3-(6-(1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧雜環(huán)戊烯-5-基)環(huán)丙烷甲酰胺基)-3-甲基吡啶-2 ...的制作方法
【專利說明】3- (6- (1 - (2，2-二氟苯并[d] [1，3]二氧雜環(huán)戊稀-5-基） 環(huán)丙烷甲釀胺基）-3-甲基吡啶-2-基）苯甲酸的固體形式 本申請是申請日為2011年4月7日，申請?zhí)枮?01180028291.X，發(fā)明名稱為 "3-(6_(1-(2,2_二氟苯并[d] [1，3]二氧雜環(huán)戊稀-5-基）環(huán)丙烷甲酰胺基）_3_甲基P比 啶-2-基）苯甲酸的固體形式"的發(fā)明專利的分案申請。 相關申請的奪叉參考
[0001] 本申請依據(jù)35U.S.C. §119,要求2010年4月7日提交的題為"固體形式的 3-(6-(1-(2, 2-二氟苯并[d] [1，3]二氧雜環(huán)戊稀-5-基）環(huán)丙烷甲酰胺基）-3-甲基P比 啶-2-基）苯甲酸"的美國臨時申請序列號為61/321，729的優(yōu)先權的權益，該申請的全部 內容結合到本文作為參考。 發(fā)明摶術領域
[0002] 本發(fā)明涉及固態(tài)形式，例如晶體形式的化合物3-(6-(1-(2,2_二氟苯并[d][l，3] 二氧雜環(huán)戊烯-5-基）環(huán)丙烷甲酰胺基）-3-甲基吡啶-2-基）苯甲酸、其藥用組合物和其 使用方法。 發(fā)明背景
[0003]CFTR為在多種細胞類型，包括吸收和分泌上皮細胞表達的cAMP/ATP-介導的陰離 子通道，在這里所述通道調節(jié)跨膜的陰離子通量以及其它離子通道和蛋白質的活性。在上 皮細胞中，CFTR的正常運作對于保持電解質在整個身體包括在呼吸和消化組織的運輸至 關重要。CFTR由約1480個氨基酸組成，其編碼由串聯(lián)重復的跨膜結構域組成的蛋白質，每 一個跨膜結構域含有6個跨膜螺旋和核苷酸結合域。兩個跨膜結構域由大的極性調節(jié)性 (R) _結構域連接，后者具有多個調節(jié)通道活性和細胞運輸?shù)牧姿峄稽c。
[0004]編碼CFTR的基因已被鑒定和測序（參見Gregory，R.J.etal. (1990)Nature347: 382-386 ;Rich，D.P.etal. (1990)Nature347:358-362)，（Riordan，J.R.etal. (1989) Science245 :1066-1073)。該基因的缺陷引起CFTR突變，導致囊性纖維化（"CF〃），后者為 人類中最常見的致命的遺傳性疾病。在美國，囊性纖維化影響每約二千五百個嬰兒中的一 個。在一般的美國人口中，高達1000萬人帶有單拷貝的缺陷基因而沒有明顯的不良影響。 相比之下，帶有雙拷貝的CF相關基因的個體遭受CF的衰弱和致命影響，包括慢性肺病。
[0005] 在患有囊性纖維化的患者，在呼吸道上皮細胞內源性表達的CFTR的突變導致頂 端陰離子分泌減少，造成離子和流體輸送不平衡。所生成的陰離子運輸減少有助于增強肺 部的粘液積聚和伴隨的微生物感染，這最終導致CF患者死亡。除了呼吸道疾病以外，CF患 者通常患有胃腸道問題和胰腺功能不全，如果不及時治療將導致死亡。另外，大多數(shù)患有囊 性纖維化的男性不能生育并且在患有囊性纖維化的女性當中生育率下降。與雙拷貝CF相 關基因的嚴重影響形成對照，帶有單拷貝的CF相關基因的個體呈現(xiàn)對霍亂和對由于腹瀉 造成的脫水的耐受性增加一這也許可以解釋在人口中存在相對高頻率的CF基因。
[0006] 對CF染色體的CFTR基因的序列分析揭示了許多引起疾病的突變（Cutting， G.R. ,etal.(1990)Nature346 ：366-369；Dean,M. ,etal.(1990)Cell61 ：863 ：870；and Kerem,B-S. ,etal.(1989)Science245:1073-1080；Kerem,B-Setal.(1990)Proc.Natl. Acad.Sci.USA87 :8447-8451)。迄今為止，已在CF基因中鑒別出超過1000種引起疾病的突 ^(http：//www.genet,sickkids.on.ca/cftr/lastvisitedApril4, 2011) 〇最普遍的突 變是CFTR氨基酸序列的第508位的苯丙氨酸的缺失，一般稱之為AF508-CFTR。這種突變出 現(xiàn)在約70 %的囊性纖維化患者中并且與嚴重的疾病相關（http://www.genet,sickkids. on.ca/cftr/lastvisitedApril4,2011)〇
[0007]AF508-CFTR的508殘基缺失阻止初生蛋白的正確折疊。這導致突變蛋白不能離 開ER和通過質膜。結果，存在于膜上的通道數(shù)目遠少于在表達野生型CFTR的細胞觀察到 的。除了通量受損，突變還導致通道門控缺陷。膜上的通道數(shù)目減少和門控缺陷一同導致陰 離子跨上皮細胞運輸減少，造成離子和流體輸送缺陷。（Quinton，P.M. (1990)，F(xiàn)ASEBJ. 4 : 2709-2727)。然而研究顯示，膜上的AF508-CFTR數(shù)目減少為功能性的，盡管少于野生型 CFTR^Dalemansetal. (1991)，NatureLond. 354:526-528;Denningetal.，在上；Pasyk andFoskett(1995)，J.Cell.Biochem. 270:12347-50)。除了AF508-CFTR，造成通量、合成 和/或通道門控缺陷的CFTR的其它致病突變可被上-或下調，以改變陰離子分泌和修改疾 病進展和/或嚴重性。
[0008] 雖然CFTR也運送多種分子，但是很顯然陰離子的運送代表運輸離子和水通過上 皮細胞的重要機制中的一個要素。其它要素包括上皮細胞的Na+通道、ENaC、Na+/2Cl/K+聯(lián) 合運輸通道、Na+-K+-ATP酶栗，以及負責攝取氯離子進入細胞的基底外側膜K+通道。
[0009] 這些要素共同起效以實現(xiàn)經(jīng)其細胞內的選擇性表達和定位跨上皮細胞的定向輸 送。通過存在于頂端膜上的ENaC和CFTR和在細胞的基底外側表面表達的Na+-K+_ATPase 栗和Cl通道的協(xié)調活性來發(fā)生氯吸收。氯自腔側的繼發(fā)性主動轉運導致氯在細胞內累計， 這些氯然后可經(jīng)C1通道被動離開細胞，造成矢量運輸。在基底外側表面排列的Na72C1 / K+協(xié)同轉運蛋白、Na+-K+-ATPase栗和基側膜K+通道和在腔側的CFTR協(xié)調氯經(jīng)腔側的CFTR 分泌。因為水自身可能從未主動轉運，其跨上皮細胞的流動取決于鈉和氯的總體流動產(chǎn)生 的微小經(jīng)上皮的滲透梯度。
[0010] 如以上討論的那樣，認為AF508-CFTR的508殘基缺失阻止初生蛋白的正確折疊， 導致這種突變蛋白不能離開ER和通過質膜。結果，在質膜上存在數(shù)量不足的成熟蛋白，并 且在上皮組織中的氯轉運顯著減少。事實上，ABC轉運蛋白通過ER機構的有缺陷的內質網(wǎng) (ER)處理的這種細胞現(xiàn)象，已經(jīng)顯示不僅是CF疾病，而且是廣泛范圍的其它相關和遺傳性 疾病的基礎。ER機構可能不起作用的兩種方式為通過失去與蛋白的ER輸出偶合導致降解， 或者通過這些有缺陷的/錯誤折疊蛋白的ER累積[AridorM，etal.，NatureMed?，豆(7)， 第 745-751 頁（1999) ;Shastry，B.S.，etal.，Neurochem.International,43,第 1-7 頁 (2003) ；Rutishauser,J. ,etal. ,SwissMedffkly, 132,第 211-222 頁（2002) ;Morello， JPetal.，TIPS，￡1，第 466-469 頁（2000);BrossP.，etal.，HumanMut.，1^，第 186-198 頁（1999)] 如上所述，現(xiàn)認為AF508-CFTR中第508位殘基的缺失阻止初生蛋白質的正確折疊， 其導致這種突變蛋白不能從內質網(wǎng)（ER)離開并不能進入到細胞質膜。因此，細胞質膜上 的成熟蛋白質數(shù)量減少，和上皮組織內氯離子的運輸顯著降低。事實上，這種ABC轉運體 經(jīng)ER機械處理缺陷性內質網(wǎng)的細胞現(xiàn)象已顯示出不僅是CF疾病的潛在基礎，也是很多其 它孤立性和遺傳性疾病的潛在基礎。ER機械可發(fā)生故障的兩種方式是或者通過蛋白質的 ER輸出的喪失連結而導致降解或者通過這些缺陷性/疊錯誤性蛋白質的ER聚積[Aridor M，etal.，NatureMed.，5(7)，pp745-751(1999) ;Shastry，B.S.，etal.，Neurochem. International,43,pp1-7(2003) ；Rutishauser,J. ,etal. ,SwissMedffkly,132,pp 211-222(2002) ；Morello,JPetal.,TIPS,21,pp. 466-469(2000)；BrossP. ,etal., HumanMut.，14,pp.186-198(1999)]。
[0011] 鹽形式的化合物3-(6-(l-(2,2-二-氟苯并[d][l，3]二氧雜環(huán)戊烯-5-基）環(huán) 丙烷甲酰胺基）_3_甲基吡啶-2-基）苯甲酸在國際PCT出版物W02007056341中公開（該 出版物全文結合到本發(fā)明中作為參考），該化合物作為CFTR活性的調節(jié)劑并由此用于治療 CFTR-介導的疾病，例如囊性纖維化。 I型的3-(6-(1-(2,2_二氟苯并[d][l，3]二氧雜環(huán)戊烯-5-基）環(huán)丙烷甲酰胺 基）-3_甲基吡啶-2-基）苯甲酸（"化合物1，1型"），其基本上是一種晶體且不含鹽的的 形式，在美國專利申請12/327, 902中公開，提交日是2008年12月4日，其全文結合到本發(fā) 明中作為參考。然而，目前對可在適用作為治療劑的藥用組合物中容易地應用的該化合物 是其它穩(wěn)定的固體形式仍存在需求。 發(fā)明概沭
[0012] 本發(fā)明涉及固體多晶型物的化合物3-(6-(1-(2,2_二氟苯并[d][l，3]二氧雜環(huán) 戊烯-5-基）環(huán)丙烷甲酰胺基）-3-甲基吡啶-2-基）苯甲酸（以下稱為"化合物1"），其 具有下式結構：
[0013] 同質多晶是固體形式的化合物的一種已知的現(xiàn)象。已知多晶形物的物理性質影響 例如溶解度、溶出率、流動性、吸收率和穩(wěn)定性。因此，特定多晶型物的選擇在組合物的研發(fā) 和制備中十分重要。
[0014] 在一實施方案中，化合物1是溶劑化物形式，在此指定為"化合物1的A型溶劑化 物"。在一實施方案中，所述溶劑化物形式為"化合物1的A型甲醇溶劑化物"。在另一實施 方案中，所述溶劑化物為"化合物1的A型乙醇溶劑化物"。其它實施方案包括： 化合物1，A型丙酮溶劑化物； 化合物1，A型2-丙醇溶劑化物； 化合物1，A型乙腈溶劑化物； 化合物1，A型四氫呋喃溶劑化物； 化合物1，A型乙酸甲酯溶劑化物； 化合物1，A型2- 丁酮溶劑化物； 化合物1，A型甲酸乙酯溶劑化物；和 化合物1，A型2-甲基四氫呋喃溶劑化物。
[0015] 在另一方面，化合物1是鹽的形式。所述鹽形式被稱為"化合物1的A型HC1鹽"。
[0016] 本文公開的化合物1固體形式及其藥用組合物可用于減輕CFTR-介導的疾?。ㄈ?囊性纖維化）的嚴重性。采用本文公開的方法，所述化合物1固體形式可用于制備其它化 合物1固體形式，以及包含化合物1固體形式的藥用組合物。 圖示簡述
[0017]圖1為化合物1的A型溶劑化物的X-射線粉末衍射圖。
[0018]圖2提供選自下列的化合物1的各溶劑化物形式的X-射線衍射圖： 1) 化合物1，A型甲醇溶劑化物； 2) 化合物1，A型乙醇溶劑化物； 3) 化合物1，A型丙酮溶劑化物； 4) 化合物1，A型2-丙醇溶劑化物； 5) 化合物1，A型乙腈溶劑化物； 6) 化合物1，A型四氫呋喃溶劑化物； 7) 化合物1，A型乙酸甲酯溶劑化物； 8) 化合物1，A型2- 丁酮溶劑化物； 9) 化合物1，A型甲酸乙酯溶劑化物；和 10) 化合物1，A型2-甲基四氫呋喃溶劑化物。
[0019]圖3提供化合物1的A型甲醇溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0020] 圖4提供化合物1的A型乙醇溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0021 ] 圖5提供化合物1的A型丙酮溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0022] 圖6提供化合物1的A型2-丙醇溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0023]圖7提供化合物1的A型乙腈溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0024]圖8提供化合物1的A型四氫呋喃溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0025] 圖9提供化合物1的A型乙酸甲酯溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0026] 圖10提供化合物1的A型2-丁酮溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0027] 圖11提供化合物1的A型甲酸乙酯溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0028]圖12提供化合物1的A型2-甲基四氫呋喃溶劑化物的X-射線衍射圖。
[0029] 圖13是化合物1的A型丙酮溶劑化物的差示掃描量熱（DSC)圖。
[0030] 圖14是化合物1的A型丙酮溶劑化物的熱重分析（TGA)圖。
[0031]圖15是基于單晶X-射線分析的化合物1的A型丙酮溶劑化物的構象圖。
[0032] 圖16是基于單晶X-射線分析的作為二聚體的化合物1的A型溶劑化物的構象圖。
[0033] 圖17是基于單晶X-射線分析的顯示羧酸基團之間氫鍵的化合物1的A型溶劑化 物的構象圖。
[0034] 圖18是基于單晶X-射線分析的顯示作為溶劑化物的丙酮的化合物1的A型溶劑 化物的構象圖。
[0035] 圖19是化合物1的A型HC1鹽的二聚體的構象圖。
[0036] 圖20是化合物1的A型HC1鹽的堆積圖（packingdiagram)。
[0037] 圖21是由晶體結構計算的化合物1的A型HC1鹽的X-射線衍射圖。
[0038] 圖22是化合物1的A型丙酮溶劑化物的固態(tài)13CNMR譜圖（15. 0kHz轉 (spinning))〇
[0039] 圖23是化合物1的A型丙酮溶劑化物的固態(tài)19FNMR譜圖（12. 5kHz轉）。 發(fā)明詳沭
[0040] 如本文所用的，將適應下列定義，除非另有說明。
[0041] 本文所用術語"CFTR"指囊性纖維化跨膜傳導性調節(jié)器或者其能夠調節(jié)活性的 突變，包括但不限于AF508CFTR和G551DCFTR(對于CFTR，參見如http://www.genet. sickkids.on.ca/cftr/lastvisitedMay28,2009)。
[0042] 如本文所用的，"晶體"指化合物或組合物，其中結構單位以固定的幾何模式或點 陣排列，使得結晶固體具有剛性的長程有序度。構成晶體結構的結構單位可以是原子、分子 或離子。結晶固體呈現(xiàn)出確定的熔點。
[0043] 本文所用術語"基本晶體"指在其分子位置中顯著地具有長距秩序排列的固體物 質。例如，基本晶體物質具有約85%以上的結晶度（例如約90%以上的結晶度或約95%以 上的結晶度）。還應注意的是術語"基本晶體"包括描述語"晶體"，其指具有100%結晶度 的物質。
[0044] 本文所用術語"調節(jié)"指通過一可測量增加或降低例如活性。
[0045] 如本文所用的，"同構溶劑化物"指具有多數(shù)重復空穴的化合物晶格，其中某些或 全部空穴可任選被相同或不同的溶劑分子占據(jù)。
[0046] 術語"DSC"指差示掃描量熱法。
[0047] 術語"TGA"指熱重分析法。 化合物1,A銦溶劑化物
[0048] 一方面，本發(fā)明的特征為同構溶劑化物形式的化合物1的固體形式，稱之為"化合 物1的A型溶劑化物"。
[0049] 本文公開的化合物1的A型溶劑化物包含化合物1的晶體晶格，其中所述晶體晶 格中的空隙是空的、或被適合的溶劑的一或多個分子占據(jù)或部分占據(jù)。適合的溶劑包括但 不限于甲醇、乙醇、丙酮、2-丙醇、乙腈、四氫呋喃、乙酸甲酯、2- 丁酮、甲酸乙酯和2-甲基 四氫呋喃。化合物1的同構溶劑化物形式的某些物理特性，例如X-射線粉末衍射、熔點和 DSC，基本上不受所討論的特定溶劑分子的影響。
[0050] 在一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征在于在采用Cu-Ka輻射的X-射 線粉末衍射圖中，在21. 50-21. 90度、8. 80-9. 20度和10. 80-11. 20度處的一或多個峰。
[0051] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征在于在采用Cu-Ka輻射的 X-射線粉末衍射圖中，在 21. 50-21. 90 度、8. 80-9. 20 度、10. 80-11. 20 度、18. 00-18. 40 度 和22. 90-23. 30度處的一或多個峰。
[0052] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征在于在21. 70、8. 98和11. 04 度處的一或多個峰。
[0053] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征在于在21. 70、8. 98、11. 04、 18. 16和23. 06度處的一或多個峰。
[0054] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征在于在21. 50-21. 90度處的 一個峰。
[0055] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征還在于在21. 70度處的一個 峰。
[0056] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征還在于在8. 80-9. 20度處的 一個峰。
[0057] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征還在于在8. 98度處的一個 峰。
[0058] 在另一實施方案中，化合物1的A型溶劑化物的特征還在于在10. 80-11. 20度處 的一個峰。
[0059] 在另一實施方案中，化合物