As a novel drug-drug cocrystal, sacubitril allisartan calcium (S086) has demonstrated significant efficacy in the treatment of hypertension and heart failure. S086 has two crystalline forms (α and ξ) with the same molecular composition, but only the crystal structure of the latter has been disclosed. Using the carboxylic group (COO) and the amide group (CONH) as structural probes, the core structures and local dynamics of the Ca2+ coordination complex in the unit cell of the two cocrystals were examined by ultrafast two-dimensional infrared (2D IR) spectroscopy. A notable variation in the molar ratio of bidentate to bridging binding types of COO groups that bind to Ca2+ was first identified between the two crystal forms by linear IR spectroscopy. This variation is accompanied by greater local structural rigidity of the α-crystal compared to that of the ξ-crystal, as evidenced by a greater residual amplitude in the spectral diffusion dynamics extracted from the time-dependent 2D IR spectroscopy. Vibrational energy transfer between the bidentate and tridentate COO groups in the α-crystal was found to be faster than that in the ξ-crystal, suggesting shorter intermolecular distances between EXP3174 and sacubitril in the former. These findings provide dynamical structural parameters that help to understand the stability and releasing mechanisms of the drug molecules.

1.
M.
Kou
,
X.
Wang
,
H.
Ma
,
X.
Li
,
Y.
Heianza
, and
L.
Qi
,
JACC: Heart Failure
11
,
678
688
(
2023
).
2.
N. R.
Poulter
,
D.
Prabhakaran
, and
M.
Caulfield
,
Lancet
386
,
801
812
(
2015
).
3.
M.-C.
Irigoyen
,
K.
De Angelis
,
F.
dos Santos
,
D. R.
Dartora
,
B.
Rodrigues
, and
F. M.
Consolim-Colombo
,
Curr. Hypertens. Rep.
18
,
31
(
2016
).
4.
Y.
Wang
,
R.
Zhou
,
C.
Lu
,
Q.
Chen
,
T.
Xu
, and
D.
Li
,
J. Am. Heart Assoc.
8
,
1
40
(
2019
).
5.
The SOLVD Investigators
,
N. Engl. J. Med.
325
,
293
302
(
1991
).
6.
M. C.
Michel
,
H. R.
Brunner
,
C.
Foster
, and
Y.
Huo
,
Pharmacol. Ther.
164
,
1
81
(
2016
).
7.
M.
Burnier
and
H. R.
Brunner
,
Kidney Int.
54
,
S107
S111
(
1998
).
8.
G.
Kang
and
D.
Banerjee
,
Curr. Cardiol. Rep.
19
,
16
(
2017
).
9.
B.
Bozkurt
,
A. P.
Nair
,
A.
Misra
,
C. Z.
Scott
,
J. H.
Mahar
, and
S.
Fedson
,
JACC: Basic Transl. Sci.
8
,
88
105
(
2023
).
10.
G.
Mancia
,
R.
Kreutz
,
M.
Brunström
,
M.
Burnier
,
G.
Grassi
,
A.
Januszewicz
,
M. L.
Muiesan
,
K.
Tsioufis
,
E.
Agabiti-Rosei
,
E. A. E.
Algharably
,
M.
Azizi
,
A.
Benetos
,
C.
Borghi
,
J. B.
Hitij
,
R.
Cifkova
,
A.
Coca
,
V.
Cornelissen
,
J. K.
Cruickshank
,
P. G.
Cunha
,
A. H. J.
Danser
,
R. M. d.
Pinho
,
C.
Delles
,
A. F.
Dominiczak
,
M.
Dorobantu
,
M.
Doumas
,
M. S.
Fernández-Alfonso
,
J.-M.
Halimi
,
Z.
Járai
,
B.
Jelaković
,
J.
Jordan
,
T.
Kuznetsova
,
S.
Laurent
,
D.
Lovic
,
E.
Lurbe
,
F.
Mahfoud
,
A.
Manolis
,
M.
Miglinas
,
K.
Narkiewicz
,
T.
Niiranen
,
P.
Palatini
,
G.
Parati
,
A.
Pathak
,
A.
Persu
,
J.
Polonia
,
J.
Redon
,
P.
Sarafidis
,
R.
Schmieder
,
B.
Spronck
,
S.
Stabouli
,
G.
Stergiou
,
S.
Taddei
,
C.
Thomopoulos
,
M.
Tomaszewski
,
P.
Van de Borne
,
C.
Wanner
,
T.
Weber
,
B.
Williams
,
Z.-Y.
Zhang
, and
S. E.
Kjeldsen
,
J. Hypertens.
42
,
194
(
2024
).
11.
Y.
Chen
,
Q.
He
,
D.-C.
Mo
,
L.
Chen
,
J.-L.
Lu
,
R.-X.
Li
, and
J.
Huang
,
Medicine
101
,
e30904
(
2022
).
12.
L.
Miguel Ruilope
,
A.
Dukat
,
M.
Boehm
,
Y.
Lacourciere
,
J.
Gong
, and
M. P.
Lefkowitz
,
Lancet
375
,
1255
1266
(
2010
).
13.
S. D.
Solomon
,
M.
Zile
,
B.
Pieske
,
A. A.
Voors
,
A.
Shah
,
E.
Kraigher-Krainer
,
V.
Shi
,
T.
Bransford
,
M.
Takeuchi
,
J.
Gong
,
M.
Lefkowitz
,
M.
Packer
, and
J. J. V.
McMurray
,
Lancet
380
,
1387
1395
(
2012
).
14.
T.-D.
Wang
,
R.-S.
Tan
,
H.-Y.
Lee
,
S.-H.
Ihm
,
M.-Y.
Rhee
,
B.
Tomlinson
,
P.
Pal
,
F.
Yang
,
E.
Hirschhorn
,
M. F.
Prescott
,
M.
Hinder
, and
T. H.
Langenickel
,
Hypertension
69
,
32
41
(
2017
).
15.
D. J.
Campbell
,
Nat. Rev. Cardiol.
14
,
171
186
(
2017
).
16.
J.
Sun
,
W.
Xu
,
H.
Hua
,
Y.
Xiao
,
X.
Chen
,
Z.
Gao
,
S.
Li
,
X.
Jing
,
F.
Du
, and
G.
Sun
,
Biomed. Pharmacother.
129
,
110410
(
2020
).
17.
J.
Zhang
,
W.
Zhang
,
J.
Yan
,
Q.
Ge
,
X.
Lu
,
S.
Chen
,
W.
Xu
,
Y.
Li
,
J.
Li
,
S.
He
, and
J.
Wang
,
Hypertens. Res.
46
,
2024
2032
(
2023
).
18.
J.
Sun
,
Y.
Xiao
,
W.
Xu
,
W.
Xing
,
F.
Du
,
M.
Tian
,
D.
Xu
,
Y.
Ren
, and
X.
Fang
,
Front. Cardiovasc. Med.
11
,
1348897
(
2024
).
19.
Y.
Xiao
,
Z.-Y.
Zhou
,
J.-C.
Sun
,
W.
Xing
,
J.
Yan
,
W.-J.
Xu
,
Y.-S.
Lu
,
T.
Liu
, and
Y.
Jin
,
Biomed. Pharmacother.
170
,
115968
(
2024
).
20.
M.
Banerjee
,
K.
Nimkar
,
S.
Naik
, and
V.
Patravale
,
J. Controlled Release
348
,
456
469
(
2022
).
21.
X.
Wang
,
S.
Du
,
R.
Zhang
,
X.
Jia
,
T.
Yang
, and
X.
Zhang
,
Asian J. Pharm. Sci.
16
,
307
317
(
2021
).
22.
Y.
Zhou
,
C.
Lv
,
X.
Liu
,
J.
Gao
,
Y.
Gao
,
T.
Wang
, and
X.
Huang
,
Cryst. Growth Des.
24
,
584
600
(
2023
).
23.
I. C. B.
Martins
,
A. S.
Larsen
,
A. Ø.
Madsen
,
O. A.
Frederiksen
,
A.
Correia
,
K. M. Ø.
Jensen
,
H. S.
Jeppesen
, and
T.
Rades
,
Chem. Sci.
14
,
11447
11455
(
2023
).
24.
D. E.
Rosenfeld
,
Z.
Gengeliczki
,
B. J.
Smith
,
T. D. P.
Stack
, and
M. D.
Fayer
,
Science
334
,
634
639
(
2011
).
25.
26.
H. T.
Kratochvil
,
J. K.
Carr
,
K.
Matulef
,
A. W.
Annen
,
H.
Li
,
M.
Maj
,
J.
Ostmeyer
,
A. L.
Serrano
,
H.
Raghuraman
,
S. D.
Moran
,
J. L.
Skinner
,
E.
Perozo
,
B.
Roux
,
F. I.
Valiyaveetil
, and
M. T.
Zanni
,
Science
353
,
1040
1044
(
2016
).
27.
J.
Bredenbeck
,
J.
Helbing
,
K.
Nienhaus
,
G. U.
Nienhaus
, and
P.
Hamm
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
104
,
14243
14248
(
2007
).
28.
A.
Remorino
,
I. V.
Korendovych
,
Y.
Wu
,
W. F.
DeGrado
, and
R. M.
Hochstrasser
,
Science
332
,
1206
1209
(
2011
).
29.
J.
Wang
,
Int. Rev. Phys. Chem.
36
,
377
431
(
2017
).
30.
Y.
Zhao
,
P.
Yu
, and
J.
Wang
,
ChemPhysChem
25
,
e202482103
(
2024
).
31.
X.
He
,
P.
Yu
,
J.
Zhao
, and
J.
Wang
,
J. Phys. Chem. B
121
,
9411
9421
(
2017
).
32.
J.
Yan
,
W.
Xu
,
S.
Li
,
Y.
Zheng
, and
J.
Zhi
, “
Angiotensin II receptor antagonist metabolite and nep inhbitor composite, and preparation method thereof
,” China CN108473474A (
2018
).
33.
J.
Yan
,
W.
Xu
,
S.
Li
, and
D.
Tan
, “
New crystal form of ARNi compound, preparation method therefor, and use thereof
,” China CN118176190A (
2024
).
34.
L.
Zamirri
,
A.
Macia Escatllar
,
J.
Marinoso Guiu
,
P.
Ugliengo
, and
S. T.
Bromley
,
ACS Earth Space Chem.
3
,
2323
2338
(
2019
).
35.
L.
Wang
,
S.
Li
,
X.
Xu
,
X.
Xu
,
Q.
Wang
,
D.
Li
, and
H.
Zhang
,
J. Drug Delivery Sci. Technol.
70
,
103228
(
2022
).
36.
N.
Ul Islam
,
E.
Khan
,
M. N.
Umar
,
A.
Shah
,
M.
Zahoor
,
R.
Ullah
, and
A.
Bari
,
Antibiotics
10
,
939
(
2021
).
37.
H.
Xu
,
Y.
Tang
,
Q.
Wu
,
W.
Li
,
L.
Zhou
,
M.
Wang
, and
F.
Zou
,
J. Mol. Struct.
1312
,
138577
(
2024
).
38.
W.
Xu
,
H.
Xu
,
J.
Yan
,
S.
Li
,
P.
Yu
,
J.
Zhao
,
F.
Yang
, and
J.
Wang
,
Acs Omega
9
,
49683
49691
(
2024
).
39.
C. T.
Middleton
,
A. M.
Woys
,
S. S.
Mukherjee
, and
M. T.
Zanni
,
Methods
52
,
12
22
(
2010
).
40.
D.
Li
,
F.
Yang
,
C.
Han
,
J.
Zhao
, and
J.
Wang
,
J. Phys. Chem. Lett.
3
,
3665
3670
(
2012
).
41.
P.
Hamm
and
M.
Zanni
,
Concepts and Methods of 2D Infrared Spectroscopy
(
Cambridge University Press
,
2011
).
42.
M.
Grechko
and
M. T.
Zanni
,
J. Chem. Phys.
137
,
184202
(
2012
).
43.
D. E.
Moilanen
,
D.
Wong
,
D. E.
Rosenfeld
,
E. E.
Fenn
, and
M. D.
Fayer
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
106
,
375
380
(
2009
).
44.
Y. S.
Kim
and
R. M.
Hochstrasser
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
102
,
11185
11190
(
2005
).
45.
J. R.
Zheng
,
K.
Kwak
,
J.
Asbury
,
X.
Chen
,
I. R.
Piletic
, and
M. D.
Fayer
,
Science
309
,
1338
1343
(
2005
).
46.
J.
Wang
and
R. M.
Hochstrasser
,
Chem. Phys.
297
,
195
219
(
2004
).
47.
X.
Dong
,
S.
Wang
,
P.
Yu
,
F.
Yang
,
J.
Zhao
,
L.-Z.
Wu
,
C.-H.
Tung
, and
J.
Wang
,
J. Phys. Chem. B
124
,
544
555
(
2020
).
48.
J.
Wang
,
J. Phys. Chem. B
112
,
4790
4800
(
2008
).
49.
L.
Shi
,
P.
Yu
,
J.
Zhao
, and
J.
Wang
,
J. Phys. Chem. C
124
,
2388
2398
(
2020
).
50.
K.
Kwak
,
D. E.
Rosenfeld
, and
M. D.
Fayer
,
J. Chem. Phys.
128
,
204505
(
2008
).
51.
K.
Kwak
,
S.
Park
,
I. J.
Finkelstein
, and
M. D.
Fayer
,
J. Chem. Phys.
127
,
124503
(
2007
).
52.
K.
Kwac
and
M. H.
Cho
,
J. Chem. Phys.
119
,
2256
2263
(
2003
).
53.
Q.
Guo
,
P.
Pagano
,
Y.
Li
,
A.
Kohen
, and
C. M.
Cheatum
,
J. Chem. Phys.
142
,
212427
(
2015
).
54.
F.
Palombo
,
M.
Paolantoni
,
P.
Sassi
,
A.
Morresi
, and
M. G.
Giorgini
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
13
,
16197
16207
(
2011
).
55.
J. L. S.
Dean
,
C. G.
Cramer
, and
J. A.
Fournier
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
26
,
21163
21172
(
2024
).
56.
M.
Banno
,
K.
Ohta
, and
K.
Tominaga
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
14
,
6359
6366
(
2012
).
57.
X.
Zhang
,
R.
Kumar
, and
D. G.
Kuroda
,
J. Chem. Phys.
148
,
094506
(
2018
).
58.
M. F.
DeCamp
,
L.
DeFlores
,
J. M.
McCracken
,
A.
Tokmakoff
,
K.
Kwac
, and
M.
Cho
,
J. Phys. Chem. B
109
,
11016
11026
(
2005
).
59.
L. P.
DeFlores
,
Z.
Ganim
,
S. F.
Ackley
,
H. S.
Chung
, and
A.
Tokmakoff
,
J. Phys. Chem. B
110
,
18973
18980
(
2006
).
60.
P.
Hamm
,
M. H.
Lim
, and
R. M.
Hochstrasser
,
J. Phys. Chem. B
102
,
6123
6138
(
1998
).
61.
R.
Ball
,
J. A.
Jackson
,
T.
Simeon
,
G. C.
Schatz
,
J. C.
Shafer
, and
J. M.
Anna
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
26
,
10078
10090
(
2024
).
62.
S. C.
Edington
and
C. R.
Baiz
,
J. Phys. Chem. A
122
,
6585
6592
(
2018
).
63.
J. M.
Anna
,
J. T.
King
, and
K. J.
Kubarych
,
Inorg. Chem.
50
,
9273
9283
(
2011
).
64.
F.
Yang
,
X.
Dong
,
M.
Feng
,
J.
Zhao
, and
J.
Wang
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
20
,
3637
3647
(
2018
).
65.
J. K.
Chung
,
M. C.
Thielges
,
S. E. J.
Bowman
,
K. L.
Bren
, and
M. D.
Fayer
,
J. Am. Chem. Soc.
133
,
6681
6691
(
2011
).
66.
H. J.
Bakker
,
P. C. M.
Planken
, and
A.
Lagendijk
,
Nature
347
,
745
747
(
1990
).
67.
J. T.
King
,
M. R.
Ross
, and
K. J.
Kubarych
,
J. Phys. Chem. B
116
,
3754
3759
(
2012
).
You do not currently have access to this content.