專利名稱：結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的結(jié)晶形式的頭孢噻夫游離酸，該結(jié)晶形式的制備方法和含有該結(jié)晶形式的緩釋藥物組合物。
許多頭孢菌素類化合物、其衍生物及其制備方法是已知的。例如，如下化合物是已知的無定形頭孢呋辛，其結(jié)晶性鈉鹽及其1.5一二氮雜萘的衍生物及其倍半水合物(美國專利4820833；4298732；4442101)；結(jié)晶性頭孢羧酸鈉(美國專利4692519)；結(jié)晶性七水合頭孢烯(美國專利4555404)；結(jié)晶性二水或三水合頭孢菌素(美國專利4812561；5017380；4933443)；單水合頭孢羥氨芐(美國專利4898938)；結(jié)晶性無水頭孢他啶及其五水合物(美國專利4624948；4616080；EP0278656)；阿莫西林鈉鹽的吡咯烷酮溶劑化物(美國專利4318852)；一水合頭孢唑林鈉(美國專利4104470)，結(jié)晶性O(shè)-甲酰頭孢孟多(美國專利4006138)；3-乙酰氧甲基-7-(亞氨基乙酰氨基)-頭孢菌酸衍生物的鹽類，可以是結(jié)晶性的，也可以是無定形的(美國專利5103012)；結(jié)晶性-水合7-〔D-2-氨基-2-(對—羥基苯基)乙酰氨基〕-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸(美國專利4504657)；結(jié)晶性順-7-〔〔2-氨基-4-噻唑基)(甲氧亞氨基)乙酰基〕氨基〕-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸的鹽酸鹽(美國專利4400503)；結(jié)晶性頭孢烯酸加成鹽(加拿大專利申請2018794)；結(jié)晶性7β-〔2-(2-氨基-4-噻唑基)乙酰氨基〕-3-〔〔〔1-〔2-(二甲基氨基)乙基〕-1H-四唑-5-基〕硫代I甲基〕-3-頭孢烯一4羧酸(新戊酰氧基)甲基酯(化學(xué)文摘97387618(1982))；結(jié)晶性頭孢氨芐(化學(xué)文摘84184895i(1976))；結(jié)晶性一水合頭孢氨芐(美國專利3531481)；結(jié)晶性四水合7-(D-2-萘基甘氨酰氨基)-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸(美國專利4474780)；制備特定的結(jié)晶性頭孢菌素化合物，是通過攪拌并加入甲醇和乙酸丁酯進行的(化學(xué)文摘110212490Z(1989))；制備結(jié)晶性純凈的抗生素(例如青霉素和頭孢菌素)的方法，是用乙醇以一步或兩步進行處理(美國專利4912211)。
在眾多有關(guān)頭孢菌素化合物的專利和參考文獻中，無水的或非溶劑化的、非鹽的結(jié)晶形式的頭孢菌素類化合物似乎很少出現(xiàn)。多數(shù)這類結(jié)晶形式為其鹽類、水合物、溶劑化物或其它的衍生物。
式I的頭孢菌素抗生素(見后面結(jié)構(gòu)式圖7-〔2-(2-氨基-1，3-噻唑-4-基)-2-甲氧亞氨基)乙酰氨基〕-3-〔(呋喃-2-基羰基)甲硫基〕-3-頭孢烯-4-羧酸(也可以稱作7-〔2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-甲氧亞氨基)-乙酰氨基〕-3-〔2-(呋喃基羰基甲硫基)-8-氧代-5-硫雜-1-氮雜雙環(huán)〔4，2，0〕辛-2-烯-1-羧酸)，其羧酸的堿金屬、堿土金屬和銨鹽以及容易水解的酯在美國專利4464367(Labeeuw等人)中進行了敘述并提出了權(quán)利要求。這種頭孢菌素游離酸化合物現(xiàn)已被定名為頭孢噻夫。也可參見Merck Index，第11版，1948(1989)。
頭孢噻夫鈉現(xiàn)已被Upjohn公司推出以NAXCEL或EXCENEL滅菌溶液治療牛呼吸疾病(BRD)。本產(chǎn)品以肌肉注射每日給藥，療程為3至5天。
該頭孢菌素抗生素的游離酸、金屬陽離子鹽、銨鹽和酯在某種程度上是化學(xué)不穩(wěn)定的，得到的無定形化合物不易被純化，也不適于制成含有它們的藥物劑型。這種無定形游離酸和鹽在制藥廠中是很難分離和處理的固體，所以在藥紅領(lǐng)域中最好應(yīng)避免產(chǎn)生這樣的無定形物。
然而，不能預(yù)料如何制成一種特定的結(jié)晶形式的特別有效的藥物化合物。更具體地說，難以預(yù)料如何制成一種無水的或非溶劑化、非鹽的結(jié)晶形式的頭孢菌素。
如上所述，美國專利4464367(Labeeuw等人)在實施例1(b)中公開了無定形形式的頭孢噻夫游離酸的制備方法。
美國專利4937330(Sacks等人)公開了用堿性樹脂中和鹽酸鹽來制備頭孢噻夫鈉鹽。在此過程中無定形游離酸是中間體。
美國專利4902683(Amin等人)公開并要求了頭孢噻夫的氫溴酸鹽和鹽酸鹽、結(jié)晶形式的鹽酸鹽、它們的制備方法，和獸用的含有上述化合物的藥物組合物、美國專利5079007(Putnam)公開了含有結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽和無定形頭孢噻夫鈉鹽的控釋抗生素植入劑。
美國專利4877782(Cazers等人)公開了可用作抗生素尤其適作為獸藥的頭孢噻夫鋅復(fù)合物。美國專利5143137(Cazers等人)公開了頭孢噻夫的二硫化物衍生物，它們可作為抗菌藥，尤其作為獸藥。
美國專利4912212(Ochiai等人)和4973684(Ochiai等人)公開了在30位上有親核化合物殘基的頭孢烯化合物。
美國專利5013713(Mitchell)公開了有生物活性的生長激素的長時間釋放的方法。
美國專利4521431(Crookes)公開了一種新的結(jié)晶形式的雷尼替丁(稱作2型)，與1型結(jié)晶相此它具有有利的過濾和干燥特性。
在Hoover所寫的“藥物的分散”(8th Ecl.Mack Pub.Co(1976))；和J.R.Robinson編“緩釋和控釋的藥物轉(zhuǎn)運系統(tǒng)”(Marcel Dekker(1978))中公開了延長藥物在體內(nèi)的釋放技術(shù)，該技術(shù)是通過一種或多種技術(shù)降低藥物的溶解度，將藥物置于懸浮液中可降低其溶解速度。
V.H.Guerrini等人所著的“頭孢噻肟慢釋懸浮液在狗和綿羊中的藥物動力學(xué)評價”(Am J.Vet.Res.，Vol 47，no.9，(1986))討論了緩釋制劑的概念。Guerrini等人公開了頭孢噻肟的油懸浮液對狗和綿羊皮下給藥比只給綿羊肌肉注射或給狗和綿羊皮下注射水性制劑有更滿意的效果和維持更長時間的血藥濃度(Cp)。
這些文獻都沒有公開無水的或非溶劑化的并且為游離酸或非鹽的結(jié)晶形式的頭孢噻夫。
本發(fā)明特別提供了式I的結(jié)晶性化合物，它是7-〔2-(2-氨基-1，3-噻唑-4-基)-2-甲氧亞氨基)乙酰氨基〕-3-〔(呋喃-2-基羰基)硫代甲基〕-3-頭孢烯-4-羧酸；在一個組合物中含有式I的化合物，其中改進的特征在于至少40％的式I化合物是結(jié)晶性的；
一種藥物組合物，它含有式I的結(jié)晶性化合物；和制備式I的結(jié)晶性游離酸的方法，該方法包括如下步驟a)將式I化合物在與一種與水互溶的溶劑中的溶液與水相混合，其溫度為20℃至60℃。
貫穿本文件的下列術(shù)語具有所示意義“緩釋”是指一種制劑，在該制劑中藥物在長時期內(nèi)以可測定的速率成為對患者的生物有效形式。
“藥用載體或賦形劑”是指任何通常用于藥物組合物中的載體或賦形劑，它們是從所周知的并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于進行制備。這樣的載體或賦形劑可以是固體或液體并且含有一種或多種懸浮劑、分散劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、緩沖劑、增稠劑、增甜劑、矯味劑、色素或防腐劑。
“溶解度”是固體結(jié)構(gòu)和使固體結(jié)合在一起不破的分子間力的直接后果，其被定義為當(dāng)溶液與固態(tài)物質(zhì)之間達到平衡時存在于溶液中的藥物量。
“溶解速度”是對在水斗中充分攪拌的體系的溶解度的動力學(xué)解釋。
“體內(nèi)釋放”是化合物溶解速度的生物學(xué)結(jié)果，其特征在于達到最大濃度的時間和生物體液內(nèi)的最大濃度。
“收濕性”是隨相對濕度的變化，化合物從大氣中吸收水分或向大氣中釋放水份的能力。
本發(fā)明提供了一種結(jié)晶形式的7-〔2-(2-氨基-1，3-噻唑-4-基)-2-甲氧亞氨基)乙酰氨基〕-3-〔呋喃-2-基羰基)甲硫基〕-3-頭孢烯-4-羧酸(又可命名為7-〔2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-甲氧亞氨基)-乙酰氨基〕-3-〔2-(呋喃羰基甲硫基)-8-氧代-5-硫雜-1-氮雜雙環(huán)〔4，2，0〕羊-2-烯-1-羧酸)，也就是所謂的頭孢噻夫(結(jié)構(gòu)式圖中的式I)本發(fā)明的結(jié)晶形式可被更確切地描述為非鹽的、結(jié)晶形式的、無水或非溶劑化的頭孢噻夫。
從上文可知，頭孢菌素類抗生素可用兩種不同的命名系統(tǒng)來命名。一些人喜歡更正規(guī)的化學(xué)文摘系統(tǒng)，即這類化合物被命名為“雙環(huán)”環(huán)系烯的衍生物；另一些人喜歡較簡單的“頭孢”烯環(huán)系命名法則。
結(jié)晶性有機化合物由大量原子組成，這些原子在三維空間周期排列。這種結(jié)構(gòu)的周期性通常可顯示出獨特的物理性質(zhì)，例如通過許多光譜手段(例如X射線衍射、紅外和固態(tài)NMR)顯示的尖銳、清晰的光譜特征。X-射線衍射(XRD)被公認為用于確定固體結(jié)晶性的最靈敏的方法之一。晶體產(chǎn)生清晰的射畸峰，它產(chǎn)生的特定角度與Bragg定律預(yù)測的點陣晶面間距相符合。
相反，無定形物質(zhì)不存在長程序。它們象在液態(tài)下一樣，分子間常常還保留著額外的空間。無定形固體一般是以寬的擴散狀暈圈顯示出無特征的XRD模式，因為它沒有重復(fù)性晶格的長程序。
結(jié)晶性物質(zhì)優(yōu)選用于許多藥物中。同一物質(zhì)的結(jié)晶形式熱力學(xué)上比無定形形式更為穩(wěn)定。該熱力學(xué)穩(wěn)定性反映在較低的溶解度以及該結(jié)晶形式的改善的物理穩(wěn)定性。在結(jié)晶性固體中分子的規(guī)則劍集摒棄了化學(xué)雜質(zhì)的摻入。因而結(jié)晶性物質(zhì)一般比其無定形物有更高的化學(xué)純度。在結(jié)晶性固體中的劍集將分子束縛于充分限定的晶格位置上，降低了分了的運動性，而后者是化學(xué)反應(yīng)的先決條件。因此，除極個別例外者，結(jié)晶性固體此同樣分子組成的無定形固體化學(xué)上更加穩(wěn)定。
本發(fā)明的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸具有獨特的富里葉轉(zhuǎn)換紅外(FTIR)光譜和獨特的粉末X-射線衍射(XRD)圖。用這兩者之一的手段可容易將此物質(zhì)與其它含頭孢噻夫的固體區(qū)分開，包括結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽、無定形頭孢噻夫鈉鹽，無定形頭孢噻夫游離酸和無定形頭孢噻夫鋅鹽、確定該物質(zhì)為頭孢噻夫可用色譜法和光譜法。該物質(zhì)的結(jié)晶性可用存在的XRD圖加以確證。XRD觀察資料可通過用偏振光顯微鏡觀察雙折射加以證實。雙折射法是美國藥典認可的用于確定結(jié)晶性的方法(美國藥典與國家方劑Vol 221577頁(1989))。該物質(zhì)以頭孢噻夫的未締合游離酸形式存在，因不存在氯離子(存在于頭孢噻夫鹽酸鹽起始物中)而被證實。
圖2、4和5是本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的有代表性的FTIR和XRD圖譜，在

圖1和3中表示的是按美國專利4464367實施例1(b)所述方法制備的無定形頭孢噻夫游離酸的有代表性的FTIR和XRD圖譜，正如本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所明遼的那樣，圖3的化合物是無定形形式的，因為在其XRD譜中出現(xiàn)的是寬而無特色的峰線。圖1是該化合物的FTIR譜，與圖3的解釋是一致的。圖4和5的化合物呈結(jié)晶形態(tài)，因為其XRD譜具有尖銳而清晰的峰線。圖2是本化合物的FTIR譜，與圖4和5的解釋是一致的。表I列出了本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的特征性衍射峰。
此外，本發(fā)明的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸含有氨基和羧基，也可寫成兩性離子(或偶極離子)形式，如后面結(jié)構(gòu)式圖中式IA所示。它的許多物理和化學(xué)性質(zhì)都與此兩性離子結(jié)構(gòu)相符合。它是非揮發(fā)性的結(jié)晶性固體，高濕下熔融并分解；不溶于非極性溶劑，但易溶于水。用于鑒定含游離氨基酸的兩性離子結(jié)構(gòu)的一個最靈敏和便利的分析方法是紅外光譜法(IR)。例如NH3+離子的不對稱和對稱伸縮振動分別在大約3250cm-1和2600～2400cm-1，而羧酸根COO-的伸縮振動大約在1565cm-1。值得指出的是，正常羧酸(不是氨基酸)的c＝o伸縮振動在大約1750-1700cm-1光譜范圍。本發(fā)明的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸在固相中的IR(見后面圖2)完全與式IA的兩性離子結(jié)構(gòu)相一致。
本發(fā)明的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸具有有利的物理化學(xué)性質(zhì)。它在水性溶劑中的溶解度比其結(jié)晶性鹽酸鹽起始物的溶解度低。該較低的溶解度可認為是由于其溶解速度慢和其在體內(nèi)的緩釋性質(zhì)，如同在后面實施例中進一步討論的那樣。此外，其收濕性和穩(wěn)定性(原料大包裝和制劑)均比其它頭孢噻夫的鹽類優(yōu)良，如結(jié)晶性鹽酸鹽和無定形游離酸。再者，該結(jié)晶性游離酸明顯地更加穩(wěn)定，具有改善的操作特性，由于增加了其在提高的溫度下的穩(wěn)定性，可更容易干燥。所有這些性質(zhì)對于用比結(jié)晶性游離酸制成藥物產(chǎn)品都是非常有用的。
下表II總結(jié)比較了本發(fā)明的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸，按美國專利4464367實施例1(b)所述方法制備的無定形頭孢噻夫游離酸和結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽的物理化學(xué)性質(zhì)。從此表中可以看出，本發(fā)明的結(jié)晶性游離酸的可測定性質(zhì)均明顯地有別于并優(yōu)于無定形游離酸和結(jié)晶性鹽酸鹽的性質(zhì)。再者，從此表中可以看出，由無定形形式變成結(jié)晶形式時，可望改善化合物的物理化學(xué)性質(zhì)，但結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的物化性質(zhì)優(yōu)于結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽是未預(yù)料到的。令人意外和未預(yù)料到的還有，本發(fā)明的結(jié)晶性游離酸是無水物，而結(jié)晶性鹽酸鹽在正常的環(huán)境相對濕度下或以半水合物，或以一水合物、或以二者的混合物的形式存在。該游離酸的無水特性有助于改善制劑的特性。此外，如后面實施例進一步表明的那樣，結(jié)晶性游離酸在體內(nèi)有緩釋性質(zhì)，而結(jié)晶性鹽酸鹽無此有用的緩釋性質(zhì)。
在表II中比較的這些頭孢噻夫化合物的另一性質(zhì)是它們的熱穩(wěn)定性(差示掃描量熱法(DSC)分解溫度)。(下面和表II列出的分解溫度是近似的，是從這些化合物的有代表性批號的一次讀數(shù)得來的)頭孢噻夫在固態(tài)高溫下對熱不穩(wěn)定。液化時伴有分解，在這樣的條件下，比較分解溫度比比較熔點更為有用，因為樣品在完全熔融之前就已分解了。DSC是一種用于監(jiān)測樣品分解過程中放出的熱量的便利方法。最高分解溫度和起始分解溫度，可由熱流動作為溫度的函數(shù)作圖而得到。
頭孢噻夫游離酸和頭孢噻呋鹽酸鹽的分解是放熱反應(yīng)，分兩步進行。分解的第一步是在較低的溫度下進行，并在第二步開始之前大部分完成。分解的第一步在DSC中產(chǎn)生放熱峰，其溫度取決于固相。該峰的起點有代表性地由基線和峰向上斜度的交叉點測得。由于該起點是開始分解時溫度的良好的估計值，因此它反映了固相的熱穩(wěn)定性。
在5℃/分鐘的有代表性的DSC掃描狀態(tài)下，無定形頭孢噻夫游離酸的有代表性樣品的開始溫度約為144℃。該寬的分解放熱所具有的峰溫度約為177℃。在同樣條件下，結(jié)晶性頭孢噻夫有代表性樣品的開始溫度大約為212℃，峰溫度大約為222℃。該結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸增高的開始溫度反映了該結(jié)晶相大大增加了熱穩(wěn)定性，這是因為在晶格中分子的規(guī)則劍集的結(jié)果。
上面已指出，頭孢噻夫鹽酸鹽是含有頭孢噻夫分子的另一種結(jié)晶性固體。在DSC掃描速度為5℃/分鐘時，頭孢噻夫鹽酸鹽有代表性的樣品熱分解開始溫度為187℃，峰溫度為192℃。出人意料的是，由DSC測得，結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的熱穩(wěn)定性比結(jié)晶性鹽酸鹽要好。
因而，如上所述，結(jié)晶性化合物的性質(zhì)是不可能預(yù)測的。此外，如后面的實施例所述，如何制備某化合物的結(jié)晶形態(tài)也是不能預(yù)料的。
為將一有機化合物有代表性的生成結(jié)晶形態(tài)，需將此化合物置于有機溶劑中，其中該化合物在室溫下可最低限度地溶解，然后得到該化合物的溶液。冷卻此溶液，在冷卻過程中，該化合物結(jié)晶出來。
制備結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽可認為涉及典型的結(jié)晶化。在美國專利4902683中敘述了幾種制備頭孢噻夫鹽酸鹽的方法。一個容易操作的方法是，當(dāng)將鹽酸加到頭孢噻夫的水/丙酮溶液中后，得到其鹽酸鹽溶液，慢慢冷卻后得到結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽。
然而制備本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸則是一種令人意外的、獨特的制備結(jié)晶性化合物的方法，本發(fā)明方法必須加熱以引起頭孢噻夫游離酸的結(jié)晶化。例如，在本發(fā)明的一個容易操作的方法中，在攪拌下將頭孢噻夫游離酸的四氫呋喃溶液加到熱水中，開始時，頭孢噻夫游離酸以無定形固體析出；但繼續(xù)攪拌并加熱該溶液，則形成了具有單一晶形的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸。
這種引起化合物結(jié)晶化的方法不是典型的。事實上，當(dāng)化學(xué)家將一有機化合物置于可與水混溶的有機溶劑中，并用水稀釋此溶液形成沉淀(通常稱“水?dāng)D法”)時，人們常會期望得到一種無定形、非結(jié)晶性化合物。
更具體地說，本發(fā)明的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的制法是，將按美國專利4902683(作為本文的參考文獻)所述方法制備的式II的結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽與各種不同的有機/水溶液(1∶1的水與水混溶性溶劑，例如丙酮，乙腈、甲醇、四氫呋喃或異丙醇的溶液，或3∶7的水與水混溶性溶劑如乙醇的溶液相混合。在美國專利4937330(Sacks等人)中進一步敘述了用聚乙烯吡啶樹脂中和頭孢噻夫鹽酸鹽，這里提出作為參考文獻。
制備結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的優(yōu)選方法由結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽開始，結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽是用聚乙烯吡啶樹脂在四氫呋喃一水混合物中進行處理，從頭孢噻呋中除掉鹽酸鹽?；旌衔镞^濾除去聚乙烯吡啶樹脂后，緩慢將濾液加到水中(這是優(yōu)選的)，或是將水加到濾液中。水的溫度必須在20～60℃，優(yōu)選為40～60℃。更為優(yōu)選的水溫度大約是50℃。水與濾液之比的范圍是10∶1～2∶1，優(yōu)選的比值大約為3∶1。該混合物再攪拌30分鐘到24小時，優(yōu)選攪拌時間30分鐘到4小時，更優(yōu)選為攪拌大約2小時，最優(yōu)選的攪拌時間為30分鐘到1小時。最后，過濾該混合物，最好是立即過濾，按照本領(lǐng)域熟知的方法干燥，得到本發(fā)明的結(jié)晶性游離酸。實施例3是制備本發(fā)明結(jié)晶性游離酸的最優(yōu)選的方法。
對上述方法的改進(例如延長加熱和攪拌時間)可以得到含有不同百分數(shù)的結(jié)晶性游離酸的頭孢噻呋游離酸組合物。例如，較長時間的加熱和攪拌，一般可得到含有更多結(jié)晶性游離酸的組合物。優(yōu)選的組合物至少含有40％或50％的結(jié)晶性游離酸，最優(yōu)選的組合物至少含有70％的結(jié)晶性游離酸。
本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸作為藥物制劑中的有效的抗生素藥物化合物用于治療有價值哺乳動物和人的細菌感染?，F(xiàn)在期待著本化合物作為獸用抗生素藥物用于治療有價值的動物如牛、豬、馬、綿羊、山羊、狗和貓，抵抗被如下感性微生物引起的細菌感染溶血性巴氏桿菌、出血敗血性巴氏桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、霍亂沙門氏菌、Plearopneumoniae放線桿菌，流感鏈球菌，Somnus嗜血桿菌，大腸桿菌，金黃葡萄球菌等等，其中一些細菌常與動物的疾病如牛和豬呼吸性疾病有關(guān)。
本說明書使用的“劑型單元”術(shù)語是指適合以單元劑量用于哺乳動物的物理上分立的單元，每個單元中含有作為主要有效成分的預(yù)定量的本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸以及所需的適于該成分全身用藥的制藥物質(zhì)。本發(fā)明新的劑型單元的規(guī)格直接受主要有效成分的物理性質(zhì)和鑒于在配合這種對人和動物有在本說明收中詳細公開的有益作用的主要有效物質(zhì)的工藝中固有的限制因素所要達到的特定效果的制約。符合本發(fā)明的適宜劑型單元的實例有在適宜液體賦形劑中用于肌肉注射，乳內(nèi)注射和靜脈用藥的液體制劑，栓劑，在適宜的液體賦形劑中的無菌注射制劑的用于即時配制(用藥前混合)的無菌干制劑或作為固體植入劑給藥的無菌干制劑。用于固體劑型單元的適宜的固體稀釋劑或載體選自如下物質(zhì)脂質(zhì)、碳水化合物、蛋白質(zhì)和固體礦物質(zhì)，例如淀粉、蔗糖、乳糖、高嶺土、磷酸二鈣、明膠、阿拉伯膠、玉米漿、玉米淀粉、滑石等。液體制劑在水或含水賦形劑中制備，后者可有利地含有懸浮劑，例如甲基纖維素、藻酸鹽、西黃蓍膠、果膠、Kelgin、角叉菜、阿拉伯膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等等，以增加組合物的粘度。此外，對于注射用劑型，制劑必須是無菌的并且可以是流體，其流動程度是使容易吸入注射器中，也可以是用作植入劑的固體。這樣的制劑在制備和貯存條件下必須是穩(wěn)定的，并且除含有主要的溶劑或懸浮液外，還含有抑細菌和抑真菌的防腐劑，例如對羥基苯甲酸脂類，氯丁醇、芐醇、苯甲酸、酚、硫柳汞等以使組合物免受微生物的作用。在許多情況下最好含有等滲濃度的滲透活性劑，例如糖式氯化鈉。載體和賦形劑包括有植物油、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、乳酰乙酯、碳酸乙酯、肉豆蔻酸異丙酯、乙醇、多元醇類，例如甘油、丙二醇、液態(tài)聚乙二醇等。隨后即時配制的無菌注射劑的各種固體制劑可用加熱、鈷60照射，或通入消毒氣體如環(huán)氧乙烷進行滅菌，上面所述的栽體、賦形劑、稀釋劑、表面活性劑、助劑、防腐劑、等滲劑等是適合于全身用藥制劑的制藥物質(zhì)。
各種藥物劑型在美國專利4902683(Amin等人)尤其是第9-16欄中給出了實例，抗菌植入劑栽于美國專利5079007(Putnam)中，這兩篇專利列為本文的參考文獻。
由于結(jié)晶生頭孢噻呋游離酸的溶解度較低，因此它的溶解速度較慢。由于吸收速率較差，因此也可制成各種控釋或緩釋制劑。與每天給藥的其它制劑不同，控釋或緩釋制劑的給藥更為方便，每次治療給藥一次即可。例如，以NAXCELR或EXCENELR無菌溶液銷售的每日肌肉注射，持續(xù)3～5天。
以血藥濃度維持在某最低濃度以上的時間(t＞0.2)作為緩釋的標準，可比較頭孢噻呋的各種衍生物。在水性制劑中，頭孢噻呋鹽在中性pH下在水中溶解度和維持在選定的最低濃度以上的時間之間呈反向的相關(guān)性(可由溶解度數(shù)據(jù)預(yù)測)(鈉鹽＜結(jié)晶性鹽酸鹽＜結(jié)晶性游離酸＜鋅鹽)。而在油性制劑中，持續(xù)時間的次序是未預(yù)料到的(鈉鹽＜結(jié)晶性鹽酸鹽＜鋅鹽＜結(jié)晶性游離酸)，結(jié)晶性游離酸持續(xù)時間最長。這個差異是有實際意義和統(tǒng)計學(xué)意義的。由于結(jié)晶性鹽酸鹽的溶解度比結(jié)晶性游離酸的溶解度大得多，因此該數(shù)據(jù)表明了結(jié)晶性游離酸的緩釋性質(zhì)，尤其是在油性制劑中。這將在實施例5和6中進一步說明。
這種油性制劑的制備是本領(lǐng)域普遍技術(shù)人員皆知的。常規(guī)的油性制劑及其制備方法栽于美國專利5013713(Mitchel)，這里引用以作參考，更具體地說，栽于第6欄，第17-59行；第7欄，第22-37行；第7欄，第48行到第8欄，第4行，以及第9欄，第59行到第10欄，第23行。優(yōu)選的油類有玉米油、花生油、麻油、橄欖油、棕櫚油、紅花油、豆油、棉籽油、菜籽油、向日葵油及它們的混合物。最優(yōu)選為棉籽油。
如前提及，本發(fā)明組合物可用于胃腸外給藥，例如腹腔注射或最好是皮下或肌肉注射。還在前面提及，緩釋的持續(xù)時間是這樣的時程有效藥物以獲得所需生物學(xué)作用的速率釋放出來，這種生物學(xué)作用一般用在哺乳動物血循環(huán)中的藥物濃度表示。
本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸(有效成分)的藥物劑型單元按照上述一般方法制成，治療哺乳動物時，給每個劑型單元的有效成分1.1～6mg/kg，優(yōu)選的劑量為2～6mg/kg，最優(yōu)選劑量大約為4.4mg/kg，尤其是對?；蜇i呼吸性疾病的用量。對于獸醫(yī)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員皆知的是，對于特定的哺乳動物和(或)所要治療的疾病，所用的結(jié)晶頭孢噻呋游離酸的劑量是可以變動的。
此外，藥物劑型單元中的有效成分量是在上述有效無毒劑量范圍內(nèi)能夠足以獲得抗菌作用的藥量。例如，上述的本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸的注射用制劑，其有效成分的濃度優(yōu)選為大約20到200mg/ml，以給接受治療的哺乳動物如上所述的適宜劑量的有效成分。
本發(fā)明用如下實施例作進一步說明。
FTIR實驗條件A.實施例1樣品的紅外光譜用Matsan Galaxy 5020FTIR光譜儀得到。樣品制成1％KBr片，儀器的主要參數(shù)如下分辨率2cm-1靈敏度1紅外范圍 4000-600cm-1用此方法得到圖1的紅外圖譜，得到的此樣品的FTIR譜與用無定形樣品測定的譜相一致。
B.實施例2樣品的紅外光譜用Digilab FTS-40 FTIR光譜儀得到。樣品制成礦物油分散液，儀器的主要參數(shù)如下分辨率2cm-1共加掃描16變跡法 Boxcar功能檢測器 MCT-B靈敏度 1紅外范圍4000-600cm-1
用這個方法得到了圖2的紅外圖譜，得到的該樣品的FTIR譜與用結(jié)晶性樣品得到的相同。XRD實驗條件A.用Rigaku DMAX-A X射線衍射儀得到實施例2樣品的粉末XRD圖。該儀器用銅輻射，鎳濾器(Cuke，1.5406A)主要儀器參數(shù)如下40KV電壓；30mA電流，光束口徑1°，檢測器口徑(接收窄縫)0.30mm。全圖掃描的光譜范圍3-40°2θ角，掃描速度15°2θ角/分鐘(步長0.05°，計數(shù)時間2秒/步)。每次XRD掃描得到ASCII文件，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)分析ET的＝進住格式并輸出(用Galactic′s Spectra Cale軟件)。樣品研成細粉，裝入鋁盤中。
用此法得到圖4的XRD圖和表1得到的本樣品的XRD圖表明樣品是結(jié)晶性的。
B.實施例1和2樣品的粉末XRD圖用Siemens D-500衍射儀操作得到。該儀器用銅輻射，鎳過濾器(CuKe)。其它參數(shù)如下40KV電壓，30mA電流，光束口徑0.3°；檢測器口徑0.05°，連續(xù)掃描速度2°2θ角/分鐘。長條紙記錄器的走紙速度定為1.0°2θ角/cm，圖譜范圍為3-40°2θ角。樣品研成細粉，裝于樣品盤中。
用此法得到圖3和5的XRD圖。用于圖3的樣品是手工研磨的褐色粉末。得到的XRD圖表明樣品是結(jié)晶性的。
實施例1制備無定形頭孢噻夫游離酸用美國專利4464367中實施例1(b)所述的方法(Labeeuw等人)(轉(zhuǎn)讓給法國巴黎的Sanlf)，得到頭孢噻呋游離酸的方法如下50g三苯甲基化的頭孢噻呋、83ml甲酸和83ml水的混合物53-58℃加熱攪拌30分鐘。過濾該懸浮液，用83ml 70/30甲酸/水的混合液洗滌固體。濾液用334ml乙醇稀釋，真空濃縮成油狀物。此油狀物真空下干燥60小時。得到的泡沫狀物與167ml乙醇混成糊狀物，過濾，用乙醚洗滌。固體溶于835ml丙酮機1567ml乙醇的混合液中。真空濃縮此溶液到167ml。此懸浮液冷卻到25℃，過濾。固體用乙醇和乙醚各洗滌2次。固體室溫下干燥，得到大約15.1g無定形的頭孢噻呋游離酸。
物理性質(zhì)如下FTIR譜見圖1，XRD見圖3。
該FTIR譜和XRD圖表明，本標題產(chǎn)物是無定形的(非結(jié)晶性的)。
實施例2制備結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸75.12g頭孢噻吩鹽酸鹽于375ml四氫呋喃和375ml水的縣浮物于室溫下攪拌1小時。向其中加入37.5g聚乙烯吡啶樹脂和225ml四氫呋喃。得到的混合物室溫下攪拌30分鐘，然后過濾。樹脂用150ml四氫呋喃洗滌。濾液加熱到＞45℃，用1075ml50℃水稀釋。向此混濁的溶液中加入2.25g結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸，得到的混合物攪拌大約10分鐘，然后再緩慢加入905ml水進行稀釋，并在加入時維持溫度在＞45℃。得到的懸浮物于50-55℃攪拌30分鐘到1小時，再逐漸冷卻到19℃，過濾。固體用水洗滌，氮氣干燥，得大約65g結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸(大約含量94.5％)。
物理性質(zhì)如下FTIR譜見圖2；XRD見圖4和5。
該FTIR譜和XRD圖表明本標題化合物是結(jié)晶性的。表I列出了本發(fā)明化合物的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的特征衍射峰。
實施例3制備結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸
17.1g頭孢噻呋鹽酸鹽懸浮于70ml四氫呋喃和5.1ml水中，室溫下攪拌至少1小時。向此懸浮液中加入86g聚乙烯吡啶樹脂，再加入60ml四氫呋喃。攪拌45分鐘后，過濾。PVP樹脂用四氫呋喃洗滌2次，每次31ml。在大約1小時內(nèi)將濾液緩慢加入到45-55℃水515ml中。懸浮液于45-55℃攪拌30分鐘，加畢，立即過濾。固體用70ml水洗滌，50℃干燥，得13.5g結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸。
實施例4緩釋油制劑用本領(lǐng)域皆知的一般方法制備含有本發(fā)明結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸的一例緩釋制劑，成份如下結(jié)晶性頭孢噻呋游離酸 每ml100mg卵磷脂(Phospholipon 90-H)每ml0.5mg脫水山梨醇單油酸酯(Span 80) 每ml1.5mg棉籽油 適量實施例5結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸水懸浮液緩釋制劑在牛血漿中的配置16只Holstein牛經(jīng)肌肉注射(1M)和皮下注射(sc)途徑、一次劑量為1.1mg頭孢噻夫(活性物)/kg的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸水懸浮液(100mg/ml)，進行交叉試驗(每頭牛進行每一次試驗)，每次給藥間隔2周。120小時內(nèi)連續(xù)采血樣，以分析頭孢噻夫及其代謝物(HPLC，測定去呋喃甲酰頭孢噻夫乙酰胺)。主決定變量是頭孢噻夫代謝物濃度維持在0.2mg/ml以上的時間(t＞0.2)，次決定變量是給藥后“濃度一時間曲線下的相對面積”(AVC)和隨著時間的變化用肉眼和手檢查注射部位死前估測的注射部位刺激性。用論斷性的藥物動力學(xué)方程法和用梯形(AVC)和線性內(nèi)推的對數(shù)(t＞0.2)的直接作圖法計算t＞0.2和AVC。
結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的水性懸浮液的t＞0.2為26.98小時(IM)和30.43小時(SC)(p＝0.257)。
實施例6結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸油懸浮液緩釋制劑在牛血漿中的配置與頭孢噻夫鈉水溶液比較16只Holstein牛皮下注射(SC)結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的油懸浮液(100mg/ml)或頭孢噻夫鈉(NAXCELR無菌粉)的水溶液(50mg/ml)，進行交叉試驗(每頭牛進行每一次試驗)，兩次給藥間隔2周(給藥劑量為2.2mg頭孢噻夫(活性物)/Kg體重)。給藥后連續(xù)120小時采血樣，分析頭孢噻夫及其代謝物(HPLC分析測定去呋喃甲酰頭孢噻夫乙酰胺)。主決定變量是頭孢噻夫代謝物濃度維持在0.2mg/ml以上的時間(t＞0.2)，次決定變量是給藥后“濃度—時間曲線下的相對面積”(AUC)和隨著時間的變化用肉眼和手檢查注射部位死前估測的注射部位刺激性。t＞ 0.2和AUC用論斷性的藥物動力學(xué)方程法和用梯形(AUC)和線性內(nèi)推的對數(shù)(t＞0.2)的直接作圖法。
當(dāng)均為皮下給藥時，結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的油懸浮劑的生物利用度等同于頭孢噻夫鈉的水溶液(P＞0.05)。與頭孢噻夫鈉的t＞0.2(45.50小時)比較，結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的t＞0.2長得多(121.58小時)(P＞0.0001)。結(jié)晶性游離酸的油懸浮液的終相半衰期(相當(dāng)于在該回轉(zhuǎn)藥物動力學(xué)模型的吸收相)也比較長。
實施例7頭孢噻夫油懸浮制劑的體外溶解性按照上述實施例4所述方法，將100mg結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸，無定形頭孢噻夫游離酸(按實施例1制備)和結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽的樣品制成油性制劑，分別放到聚四氟乙烯溶解池中，用一表面積恒定的透析膜封閉。將裝栽的溶解池置于含500mlpH7水性溶解介質(zhì)的標準溶解裝置中，用50RPM攪拌漿攪拌。
結(jié)果列于圖6中(圖6中所有制劑均為100mg/ml，表示了標準偏差。稱作低結(jié)晶性樣品的是用XRD定為大約32.7％結(jié)晶性的；稱作高結(jié)晶性樣品的是用XRD定為大約74.7％結(jié)晶性的)。含結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽和無定形頭孢噻夫游離酸的制劑釋放列溶解介質(zhì)的速度非?？臁６Y(jié)晶性頭孢噻夫游離酸制劑，尤其是高結(jié)晶性樣品，進入水性溶解隔室的釋放速度顯著降低了。
實施例8牛皮下注射頭孢噻夫游離酸油懸浮制劑的血漿配置一次給牛皮下注射(4.4mg/kg體重)結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸和無定形頭孢噻夫游離酸(二者按實施例1、3和4制備)，血漿中頭孢噻夫及去呋喃甲酰頭孢噻夫類代謝物濃度測定120小時。主決定標準(多與有效性有關(guān))是頭孢噻夫代謝物濃度維持在0.2mg/ml以上的時間(t＞0.2)。計算的次要參數(shù)包括每次給藥后“濃度-時間曲線下的面積”(AUC)和達到最大濃度的時間(tmax)。
結(jié)果是將每次6只牛的去呋喃甲酰頭孢噻夫乙酰胺(DCA)血漿濃度的平均值對時間作圖，列于圖7中。計算t＞0.2和AVC是用論斷性的藥物動力學(xué)方程法，和用梯形(AUC)和線性內(nèi)推對數(shù)(t＞ 0.2)的直接作圖法。結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的t＞0.2為101小時，而無定形頭孢噻夫游離酸的t＞0.2為41小時。此外，比較AVC表明，結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸AUC值二倍于無定形頭孢噻夫游離酸(183mcghr/ml對70mcg.hr/ml)。從統(tǒng)計學(xué)上相當(dāng)?shù)姆鍧舛鹊玫降膬煞N形式看，這尤其是重要的(無定形頭孢噻夫游離酸的峰濃度為9.1mcg/ml ；結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的峰濃度為7.3mcg/ml)。緩釋的次要指標是達到峰濃度的時間(tmax)，結(jié)晶性游離酸(8小時)比無定形游離酸(2小時)遲緩釋放。
實施例9結(jié)晶性頭孢噻夫油懸浮劑的血漿配置結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽與結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸的比較在同一實驗室分別地但同樣設(shè)計地進行研究。給牛皮下注射劑量為2.2mg/kg體重的結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸(CFA)和結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽(HCL)懸浮劑。各個試驗均測定血漿樣品中頭孢噻夫和它的代謝產(chǎn)物給藥后120小時內(nèi)的濃度。結(jié)果用圖示于圖8中，是將每次16只動物血漿濃度的平均值(以對數(shù)表示)對時間作圖。主決定標準(多與有效性有關(guān))是頭孢噻夫代謝物濃度維持在0.2mcg/ml以上的時間(t＞0.2)。次重要性指標包括每次給藥后“濃度-時間曲線下的面積”(AUC)和達峰時間及峰濃度。
兩種結(jié)晶的AUC值差不多(結(jié)晶性鹽酸鹽為103.3，結(jié)晶性游離酸為121.3)，但用于描述緩釋作用的參數(shù)t＞0.2則游離酸結(jié)晶顯著大于鹽酸鹽(121.6小時對38.5小時)。結(jié)晶性鹽酸鹽與實施例8的無定形物一樣，從tmax指標看，它比結(jié)晶性游離酸的釋放速度快(鹽酸鹽為2小時，結(jié)晶性游離酸為8小時)。
圖1、無定形頭孢噻夫游離酸FTIR譜圖2、結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸FTIR譜圖3、無定形頭孢噻夫游離酸XRD衍射4、結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸XRD衍射5、結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸XRD衍射6、頭孢噻夫油懸浮劑的溶解性比較圖7、頭孢噻夫游離酸的血漿配置無定形對結(jié)晶性圖8、血漿中的頭孢噻夫頭孢噻夫鹽酸鹽對結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸圖9、頭孢噻夫溶解速度的比較結(jié)構(gòu)式圖 式1 式1A 式II
表1結(jié)晶性頭孢噻夫的特征性XRD衍射峰
* 鋁樣品盤的衍射峰** ±0.10°# 每個峰的相對強度是通過每個峰的強度與在15.3°角時最強峰的強度(100)的比值來確定。
本表中的峰是相對強度大于10的峰。
表2結(jié)晶性頭孢噻夫游離酸、無定形游離酸和結(jié)晶性頭孢噻夫鹽酸鹽性質(zhì)的比較
*圖9中用圖表示。
權(quán)利要求
1.式I的結(jié)晶性化合物， 該化合物為7-〔2-(2-氨基-1，3-噻唑-4-基)-2-甲氧亞氨基〕-3-〔(呋喃-2-基羰基)甲硫基〕-3-頭孢烯-4-羧酸。
2.具有如下X-射線粉末衍射性質(zhì)的權(quán)利要求的化合物結(jié)晶性頭孢噻夫的特征性XRD衍射峰
* 鋁樣品盤的衍射峰** ±0.10°# 每個峰的相對強度是通過每個峰的強度與在15.3°角時最強峰的強度(100)的比值來確定。本表中的峰是相對強度大于10的峰。
3.含有式I化合物的組合物 其中改進的特征是，式I化合物中至少40％是結(jié)晶性的。
4.權(quán)利要求3的組合物，其還含有藥用載體或賦形劑。
5.權(quán)利要求3的組合物，其中改進的特征是，式I化合物中至少50％是結(jié)晶性的。
6.權(quán)利要求5的組合物，其中改進的特征是，式I化合物中至少70％是結(jié)晶性的。
7.一種含有式I的結(jié)晶性化合物的藥物組合物
8.權(quán)利要求7的組合物，其還含有藥用載體和賦形劑。
9.權(quán)利要求7的組合物，其中組合物是緩釋的。
10.權(quán)利要求7的組合物，其還含有大約20～200mg/ml的式I化合物。
11.權(quán)利要求7的組合物，其中皮下注射或肌肉注射用藥。
12.權(quán)利要求7的組合物，其中該組合物為非水性的。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中該非水性組合物為油制劑。
14.權(quán)利要求13的組合物，其中油選自玉米油、花生油、麻油、橄欖油、棕櫚油、紅花油、豆油、棉籽油、菜籽油、向日葵油和它們的混合物。
15.制備式I的結(jié)晶性游離酸的方法， 該方法包括以下步驟a)將式I化合物 于可與水混溶的溶劑中的溶液與20～60℃水相混合。
16.權(quán)利要求15的方法，其中，溶劑選自丙酮，四氫呋喃(THF)和乙醇。
17.權(quán)利要求16的方法，其中，35溶劑為四氫呋喃(THF)。
18.權(quán)利要求15的方法，其中，水溫度為40～60℃。
19.權(quán)利要求18的方法，其中，水溫度大約為50℃。
20.權(quán)利要求17的方法，其中，水與式I化合物的THF溶液之比為10∶1到2∶1。
21.權(quán)利要求20的方法，其中，水與式I化合物的THF溶液之比大約為3∶1。
22.權(quán)利要求20的方法，該方法還包括b)將步聚中得到的混合物攪拌30分鐘到24小時。
23.權(quán)利要求22的方法，其中，攪拌時間為30分鐘到4小時。
24.權(quán)利要求23的方法，其中，攪拌時間為30分鐘到1小時。
全文摘要
頭孢菌素類抗生素頭孢噻夫(I)的結(jié)晶化游離酸，其制備方法和含有它的藥物組合物。
文檔編號C07D501/36GK1119016SQ94191448
公開日1996年3月20日 申請日期1994年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月12日
發(fā)明者M·J·杜恩, M·S·伯格倫, G·E·哈迪, K·P·舍法爾德, R·S·朝, J·L·哈溫斯 申請人:厄普約翰公司