エタンブトール (74-55-5) 物理化学的性質
エタンブトール
エチレンジアミン由来の低分子抗抗酸菌活性物質で、通常は製剤開発用の結晶性原薬または塩として取り扱われます。
| CAS番号 | 74-55-5 |
| ファミリー | エチレンジアミン類 |
| 一般的な形状 | 白色結晶性粉末 / 固体 |
| 一般的な規格 | EP |
エタンブトールは、窒素原子に2つのキラルな1-ヒドロキシブタン-2-イル置換基（活性エナンチオマーはS,S立体配置）を有する脂肪族エチレンジアミン誘導体です。構造的には、2つの二次アミン官能基と2つの二次アルコール基を8炭素骨格に分布させた小型で柔軟なジアミン–ジオールであり、分子式は \(\ce{C10H24N2O2}\) です。分子の極性官能基（2つの塩基性窒素と2つの水素結合性アルコール基）と適度な分子サイズにより、高いトポロジカル極性表面積（TPSA = 64.5 Å^2）と低脂溶性が生じ、遊離塩基としての優れた水溶性および水溶性塩（特にジヒドロクロリド）の形成と整合しています。
2つの塩基性部位を持つため、エタンブトールは生理的条件下で多塩基性脂肪族アミンとして振る舞い、通常は塩結晶性・溶解性制御のため塩酸塩で臨床投与されます。2つのヒドロキシル基と2つのアミノ基により複数の水素結合供与体および受容体（H結合供与体数=4、H結合受容体数=4）が存在し、これが膜分配率の低下（XLogP ≈ −0.1、文献報告実験値は0.4から−0.3の範囲）に寄与し、親化合物の腎排泄を促進します。遊離塩基型と塩型は通常の取り扱い下で光や熱に対して化学的に安定ですが、吸湿性があり高湿度環境下での水分吸収を起こします。生物学的には酸化経路（アルコールのアルデヒドへの代謝酸化および続くジカルボン酸への変換）がより重要です。
エタンブトールは結核治療における併用補助剤として確立された抗結核薬であり、医薬品としては経口錠剤および塩酸塩製剤として調製されます。報告されている商用規格は主にEPです。
基本的な物理化学的性質
密度および固体形態
- 物理的説明：固体。
- 色/形状：結晶体；白色結晶性粉末。
- サンプルバッチで報告された光学特性：特定の比旋光度が報告されている（例：20 \(\mathrm{°C}\)/Dで+3度 (c = 5% 水溶液); 25 \(\mathrm{°C}\)/Dで+13.7度 (c = 2 水溶液); その他の値も報告あり）。
- 結晶構造データ（報告されたセルパラメータおよび対称性抜粋）：
- Hermann–Mauguin 空間群記号：P 1 21 1；Hall 空間群記号：P 2yb；空間群番号：4。
- 単位格子（例セット1）：a = 7.157, b = 8.440, c = 10.193; α = 90.00, β = 95.631, γ = 90.00; Z = 2; Z' = 1; 残差因子 = 0.0606。
- 単位格子（例セット2）：a = 7.1428, b = 8.4149, c = 10.1973; α = 90.00, β = 95.633, γ = 90.00; Z = 2; Z' = 1; 残差因子 = 0.0526。
- 固体状態の考察：遊離塩基型と塩型は融点挙動および溶解度が異なり、高湿度下での吸湿性は保管および錠剤製剤の実務的配慮事項です。
融点
報告されている融点（出典通りの値）： - 171.5〜174.5 \(\mathrm{°C}\) - 87.5〜88.8 \(\mathrm{°C}\) - 88 \(\mathrm{°C}\)
他の実験的融点報告（サンプル／塩型依存）： - 融点：198.5〜200.3 \(\mathrm{°C}\); 201.8〜202.6 \(\mathrm{°C}\)としても報告。 - 白色粉末、針状結晶、融点121〜122 \(\mathrm{°C}\)（分解）（特定の形態で報告）。
注意：融点範囲が複数あるのは、異なる結晶形態、塩（ジヒドロクロリド対遊離塩基）、実験条件の違いを反映しています。
溶解度および溶出挙動
- 報告されている溶解度データ（出典通り）：
- 「1000」（単位なし、出典値そのまま）。
- クロロホルム、ジクロロメタンに可溶；ベンゼンにはやや溶けにくい；水には微溶。
- 7.58e+00 g/L。
- その他の溶解度備考：水およびDMSOに可溶；エタノールにはやや溶けにくい；アセトンおよびクロロホルムに対しては特定の塩／形態で難溶または溶解困難（溶解度は遊離塩基対ジヒドロクロリド型で大きく異なる）。
- 実務的含意：塩酸塩は製剤における水溶性向上および経口用投与時の確実な溶解を目的に用いられます。
化学的性質
酸–塩基挙動および定性的pKa
- この特性に関して実験的に確立された値は現在のデータにはありません。
- 定性的評価：エタンブトールは2つの脂肪族二次アミン中心を有し、弱酸性から生理的pHでプロトン化可能であり、製剤上一般的にジヒドロクロリド塩が形成されます。プロトン化は水溶性を高め膜分配率を減少させるため、分子は低pHから中性pH範囲で親水性陽イオン種として振る舞います。
反応性および安定性
- 報告されている安定性：「光および熱に対して安定だが、高相対湿度下では吸湿性がある。」
- 化学反応性：常温での取り扱い条件下では化学的に安定であり、生体代謝ではアルコール基の酸化（アルデヒド中間体への酸化およびジカルボン酸への変換）が観察されています。加水分解は通常の保存条件下での代表的な分解経路ではありません。
- 取り扱い上の注意：湿度管理（高相対湿度回避）、製造中の長時間の水曝露防止、適切な塩型選択が、貯蔵安定性および一貫した溶出を維持するうえで重要です。
分子パラメーター
分子量および分子式
- 分子式：\(\ce{C10H24N2O2}\)。
- 分子量：204.31（報告値）。
- 正確質量／単一同位体質量：204.183778013。
その他の計算記述子： - 重原子数：14。 - 形式電荷：0。 - 定義された立体中心数：2。 - 複雑度：109。
LogPおよび構造的特徴
- 計算されたXLogP3‑AA：−0.1。
- 報告されている実験値／文献値：0.4；−0.3。
- 極性表面積および水素結合：TPSA = 64.5；水素結合供与体数 = 4；水素結合受容体数 = 4。
- 回転可能結合数：9。
- 解説：低ないしほぼゼロのlogP値、かなりのTPSA、水素結合供与体／受容体の存在は、親水性で低脂溶性のプロファイルを示し、中性体および塩型の腎クリアランスと疎水性膜を通過する受動拡散の制限と整合しています。2つのプロトン化可能なアミン中心が酸–塩基および塩型化学を支配します。
構造識別子（SMILES、InChI）
- SMILES:
CC[C@@H](CO)NCCN[C@@H](CC)CO - InChI:
InChI=1S/C10H24N2O2/c1-3-9(7-13)11-5-6-12-10(4-2)8-14/h9-14H,3-8H2,1-2H3/t9-,10-/m0/s1 - InChIKey:
AEUTYOVWOVBAKS-UWVGGRQHSA-N
識別子および同義語
登録番号およびコード
- CAS番号: 74-55-5
- 利用可能な技術資料で報告されているその他の識別子：欧州共同体（EC）番号 200-810-6；UNII 8G167061QZ；ChEBI CHEBI:4877；ChEMBL CHEMBL44884；DrugBank DB00330；ATCコード J04AK02。
同義語およびブランド非依存名
供給者および規制リストで報告されている代表的な同義語および系統名： - エタンブトール - Ethambutolum - Diambutol - Myambutol - EMB - (2S)-2-[2-[[(2S)-1-hydroxybutan-2-yl]amino]ethylamino]butan-1-ol - (+)-N,N'-Bis(1-(hydroxymethyl)propyl)ethylenediamine
（その他にも複数の登録者や歴史的な同義語が存在しますが、上記は権威ある識別子リストに報告されている例です。）
産業および医薬品用途
原薬または中間体としての役割
- エタンブトールは臨床的に抗結核薬として機能し、増殖中のMycobacterium属に対して静菌作用を示します。作用機序は結核菌のアラビノシル転移酵素（embA、embB、embC）の阻害であり、これにより細胞壁内のアラビナンおよびアラビノガラクタンの合成が障害されます。肺結核および肺外結核の併用療法に用いられ、耐性株の発生抑制に寄与します。
- 製剤形態：通常は口腔用錠剤向けに塩酸塩二水和物として供給され、一部の処方箋では経路別製剤として規定されています。製造および分析実験室では遊離塩基型および塩酸塩型の双方が使用されます。
製剤・開発の文脈
- 報告されている典型的な製剤形態：口腔用錠剤（例：塩酸塩100 mgおよび400 mg錠剤、散剤も報告されている）および臨床的に適応される場合の注射剤。
- 開発上の考慮点：水溶性の一貫性と取り扱いを確保するために塩酸塩型を選択。吸湿性があるため、湿気防止包装が必要。キラル組成が重要であり、薬理学的に優先されるエナンチオマーおよびD体・L体異性体の活性・毒性差異に関する歴史的証拠が、製造および品質管理戦略に影響を与えています。
規格および等級
典型的な等級タイプ（医薬品、分析用、工業用）
- エタンブトールに適用される代表的な商用等級の概念：
- 医薬品（薬局方）等級 — 製剤用原薬製造に用いられ、塩基形式および不純物管理が規定される。
- 分析用等級 — 方法開発および基準物質向けの高純度基準。
- 工業用等級 — 臨床外用や工業用途向けで、より緩やかな純度基準が適用される場合がある。
- 塩として供給される場合、薬局方モノグラフ（適用可能な場合）により塩基形態（一般的には塩酸塩）および医薬品用途に適した品質属性が指定される。
この物質の報告されている商用等級ラベル： - EP
一般的な品質属性（定性的説明）
- 重要な定性的品質属性：正しい塩基形態（遊離塩基対塩酸塩）、エナンチオマー純度（立体化学依存性による活性/毒性の違いに伴う）、低水分含有量および吸湿防止、残留溶媒および関連有機不純物の管理、医薬品用途のための定義された含量および不純物プロファイリング。安定性試験は吸湿および多形/結晶形変化を考慮し、経口固形製剤からの十分な溶出を示す溶出試験も必要。
安全性および取扱いの概要
毒性プロファイルおよび曝露に関する考慮事項
- 主な毒性懸念点：
- 眼の神経毒性：視神経炎は最も臨床的に重要な副作用で、視覚低下、中心暗点、色覚異常を引き起こします。リスクは用量および投与期間に依存し、早期発見および薬剤中止により可逆的である可能性があります。
- 神経系および末梢神経症状：末梢神経障害やその他の神経精神症状が報告されています。
- 肝障害：併用療法で一過性のアミノトランスフェラーゼ上昇が報告されており、臨床的に明らかな肝障害は稀ですが報告例があります。
- その他の影響：血清尿酸値の上昇および一部患者で痛風の発作が観察されています。
- 急性毒性データ：LD50（マウス、経口）2800 mg/kg（抗結核薬イソニアジドメタン-スルホネートとの混合物で毒性報告あり）。
- 作業時の取扱い：摂取や粉塵の吸入、眼への接触を避ける。適切な手袋と眼保護具を使用し、粉体取り扱い時は換気または局所排気を行うこと。反復曝露による臓器毒性の可能性があるため、慢性的な皮膚曝露は避け、エアロゾル発生も抑制する。
保管および取扱いガイドライン
- 報告されている保管条件：光、湿気、高温から保護し、可能な限り15〜30 \(\mathrm{°C}\)の密閉容器で保管。一部資料では40 \(\mathrm{°C}\)（104 \(\mathrm{°F}\)）以下、好ましくは15〜30 \(\mathrm{°C}\)での保管推奨。
- 吸湿性：バルクパウダーや中間材料は低相対湿度を保ち、適切な乾燥剤および包装を用いること。
- 緊急時および法令遵守の指針：医薬品原薬の標準的な流出対策および廃棄管理を実施。詳細な危険性、輸送および規制情報については製品別安全データシート（SDS）および現地法規を参照すること。
臨床または研究室での使用時には、標準的なSDSに基づく指導を遵守し、臨床治療では視機能モニタリング、製造・品質管理環境では曝露防止措置を適切に適用してください。
