Polymorph screening and study of the structure of crystalline forms of phenyltetrahydroquinolinedione derivative with TRPA1-antagonistic activity

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. 7-(2-chlorophenyl)-4-(4-methyl-1,3-thiazol-5-yl)-4,6,7,8-tetrahydroquinoline-2,5(1H,3H)-dione is a new selective TRPA1 antagonist, which can become a promising analgesic and anti-inflammatory drug of a new generation. To develop its solid dosage form, it is necessary to determine its characteristics that can affect the critical quality attributes of the final product. Polymorphic modification of an active substance is one of these parameters. Objective: to screen for phenyltetrahydroquinolinedione derivative polymorphs and to study their structure using diffraction methods of analysis. Material and methods. X-ray powder diffraction was carried out on a Bruker D8 Discover diffractometer equipped with a nickel filter and a position-sensitive detector. The calculations were carried out using the DIFFRAC.SUITE EVA and TOPAS 4.2 software. The survey was carried out using the Bragg-Brentano geometry, in the reflection mode. Single crystals of polymorphic modifications were obtained by crystallization from various organic solvents and their mixtures. X-ray diffraction analysis was performed on a single-crystal X-ray diffractometer Xcalibur-3. Single-crystal structures were deciphered by a direct method using the SHELXTL software package. Results. The results of X-ray powder diffraction showed the presence of several crystalline phases in the native API sample; however, the results did not allow us to identify specific polymorphs. As a result of polymorph screening, several single crystals suitable for X-ray diffraction analysis were obtained from various solvents. The evaluation of the obtained samples showed no differences in the solubility of the polymorphs. It was found that orthorhombic modification I crystallizes from ethanol, while triclinic modification II crystallizes from methanol, isopropanol, acetone, acetone/acetonitrile or THF/acetonitrile mixtures. Differences in the molecular structure of the resulting polymorphs and their packing in crystals have been described. Conclusion. The identified API polymorphic modifications can be further evaluated in order to select a polymorph for the development of a solid dosage form based on it.

About the authors

Natalia Valeryevna Pyatigorskaya

The State Education Institution of Higher Professional Training The First Sechenov Moscow State Medical University under Ministry of Health of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: pyatigorskaya_n_v@staff.sechenov.ru
Doctor Habil. of Sciences of Pharmacy, Professor, Deputy Director of the Institute of Translational Medicine and Biotechnology, Head of the Department of Industrial Pharmacy, Institute of Vocational Education, Corresponding Member of the RAS

Natalia Sergeevna Nikolenko

The State Education Institution of Higher Professional Training The First Sechenov Moscow State Medical University under Ministry of Health of the Russian Federation

Email: nikolenko_n_s@staff.sechenov.ru
PhD in pharmaceutical sciences, associate professor of the Department of Industrial Pharmacy, Institute of Vocational Education.

Aleksei Dmitrievich Kravchenko

The State Education Institution of Higher Professional Training The First Sechenov Moscow State Medical University under Ministry of Health of the Russian Federation

Email: aleksej_kravchenko97@mail.ru
post-graduate student of the Department of Industrial Pharmacy, Institute of Vocational Education.

Ekaterina Igorevna Nesterkina

The State Education Institution of Higher Professional Training The First Sechenov Moscow State Medical University under Ministry of Health of the Russian Federation

Email: catherinenesterkina@gmail.com
assistant of the Department of Industrial Pharmacy, Institute of Vocational Education.

References

  1. Koivisto A., Jalava N., Bratty R. et al. TRPA1 Antagonists for Pain Relief. Pharmaceuticals. 2018; 11 (4): 117. doi: 10.3390/ph11040117.
  2. Бесхмельницына E. А., Покровский М. В., Должиков А. А. и др. Исследование анальгетической и противовоспалительной активности нового неопиоидного анальгетика на основе селективного ингибитора ионных каналов TRPA1. Кубанский научный медицинский вестник. 2019; 26 (1): 77-87.
  3. Singhal D. Drug polymorphism and dosage form design: a practical perspective. Advanced Drug Delivery Reviews. 2004; 56 (3): 335-47. doi: 10.1016/j.addr.2003.10.008.
  4. Brog J.-P., Chanez C.-L., Crochet A. et. al. Polymorphism, what it is and how to identify it: a systematic review. RSC Advances. 2013; 3 (38): 16905. doi: 10.1039/C3RA41559G.
  5. Censi R., Martino P.D. Polymorph Impact on the Bioavailability and Stability of Poorly Soluble Drugs. Molecules. 2015; 20 (10): 18759-76. doi: 10.3390/molecules201018759.
  6. Raza K. Polymorphism: The Phenomenon Affecting the Performance of Drugs. SOJ Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. 2014; 1 (2). doi: 10.15226/2374-6866/1/1/00111.
  7. FDA guidance for industry. ANDAs: Pharmaceutical Solid Polymorphism: Chemistry, Manufacturing, and Controls Information. [Electronic resource]. Access mode: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/andaspharmaceutical-solid-polymorphism-chemistry-manufactu-ring-and-controls-information

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. X-ray diffraction pattern of the native API sample, x-axis – scattering angle, y-axis – relative scattering intensity

Download (75KB)
3. Fig. 2. Micrograph of crystals of orthorhombic modification (form I)

Download (142KB)
4. Fig. 3. Micrograph of crystals of triclinic modification (form II)

Download (147KB)
5. Fig. 4. Molecular structure of the studied substance in the crystal structure I (left) and II (right). Ellipsoids of thermal vibrations of non-hydrogen atoms are given with 50% probability

Download (426KB)
6. Fig. 5. Molecular packing of the studied substance in a crystal I (left) and II (right)

Download (382KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».