CN1177807C - 稳定的、非吸湿性的l(-)肉碱和链烷酰基l(-)肉碱的盐和其制备方法以及含有此盐的固体口服组合物 - Google Patents
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Abstract
公开了稳定的、非吸湿性的式(I)的L(-)肉碱和链烷酰基L(-)肉碱和半乳糖二酸的盐，其中，肉碱部分和半乳糖二酸的摩尔比为2∶1。还公开了这种盐的制备方法和含有这种盐的固体口服的组合物。
Description
本发明涉及稳定的、非吸湿性的L(-)肉碱和链烷酰基L(-)肉碱的盐，其制备方法和包含有此盐的固体口服组合物。
这些盐适宜于制备适合口服的固体药物组合物，例如：锭剂、药片、咀嚼片、胶囊、颗粒剂、粉末等。其中，L(-)肉碱或链烷酰基L(-)肉碱构成活性成份可任选地和常用药用赋形剂调配。
这些稳定的、非吸湿性的盐还方便可包含其它活性成份的固体组合物的生产，其它活性成份例如是具有营养和/或饮食作用的物质。对于广大的使用者来说，这些口服组合物是最优选的服用形式。并且其自身正在所谓的保健食品、药用食品(Medical food)或药物营养品(nutraceutical)市场逐渐发展壮大。从常规的观点来看，这些术语还没有经过严格地定义。它们是指食品或食品成份，如食品补充物(food supplements)、食用产品(dietetic Products)、高能食品(energy foods)等。即为混配物，这些混配物并不致力于主要的或专门的治疗目的，而是致力于增进健康和改善消费者的总体健康状况，或防止由于饮食缺陷或由于年龄增长而造成必要的内生物质的生物合成的不充足从而导致的新陈代谢紊乱。
在本领域当中，对L(-)肉碱和其衍生物日益增加兴趣，这源于日益增长的广泛认识，并得到科学证据的证实：L(-)肉碱和低级链烷酰基L(-)肉碱，除了具有众所周知的治疗各种疾病的医疗价值外，而且还对职业运动员和任何从事运动者(包括业余运动员)的骨骼肌肉系统供能和增强对长期、紧张压力的耐受性具有突出贡献，其可增强这些人的运动能力。
另外，对于素食主义者来说，L(-)肉碱或其低级链烷酰基衍生物是必不可少的营养补充物，因为，其饮食中的肉碱成份以及两种氨基酸，即赖氨酸和蛋氨酸的含量较低。而这两种氨基酸是L(-)肉碱在肾和肺中生物合成的前体。
这些同样的考虑因素不仅对那些必须进行长时间节食和摄入蛋白质较少的人适用，而且，通常还适用于那些虽然并不表现出任何明显的确定的病理特征，但感到虚弱、体验到特定的紧张或生理和/或精神疲痨状态的人。
所有的这些应用表明，固体口服组合物是优选的存在形式，因为其使得使用者特别方便服用这些物质并遵守最佳的剂量规则。
而且，日益感兴趣的还在于L(-)肉碱和其衍生物可用于兽医领域，作为动物饲料补充物用于饲养牲畜、一些种类的鱼和最值得一提的是用于饲养贵重的动物，如赛马和良种马。
很久就知道L(-)肉碱和其链烷酰基衍生物，当其以如下式所示的内盐(或“甜菜碱”)的形式存在时，极容易吸湿并且很不稳定
其中，R＝H或C1～C5低级链烷酰基。
这导致原材料和最终产物的处理、稳定性和贮藏比较复杂。例如：L(-)肉碱药片必须包在附加的外壳中以使其不接触空气，因为，否则的话即使在通常湿度条件下，这些药片都会发生变化、膨胀并且变得成糊状的或胶粘的。而且由于其不够稳定而释放出痕量的三乙胺而产生令人不适的腥味。
众所周知，L(-)肉碱和其链烷酰基衍生物的盐也表现出与所谓内盐的(或“甜菜碱”)同样的治疗、营养或饮食作用，因此可代替使用。前提是这些盐是“药物学上可接受的”，即不表现出有害的毒性或副作用。实际上，选择“内盐”还是真正的L(-)肉碱或链烷酰基L(-)肉碱的盐主要取决于药物上的考虑因素，而不是治疗、营养或饮食考虑因素。
为方便处理，药物技术人员真正感兴趣的在于L(-)肉碱和其衍生物的盐(不象其内盐)为固体并且稳定，特别是在长时间贮藏条件下是非吸湿性的。因此，可很容易地加以加工以及与常用赋形剂通过传统形式的混和、制片等装置加以调配。而且，当转变成最终产品后，没有裹包的问题。无论是原材料形式的述是调配成最终产品的这些盐，即使在不理想的贮藏条件下也不应释放痕量的三乙胺，从而不会产生令使用者讨厌的效果。
目前，有大量的文献、尤其是专利公开了生产稳定的、非吸湿性的L(-)肉碱的盐和其衍生物的方法。
公开于1962年6月19日的日本专利No.30367(Tanabe Seiyaku)(公开文本No.5199/19)，公开了肉碱乳清酸盐的制备方法，并声称“其吸湿性比肉碱和其典型的盐(即氯化肉碱盐)要小得多，因此可很容易加工处理”。
美国专利4,602,039(Sigma-Tau)(授权日1986年7月22日)公开了L(-)肉碱马来酸盐和富马酸盐。
法国专利申请No.82 11626(Sanofi)(公开于1984年1月6日，公开号No.2529545)公开了非吸湿性的L(-)肉碱硫酸盐和草酸盐。
最后，欧州专利EP 0434088(LONZA)公开了利用非吸湿性的L(-)肉碱L(+)酒石酸盐(2∶1)(然而，其制备和物理化学特征由D.Müller和E.Strack描述在Hoppe Seyler＇s S.Physiol.Chem.第
353卷，618-622页，1972年4月)制备适合于口服的固体形式的如药片、胶囊、粉末或颗粒。
所有的这些L(-)肉碱盐，虽然其吸湿性要大大小于内盐，并具有比内盐或多或少的重要的优点，然而还存在某些缺点。
首先，L(-)肉碱的富马酸、马来酸和乳清酸形式的盐，其中L(-)肉碱和酸的摩尔比相等，即1∶1而不是2∶1。这构成的不利之处在于L(-)肉碱部分，它才是具有有益的治疗、营养或饮食作用的部分，与不产生这些作用的部分相比较，其百分含量较低而不能令人满意。而且所采用的成盐的酸分子量越大，其含量就越低。所以，例如在L(-)肉碱乳清酸盐中，L(-)肉碱的含量仅为约51％。
L(-)肉碱草酸盐(也是1∶1的盐)由于草酸的毒性而能不使用。
L(-)肉碱酒石酸盐，它具有是2∶1的盐的优点。(L(-)肉碱的百分含量为68％)，但其长时间贮藏不够稳定，释放出痕量的三乙胺而造成上面提到的极令人不适的气味，并且在相对湿度稍为超过60％时即潮解。
另外，上述任何一种酸都不能和L(-)肉碱及低级链烷酰基L(-)肉碱、尤其是乙酰基L(-)肉碱，同时形成稳定的、非吸湿性的盐。例如，L(-)肉碱富马酸盐和L(-)肉碱酒石酸盐很容易结晶并且是非吸湿性化合物(参见US4,602,039，Müller和Strack，loc.cit.和EP 0434088)，但相应地，乙酰基L(-)肉碱富马酸盐和酒石酸盐均为严重吸湿性化合物，存在和相应内盐一样的缺点。
本发明提供了L(-)肉碱和链烷酰基L(-)肉碱的可药用盐，其既没有相应内盐的易吸湿性、贮藏稳定性差、加工处理困难和裹包问题的缺点，也没有上面提到的已知非吸湿性盐的缺点。
更具体地，本发明提供了固体的、非吸湿性的盐，这种盐稳定，甚至在贮藏条件(就持续时间、温度和相对湿度而言)比已知盐释放三乙胺的那些条件要差得多的情况下，也不释放痕量的三乙胺。另外，在本发明的非吸湿性的L(-)肉碱盐和链烷酰基L(-)肉碱盐中具有同样的阴离子。在所有的这些盐中，L(-)肉碱部分和酸部分的摩尔比均为2∶1。
本发明的盐为L(-)肉碱和链烷酰基L(-)肉碱与半乳糖二酸所形成的具有式(I)的盐：
其中，R为氢或含有2-12个碳原子的直链或支链的链烷酰基。
链烷酰基优选为含有2-5个碳原子的低级链烷酰基。
链烷酰基更优选选自乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基和异戊酰基。
根据本发明的特别优选的盐的实例有：L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)、乙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)、丙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)和异戊酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)。
半乳糖二酸(或粘酸)及其盐均是无毒性化合物。
实际上，曾建议用半乳糖二酸的铵盐代替酒石酸氢钾用于油炸馅饼粉(backing powder)中和生产粒状泡腾盐。而且，半乳糖二酸根阴离子是包含在FDA认可的可在市场销售的盐的目录中(参见：药物学杂志(Journalof Pharmaceutical Sciences)第66卷，第1期1977年1月，第3页)。
本发明方法也比现有技术方法具有突出的优点。
已知方法需要使用大量的水或醇-水混和物或有机溶剂(如甲醇、乙醇、异丁醇)来溶解L(-)肉碱内盐和/或合适的酸[如L(+)酒石酸或富马酸]，以进行成盐化反应和后续的结晶过程。例如：按照上文引用的专利EP0434088，首先制备L(+)酒石酸于含水的90％乙醇中的沸腾溶液，然后向其中加入L(-)肉碱内盐。这使得必须在较高的温度(50-60℃)和减压(约200Torr)的条件下浓缩大量的包含有这种肉碱盐的溶液，而这造成明显的能量浪费。而且，使用有机溶剂的成本较高，并造成溶剂循环利用、环境污染和有毒废料处理的严重问题。
本发明方法克服了已知方法的这些缺点，从下面的详细描述，可以很清楚地看到这一点。
本发明制备固体的、非吸湿性和稳定的式(I)的盐的方法包括以下步骤：
(a)在室温下将L(-)肉碱内盐或链烷酰基L(-)肉碱内盐(其中链烷酰基如前定义)和得到糊状的淤浆或半液体稠状物所必需的最少量的水混和；
(b)在室温下，向所制备的淤浆中加入摩尔量为L(-)肉碱内盐或如前所述的链烷酰基L(-)肉碱内盐的一半的半乳糖二酸并且充分混和均匀所得的反应混合物；
(c)通过将反应混合物置于相对湿度不高于50％的空气中的方法进行反应混和物的固化/脱水，或通过干燥的手段来加速固化/脱水过程；和
(d)可选择地，研磨固化反应混合物得到颗粒或粉末的产品盐。
在进行步骤(c)的过程中，如果优选用加速固化/脱水步骤(b)中所得到的反应混和物的方法来代替放置反应混和物的方法，可将其加料到连续干燥器中或分批干燥器中，如化工领域技术人员熟知的汽轮盘式干燥器(turbotray drier)、直热旋转式干燥器(direct-heat rotary drier)、转鼓式干燥机、带式干燥机(belt drier)、喷雾干燥器、流化床干燥器和类似的工业干燥器(参见，如Kirk-Othmer化工技术百科全书的“干燥”部分(“Drying”in Kirk-Othmer＇s Encyclopedia of Chemical Technology)，第8卷，91-112页，1979年。)
或者，可通过用极少量的无毒易挥发的、与水互溶，但L(-)肉碱半乳糖二酸盐和链烷酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐不溶的溶剂(如丙酮)处理来进行反应混和物的脱水过程。
下述非限制性的实施用来说明根据本发明方法制备L(-)肉碱和一些链烷酰基L(-)肉碱的半乳糖二酸盐的方法及其物化特征。
实施例1：L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)
(1.a)将161.2g(1.0mol)的L(-)肉碱内盐和30ml的蒸馏水在研缸中混和得到半液体的淤浆。向淤浆中加入105.1g(0.5mol)的半乳糖二酸。所得混和物用杵充分混和均匀。一旦形成均匀的、半透明的、胶粘的和灰白色的“糊状物”，其可以平展在研缸的底部和壁上。为了加速这种半乳糖二酸盐的固化过程，将所形成的产物暴露于风扇的空气流(空气相对湿度约为40～45％，室温约为22℃)。15-20分钟后，固化的L(-)肉碱半乳糖二酸盐可研磨成所需大小的颗粒。
通过重复几次如前所述的制备方法，发现最终产品[L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)]中的含水量是一致的，为1.7-1.9％(重量)。
收率：100％
IR(KBr)cm-13500-3000(OH)，1726(COOH)；1594(COO-)；
1244(C-Osp2)；1106-1048(C-Osp3)
1H-NMR(200MHz，DMSO-d6，ppm以TMS为参照)：2.10-2.35(m，4H，CH2COO)；3,14(s，18H，(CH3)3-N+)；3,32(d，4H，CH2-N+)；
3.62(s，2H，(CHOH-CHOH-COOH)2)；
3.95(s，2H，(CHOH-CHOH-COOH)2)；
4.31-4.37(m，2H，CH2-CH-CH2)；4.86-5.21(m，8H，OH)
元素分析结果 C20H40N2O14
计算值： C45.10 H7.57 N5.25
实验值： C44.97 H7.54 N5.33
(1.b)还可通过简单地将产物放置数小时，即无需将产物暴露于任何气流中，来使L(-)肉碱半乳糖二酸盐固化和去水自然发生，直至得到可研磨的产品。
(1.c)或者，不用杵在研缸中混和淤浆，而用刮刀将L(-)肉碱和半乳糖二酸的淤浆在玻璃板上进行均化。
为了加速水份的自然除去，将所得到的半乳糖二酸盐平铺在玻璃板上形成薄薄一层。这个结果类似于(1.b)中所述的方法，但是，水份除去的时间更短。
在所有的上文情况下，L(-)肉碱含量(基于无水产品计算)为60.5％
实施例2：L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)
将16.2g(0.1mol)的L(-)肉碱内盐和3ml的蒸馏水在研缸中混和得到半液体淤浆。向所制得的淤浆中加入10.5g(0.05mol)的半乳糖二酸，并将所得混合物用杵充分混和均匀直到形成半透明的、胶粘的和灰白色的“糊状物”。
当“糊状物”开始固化时，继续用杵搅拌混和的同时，向其中加入70ml的丙酮。其后不久在室温下再用30ml的丙酮洗涤、过滤并且在真空条件下干燥，得到精细的粉状半乳糖二酸盐固体。
这样，实际得到的化合物是无水的。
收率：大于99％
实施例3：乙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)
将203.2g(1.0mol)的乙酰基L(-)肉碱内盐和35ml的蒸馏水在研缸中混和得到半液体淤浆。向此液浆中加入105.1g(0.5mol)的半乳糖二酸，然后接着进行与实施例1相同的程序。反应混和物的特性和实施例1的相同。
重复几次上述制备过程，发现最终产品[乙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)]的含水量为2.7-3.1％(重量)
收率：100％
乙酰基L(-)肉碱的含量(按无水产品计算)为65.9％。
IR(KBr)cm-13500-3000(OH)，1740(COCH3，COOH)；
1592(COO-)，1234(C-O)sp2)；1106-1048(C-Osp3)
1H-NMR(200MHz，DMSO-d6，ppm以TMS为参照)；
2,05(s，6H，COCH3)；2.3-2.6(m，4H，CH2COO)；
3.11(s，18H，(CH3)3-N+)；3.61(s，2H，(CHOH-CHOH-COOH)2)；
3.67-3.73(m，4H，CH2-N+)；3.95(s，2H，(CHOH-CHOH-COOH)2)；
5.36-5.42(宽峰m，8H，CH2-CH-CH2和OH)
元素分析结果 C24H44N2O16
计算值： C46.74 H7.19 N4.54
实验值： C46.62 H7.14 N4.61
实施例4：丙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)
将217.2g(1.0mol)的丙酰基L(-)肉碱内盐和35ml的蒸馏水在研缸中混和得到半液体淤浆。然后向此淤浆中加入105.1g(0.5mol)的半乳糖二酸，然后接着进行与实施例1相同的程序。反应混和物的特性和实施例1的相同。重复制备几次，得到最终产品[丙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)]的含水量一致为2.4-2.9％(重量)。
收率：100％
丙酰基L(-)肉碱的含量(按无水产品计算)为67.4％
IR(KBr)cm-13500-3000(OH)，1738(COCH2CH3，COOH)，
1590(COO-)，1240(C-Osp2)，1104-1040(C-Osp3)
1H-NMR(200MHz，DMSO-d6，ppm以TMS为参照)；
1,03(t，6H，CH2CH3)；2.2-2.6(m，8H，CH2CH3和CH2COO)；
3.11(s，18H，(CH3)3-N+)；3.62(s，2H，(CHOH-CHOH-COOH)2)；
3.67-3.80(m，4H，CH2-N+)；3.96(s，2H，(CHOH-CHOH-COOH)2)；
5.30-5.45(宽峰m 8H，CH2-CH-CH2和OH)
元素分析结果：C26H48N2O16
计算值： C48.44 H7.50 N4.34
实验质： C48.22 H7.44 N4.25
实施例5：异戊酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)
将245.2g(1.0mol)的异戊酰基L(-)肉碱内盐和38ml的蒸馏水在研缸中混和得到半液体的淤浆，然后，向此淤浆中加入105.1g(0.5mol)的半乳糖二酸。接着进行和实施例1相同的程序。反应混和物的特性和实施例1的相同。
重复制备几次，得到最终产品[异戊酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐(2∶1)]的含水量一致为3.3-3.7％(重量)
收率：100％
异戊酰基L(-)肉碱的含量(按无水产品来计算)为70.0％。
很明显，最终产物中的含湿量取决于多种因素，如起始L(-)肉碱或链烷酰基肉碱的含湿量、进行生产操作的工厂内空气的相对湿度和温度、整个加工操作时间和最终产品的颗粒大小。
而且，显然本发明方法比较现有技术具有几个突出的优点，
a)本方法是在室温和环境压力下进行的；
b)避免使用有机溶剂(或者仅用极少量的有机溶剂)，这样就避免了环境污染；
c)收率实际上是定量的；
d)起始的L(-)肉碱或链烷酰基L(-)肉碱内盐不需要是无水的，只要知道其起始含湿量就足够了。
e)通过简单地调整所加的水量(10％-30％，基于整个淤浆的重量)，即可使起始混和物的稠度发生变化，从半液体淤浆到不同流动性的浓淤浆。这使得可对脱水方法进行选择：从在相对湿度较低(如：30-40％)的环境中进行水份自然蒸发到用如前所述的工业干燥器来加速水的除去。
本发明的组合物也可以是药物组合物、非处方药物(OTC)组合物、食品补充物、饮食补充物、保健食品、药用食品、药物营养品、营养补充物、兽医产品和饲料的形式。
本发明的组合物可任选地包括：常用的赋形剂，填料，粘合剂，润滑剂，脱模剂，流动性调节剂，色素和调味剂以及其它的活性成份如维生素、氨基酸、痕量元素、矿物质等。
本发明组合物可以以单位剂量形式出现而作成片剂、咀嚼片、丸剂、小丸、锭剂和胶囊，它们分别包含有量为相当于50-1000mg、优选100-500mg的L(-)肉碱内盐或链烷酰基L(-)肉碱内盐的式(I)的盐。
对于在兽医领域的应用或作为饲料，优选散剂和粒剂。
下面描述的是一些单位剂量形式的组合物实施例。
a)L(-)肉碱半乳糖二酸盐咀嚼片组成
单个咀嚼片包含：
活性成份
L(-)肉碱半乳糖二酸盐 1.650g
(相当于1g的L(-)肉碱内盐)
赋形剂：
薄荷调味粉 0.075g
甘草调味粉 0.075g
蔗糖 1.730g
玉米淀粉 0.090g
硬脂酸镁 0.090g
(b)乙酰基L(-)肉碱药片的组成
单个药片包含：
活性成份： 759mg
乙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐
(相当于500g的乙酰基L(-)肉内盐)
赋形剂
微晶纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、硬脂酸镁、纤维素、乙酸酯邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二乙酯、二甲硅油。
(c)丙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐药片的组成
单个药片包含：
活性成份
丙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐 635mg
(相当于500mg的丙酰基L(-)肉碱内盐)
赋形剂
微晶纤维素 54.0mg
聚乙烯基吡咯烷酮 18.0mg
Crospovidone 30.0mg
硬脂酸镁 15.0mg
沉淀出的二氧化硅 3.0mg
羟丙基甲基纤维素 10.0mg
聚乙二醇6000 2.5mg
二氧化钛 1.8mg
甲基丙烯酸酯共聚物 8.3mg
纯净的滑石 2.4mg
Claims (16)
1.具有式(I)的盐：
其中，R为氢或含有2-12个碳原子的直链或支链的链烷酰基。
2.权利要求1的盐，其中链烷酰基是含有2-5个碳原子的低级链烷酰基。
3.权利要求2的盐，其中低级链烷酰基选自乙酰基、丙酰基、丁酰基和戊酰基。
4.权利要求3的盐，其中低级链烷酰基是异戊酰基。
5.权利要求1-3任一项所述的盐，它选自L(-)肉碱半乳糖二酸盐、乙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐、丙酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐和异戊酰基L(-)肉碱半乳糖二酸盐。
6.生产式(I)的盐的方法：
其中，R为氢或含有2-12个碳原子的直链或支链的链烷酰基，它包括：
a)在室温下将L(-)肉碱内盐或链烷酰基L(-)肉碱内盐和得到糊状物或半液体的淤浆所必需的最少量的水混和，其中的链烷酰基如前所述；
b)在室温下向所制备的淤浆中加入摩尔量为L(-)肉碱或如前所述的链烷酰基L(-)肉碱内盐的一半的半乳糖二酸并且充分混和均匀所得的反应混合物；
c)通过将反应混合物置于相对湿度不超过50％的空气中的方法进行反应混合物的固化/脱水，或通过干燥手段来加速其固化/脱水过程；和
d)任选的，研磨固化反应混合物得到颗粒或粉末的产物盐。
7.权利要求6的方法，其中R为氢或含有2-5个碳原子的直链或支链的链烷酰基。
8.权利要求6或7的方法，其中干燥手段选自连续干燥器、分批干燥器、汽轮盘式干燥器、直热旋转式干燥器、转鼓式干燥机、带式干燥机、喷雾干燥器和流化床干燥器。
9.包含式(I)的盐和任选的药用赋形剂的固体口服组合物：
其中，R为氢或含有2-12个碳原子的直链或支链的链烷酰基。
10.权利要求9的组合物，其中R为氢或含有2-5个碳原子的直链或支链的链烷酰基。
11.权利要求9的组合物，它是药物组合物、保健食品、药用食品、药物营养品、饮食补充物、营养补充物、兽医产品或饲料。
12.权利要求11的组合物，其中所述药物组合物是非处方药物组合物。
13.权利要求11的组合物，它为片剂、丸剂、锭剂、胶囊、散剂或粒剂的形式。
14.权利要求13的组合物，其中所述片剂为咀嚼片，所述丸剂为小丸。
15.权利要求9-12任一项所述的组合物，它为单位剂量形式，包含式(I)的盐的量相当于50-1000mg的L(-)肉碱内盐或链烷酰基L(-)肉碱内盐。
16.权利要求12的组合物，它为单位剂量形式，包含式(I)的盐的量相当于100-500mg的L(-)肉碱内盐或链烷酰基L(-)肉碱内盐。
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