结晶性抗胆碱能药噻托溴铵晶体 【技术领域】
本发明涉及晶状无水(1R，2R，4S，5S，7S)-7-[2-羟基-2，2-二(2-噻吩基)乙酰氧基]-9，9-二甲基-3-氧杂-9-氮阳离子三环辛烷[3.3.1.02.4]壬烷溴化物晶体，通用名为噻托溴铵(Tiotropium Bromide)，其制备方法及药物组合物，可作为抗胆碱能药物，临床上用于治疗气喘和COPD(慢性阻塞性肺病)。其化学结构式如下：
背景技术
在中国专利CN1520294A(公开号)中记载了德国贝林格尔英格海姆法玛两合公司发明的晶状无水(1R，2R，4S，5S，7S)-7-[2-羟基-2，2-二(2-噻吩基)乙酰氧基]-9，9-二甲基-3-氧杂-9-氮阳离子三环辛烷[3.3.1.02.4]壬烷溴化物晶体的制备方法。其方法为：以噻托溴铵一水合物为起始原料，在50℃以上，优选60～100℃，减压下小心干燥或在适合的干燥剂上，贮存12～96小时得到晶状无水噻托溴铵，晶体单位晶格参数分别为a＝10.4336(2)，b＝11.3297(3)，c＝17.6332(4)，α＝90°，β＝105.158(2)°，γ＝90°，专利中列出了无水噻托溴铵晶状结构X-射线粉末衍射分析数据，但没有给出红外、DSC等测试结果。为进行比较，我们按CN1469877A(公开号)中的方法制备噻托溴铵一水合物晶体，再按照CN1520294A中的方法干燥脱水制备成无水噻托溴铵晶体，进行红外、DSC及X-射线粉末衍射测试，与本发明的无水噻托溴铵晶体进行比较，结果两者之间有显著差异，证明由于制备方法和条件的不同，本发明产生的为一种与CN1520294A专利中晶体不同的、新的晶状无水噻托溴铵晶体。
采用本发明的方法可以对噻托溴铵粗品(无水)进行精制，可作为噻托溴铵药物的一种纯化方法，同时亦可将噻托溴铵一水合物晶体转化为无水晶体。
【发明内容】
本发明目的是提供一种新的、单一稳定的噻托溴铵无水晶体形式，且经过试验证实，该晶体经微粉化制备粉雾胶囊与噻托溴铵一水合物晶体比较，制剂质量无明显差异。
本发明另一个目的是提供制备晶状无水噻托溴铵晶体的方法。
本发明另一个目的是提供含有晶状无水噻托溴铵晶体的药物组合物。
另外，本发明还有一个目的是含有晶状无水噻托溴铵晶体的组合物可作为抗胆碱能药物临床上治疗气喘及COPD。
晶状无水噻托溴铵晶体的特征：
本发明提供晶状无水噻托溴铵晶体，使用Cu-Ka辐射，其X-射线粉末衍射图见图1，以度表示的2θ在11.32、13.52、14.16、14.68、15.28、15.98、16.96、17.92、18.60、19.06、19.46、22.58、23.22、25.26、26.20、27.26、28.06、28.42、29.96、31.78、34.86处有吸收峰。相对于专利CN1520294A报道地无水晶状噻托溴铵，其典型的特征为，在13.52、14.16、14.68、17.92、18.60、19.06、22.58、23.22、28.42处有强吸收峰，而专利CN1520294A中的晶体在15.62、17.56位置处有很强吸收峰，本发明的噻托溴铵晶体在此位置处无吸收峰。
本发明的晶状无水噻托溴铵晶体的DSC图谱见图2，以10℃/分钟的速率升温，其吸热转变在227℃。
本发明的噻托溴铵晶体用KBr压片测得的红外吸收图谱见图3，其特征为在3435cm-1、3187cm-1、1750cm-1、736cm-1处有吸收峰。而专利CN1520294A中的晶体在3571cm-1、3413cm-1、3146cm-1、1732cm-1、712cm-1处有吸收峰。
本发明的噻托溴铵晶体热失重分析(TGA)图谱见图4，DSC及TGA测试结果均表明晶体中不含结晶化溶剂。
据文献(1)(2)报道，对替托品溴化物(即噻托溴铵)进行纯化时，选用的条件不同，替托品溴化物出现不同的晶形变体，如一水合物晶体和无水晶体，结合本发明可证实，有意选取不同的条件，可以产生不同的无水晶体。与专利CN1520294A中以替托品溴化物的一水合物为起始原料，采用干燥脱水的方式不同，本发明以替托品溴化物的无水粗品为起始原料，也可用一水合物开始，用含有水以及有机溶剂的混合溶剂进行重结晶，得到一种不同于CN1520294A中发明的无水晶体。
晶状无水噻托溴铵晶体的制备方法：
方法一：取噻托溴铵粗品适量，加入三元混合溶剂A-B-C，A、B及C的体积比为30∶30∶1～5，加热使溶解，冷却析晶，过滤，丙酮洗，自然晾干或低温减压干燥，得噻托溴铵晶体。费休氏法测得含水量＜0.5％。用HPLC法检测，纯度达到99.0％以上。
其中，A为酮类溶剂，包括丙酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮、环戊酮、环己酮、甲基苯乙酮等，优选丙酮；B为醇类溶剂，包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇等，优选甲醇；C为水。加入的溶剂量为噻托溴铵粗品投入量的3～20倍(V/W)，优选为8～10倍。加热溶解。冷却温度为-15℃～-4℃，优选-10℃～-5℃。冷却时间为24～48小时，20～25℃放置8～24小时或在60～30℃减压干燥，优选为50℃。
方法二：取噻托溴铵粗品适量，加入三元混合溶剂A-B-C，A、B及C的体积比为30∶30∶1～5，加热使溶解，蒸去部分溶剂，冷却析晶，过滤，丙酮洗，自然晾干或低温减压干燥，得噻托溴铵晶体。费休氏法测得含水量＜0.5％。用HPLC法检测，纯度达到99.0％以上。
方法三：取噻托溴铵一水合物适量(纯度99.0％以上)，加入三元混合溶剂A-B-C，A、B及C的体积比为30∶30∶1～5，加热使溶解，冷却析晶，过滤，丙酮洗，自然晾干或低温减压干燥，得噻托溴铵晶体，费休氏法测得含水量＜0.5％(一水合物理论含水量约3.7％)。
加入的溶剂量为噻托溴铵粗品投入量的3～20倍(V/W)，优选为8～10倍，当溶剂比例较大例如10倍以上时，可蒸去部分溶剂，再冷却析晶，加热溶解。冷却温度为-15℃～-4℃，优选-10℃～-5℃。冷却时间为24～48小时，20～25℃放置8～24小时或在60～30℃减压干燥，优选为50℃。
本发明的制剂包含噻托溴铵晶体和一种或多种药用赋形剂的组合物。将微粉化无水噻托溴铵晶体(0.5-10μm)和适宜的辅料装入胶囊，制成吸入用粉雾剂，再置于专用装置中使用。这些组合物可以是含无水噻托溴铵晶体约17～27μg的胶囊。
本发明的晶状无水噻托溴铵晶体可作为活性成分在制备抗胆碱能药物中的应用。
本发明的晶状无水噻托溴铵晶体也可作为活性成分在制备治疗气喘以及COPD药物中的应用。
【附图说明】
图1是本发明噻托溴铵晶体x-射线粉末衍射图。
图2是本发明噻托溴铵晶体差示扫描量热测定图(DSC图)。
图3是本发明噻托溴铵晶体红外吸收光谱图。
图4是本发明噻托溴铵晶体的TGA图谱。
【具体实施方式】
实施例1
取噻托溴铵粗品30g(微黄色)，置500ml三颈玻璃瓶中，加入丙酮-甲醇-水(30∶30∶2)300ml，搅拌升温至50℃，固体溶解，过滤，滤液冷却至-10～-5℃使析晶24小时，析出无色晶体，过滤，丙酮洗，室温放置8小时，得白色晶体21.5g，收率71.7％，熔点(分解)：218～220℃，用费休氏法测水分为0.20％。高效液相色谱测得纯度为99.6％(归一化法)
实施例2
取噻托溴铵粗品15g(微黄色)，置500ml三颈玻璃瓶中，加入丙酮-甲醇-水(30∶30∶1)230ml，搅拌升温至回流，固体溶解，过滤，滤液浓缩至约50ml，滤液冷却到-10～-5℃使析晶24小时，过滤，丙酮洗，50℃减压干燥，得白色晶体13.4g，测水分为0.41％，收率为89.3％。熔点(分解)：218～219℃。
实施例3
取噻托溴铵一水合物16g，置500ml三颈玻璃瓶中，加入丙酮-甲醇-水(30∶30∶1)130ml，搅拌升温至回流，固体溶解，过滤，滤液冷却至-10～-5℃使析晶24小时，析出无色晶体，过滤，丙酮洗，室温放置8小时，得白色晶体12.5g，收率81.1％，熔点(分解)：218～219℃，用费休氏法测水分为0.24％。
实施例4
取噻托溴铵粗品15g(微黄色)，置250ml三颈玻璃瓶中，加入丙酮-乙醇-水(30∶30∶2)150ml，搅拌升温至50℃，固体溶解，过滤，滤液冷却至-10～-5℃使析晶24小时，析出无色晶体，过滤，丙酮洗，室温放置8小时，得白色晶体10.2g，收率68.0％，熔点(分解)：218～220℃，用费休氏法测水分为0.22％。高效液相色谱测得纯度大于99.0％(归一化法)。
实施例5
取噻托溴铵粗品14g(微黄色)，置250ml三颈玻璃瓶中，加入丁酮-异丙醇-水(30∶30∶4)210ml，搅拌升温至回流，固体溶解，过滤，滤液浓缩至约100ml，滤液冷却到-10～-5℃使析晶24小时，过滤，丙酮洗，50℃减压干燥，得白色晶体11.4g，测水分为0.45％，收率为81.4％。熔点(分解)：218～219℃。
实施例6
取噻托溴铵一水合物10g，置250ml三颈玻璃瓶中，加入丁酮-正丁醇-水(30∶30∶1)100ml，搅拌升温至回流，固体溶解，过滤，滤液冷却至-10～-5℃使析晶24小时，析出无色晶体，过滤，丙酮洗，室温放置8小时，得白色晶体7.6g，收率78.9％，熔点(分解)：217～219℃，用费休氏法测水分为0.29％。
实施例7
粉雾胶囊的制备
一、对本发明晶形的稳定性试验考察
(一)影响因素试验
取噻托溴铵样品适量，置称量瓶中，摊成≤5mm厚的薄层，进行以下实验。
1、高温试验
供试品开口置称量瓶中，60℃温度下放置10天，于第5天和第10天取样，进行检测，结果见表1。
2、高湿试验
取样品适量置恒湿干燥器中，在25℃分别于相对湿度92.5％条件下放置10天，于第5天和第10天取样，结果见表1。
3、强光照射试验
供试品开口放在装有日光灯的光照箱内，于照度为4500lx±500lx的条件下放置10天，于第5天和第10天取样进行检测，结果见表1。
表1噻托溴铵影响因素试验结果
时间 有关 吸湿
条件 性状 熔点/℃ 含量％
/天 物质％ 性％
白色结晶性
0 218.0，熔融时同时分解 99.2 0.14 /
粉末，无臭
高温 白色结晶性
5 217.9，熔融时同时分解 99.3 0.12 /
(60℃) 粉末，无臭
白色结晶性
10 218.5，熔融时同时分解 99.1 0.17 /
粉末，无臭
白色结晶性
0 218.0，熔融时同时分解 99.2 0.14 /
粉末，无臭
高湿 白色结晶性
5 217.5，熔融时同时分解 99.5 0.14 1.14
(92.5％) 粉末，无臭
白色结晶性
10 217.9，熔融时同时分解 99.8 0.12 2.02
粉末，无臭
白色结晶性
0 218.0，熔融时同时分解 99.2 0.14 /
粉末，无臭
强光 白色结晶性
5 217.5，熔融时同时分解 99.7 0.13 /
照射 粉末，无臭
白色结晶性
10 218.0，熔融时同时分解 99.9 0.16 /
粉末，无臭
(二)加速试验
取噻托溴铵样品3批，按市售包装，在温度40℃±2℃，相对湿度75％±5％的条件下放置6个月。分别于第1、2、3、6月取样进行检测，结果见表2。
表2噻托溴铵加速试验结果
时间 有关
批号 性状 熔点/℃ 含量％
/月 物质％
白色结晶性
0 218.0，熔融时同时分解 99.2 0.14
粉末，无臭
白色结晶性
1 217.8，熔融时同时分解 99.9 0.15
粉末，无臭
白色结晶性
030317 2 218.4，熔融时同时分解 99.7 0.15
粉末，无臭
白色结晶性
3 218.3，熔融时同时分解 99.1 0.17
粉末，无臭
白色结晶性
6 217.5，熔融时同时分解 99.4 0.16
粉末，无臭
白色结晶性
0 218.1，熔融时同时分解 100.2 0.07
粉末，无臭
白色结晶性
1 217.5，熔融时同时分解 100.4 0.06
粉末，无臭
白色结晶性
030318 2 218.3，熔融时同时分解 99.1 0.06
粉末，无臭
白色结晶性
3 218.0，熔融时同时分解 99.8 0.07
粉末，无臭
白色结晶性
6 217.5，熔融时同时分解 99.6 0.06
粉末，无臭
白色结晶性
030319 0 218.5，熔融时同时分解 99.8 0.07
粉末，无臭
白色结晶性
1 217.9，熔融时同时分解 99.6 0.06
粉末，无臭
白色结晶性
2 217.6，熔融时同时分解 99.8 0.06
粉末，无臭
白色结晶性
3 218.0，熔融时同时分解 99.5 0.06
粉末，无臭
白色结晶性
6 218.7，熔融时同时分解 99.3 0.06
粉末，无臭
对本发明的噻托溴铵晶体进行的影响因素及加速试验考察结果表明，噻托溴铵各检测项目没有出现显著变化，具有良好的稳定性，此外还进行了红外及X-射线粉末衍射测试，结果表明晶形没有发生改变，该晶形能保持很好的稳定性。
二、处方：
按表3中的处方将噻托溴铵配制成每片含约22μg的胶囊剂。
表3噻托溴铵粉雾剂处方 原辅料名称 处方用量(g/1000粒) 噻托溴铵 0.0217 乳糖 25
三、工艺
1、噻托溴铵微粉化：称取适量噻托溴铵(约10g)于60℃烘2～3小时，冷却至室温后称重，然后置气流粉碎机中微粉化，取样测定微粉粒径，要求粒径0.5～7μm，大多数≤5μm。
2、乳糖载体的制备：乳糖粉碎后过100目筛，用70％(v/v)乙醇溶液制软材，20目筛制粒，60℃烘30min后40目筛整粒，然后60℃烘2～3小时，过80目筛即得乳糖载体。
3、混料：称取处方量噻托溴铵微粉与乳糖载体，以等量递加法混合均匀。
4、中间体含量测定合格后装3#胶囊。
四、处方考察
表4噻托溴铵不同晶体制剂的考察结果考察项目 处方(g/1000粒)晶状无水噻托溴铵晶体 0.0217乳糖 25噻托溴铵一水合物 0.0225乳糖 25g休止角(°) 37.8 37.3排空率(％) 符合规定 符合规定装量差异 合格 合格有效部位药物沉积量(％) 11.8 11.1
考察结果显示采用本发明的晶状无水噻托溴铵晶体制成的粉雾胶囊与噻托溴铵一水合物所做的制剂在质量上无显著差异。
参考文献：
1、EP418716A
2、CN1469877A