近年来,随着新分子实体开发的不断深入,新药的分子结构越来越复杂,药物的溶解性也越来越差。药物成盐是提高溶解性,改善生物利用度的重要手段,也是药化科研人员对候选药物进行最后结构优化的常规思路。药物成盐还能增加药物的稳定性、吸湿性以及提高熔点,改善药物晶型,对进一步开发药物剂型也具有重要作用。此外,药物成盐还具有掩盖药物味道,提高患者依从性,以及延长药物专利保护期等多方面的好处。那么,药物成盐,可以成哪些盐?
从2015年到2023上半年FDA批准的219个小分子化学新药来看,盐类药物共有77个,占35%。其中盐酸盐最多,总共有24个。对甲苯磺酸盐位列第二,有8个。钠盐、甲磺酸盐并列第三,各有6个。硫酸盐、琥珀酸盐并列第四,各有5个。马来酸盐、富马酸盐并列第五,各有4个。醋酸盐、磷酸盐并列第六,各有3个。枸橼酸盐排名第七,只有2个。此外,还有其它类型盐6个和1个特殊的阳离子盐,即葡甲胺盐。
2015年~2023上半年FDA批准的盐型药物
盐酸盐是使用频率最高的盐型。大多数药物为游离碱,生理条件下溶解度普遍较低,需要进行成盐修饰。一方面氯离子是内源性的,安全性是毋庸置疑的;另一方面盐酸价格比较便宜,工业化生产成本较低,因而盐酸盐成为了药物盐型筛选的首要选择。然而盐酸盐并不是十全十美的,也存在着弊端。一是盐酸盐容易形成水合物,会给制备、存储带来麻烦。二是盐酸是易挥发性酸,盐酸盐在制剂过程中易发生歧化。三是盐酸盐在体内有同离子效应,会导致溶解度的下降。但瑕不掩瑜,盐酸盐在盐型药物中依然是霸主。
2015年~2023上半年FDA批准的24款盐酸盐药物
对甲苯磺酸盐的使用频率仅次于盐酸盐。相较于盐酸盐,对甲苯磺酸盐容易得到熔点较高的无水晶型,有利于制剂处方的进一步研究。对甲苯磺酸盐在体内没有同离子效应,不存在同离子效应导致溶解度下降的问题。但对甲苯磺酸盐有基因毒性杂质的潜在风险,在工艺研究时要进行基因毒性杂质控制。
2015年~2023上半年FDA批准的8款对甲苯磺酸盐药物
钠盐、甲磺酸盐的使用频率并列第三。在阳离子盐中,钠盐是使用最多的一类,和盐酸盐类似,钠离子和氯离子都是内源性物质,使用时不必担心安全性问题,但也存在吸湿性的问题。钠盐能极大提高药物的水溶性,可以制成液体制剂进行注射使用。甲磺酸盐和对甲苯磺酸盐类似,使用时要注意潜在的基因毒性杂质。
2015年~2023上半年FDA批准的6款钠盐药物
2015年~2023上半年FDA批准的6款甲磺酸盐药物
硫酸盐、琥珀酸盐的使用频率并列第四。盐酸盐、钠盐或磺酸盐不成功时,还可尝试硫酸盐、琥珀酸盐。硫酸酸性较强,可与一些碱性较弱的药物成盐,改善药物理化性质。琥珀酸在日常生活中广泛应用于调味品,在医药上还具有抗痉挛、祛痰和利尿作用。
2015年~2023上半年FDA批准的5款硫酸盐药物
2015年~2023上半年FDA批准的5款琥珀酸盐药物
马来酸盐、富马酸盐的使用频率并列第五。马来酸和富马酸是一对顺反异构体,二者为有机酸,其形成的有机酸盐溶解度要低于无机酸盐,但吸湿性小于无机酸盐。
2015年~2023上半年FDA批准的4款马来酸盐药物
2015年~2023上半年FDA批准的4款富马酸盐药物
醋酸盐、磷酸盐的使用频率并列第六。醋酸是日常生活中常用到的酸,安全性已得到充分验证,醋酸是弱酸,可与碱性较强的药物成盐。磷酸是中强酸,可与游离碱药物成盐,提高溶解度,降低吸湿性。
2015年~2023上半年FDA批准的3款醋酸盐药物
2015年~2023上半年FDA批准的3款磷酸盐药物
枸橼酸盐的使用频率排名第七。枸橼酸又称为柠檬酸,是日常食物中的常见成分,也是体内循环的重要中间产物,因而可应用于药物成盐。
2015年~2023上半年FDA批准的2款枸橼酸盐药物
还有一些其它类型的盐被使用。乳酸、酒石酸、樟脑磺酸、马尿酸、氢溴酸等也可与游离碱药物成盐。此外,个别药物还可以制成混合盐。
2015年~2023上半年FDA批准的其它盐类药物
特殊的阳离子盐——葡甲胺盐。
2015年~2023上半年FDA批准的特殊阳离子盐药物
药物成盐有着诸多优点,但盐型筛选在药物研发的不同阶段有着不同的要求。在早期非临床研究阶段,若游离药物暴露量已达要求,则没有必要开发盐型。在药物后期开发中,也是优先开发游离形式,以便快速推进药物上市,之后再继续进行盐型研究,以延长药物的生命周期。但若是一开始药物的物理化性质就达不到成药性要求,则需要对药物进行系统的盐型筛选,找到最佳盐型。