New pharmaceutical cocrystals assembled via halogen bonding

Halogen Bonding (XB) and Pharmaceutical Cocrystals represent two of the most innovative topics in Solid State Chemistry of the last years. Despite both research fields have been deeply investigated, it was never thought until now about the possibility to exploit XB in order to synthesize Pharmaceutical Cocrystals, although among APIs the presenc of potential XB donors is not uncommon. In this study the possibility to synthesize Pharmaceutical Cocrystals using Halogen Bonding has been evaluated using four selected APis (TBBt, Rose Bengal, Haloprogin e IPBC) and cocrystallizing them with suitable molecular partners. The presence of a iodoethynyl moiety in two of the selected APIs gave also the opportunity to study in detail the characteristics of haloethynyl moieties using theoretical calculations, cocrystallization, IR spectroscopy and X-Ray diffraction studies in order to determine the role of this moieties in the landscape of XB donors. Optical microscopy, IR spectroscopy, DSC analysis and XRD techniques (both on single crystals and powders) were used in order to characterize the Pharmaceutical Cocrystals obtained and, moreover, to investigate the role playied by XB in the formation of the Pharmaceutical Cocrystal. The aqueous solubility of IPBC cocrystals was also evaluated, as well as flow properties of the cocrystal of IPBC with calcium chloride, that was considered the most promising from the industrial application point of view. From these studies it can be concluded that Halogen Bonding can be effectively used as a new strategy for the synthesis of Pharmaceutical Cocrystals.

Il legame ad alogeno (Halogen Bonding, XB) e i Cocristalli Farmaceutici rappresentano due fra gli argomenti di ricerca più innovativi nel campo della chimica dello stato solido degli ultimi anni. Nonostante entrambi questi argomenti siano stati oggetto di studi approfonditi, fino ad ora il legame ad alogeno non è mai stato impiegato per sintetizzare Cocristalli Farmaceutici, nonostante la presenza di potenziali donatori di legame ad alogeno non sia infrequente fra le molecole farmacologicamente attive. In questo studio la possibilità di sintetizzare Cocristalli Farmaceutici utilizzando il legame ad alogeno è stata valutata selezionando quattro principi attivi (TBBt, Rosa Bengala, Haloprogin e IPBC) e cocristallizandoli con opportuni partner molecolari. La presenza di un gruppo iodoacetilenico in due di questi principi attivi ha inoltre fornito l'opportunità per studiare maggiormente in dettaglio le caratteristiche degli alogenoalchini tramite studi computazionali, di cocristallizzazione, di spettroscopia IR e di diffrazione a raggi X in modo da determinare il ruolo gerarchico di questi gruppi funzionali nel panorama dei donatori di legame ad alogeno. Tecniche di microscopia ottica, spettroscopia IR, analisi termica (DSC) e di diffrazione di raggi X (su singolo cristallo e su polveri) sono state utilizzate allo scopo di caratterizzare i Cocristalli Farmaceutici ottenuti e soprattutto di individuare con precisione il ruolo del legame ad alogeno nella formazione del Cocristallo Farmaceutico. La solubilità in acqua dei cocristalli di IPBC è stata inoltre esaminata così come le proprità di scorrimento della polvere del cocristallo con il cloruro di calcio, considerato il più promettente dal punto di vista dell'applicazione industriale. Da questi studi si può concludere che il legame ad alogeno può essere effettivamente utilizzato come nuova strategia per la sintesi di Cocristalli Farmaceutici.