Pioglitazonhydrochlorid (24-16-7) Physikalische und chemische Eigenschaften
Pioglitazonhydrochlorid
Hydrochloridsalz eines thiazolidindion-basierten kleinen Molekül-Wirkstoffs (API), der in Formulierungen verwendet wird, die die Insulinsensitivität über die Aktivierung von PPARγ modulieren; üblicherweise in pharmazeutischer Forschung & Entwicklung und Produktion verarbeitet.
| CAS-Nummer | 24-16-7 |
| Familie | Thiazolidindione |
| Typische Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Gängige Qualitätsgrade | BP, EP, JP, USP |
Pioglitazonhydrochlorid ist eine kleinmolekulare Verbindung der Thiazolidindion-Klasse, vorliegend als Monohydrochloridsalz eines substituierten Thiazolidin-2,4-dions. Strukturell enthält es einen 2,4-Thiazolidindion-Kern, der an eine benzyl-ether-pyridinyl-Seitenkette gebunden ist; das Vorhandensein eines basischen pyridinyl-Stickstoffatoms und das stöchiometrische Chlorid-Gegenion definieren die Hydrochloridsalzform. Die Summenformel lautet \(\ce{C19H21ClN2O3S}\); die Salzform steigert die Ionizität im Festzustand gegenüber der neutralen Grundsubstanz und beeinflusst die wässrige Löslichkeit, Auflösungskinetik sowie Feststoffstabilität im Vergleich zur freien Base.
Elektronisch weist das Molekül mehrere polarisierte Carbonyl- und Heteroatomzentren (Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel) auf, die zu Wasserstoffbrückenbildung beitragen (Wasserstoffbrückendonor-Anzahl = 2; Akzeptor-Anzahl = 5) und eine moderat polare Oberfläche erzeugen (topologische polare Oberfläche = 93,6). Die tertiären aromatischen und aliphatischen Bereiche verleihen eine ausgeprägte lipophile Charakteristik; folglich zeigt die Verbindung bei neutralem pH eine eingeschränkte wässrige Löslichkeit und eine starke Bindung an lipophile Matrices sowie biologische Membranen. Der metabolische Abbau erfolgt hepatogen, das Molekül wirkt pharmakologisch als PPAR‑gamma-Agonist; oxidative Metabolisierung und Phase-II-Konjugation sind dominierende Biotransformationswege in vivo.
Als pharmazeutisches Hydrochloridsalz wird das Material als oral applizierter Wirkstoff in festen oralen Darreichungsformen (Tabletten, häufig als Monotherapie oder in Kombinationspräparaten) verarbeitet. Übliche kommerzielle Qualitätsgrade für diesen Stoff umfassen: BP, EP, JP, USP.
Grundlegende physikochemische Eigenschaften
Dichte und Feststoffform
Pioglitazonhydrochlorid wird als kristallines Hydrochloridsalz (Monohydrochlorid-Verbindung des aktiven Molekülteils mit Chlorid) geliefert und verarbeitet. Das Salzcharakter erhöht ionische Wechselwirkungen im Kristallgitter gegenüber der neutralen Grundsubstanz und ergibt üblicherweise eine definierte kristalline Form, die für Herstellung und Qualitätskontrolle verwendet wird. Ein experimentell bestimmter Schüttdichtewert ist im vorliegenden Datenkontext nicht verfügbar.
Schmelzpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Löslichkeit und Auflösungsverhalten
Eine experimentelle wässrige Löslichkeitsmessung wurde mit 1,8 \(\mathrm{\mu g}\,\mathrm{mL}^{-1}\) (Mittelwert der Messungen bei \(\mathrm{pH}\) 7,4) berichtet. Diese sehr geringe Löslichkeit bei annähernd physiologischem pH entspricht dem Charakter eines Moleküls, das lipophile aromatische Domänen mit lokalisierten polaren und ionisierbaren Funktionalitäten kombiniert; das Hydrochloridsalz bietet unter sauren Bedingungen eine verbesserte Löslichkeit gegenüber der freien Base, kann aber bei neutralem pH weiterhin eine begrenzte Auflösung zeigen. In der Formulierungsentwicklung sind pH-Anpassung, Salzformauswahl, Partikelgrößenverkleinerung, feste Dispersionen oder die Verwendung löslichkeitsfördernder Hilfsstoffe typische Strategien zur Überwindung der geringen wässrigen Löslichkeit für die orale Verabreichung.
Chemische Eigenschaften
Säure-Base-Verhalten und qualitative pKa
Pioglitazonhydrochlorid liegt im Feststoff als protoniertes Salz vor; der Protonierungsort ist das pyridinyl-Stickstoffatom der Seitenkette, welches das Hydrochlorid-Gegenion bewirkt. Ein numerischer \(\mathrm{p}K_a\)-Wert ist im aktuellen Datenkontext nicht verfügbar. Qualitativ handelt es sich um eine schwache Base (heteroaromatische basische Stelle), die als stabiles Salz für pharmazeutische Anwendungen vorliegt; der Protonierungszustand beeinflusst die wässrige Löslichkeit und die Ion-Paar-Wechselwirkungen in Formulierungsmatrizes wesentlich.
Reaktivität und Stabilität
Der Thiazolidindion-Kern ist unter üblichen Umgebungsbedingungen der pharmazeutischen Herstellung und Lagerung grundsätzlich stabil, allerdings können carbonylhaltige Heterocyclen gegenüber starken Nukleophilen oder längerer Einwirkung stark basischer hydrolytischer Bedingungen empfindlich sein. Die Substanz wird im Rahmen des hepatischen Stoffwechsels über oxidative Wege verstoffwechselt; oxidative Abbauprozesse sind in Forced-Degradation-Studien zu berücksichtigen. Standardisierte Stabilitätskontrollen im Feststoff (kontrollierte Temperatur, geringe Feuchtigkeit, Schutz vor starken Oxidationsmitteln) und routinemäßige stabilitätsanzeigende Analysen sind für die Qualitätskontrolle geeignet.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Formel
- Molekularformel: \(\ce{C19H21ClN2O3S}\)
- Molekulargewicht: 392,9
Weitere berechnete Zusammensetzungsparameter vorhanden: exakte Masse 392,0961414; monoisotopische Masse 392,0961414.
LogP und strukturelle Merkmale
Ein experimentell gemessener LogP-/logD-Wert liegt im aktuellen Datenkontext nicht vor. Strukturbezogene Deskriptoren, die für Formulierung und ADME relevant sind: Wasserstoffbrückendonoren-Anzahl = 2; Wasserstoffbrückenakzeptoren-Anzahl = 5; Anzahl rotierbarer Bindungen = 7; topologische polare Oberfläche = 93,6; Anzahl schwerer Atome = 26; Komplexitätsgrad = 466. Diese Deskriptoren reflektieren ein Gleichgewicht aus polaren Funktionalitäten (Carbonyle, Heteroatome) und lipophilen aromatischen/alkylischen Fragmenten, das mit moderater Permeabilität, aber niedriger intrinsischer wässriger Löslichkeit vereinbar ist.
Strukturelle Identifikatoren (SMILES, InChI)
- SMILES:
CCC1=CN=C(C=C1)CCOC2=CC=C(C=C2)CC3C(=O)NC(=O)S3.Cl - InChI:
InChI=1S/C19H20N2O3S.ClH/c1-2-13-3-6-15(20-12-13)9-10-24-16-7-4-14(5-8-16)11-17-18(22)21-19(23)25-17;/h3-8,12,17H,2,9-10H2,1H3,(H,21,22,23);1H - InChIKey: GHUUBYQTCDQWRA-UHFFFAOYSA-N
Identifikatoren und Synonyme
Registernummern und Codes
- CAS-Nummer (wie im Dokumentkopf angegeben): 24-16-7
- Weitere CAS-Identifikatoren in Lieferanten- und Registerangaben: 112529-15-4 (primäre CAS im Bereich zusätzlicher Identifikatoren); veraltete CAS: 127676-30-6
- EG-Nummer: 629-731-9
- UNII: JQT35NPK6C
Synonyme und markenunabhängige Bezeichnungen
Gemeldete Namen und Synonyme umfassen (Auswahl häufiger, generischer Varianten): Pioglitazon Hydrochlorid; pioglitazone hydrochloride; Pioglitazone HCl; Pioglitazone (als Hydrochlorid); Pioglitazone (Hydrochlorid); IUPAC: 5-[[4-[2-(5-ethyl-2-pyridinyl)ethoxy]phenyl]methyl]-1,3-thiazolidine-2,4-dione;hydrochloride. Mehrere pharmakopöiale und Register-Bezeichnungen (BP/EP/JP/USP Referenzstandards) sowie ältere Synonyme sind in Anbieter- und Regulierungslisten aufgeführt.
Industrielle und pharmazeutische Anwendungen
Rolle als Wirkstoff oder Zwischenprodukt
Pioglitazonhydrochlorid wird als Wirkstoff (API) in oralen antidiabetischen Therapien verwendet. Es ist ein selektiver Agonist des peroxisomproliferator-aktivierten Rezeptors Gamma (PPAR‑gamma) und wird bei der Behandlung des Typ-2-Diabetes mellitus eingesetzt, um die Insulinsensitivität zu verbessern und die Transkription insulinresponsiver Gene zu modulieren. Der Wirkstoff kommt sowohl in der Monotherapie als auch in Kombinationspräparaten als orale Tablette vor; die vermarkteten Formulierungen und behördlichen Listen weisen auf seine Hauptrolle als Wirkstoff und nicht als synthetisches Zwischenprodukt für andere APIs hin.
Formulierungs- und Entwicklungszusammenhänge
Das Hydrochloridsalz wird verwendet, um eine diskrete, herstellbare kristalline Form für die Tablettenherstellung bereitzustellen. Angaben zum Applikationsweg und zur Darreichungsform zeigen die Verwendung als TABLETTE; ORAL in vermarkteten Produkten. Formulierungs- und Entwicklungsaspekte konzentrieren sich auf die geringe intrinsische wässrige Löslichkeit (gemessen 1,8 \(\mathrm{\mu g}\,\mathrm{mL}^{-1}\) bei \(\mathrm{pH}\) 7,4), den hepatischen Metabolismus sowie die Notwendigkeit, eine konstante Auflösung und Bioverfügbarkeit in oralen festen Darreichungsformen zu gewährleisten; die Koformulierung mit Metformin oder anderen oralen Antidiabetika ist eine gängige klinische Praxis.
Spezifikationen und Sorten
Typische Qualitätsstufen (pharmazeutisch, analytisch, technisch)
Typische Qualitätsstufen für diesen Wirkstoff umfassen pharmazeutische (pharmakopöische) Qualität zur Verwendung in Fertigarzneimitteln, analytische/Referenzstandards für Qualitätskontrolle und Methodenvalidierung sowie technische Qualitäten für nichtklinische Forschung. Pharmakopöische Referenzstandards und zertifizierte Referenzmaterialien sind für das Hydrochloridsalz gemeldet, entsprechend regulierter Herstellung und Freigabetests.
Allgemeine Qualitätsmerkmale (qualitative Beschreibung)
Zentrale Qualitätsmerkmale von Pioglitazonhydrochlorid-Chargen beinhalten Identität (strukturelle Bestätigung durch spektroskopische und chromatographische Methoden), Gehalt/Wirkstärke, Restlösungsmittel, Verunreinigungsprofil (verwandte Substanzen), Partikelgrößenverteilung (beeinflusst die Auflösung), polymorphe/kristalline Form und Feuchtigkeitsgehalt. Bei Spezifikation von BP/EP/JP/USP-Qualitäten wird die Einhaltung der Monographenanforderungen und validierter analytischer Verfahren erwartet; die Chargenfreigabe basiert auf Stabilitätsdaten und validierten Verunreinigungsgrenzen.
Folgende handelsübliche Qualitätsstufen sind für diese Substanz gemeldet: BP, EP, JP, USP.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Toxikologisches Profil und Expositionsaspekte
Pharmakologie: Die Verbindung ist ein PPAR‑gamma-Agonist; klinisch reduziert sie die Insulinresistenz durch Modulation der Transkription insulinempfindlicher Gene in Leber, Fettgewebe und Muskel. Gemeldete toxikologische Klassifizierungen umfassen den Verdacht auf reproduktionstoxische Wirkung (GHS-Gefahrencode H361) sowie eine Karzinogenitätsklassifizierung 2A (wahrscheinlich krebserzeugend für den Menschen) in einigen Meldungen. Konsolidierte Gefahrenhinweise umfassen Akute Tox. 4, Augenreizung 2A und Repr. 2 in bestimmten Lieferantenberichten; spezifische GHS-Hinweise mit Meldungshäufigkeiten sind H302 (gesundheitsschädlich beim Verschlucken), H319 (verursacht schwere Augenreizung) und H361 (Verdacht auf Schädigung der Fruchtbarkeit oder des ungeborenen Kindes). Hypoglykämie ist eine pharmakologisch relevante unerwünschte Wirkung. Charakteristika der oralen Absorption: im Serum messbar innerhalb von 30 Minuten nach Gabe mit Spitzenkonzentrationen etwa 2 Stunden nach Einnahme im nüchternen Zustand (Nahrung verzögert die Zeit bis zum Maximum, nicht aber das Ausmaß der Absorption). Hepatischer Metabolismus ist der primäre Biotransformationsweg.
Expositionskontrolle: Aufnahme durch Verschlucken und Einatmen von Staub sowie Kontakt mit den Augen vermeiden. Geeignete Schutzausrüstung verwenden (Handschuhe, Augenschutz, Laborkittel); technische Schutzmaßnahmen und Staubunterdrückung bei der Pulverhandhabung werden empfohlen. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Zulassungsinformationen sollten Nutzer auf das produktbezogene Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die lokalen Vorschriften verweisen.
Aufbewahrungs- und Handhabungshinweise
Das feste API kühl, trocken und in gut verschlossenem Behälter, fern von starken Oxidationsmitteln und übermäßiger Feuchtigkeit lagern; Temperaturkontrolle und Lichtschutz sind Standard zur Sicherstellung der Langzeitstabilität. Geeignete Behältnisse verwenden, um Staubentwicklung beim Umschlag und der Formulierung zu minimieren. Verschüttungen sind einzudämmen und mit Verfahren zu reinigen, die eine Staubverbreitung verhindern und eine Rückgewinnung zum ordnungsgemäßen Entsorgen gemäß lokalen Vorschriften ermöglichen. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Zulassungsinformationen sollten Nutzer auf das produktbezogene Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die lokalen Vorschriften verweisen.
