技术领域
本发明涉及噻吩衍生物的新固态形式及其制备方法和用途，以及含有噻吩衍生物的新固态形式的药物组合物及其在制备用于局部麻醉和/或镇痛领域药物中的应用。
背景技术
局部麻醉药是指那些在人体的限定范围内能暂时、完全、可逆地阻断神经传导，即在意识未消失的状况下使人体的某一部分失去感觉，以便于外科手术进行的药物，其作用机制是通过与神经膜上的钠离子通道上的某些特定部位结合后，通过钠离子通道的钠离子减少从而改变神经膜电位，导致神经冲动的传导被阻断，最终实现麻醉效果。
目前局麻药中常用的钠离子通道抑制剂主要为卡因类，如普鲁卡因、丁卡因、利多卡因、布比卡因(麻醉时间比利多卡因长2～3倍)或罗哌卡因。罗哌卡因是继布比卡因后的一个新型长效局麻药，毒性反应主要表现为中枢神经和心血管系统的毒性。血药浓度过高时可出现中枢神经系统中毒症状；对心血管系统具有毒性作用，血药浓度过高时可抑制心脏传导和心肌收缩力。对运动神经的阻滞作用与药物浓度有关，浓度为0.2％对感觉神经阻滞较好，但几乎无运动神经阻滞作用，0.75％则产生较好的运动神经阻滞作用。
中国专利申请201611024055.1记载了一种杂环类酰胺衍生物及其制备方法和在药学上的应用，此发明化合物具有较长的麻醉效果，特别是如下示所示的化合物1和化合物2与其他衍生物相比具有更好的麻醉持续作用。
它们均是水难溶性化合物，在制剂中一般以固体形式使用，因此对其固态形式研究具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的之一在于提供噻吩衍生物(化合物1及化合物2)的新固态形式及其制备方法。
本发明的另一目的在于提供含有噻吩衍生物(化合物1及化合物2)新固态形式的药物组合物。
本发明的又一目的在于提供噻吩衍生物(化合物1及化合物2)新固态形式或含其的组合物在制备用于局部麻醉和/或镇痛领域药物中的应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了化合物1的新固体形式。
本发明提供一种化合物1的晶型I，其粉末X-射线衍射图谱在2θ值为10.9±0.2°、26.7±0.2°、16.6±0.2°、13.4±0.2°、19.8±0.2°、24.4±0.2°、22.1±0.2°、23.8±0.2°处对应有特征衍射峰或具有如图1所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征，
在一具体实施方案中，本发明所述化合物1的晶型I的粉末X-射线衍射图谱还在2θ值为30.2±0.2°、20.2±0.2°处对有特征衍射峰或具有如图1所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
进一步地，本发明所述的化合物1晶型I以2θ角度表示的粉末X-射线粉末衍射图谱在下表1所示的位置具有特征衍射峰、相对强度及d值：
表1
在一具体实施方案中，本发明提供的化合物1晶型I具有如图1所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
本发明提供了一种化合物1的晶型II，其粉末X-射线衍射图谱在2θ值为10.9±0.2°、10.6±0.2°、16.3±0.2°、26.1±0.2°、24.6±0.2°、19.6±0.2°处对应有特征衍射峰或具有如图4所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
在一具体实施方案中，本发明所述化合物1的晶型II的粉末X-射线衍射图谱还在2θ值为26.9±0.2°、24.0±0.2°、17.7±0.2°处对有特征衍射峰或具有如图4所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
进一步地，本发明所述的化合物1晶型II以2θ角度表示的粉末X-射线粉末衍射图谱在下表2所示的位置具有特征衍射峰、相对强度及d值：
表2
2θ(°) d值 相对强度％ 10.9±0.2 8.1 100 10.6±0.2 8.3 44.1 16.3±0.2 5.4 23.3 26.1±0.2 3.4 12.7 24.6±0.2 3.6 9.8 19.6±0.2 4.5 6.7 26.9±0.2 3.3 4.9 24.0±0.2 3.7 4.6 17.7±0.2 5.0 3.2 21.3±0.2 4.2 1.8 22.0±0.2 4.0 1.7 26.7±0.2 3.3 1.4 20.2±0.2 4.4 1.3 23.8±0.2 3.7 1.3 33.1±0.2 2.7 1.0
在一具体实施方案中，本发明提供的化合物1晶型II具有如图4所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
本发明提供了化合物2的新固体形式。
本发明提供了一种化合物2的晶型I，其粉末X-射线衍射图谱在2θ值为10.3±0.2°、18.7±0.2°、24.0±0.2°、12.8±0.2°、25.8±0.2°、16.1±0.2°处对有特征衍射峰或具有如图7所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征，
在一具体实施方案中，本发明所述化合物2的晶型I的粉末X-射线衍射图谱还在2θ值为20.5±0.2°、17.6±0.2°、31.3±0.2°处对应有特征衍射峰或具有如图7所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
进一步地，本发明所述的化合物2晶型I以2θ角度表示的粉末X-射线粉末衍射图谱在下表3所示的位置具有特征衍射峰、相对强度及d值：
表3
2θ(°) 相对强度％ d值 10.3±0.2 100.0 8.6 18.7±0.2 23.6 4.7 24.0±0.2 14.0 3.7 12.8±0.2 10.2 6.9 25.8±0.2 9.1 3.4 16.1±0.2 9.0 5.5 20.5±0.2 5.1 4.3 17.6±0.2 3.1 5.0 31.3±0.2 2.3 2.9 16.5±0.2 1.6 5.4 25.1±0.2 1.5 3.5 22.1±0.2 1.4 4.0 23.0±0.2 1.3 3.9 26.5±0.2 1.3 3.4 35.6±0.2 1.3 2.5 20.7±0.2 1.2 4.3 39.1±0.2 1.0 2.3
在一具体实施方案中，本发明提供的化合物2晶型I具有如图7所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
本发明提供了一种化合物2的晶型II，其粉末X-射线衍射图谱在2θ值为10.4±0.2°、10.1±0.2°、17.5±0.2°、15.8±0.2°、18.8±0.2°、23.6±0.2°、24.2±0.2°、26.4±0.2°、35.5±0.2°、25.4±0.2°处对应有特征衍射峰或具有如图10所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
在一具体实施方案中，本发明所述的化合物2晶型II以2θ角度表示的粉末X-射线粉末衍射图谱在下表4所示的位置具有特征衍射峰、相对强度及d值：
表4
2θ(°) 相对强度％ d值 10.4±0.2 100.0 8.5 10.1±0.2 54.4 8.7 17.5±0.2 38.6 5.1 15.8±0.2 29.7 5.6 18.8±0.2 21.8 4.7 23.6±0.2 18.5 3.8 24.2±0.2 17.6 3.7 26.4±0.2 15.4 3.4 35.5±0.2 11.7 2.5 25.4±0.2 8.2 3.5 20.3±0.2 4.3 4.4 22.0±0.2 3.4 4.0 8.6±0.2 2.5 10.2 20.4±0.2 2.0 4.3 18.3±0.2 1.9 4.9 32.8±0.2 1.7 2.7
在一具体实施方案中，本发明提供的化合物2晶型II具有如图10所示的粉末X-射线衍射图谱所代表的特征。
本发明也提供一种药物组合物，其含有治疗有效剂量的本发明前述化合物的晶型之一或其混合物，以及药学上可接受的载体和赋形剂。
本发明还提供本发明前述的化合物的晶型之一或其混合物，或前述药物组合物在制备用于局部麻醉和/或镇痛领域药物中的应用。
本发明所提供的具有明显粉末X-射线衍射图谱特征的新固态形式，其制备方法简单、贮存方便，适宜于制备多种制剂。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的化合物1晶型I的XRD图谱。
图2为本发明实施例1制得的化合物1晶型I的差示扫描量热法(DSC)曲线。
图3为本发明实施例1制得的化合物1晶型I的热重量分析(TGA)曲线。
图4为本发明实施例1制得的化合物1晶型II的XRD图谱。
图5为本发明实施例1制得的化合物1晶型II的差示扫描量热法(DSC)曲线。
图6为本发明实施例1制得的化合物1晶型II的热重量分析(TGA)曲线。
图7为本发明实施例2制得的化合物2晶型I的XRD图谱。
图8为本发明实施例2制得的化合物2晶型I的差示扫描量热法(DSC)曲线。
图9为本发明实施例2制得的化合物2晶型I的热重量分析(TGA)曲线。
图10为本发明实施例2制得的化合物2晶型II的XRD图谱。
图11为本发明实施例2制得的化合物2晶型II的差示扫描量热法(DSC)曲线。
图12为本发明实施例2制得的化合物2晶型II的热重量分析(TGA)曲线。
具体实施方式
以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
本发明部分仪器与检测参数如下表5～7所示：
表5
表6
表7
实施例1
化合物1的制备：
(S)-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-1-丙基哌啶-2-碳酰胺(1)
(S)-N-(2,4-dimethylthiophen-3-yl)-1-propylpiperidine-2-carboxamide
第一步：2,4-二甲基噻吩-3-氨(1B)
2,4-dimethylthiophen-3-amine
将LiAlH4(30g,0.788mol)加入反应瓶中，加入THF(300mL)，冰浴搅拌下滴加入化合物3-氨基-4-甲基噻吩-2-甲酸甲酯(60g,0.350moL)的THF(300mL)溶液，保持滴加速度致使体系保持微微回流，加毕，于冰浴下搅拌30分钟后加热回流3小时。将反应液用冰盐浴降温到0℃，搅拌下向反应液中滴加入水(30mL)，15％的NaOH溶液(30mL)并搅拌1小时，用硅藻土过滤，滤饼用THF(50mL×3)洗涤，合并滤液并用无水硫酸钠干燥，过滤，将滤液蒸干，残留物加入石油醚(400mL)搅拌30分钟，过滤，滤饼用石油醚(50mL×2)洗涤，合并滤液并将滤液蒸干得到黄色油状物2,4-二甲基噻吩-3-氨(1B)(27g，产率：60.6％)，直接用于下一步。
Ms m/z(ESI):128.2[M+H+]。
第二步：(S)-1-丙基哌啶-2-羧酸(1D)
(S)-1-propylpiperidine-2-carboxylic acid
将(S)-哌啶-2-羧酸(40g,0.910mol)，甲醇(500mL)，丙醛(150mL)Pd/c(20g,10％)加入氢化反应瓶，中H2置换三次，加H2(35PSI)摇摆氢化32小时。LC-MS检测反应毕，用硅藻土过滤，滤饼用无水甲醇(50ml×2)洗涤，合并有机相并蒸干，残留物用乙酸乙酯(100mL)搅拌洗涤，过滤，将滤饼烘干得到白色固体(S)-1-丙基哌啶-2-羧酸(1D)(44.5g，产率83.9％)，直接用于下一步。
Ms m/z(ESI):172.2[M+H+]。
第三步：(S)-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-1-丙基哌啶-2-甲酰胺(1)
(S)-N-(2,4-dimethylthiophen-3-yl)-1-propylpiperidine-2-carboxamide
将化合物：(S)-1-丙基哌啶-2-羧酸(1D)(41g,0.240mol)溶于二氯甲烷(300mL)，加入三乙胺(26.63g,0.264mol)冷却至0℃，搅拌下滴加入氯甲酸异丁酯(36g,0.264mol)，加毕于冰浴下搅拌1小时，滴加入2,4-二甲基噻吩-3-氨(1B)(33.5g,0.264mol)的二氯甲烷(100mL)溶液，加毕，于室温下搅拌3小时。向反应液中加入饱和食盐水(400mL)分液，水相用二氯甲烷(200mL×2)萃取，合并有机相并用饱和食盐水(200mL×2)洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液蒸干，用300-400目硅胶柱层析，流动相：石油醚/乙酸乙酯＝10/1至4/1。得到黄色固体用石油醚(50mL×3)洗涤，固体经烘干得到白色固体(S)-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-1-丙基哌啶-2-甲酰胺(1)(47g，产率:70％)。
Ms m/z(ESI):281.2[M+H+]。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.93(s,1H),δ6.85(d,1H),δ3.10-3.05(dt,1H),δ2.81-2.78(dd,1H),2.58-2.52(m,1H),δ2.21-2.12(m,4H),δ2.12-1.99(dd,1H),δ1.97-1.96(dd,3H),1.81-1.78(m,1H),δ1.73-1.44(m,6H),δ1.32-1.22(m,1H),δ0.85-0.82(t,3H)。
化合物1盐酸盐的制备：
向反应瓶中分别加入(S)-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-1-丙基哌啶-2-碳酰胺(1)(0.96g，3.43mmol)，和乙酸乙酯(2mL)，冰浴冷却，滴加盐酸乙酸乙酯溶液(1mL)，加完升至室温搅拌30分钟，减压除去溶剂得到白色固体(S)-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-1-丙基哌啶-2-碳酰胺盐酸盐(1-H)(1.20g，产率98％)。
MS m/z(ESI):281.2[M-Cl]。
1H NMR(400MHz,MeOD)δ6.85(s,1H),4.14(d,1H),3.71(d,1H),3.15–3.18(m,3H),2.40(d,1H),2.30(s,3H),2.09(s,3H),1.75-2.02(m,7H),1.06(t,3H)。
化合物1晶型I的制备：
取化合物1(20mg)，60℃下加入甲基环己烷至溶液溶清或接近溶清，保温30分钟后置于冰盐浴下搅拌，析出晶体，离心取固干燥后得到化合物1晶型I。
化合物1晶型I的X-射线衍射图谱见图1，其测量值见表8(取相对强度大于1％的衍射峰对应的测量值)：
表8化合物1晶型I的X-射线衍射结果
2θ(°) 相对强度％ d值 10.9 100 8.1 26.7 9.8 3.3 16.6 8.5 5.3 13.4 7.2 6.6 19.8 5.8 4.5 24.4 4.9 3.6 22.1 3.0 4.0 23.8 2.6 3.7 30.2 1.4 3.0 20.2 1.3 4.4 17.8 1.1 5.0 20.4 1.1 4.4 32.8 1.1 2.7
化合物1晶型I的差示扫描量热法(DSC)曲线见图2，DSC图谱显示，样品的熔点为132℃。
化合物1晶型I的热重量分析(TGA)曲线见图3，TGA图谱显示，样品在100℃之前失重0.3％，为无水物，分解温度为173℃。
化合物1晶型II的制备：
取化合物1(20mg)，60℃下加入甲醇/水(v:v＝7:5)至溶液溶清或接近溶清，保温30分钟后置于冰盐浴下搅拌，析出晶体，离心取固干燥后得到化合物1晶型II。
化合物1晶型II的X-射线衍射图谱见图4，其测量值见表9(取相对强度大于1％的衍射峰对应的测量值)：
表9化合物1晶型II的X-射线衍射结果
化合物1晶型II的差示扫描量热法(DSC)曲线见图5，DSC图谱显示，熔点为128℃。
化合物1晶型II的热重量分析(TGA)曲线见图6，TGA图谱显示样品在100℃之前失重0.3％，为无水物，分解温度为168℃。
实施例2
化合物2的制备：
(S)-1-环丙甲基-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-哌啶-2-碳酰胺(2)
(S)-1-(cyclopropylmethyl)-N-(2,4-dimethylthiophen-3-yl)piperidine-2-carboxamide
向反应瓶中加入(S)-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-2-碳酰胺(2A)(可参考实施例1制备)(0.95g，4.0mmol)，碳酸钾(1.66g，12.0mmol)，环丙甲基溴(1.16mL，12.0mmol)，和异丙醇(12mL)及水(3mL)，搅拌溶解后，回流反应5小时。减压浓缩至干，加入水(50mL)和乙酸乙酯(50mL)，搅拌分液，水层以乙酸乙酯萃取(40mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，将滤液减压浓缩，硅胶柱色谱分离提纯(石油醚/乙酸乙酯(v/v)＝5:1)得到黄色固体S-1-环丙甲基-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-哌啶-2-碳酰胺(2)(0.8g，产率68.4％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.04(s,1H),6.69(s,1H),3.40(d,1H),2.88–2.92(m,2H),2.00–2.11(m,3H),2.29(s,3H),2.08(s,3H),1.49-1.80(m,4H),1.26-1.38(m,1H),0.87-0.94(m,1H),0.58-0.64(m,1H),0.44-0.51(m,1H),0.16-0.22(m,1H),0.05-0.11(m,1H)。
化合物2盐酸盐的制备：
向反应瓶中分别加入(S)-1-环丙甲基-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-哌啶-2-碳酰胺(2)(0.78g，3.43mmol)，和乙酸乙酯(2mL)，冰浴冷却，滴加盐酸乙酸乙酯溶液(1mL)，加完升至室温搅拌30分钟，减压除去溶剂,所得固体乙酸乙酯(2mL×2)洗2次，烘干得到白色固体S-1-环丙甲基-N-(2,4-二甲基噻吩-3-基)-哌啶-2-碳酰胺盐酸盐(2-H)(0.78g，产率89％)。
MS m/z(ESI):293.3[M-Cl]。
1H NMR(400MHz,MeOD)δ6.85(s,1H),4.19(dd,1H),3.88(d,1H),3.20(m,2H),3.06(dd,1H),2.41(dd,1H),2.29(s,3H),2.09(s,3H),1.90–2.08(m,4H),1.68-1.80(m,1H),1.19-1.28(m,1H),0.76-0.88(m,2H),0.43-0.51(m,1H)。
化合物2晶型I的制备：
取化合物2(20mg)，70℃下加入异丙醇至得到溶清液，保温30分钟后置于冰盐浴下搅拌，析出晶体，离心取固干燥后得到化合物2晶型I。
化合物2晶型I的X-射线衍射图谱见图7，其测量值见表10(取相对强度大于1％的衍射峰对应的测量值)：
表10化合物2晶型I的X-射线衍射结果
化合物2晶型I差示扫描量热法(DSC)曲线见图8，DSC图谱显示，样品的熔点为136℃。
化合物2晶型I的热重量分析(TGA)曲线见图9，TGA图谱显示，样品为无水物，分解温度约为193℃。
化合物2晶型II的制备：
取化合物2(20mg)，70℃下加入乙醇/水(v/v＝4/5)至得到溶清液，保温30分钟后置于冰盐浴下搅拌，析出晶体，离心取固干燥后得到化合物2晶型II。
化合物2晶型II的X-射线衍射图谱见图10，其测量值见表11(取相对强度大于1％的衍射峰对应的测量值)：
表11化合物2晶型II的X-射线衍射结果
2θ(°) 相对强度％ d值 10.4 100.0 8.5 10.1 54.4 8.7 17.5 38.6 5.1 15.8 29.7 5.6 18.8 21.8 4.7 23.6 18.5 3.8 24.2 17.6 3.7 26.4 15.4 3.4 35.5 11.7 2.5 25.4 8.2 3.5 20.3 4.3 4.4 22.0 3.4 4.0 8.6 2.5 10.2 20.4 2.0 4.3 18.3 1.9 4.9 32.8 1.7 2.7
化合物2晶型II的差示扫描量热法(DSC)曲线见图11，DSC图谱显示熔点为132℃。
化合物2晶型II的热重量分析(TGA)曲线见图12，TGA图谱显示样品为无水物，分解温度为185℃。
实施例3生物测试
1.对豚鼠皮肤的浸润麻醉效应
罗哌卡因和本发明化合物对豚鼠皮肤的浸润麻醉通过豚鼠皮内丘疹法测定
体重300～400g的豚鼠，于实验前一日，剃净其背部前后各一处直径为4～5cm大小的皮区。实施例化合物溶于生理盐水，浓度0.5％；在豚鼠备好的皮区内以27g针头皮内注射0.25毫升，形成丘疹。在下表所示时间点用大头针以适度力度刺激丘疹处皮肤，每次测试在丘疹中央及外周随机选择6点刺激，每一点之间的刺激间隔3～6秒，观察并记录试验豚鼠的疼痛反射(嘶叫，颤抖等)；有疼痛反射记为1，无疼痛反射记为0，直至所有刺激点全部恢复疼痛反应。每组6只动物，计算无疼痛反射的刺激数占总刺激次数的百分比，记为抑制率，增加超过50％判定为局部麻醉有效。化合物对豚鼠皮肤的浸润麻醉效应通过以上的实验进行测定，测得结果见表12：
表12对豚鼠皮肤的浸润麻醉效应
化合物编号 化合物浓度(mg/ml) 局部麻醉有效持续时间(小时) 罗哌卡因 5 2 1-H 5 3 2-H 5 5
结论：通过豚鼠皮内丘疹法进行测定结果显示，本发明化合物对豚鼠皮肤的局部麻醉有效持续时间≥2小时，明显优于对照组罗哌卡因。
2.对大鼠尾神经的感觉阻滞
罗哌卡因和本发明化合物对大鼠尾神经的感觉阻滞通过大鼠热甩尾法测定。
200-250g雄性SD大鼠，每组5只，实验前用75％乙醇纱布擦净鼠尾，墨汁涂于尾部的下1/3处作为光刺激的标志。大鼠固定于固定器，以YLS-12A鼠尾光照测痛仪(济南益延科技发展有限公司)测试大鼠耐受光照热痛时间(潜伏时间，即开始照射至移开尾巴的时间)。为保护鼠尾免受烧伤，设定最大照射时间为10秒。先测试各动物基础潜伏时间，调整温度，使基础潜伏时间为3-4秒。0.5％实施例化合物溶于生理盐水，于鼠尾双侧尾神经旁分别注射100微升。注射后按下表所示时间点测试尾部对热刺激的反应潜伏时间。大鼠尾部的感觉功能阻滞通过比较给药前后大鼠对热刺激的反应潜伏时间增加程度判定，按下列公式计算计算最大可能效应百分比MPE％：MPE％＝100×(测试潜伏时间-基础潜伏时间)/(最大照射时间-基础照射时间)。增加超过50％判定为感觉阻滞。反复连续测试时，将测痛部位稍加移动。本发明化合物对大鼠尾神经的感觉阻滞效应通过以上的实验进行测定，测得结果见表13：
表13对大鼠尾神经的感觉阻滞效应
化合物编号 感觉阻滞持续时间(小时) 罗哌卡因 2 1-H 4 2-H 2
结论：通过大鼠热甩尾法测定结果显示，本发明化合物对大鼠的感觉阻滞时间≥2小时，特别是1-H明显优于对照组罗哌卡因。