一种炔雌醇药物共晶及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种炔雌醇药物共晶及其制备方法和应用 (Ethinylestradiol pharmaceutical co-crystal and preparation method and application thereof ) 是由 徐娟 宁丽峰 王慧萍 陈晓锋 李鹏 马进 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种炔雌醇药物共晶,所述药物共晶是以炔雌醇为活性成分,以咪唑为共晶形成物,两者采用氢键相连,药物共晶的分子式为C-(23)H-(28)N-2O-2。该炔雌醇药物共晶具有好的水溶性及生物利用度。本发明还公开了该炔雌醇药物共晶的制备方法及应用。(The invention discloses ethinylestradiol pharmaceutical co-crystal which is prepared by taking ethinylestradiol as an active ingredient and imidazole as a co-crystal former, wherein the ethinylestradiol and the imidazole are connected by hydrogen bonds, and the molecular formula of the pharmaceutical co-crystal is C 23 H 28 N 2 O 2 . The ethinylestradiol pharmaceutical co-crystal has good water solubility and bioavailability. The invention also discloses a preparation method and application of the ethinylestradiol pharmaceutical co-crystal.)
技术领域
本发明涉及生物医药领域。更具体地，涉及一种炔雌醇药物共晶及其制备方法和应用。
背景技术
药物共晶是将药物分子与共晶试剂通过氢键等分子间作用力形成具有固定组成和单一熔点的“超分子”。已有的研究结果表明，利用水溶性较好的共晶试剂与难溶性药物形成药物共晶，可在不改变药物分子结构的情况下显著提高难溶性药物的水溶性和生物利用度，是改善药物水溶性、渗透性和稳定性等理化性质的最新关键技术。美国FDA在2013年出台了药物共晶业界指导原则，将药物共晶列为药物赋形剂；2016年又对该原则进行了修订，进一步将药物共晶归属为“固态”药物溶剂合物，为共晶药物的审批和上市提供了指导原则。2014年，二个治疗糖尿病的共晶药物farxiga和Suglat被批准上市，2015年，诺华治疗抗心衰的重磅共晶药物LCZ696批准上市。
口服避孕药物是育龄妇女、特别是未婚、未育女性最常采取的避孕节育措施。口服避孕药物多为甾体激素类药物，过量服用会导致排卵异常甚至不孕，从而严重影响我国育龄妇女的生殖健康，威胁我国下一代出生人口数量和素质。水溶性差是甾体类化合物的共性问题，炔雌醇需要大剂量口服(0.02-1毫克/天)才能达到必要的血药浓度。提高甾体激素类药物的水溶性和生物利用度，降低口服剂量是目前我国口服避孕药亟待解决的问题。
此外，炔雌醇已报道具有无水晶型和0.5水晶型，已经证明炔雌醇在干燥或潮湿条件下将在无水晶型和0.5水晶型之间转换，使得炔雌醇产品的晶型稳定性和晶型纯度难以保障。
发明内容
基于以上事实，本发明的第一个目的在于提供一种炔雌醇药物共晶，以改善炔雌醇水溶性差、生物利用度低且晶型稳定性差等问题。
本发明的第二个目的在于提供一种炔雌醇药物共晶的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种炔雌醇药物共晶在制备避孕药物中的应用。
本发明的第四个目的在于提供一种炔雌醇药物共晶在制备治疗妇科疾病的药物中的应用。
本发明的第五个目的在于提供一种药物组合物。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种炔雌醇药物共晶，所述药物共晶是以炔雌醇为活性成分，以咪唑为共晶形成物，两者采用氢键相连，药物共晶的分子式为C23H28N2O2。
研究发现，不同的共晶形成物对炔雌醇的影响不同，对能否形成共晶以及得到的共晶的性能的影响也不同。本发明中发现，采用咪唑为共晶形成物使得得到的炔雌醇药物共晶相对于炔雌醇，在不改变炔雌醇结构的基础上，显著的改善了其水溶性以及晶型稳定性等问题。
进一步地，所述药物共晶为正交晶系，空间群为P212121，晶胞参数为： α＝β＝γ＝90°，Z＝4，晶胞体积为
进一步地，使用Cu-Kα辐射，以2θ角度表示的X-射线粉末衍射在约13.58°、14.09°、18.19°处存在特征衍射峰。
进一步地，使用Cu-Kα辐射，以2θ角度表示的X-射线粉末衍射还在约17.75°、20.96°、21.90°、22.69°处存在特征衍射峰。
进一步地，使用Cu-Kα辐射，以2θ角度表示的X-射线粉末衍射还在约9.56°、10.90°、11.40°、14.93°、15.32°、19.84°、20.64°、23.49°、24.06°、27.16°、27.92°、29.12°、36.18°处存在特征衍射峰。
进一步地，所述炔雌醇与咪唑的摩尔比为1:1。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种炔雌醇药物共晶的制备方法，包括如下步骤：
将炔雌醇与咪唑混合，研磨，得混合粉末；
将所述混合粉末溶解于溶剂中，加热回流，得到的无色块状物即为所述炔雌醇药物共晶。
进一步地，上述研磨可在有溶剂存在的条件下进行，溶剂的添加量优选为能够起到辅助研磨的作用的量。示例性的溶剂包括但不限于乙腈。
进一步地，溶解混合粉末的溶剂选自乙腈，其添加量优选为至少能够溶解所述混合粉末。
进一步地，所述制备方法中，炔雌醇与咪唑的摩尔比为1:1。
上述制备方法中，加热回流的过程中，溶剂缓慢的挥发，一周左右即可所述炔雌醇药物共晶。
为达到上述第三个目的，本发明还提供如上第一个目的所述的炔雌醇药物共晶在制备避孕药物中的应用。
为达到上述第四个目的，本发明还提供如上第一个目的所述的炔雌醇药物共晶在制备治疗妇科疾病的药物中的应用。
为达到上述第五个目的，本发明提供一种药物组合物，其包括如上第一个目的所述的炔雌醇药物共晶以及要学上可接受的载体。
药学上可接受的载体包括(但不限于)稀释剂、粘合剂、表面活性剂、致湿剂、吸附载体、润滑剂、填充剂、崩解剂，该组合物的恰当形式要根据用药的方式确定。
通过混合制备的并适合于口服、肠胃外或局部给药的药物组合物其剂型可以是片剂、口服液体制剂、粉剂、锭剂、软锭剂、可再配的粉剂、注射和灌注的溶液或混悬液、栓剂和经皮组件。可口服的组合物是优选的，特别是具有形状的口服组合物，因为它们通常便于使用。
口服的片剂和胶囊通常是单位剂量的，并含有常用的赋型剂如粘结剂、填料、稀释剂、成片剂、润滑剂、着色剂、调味剂和湿润剂。这些片剂可以按本领域已知的方法包衣。
适合使用的填料包括淀粉、聚乙烯吡咯烷酮和淀粉衍生物如羟基乙酸淀粉钠。合适的润滑剂例如包括硬脂酸镁。合适的用药可接受的湿润剂包括十二烷基硫酸钠。
固体口服组合物可以用共混、填充、制片等常用方法制备。可以采用反复的共混操作将活性剂全面分布到用大量填料的那些组合物中。这样做法在本领域中自然是很方便的。
口服液体制剂的形式例如可以是水性或油性的混悬液、溶液、乳液、糖浆或酏剂，或者可以是干燥的在使用前可用水或其它适宜的载体再组配的产品。这种液体制剂可以含常用的添加剂例如悬浮剂如山梨醇、糖浆、甲基纤维素、明胶、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、硬脂酸铝凝胶或食用氢化脂肪；乳化剂例如卵磷脂、脱水山梨醇单油酸脂或阿拉伯胶；非水性载体(可包括食用油)例如杏仁油、馏分可可油、油状的酯如甘油、丙二醇或乙醇的酯；防腐剂例如对羟基苯甲酸甲酯或乙酯、或山梨酸，以及如果需要还可包括常用的调味剂或着色剂。
对于非肠胃道给药，将本发明化合物和灭菌载体配制成流体单位剂型。该化合物可以是悬浮的或者也可以是溶解的，非肠胃道给药溶液的配制一般是将活性化合物溶解在载体中，在灌入适当的小瓶或安瓿并进行密封之前先进行过滤灭菌。最好将一些辅剂如局部麻醉剂、防腐剂和缓冲剂也溶在载体中。为了提高药物组合物的稳定性，在灌入小瓶和真空除去水份之后可将其冷冻。
非肠胃道用混悬液用基本上相同的方式配制，只是活性化合物是悬浮在载体里的而不溶解，并在悬浮到灭菌载体里之前通过用环氧乙烷处理使其灭菌。该组合物中最好加有表面活性剂或湿润剂以利于活性化合物的均匀分布。
对于局部给药用的组合物可以是全身传递化合物的经皮软膏或贴片，其制备可以用如标准教科书Dermatological Formulations’-B.W.Barry(Drugs and PharmaceuticalSciences-Ddkker)或Harrys Cosmeticology(Leonard Hill Books)中所述的常用方法。
本发明的有益效果如下：
本发明中提供的炔雌醇药物共晶具有稳定的晶型及高的纯度，且其水溶性好，生物利用度高。该炔雌醇药物共晶可很好的用于避孕药物、治疗妇科疾病的药物等的制备中。
附图说明
下面结合附图对本发明的
具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的红外谱图。
图2示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的核磁谱图。
图3示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的结构示意图。
图4示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的实际及理论XRD谱图。
图5示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的TG-DSC曲线图。
图6示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶在不同条件下的稳定性曲线图。
图7A-7D分别依次示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶原始状态、60℃放置30天、25℃于相对湿度90％放置30天以及照度为4500lx±500lx的条件放置30天的条件下的HPLC测试结果图。
图8示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶、炔雌醇-烟酰胺共晶、炔雌醇在水中的溶解度曲线。
图9示出实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶与炔雌醇的生物利用度曲线图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
炔雌醇药物共晶(EE-IZ)的制备
使用的原料：
炔雌醇：(纯度>99％)华润紫竹药业股份有限公司；
咪唑：(纯度>99％)麦克林试剂；
乙腈：(分析纯)天津市大茂化学试剂厂。
制备方法包括如下步骤：
粉末样品：分别取296.4mg(1.0mmol)炔雌醇与68.1mg(1.0mmol)咪唑加入研钵中，用乙腈溶剂辅助研磨1h，即得白色粉末样品；
单晶培养：取上述粉末样品150mg，加入15ml乙腈溶解，加热回流3h，溶剂缓慢挥发，1周左右即得无色块状晶体。
实施例2
炔雌醇药物共晶的红外(IR)分析
仪器型号：布鲁克公司Bruker Vertex 70型红外光谱仪
样品准备方法：溴化钾压片。
测定结果：实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的红外测试结果分别如下表1和图1所示。
表1炔雌醇药物共晶的主要红外吸收峰数据
实施例3
炔雌醇药物共晶的1H-NMR核磁共振谱分析
仪器型号及测试条件：
仪器：AVANCE III HD 600MHz型核磁共振波谱仪。
溶剂：CD3OD(TMS内标)；
实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的核磁测试图谱如图2所示。核磁共振氢谱的位移为：1H NMR(600MHz,Methanol-d4)δ7.67(s,1H),7.08(d,J＝8.5Hz,1H),7.05(s,2H),6.54(dd,J＝8.5,2.7Hz,1H),6.47(d,J＝2.6Hz,1H),2.89(s,1H),2.84-2.71(m,2H),2.37-2.30(m,1H),2.29-2.22(m,1H),2.12(td,J＝11.3,4.2Hz,1H),2.01-1.90(m,2H),1.90-1.83(m,1H),1.80-1.70(m,3H),1.46-1.26(m,4H),0.86(s,3H).
实施例4
炔雌醇药物共晶的X-射线单晶衍射(SXRD)检测
仪器型号：安捷伦公司Agilent Gemini E型X-射线单晶衍射仪
检测方法：选取0.27mm×0.32mm×0.34mm大小的无色晶体，采用石墨单色化Mo-K射线，辐射波长测定温度：298(10)K。结构解析和精修采用SHELXT-14以及Olex2程序完成。利用直接法确定原子位置，然后用差值函数法和最小二乘法求出全部非氢原子坐标，用最小二乘法对结构进行修正。
实施例1制备得到的炔雌醇药物共晶的结构示意图如图3所示，SXRD参数如下表2所示，具体非氢原子坐标如表3所示，键长数据如表4所示，键角数据如表5所示。
表2晶体结构及其精修参数
表3非氢原子坐标
表4键长
键
键长
键
键长
C1-C2
1.169(4)
C11-C16
1.522(4)
O1-C3
1.434(3)
C12-C13
1.523(3)
C2-C3
1.468(4)
C13-C14
1.520(4)
O2-C19
1.375(3)
C14-C15
1.507(4)
C3-C4
1.550(4)
C15-C16
1.397(3)
C3-C7
1.555(4)
C15-C20
1.390(3)
C4-C5
1.544(4)
C16-C17
1.391(4)
C5-C6
1.526(4)
C17-C18
1.382(4)
C6-C7
1.532(4)
C18-C19
1.382(4)
C6-C12
1.522(3)
C19-C20
1.370(4)
C7-C8
1.535(3)
N1-C21
1.286(5)
C7-C9
1.530(4)
N1-C23
1.358(5)
C9-C10
1.538(4)
N2-C21
1.320(5)
C10-C11
1.540(4)
N2-C22
1.342(5)
C11-C12
1.530(4)
C22-C23
1.338(7)
表5键角(°)
键
键角
键
键角
C1-C2-C3
177.5(4)
C6-C12-C11
109.5(2)
O1-C3-C2
108.3(2)
C6-C12-C13
114.4(2)
O1-C3-C4
108.7(2)
C13-C12-C11
109.4(2)
O1-C3-C7
114.1(2)
C14-C13-C12
109.4(2)
C2-C3-C4
111.2(3)
C15-C14-C13
112.6(2)
C2-C3-C7
111.2(2)
C16-C15-C14
122.3(2)
C4-C3-C7
103.3(2)
C20-C15-C14
117.9(2)
C5-C4-C3
107.1(2)
C20-C15-C16
119.8(2)
C6-C5-C4
103.7(2)
C15-C16-C11
121.2(2)
C5-C6-C7
104.4(2)
C17-C16-C11
121.2(2)
C12-C6-C5
119.4(2)
C17-C16-C15
117.5(2)
C12-C6-C7
113.1(2)
C18-C17-C16
122.5(3)
C6-C7-C3
100.2(2)
C17-C18-C19
119.0(3)
C6-C7-C8
112.3(2)
O2-C19-C18
117.9(3)
C8-C7-C3
108.0(2)
C20-C19-O2
122.5(3)
C9-C7-C3
117.6(2)
C20-C19-C18
119.6(2)
C9-C7-C6
109.2(2)
C19-C20-C15
121.4(2)
C9-C7-C8
109.3(2)
C21-N1-C23
104.4(4)
C7-C9-C10
111.4(2)
C21-N2-C22
107.4(4)
C9-C10-C11
112.5(2)
N1-C21-N2
112.5(4)
C12-C11-C10
110.9(2)
C23-C22-N2
105.2(4)
C16-C11-C10
114.0(2)
C22-C23-N1
110.5(4)
C16-C11-C12
111.5(2)
从上单晶结构解析可知，在该炔雌醇药物共晶晶体结构上不含有溶剂分子，炔雌醇与咪唑通过氢键相连。二者之间的比例为1:1。
实施例5
炔雌醇药物共晶的X射线衍射谱(PXRD)检测
方法和样品：
仪器型号：德国Bruker公司D8 ADVANCE型X射线粉末仪。
测定条件：铜靶，40KV/40mA，起始角3°，终止角60°，步宽0.02，扫描速度17.7秒/步，波长石墨单色器。
测定样品：实施例1所得炔雌醇药物共晶样品
理论谱图：理论谱图采用Mercury软件进行模拟得到。软件可以在网站下载：https://www.ccdc.cam.ac.uk/solutions/csd-system/components/mercury/
测试结果如图4以及下表6所示。可知，实施例1制备得到的共晶与单晶解析的理论值在峰的强度和位置上是一致的，说明其与EE-IZ单晶具有相同的空间结构，晶型是一致的。
表6 EE-IZ样品X-粉末衍射谱吸收峰
实施例6
炔雌醇药物共晶的热分析(TG-DSC)
实验条件：
TGA仪器型号：NETZSCH TG209F1；
DSC仪器型号：Rigaku DSC 8231；
升温速率：10℃/min；
温度范围：40-400℃(TG)、40-200℃(DSC)；
气体氛围：氮气；
实验结果：
实验结果如图5所示。其中，
差示扫描热量仪(DSC)显示：在测试温度范围内，实施例1制备得到的共晶样品未观察到熔点。
热重分析(TGA)显示：实施例1制备得到的共晶样品EE-IZ在155.6℃熔化并在之后分解，在此以前，TGA曲线无失重，提示该药物不含结晶水。
对比例1
重复实施例1，区别在于，将咪唑换成同等质量的L-脯氨酸，其余条件不变，无法得到共晶。
实施例7
制备得到的共晶样品EE-IZ的稳定性研究
对实施例1制备得到的共晶样品EE-IZ进行以下试验，取样进行XRPD试验。
高温试验：将共晶样品EE-IZ置于洁净烧杯中，在60℃±2℃温度下放置10天，并于第0天、第5天、第10天和第30天取样。
高湿试验：将共晶样品EE-IZ置于洁净烧杯中，在25℃于相对湿度90％±5％条件下放置10天，并于第0天、第5天、第10天和第30天取样。
光照试验：将共晶样品EE-IZ置于洁净烧杯中，放在装有日光灯的光照箱，于照度为4500lx±500lx的条件放置10天，并于第0天、第5天、第10天和第30天取样。
分别于第0天(也即起始样品)、5天、10天、30天取高温、高湿、光照试验下的样品进行粉末X射线衍射分析，结果如图6所示。可知，在此条件下，该共晶样品EE-IZ具有好的高温稳定性、高湿稳定性以及光照稳定性。
分别测试第0天(也即起始样品)、30天的高温、高湿、光照试验下的样品的HPLC。
测试条件如下：
仪器：Shimadzu LC2010 AHT；
色谱柱:Xbrige C18 2.1*50mm，3.5um；
流动相:A-Water(0.05％TFA)；B-Acetonitrile(0.05％TFA)；
梯度洗脱如下表7所示：
表7梯度洗脱条件
时间(min)
A(％)
B(％)
0.0
90
10
7.0
0
100
8.0
0
100
8.01
90
10
10
90
10
流速:0.8mL/min；
波长:214nm；254nm；
柱温:45℃。
其中，起始样品、60℃放置30天的样品、25℃于相对湿度90％放置30天的样品以及照度为4500lx±500lx的条件放置30天的样品的HPLC测试结果依次如图7A-7D所示。同样可知，该样品在此条件下稳定性好。
实施例8
制备得到的共晶样品EE-IZ的水溶性研究
溶出条件：
装置：桨法；
体积：1000ml；
温度：37℃；
转速：100rpm；
溶出介质：水：采用去离子水，脱气备用。
样品：实施例1制备得到的炔雌醇-咪唑共晶EE-IZ；以及，作为对照用的，炔雌醇-烟酰胺共晶(制备方法为：分别取296.4mg炔雌醇与122.1mg烟酰胺加入研钵中，用乙腈溶剂辅助研磨1h，即得炔雌醇-烟酰胺共晶EE-NA。)、纯炔雌醇EE。
测试方法：
分别取炔雌醇-咪唑共晶、炔雌醇-烟酰胺共晶、炔雌醇各约20mg，置溶出仪中，照上述条件进行溶解性评价，分别于10min、20min、30min、45min、60min、90min、120min取样10ml，并补液10ml，0.45μm膜滤过，于295nm下测定吸收值，计算其累积溶出度。
结果如图8所示：用水为溶出介质时，120min炔雌醇-咪唑共晶溶出20％，炔雌醇-烟酰胺共晶和炔雌醇仅溶出了7％，化合物溶出行为基本一致，炔雌醇-咪唑共晶溶出速率较炔雌醇-烟酰胺共晶和炔雌醇偏快。
实施例9
制备得到的共晶样品EE-IZ的生物利用度研究
测试条件：
动物：雌性SD大鼠(250-280g)，3只/组；
给药途径：灌胃；
采血点：0,0.25,0.5,1,1.5,2,3,5,7,12和24小时；
样本分析：LC-MS/MS；
PK分析：WinnonLin。
分别以实施例1制备得到的共晶样品EE-IZ以及炔雌醇为药进行测试，测试结果如图9所示。可知，EE-IZ共晶的生物利用度优于炔雌醇。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
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