露量はMDV-3100の6倍以上である。式（I）の化合物は、ただ1つのキラル中心を有し、そのキラルな原料が容易に入手でき、合成の難度が大幅に低減される。また、式（I）の化合物は、3μM及び10μMでいずれもARアゴニスト活性をもたず、マウスにおける脳組織中の薬物濃度と血漿中の薬物濃度の比が化合物MDV-3100の場合より著しく低いため、副作用のてんかんが現れる可能性はより小さい。そのため、式（I）の化合物は広く臨床に使用されることが見込まれている。
しかしながら、WO2014036897A1では、該化合物の結晶型に関する更なる研究がなされていない。当業者に知られているように、薬学的に有効成分の結晶構造がしばしば薬物の化学的安定性に影響を及ぼす。異なる結晶化条件及び貯蔵条件は化合物の結晶構造の変化をもたらすことがあり、場合によっては他の結晶型の生成を伴うこともある。一般的に、無定形の医薬製品は規則的な結晶構造を有さず、しばしば、製品の安定性が悪く、粒子が小さく、濾過が難しく、凝集し易く、または流動性が悪い等のような他の欠点を有する。そのため、上記化合物の諸特性を改善することが必要である。高純度で良好な化学的安定性を有する新規な結晶型を見出すことが望まれている。
本発明は、式（I）に示すような(S)-4-(3-(4-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)フェニル)-4,4-ジメチル-5-カルボニル-2-チオイミダゾリン-1-イル)-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリルの新規な結晶型を提供する。
種々の結晶化条件下で式（I）の化合物の一連の結晶生成物を得た。これらについてＸ線回折及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行った。通常の結晶化条件下では、I型結晶と呼ばれる安定な結晶型が得られることが判明された。本願のI型結晶のＤＳＣスペクトルには約157℃で融解吸熱ピークが認められる。Cu-Ka線を用いて得られ、2θ角及び面間距離（d値）で表される粉末Ｘ線回折スペクトルを図１に示す。その約8.89 (9.94), 9.97 (8.87), 11.22 (7.88), 14.28 (6.20), 15.17 (5.83), 15.51 (5.71), 16.77 (5.28), 19.91 (4.46), 21.13 (4.20), 22.48 (3.95), 24.06 (3.70)及び26.37 (3.38)に特徴的なピークがある。
また、本発明は下記の２工程を含む、(S)-4-(3-(4-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)フェニル)-4,4-ジメチル-5-カルボニル-2-チオイミダゾリン-1-イル)-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリルのI型結晶の製造方法を提供する。
１）式（I）で表される化合物の任意の結晶型または非晶形を適量の有機溶媒に加え、得られた溶液を透明になるまで加熱した後、冷却し、結晶を沈殿させる工程。該有機溶媒はエステル類、ケトン類、ニトリル類及び５以下の炭素原子を有するエーテル類から任意に選択される1種の溶媒またはそれらの混合溶媒である。
２）該結晶を濾過した後、洗浄及び乾燥する工程。
好ましい実施様態において、工程１）の溶媒が、酢酸エチル、アセトン、酢酸イソプロピル、テトラヒドロフラン及びアセトニトリルから選択される1種の溶媒でもよく、アセトン／イソプロピルエーテル、酢酸エチル／n-ヘキサン、酢酸エチル／イソプロピルエーテルまたは酢酸エチル／メチルtert-ブチルエーテルでもよい。好ましくは、酢酸エチル／イソプロピルエーテルである。両者の比率は特に限定されないが、好ましくは1：10〜10：1である。本発明の一つの実施様態においては、その体積比は1：1である。
再結晶の方法は特に限定されないが、通常の再結晶の方法により行うことができる。 例えば、原料、すなわち式（I）の化合物を加熱下で有機溶媒に溶解した後、溶液をゆっくり冷却し、結晶を沈殿させる。結晶化を終了した後、濾過して乾燥し、所望の結晶を得ることができる。具体的に、濾過により得られた結晶は、減圧した真空下で約30〜100℃、好ましくは40〜60℃での加熱条件で乾燥し、再結晶の溶媒を除去する。
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）及びＸ線回折スペクトルにより生成した式（I）の化合物を測定する。一方、得られた結晶中の残留溶媒も測定する。
本発明の方法に従って製造された式（I）の化合物のI型結晶は、残留溶媒を含有しておらず、または薬局方で規定されている医薬品中の残留溶媒の限界値以下の比較的少量な残留溶媒しか含有していない。従って、本発明の結晶は医薬有効成分としての用途に適している。
研究の結果により、本発明に従って製造された式（I）の化合物のI型結晶は、光照射、高温及び高湿度の条件下で安定であることが示された。また、I型結晶は、粉砕、圧力及び加熱の条件下でも安定であり、医薬品の製造、輸送及び貯蔵に必要な要件を満たしている。該製造方法は安定であり、再現でき、また制御可能であるため、工業的生産に適している。
一方、本発明は、式（I）の化合物のI型結晶を含む医薬組成物を提供する。該医薬組成物は、式（I）の化合物の結晶型及び薬学的に許容される担体を含有する。
一方、本発明は、アンドロゲン受容体に関連する疾患の治療に用いる医薬品の製造における、本発明の式（I）の化合物のI型結晶または本発明の医薬組成物の使用に関する。該疾患は、好ましくは前立腺癌である。
式（Ｉ）の化合物のＩ型結晶の粉末Ｘ線回折スペクトルを示す図である。 式（Ｉ）の化合物のI型結晶のＤＳＣスペクトルを示す図である。 式（Ｉ）の化合物のII型結晶の粉末Ｘ線回折スペクトルを示す図である。 式（Ｉ）の化合物のII型結晶のＤＳＣスペクトルを示す図である。 式（Ｉ）の化合物のIII型結晶の粉末Ｘ線回折スペクトルを示す図である。 式（Ｉ）の化合物のIII型結晶のＤＳＣスペクトルを示す図である。
発明の詳細な説明
本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、本発明の実施例は単に本発明の技術的解決手段を説明することを意図したものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきものではない。
実験装置
１．ＤＳＣスペクトル
装置型式：Mettler Toledo DSC 1 Stareeシステム
パージガス：窒素
昇温速度：10.0℃/分
温度範囲：40〜250℃
２．Ｘ線回折スペクトル
装置型式：Bruker D8 Focus粉末Ｘ線回折装置
放射線：単色Cu-Kα線（λ＝1.5406）
走査方法：θ/2θ、走査範囲：2〜40°
電圧：40 KV、電流：40 mA
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、WO2014036897A1に提示された方法に従って製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、4.0 mlの酢酸エチルを添加した。該混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した。該溶液を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（560 mg, 収率:56.0%）。該結晶試料の粉末Ｘ線回折スペクトルを図１に示す。そこに、約8.89 (9.94), 9.97 (8.87), 11.22 (7.88), 14.28 (6.20), 15.17 (5.83), 15.51 (5.71), 16.77 (5.28), 19.91 (4.46), 21.13 (4.20), 22.48 (3.95), 24.06 (3.70)及び26.37 (3.38)に特徴的なピークがある。また、そのＤＳＣスペクトルを図２に示す。そこに、157℃に鋭い融解吸熱ピークが認められた。該結晶型をＩ型結晶と定義した。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、4.0 mlのアセトンを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した。該溶液を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（438 mg, 収率:43.8%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、4.0 mlの酢酸エチルを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した後に、4.0 mlのn-ヘキサンを滴下した。該混合物を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（711 mg, 収率:71.1%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、5.0 ml of 酢酸エチルを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した後に、5.0 mlのイソプロピルエーテルを滴下した。該混合物を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（678 mg, 収率:67.8%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、5.0 mlの酢酸エチルを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した後に、5.0 mlのメチルtert-ブチルエーテルを滴下した。該混合物を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（682 mg, 収率:68.2%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、6.0 mlの酢酸イソプロピルを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した。該溶液を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（612 mg, 収率:61.2%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、5.0 ml のアセトンを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した後に、5.0 mlの水を滴下した。該混合物を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（476 mg, 収率:47.6%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、5.0 ml のアセトンを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した後に、5 mlのイソプロピルエーテルを滴下した。該混合物を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（521 mg, 収率:52.1%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、2.0 mlのテトラヒドロフランを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した。該溶液を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（327 mg, 収率:32.7%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、2.0 mlのアセトニトリルを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した。該溶液を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（242 mg, 収率:24.2%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。
WO2014036897A1の実施例44の全操作を再現した。(R)-4-(3-(4-((2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メトキシ)フェニル)-4,4-ジメチル-5-オキソ-2-チオキソイミダゾリジン-1-イル)-2-(トリフルオロメチル）ベンゾニトリル(2.2 g, 4.20 mmol)を100 mLの酢酸に溶解した後、50 mLの水を添加した。該反応溶液を70℃に加熱し、１時間撹拌した。次に、減圧下で反応溶液を濃縮し、酢酸を除去した。100 mLの水及び100 mLの酢酸エチルを加え、放置して分離させた。有機層を炭酸水素ナトリウムの飽和溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過した。濾液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、化合物Iの結晶を得た（1.1 g, 55.0%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該結晶試料はＩ型結晶ではないと判断され、ここでIII型結晶と定義された。
式（Ｉ）の化合物（1.0 g, 2.09 mmol、実施例１で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、5.0 mlのメタノールを添加した。混合物を加熱し、透明な溶液になるまで還流した。該溶液を10分間連続に還流した後、撹拌しながら冷却して結晶を沈殿させた。該混合物を濾過して乾燥し、固体を得た（516 mg, 収率:51.6%）。該結晶は約4.63 (19.06), 7.37 (11.99), 9.25 (9.55), 10.91 (8.11), 11.48 (7.70), 12.40 (7.13), 13.05 (6.78), 13.73 (6.45), 15.03 (5.89), 16.04 (5.52), 16.96 (5.22), 17.87 (4.96), 19.03 (4.66), 19.45 (4.56), 20.59 (4.31), 21.87 (4.06), 22.50 (3.95), 23.11 (3.85), 23.53 (3.78), 23.96 (3.71), 25.43 (3.50), 27.00 (3.30), 27.60 (3.23)及び29.77 (3.00)に特徴的なピークがある。また、そのＤＳＣスペクトルを図２に示す。その中、119℃に鋭い融解吸熱ピークが認められた。該結晶型はII型結晶であると判断された。
式（Ｉ）の化合物（0.5 g, 1.04 mmol、実施例１で製造）及び式（Ｉ）の化合物（0.5 g, 1.04 mmol、実施例11で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、4.0 mlの酢酸エチル-イソプロピルエーテル（v:v = 1:1）を添加した。該混合物を室温で混ぜた後、濾過して乾燥し、固体を得た（872 mg, 収率:87.2%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。室温下でIII型結晶からI型結晶への変換が見られ、I型結晶はより安定であることが確認された。
式（Ｉ）の化合物（0.5 g, 1.04 mmol、実施例１で製造）及び式（Ｉ）の化合物（0.5 g, 1.04 mmol、実施例12で製造）を25 mlの１口フラスコに入れ、4.0 mlの酢酸エチル-イソプロピルエーテル（v:v = 1:1）を添加した。該混合物を室温で混ぜた後、濾過して乾燥し、固体を得た（850 mg, 収率:85.0%）。Ｘ線回折スペクトル及びＤＳＣスペクトルの測定及び比較により、該生成物はＩ型結晶であると判断された。室温下でII型結晶からI型結晶への変換が見られ、I型結晶はより安定であることが確認された。
実施例１で製造したI型結晶の試料を空気中に平らに広げ、光照射(4500 Lux)、加熱(40℃, 60℃)及び高湿度(RH 75%, RH 90%)の条件下での安定性を試験した。５日目及び10日目に試料を採取した。ＨＰＬＣによる純度測定の結果を表１に示す。
（表１）式（Ｉ）の化合物のI型結晶試料の安定性比較
安定性試験の結果により、式（Ｉ）の化合物のI型結晶試料は、空気中に平らに広げた際に光照射、高温及び高湿度の条件下で安定性が良好であることが示された。
実施例１の方法に従って製造した式（Ｉ）の化合物のI型結晶を粉砕して加熱し、薄くプレスした。その結果により、該結晶型は安定であることが示された。以下の表２に詳細な実験データを示す。
（表２）式（Ｉ）の化合物のI型結晶の特別安定性試験
実施例１の方法で製造した式（Ｉ）の化合物のI型結晶の試料を空気中に平らに広げ、その室温(25℃, RH 60%)での長期保存における安定性を試験した。以下の表３に詳細な実験データを示す。
（表３）室温の使用条件下における式（Ｉ）の化合物のI型結晶試料の安定性試験
該試料を25℃, RH 60%の条件下で長期間放置した後、定期的に採取し、その純度を測定した。その結果、該試料の結晶型は安定であり、純度に著しい変化はないことが示され、該試料は該条件において36ケ月間放置後にも安定であることが示唆された。

Claims (6)

  1. Cu-Ka線を用いて得られ、図１に示される2θ角及び面間距離で表される粉末Ｘ線回折スペクトルを有し、約8.89 (9.94), 9.97 (8.87), 11.22 (7.88), 14.28 (6.20), 15.17 (5.83), 15.51 (5.71), 16.77 (5.28), 19.91 (4.46), 21.13 (4.20), 22.48 (3.95), 24.06 (3.70)及び26.37 (3.38)に特徴的なピークがあることを特徴とする、式（I）で表される化合物のI型結晶。

  2. 請求項１に記載の式（I）で表される化合物のI型結晶の製造方法であって、以下の工程を含む方法。
    １）式（I）で表される化合物の任意の結晶型または非晶形を適量の有機溶媒に加え、得られた溶液を透明になるまで加熱した後、冷却し、結晶を沈殿させる工程。該有機溶媒はエステル類、ケトン類、ニトリル類及び５以下の炭素原子を有するエーテル類から任意に選択される1種の溶媒またはそれらの混合溶媒である。
    ２）該結晶を濾過した後、洗浄及び乾燥する工程。
  3. 前記工程１）の溶媒が酢酸エチル、アセトン、酢酸イソプロピル、テトラヒドロフラン及びアセトニトリルから選択される1種の溶媒、またはアセトン／イソプロピルエーテル、酢酸エチル／n-ヘキサン、酢酸エチル／イソプロピルエーテル及び酢酸エチル／メチルtert-ブチルエーテルから選択される混合溶媒であり、好ましくは酢酸エチル／イソプロピルエーテルであることを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
  4. 前記混合溶媒の体積比が1：10〜10：1であり、好ましくは1：1である、請求項３に記載の製造方法。
  5. 請求項１に記載の式（I）で表される化合物のI型結晶及び薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
  6. アンドロゲン受容体に関連する疾患、好ましくは前立腺癌を治療するための薬剤の製造における、請求項１に記載の式（I）で表される化合物のI型結晶または請求項５に記載の医薬組成物の使用。

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