КЕТОПАНТОИЛАМИНОБУТИРАТ КАЛЬЦИЯ, ОБЛАДАЮЩИЙ СЕДАТИВНЫМ ДЕЙСТВИЕМ Российский патент 1995 года по МПК C07C235/74 A61K31/16 

Изобретение относится к органической химии и касается нового производного γ-аминомасляной кислоты кетопантоиламинобутирата кальция (кальциевой соли N-(4-гидрокси-3,3-диметил-2-осо-1- бутирил) γ-аминомасляной кислоты), формулы I, проявляющего седативное действие, и может быть использовано в медицине.

HO-CH₂- CO-CO-NH-CH₂-CH₂-CH₂-COOCa
В настоящее время в качестве седативных средств используются аминалон, натрий оксибутират, пирацетам. Указанные препараты имеют ряд существенных недостатков: низкую активность, наличие побочных эффектов.

Наиболее близким по структуре соединением, используемым в лечебной практике, является пантогам, обладающий седативным действием на ЦНС.

К недостаткам препарата пантогам относится необходимость его применения в высоких, близких к максимально допустимым, дозах до 3 г в день, низкий терапевтический индекс (3,3), наличие нежелательных побочных эффектов: угнетающее и миорелаксирующее действие.

Кроме того, в синтезе пантогама одним из полупродуктов является дорогостоящий D-пантолактон, который получают разделением на энантиомеры синтетического DL-пантолактона. Разделение DL-пантолактона на энантиомеры многостадийный процесс, связанный с использованием дефицитных, вредных, огнеопасных веществ и растворителей и получением больших количеств отходов.

Создание в качестве седативного средства кетопантоиламинобутирата кальция (КПА-Са) позволяет получить новый более эффективный препарат широкого спектра действия и низкой токсичностью, проявляющий активность в диапазоне доз на порядок меньшем, чем у пантогама, с отсутствием побочных действий: угнетающего и миорелаксирующего, и высоким (115) терапевтическим индексом. Кроме того, в синтезе нового соединения КПА-Са используется вместо D-пантолактона кетопантолактон, при пpоизводстве которого исключается процесс разделения на энантиомеры, что значительно удешевляет целевой продукт, делает его производство экологически более безопасным за счет снижения отходов, отсутствия необходимости использования большого количества сырья и растворителей, снижения энергозатрат.

Отличительной особенностью, нового соединения является наличие в его структуре кето(оксо)пантоевой и γ-аминомасляной кислот, образующих между собой амидную связь. КПА-Са получают конденсацией кетопантолактона с кальциевой солью γ-аминомасляной кислоты в спирте.

Строение КПА-Са доказано с помощью данных элементного анализа и ИК-спектров. КПА-Са белый порошок, хорошо растворим в воде, трудно растворим в ацетоне, хлороформе.

П р и м е р 1. 1,02 г (0,025 ммоля) кальция металлического нагревают в 25 мл метанола в течение часа, затем прибавляют 5,26 г (0,05 г-мол) γ-аминомасляной кислоты и перемешивают 1 час при 65^оС. К полученной массе прибавляют 6,54 г (0,05 г-мол) кетопантолактона и перемешивают 1,5 ч при 65^оС. Затем метанол отгоняют до сиропообразного остатка, к которому при перемешивании при комнатной температуре прибавляют 50 мл ацетона. Остаток отфильтровывают, промывают ацетоном, сушат. Получают 10,71 г КПА-Са. Выход 85,6% Т.пл. 208-211^оС.

Найдено, C 47,35; H 6,51; N 5,31
C₂₀H₃₂O₁₀N₂Ca
Вычислено, C 48,00; H 6,44; N 5,59
ИК-спектр: 3400 см^-1 (ν ОН, NH); 1700 см^-1 (ν С=0) 1660 см^-1 (ν СО амид 1); 1560 см^-1 (ν CN амид II).

П р и м е р 2. К 5,26 г (0,05 г-мол) γ-аминомасляной кислоты в 25 мл метанола прибавляют 1,43 г окиси кальция, (0,025 г-мол) и перемешивают 1 ч при 65^оС. Затем прибавляют 6,54 (0,05 г-мол) кетопантолактона и перемешивают 1 ч при 65^оС. Метанол отгоняют, остаток растворяют в 40 мл воды и экстрагируют хлороформом. Водный слой фильтруют через уголь, упаривают и сушат. Получают 10,48 г. Выход 83,8% Т.пл. 207-210^оС.

Центральную нейротропную активность соединения изучали общепринятыми методами в опытах на белых беспородных мышах обоего пола массой 20±2 г. Регистрацию спонтанной двигательной активности (СДА) измеряли в течение 60 мин в 40-канальном автоматическом актометре по методике (1) в модификации К.С. Раевского и В.Л.Тимофеева (2), основанной на принципе замыкания цепи электротока, возникающего при перемещении животного с одной металлической пластины на другую. Данный тест является одним из самых распространенных показателей возбудимости ЦНС и изменения ее под влиянием исследуемого вещества выражение его угнетающего или стимулирующего действия.

Способность изучаемого соединения нарушать ориентировочные рефлексы (ОР) животных исследовали по тесту "подъема на наклонную сетку" (3). Подавление "исследовательского" поведения отражает специфическое психотропное влияние вещества и в определенной степени характеризует его угнетающее действие.

Для изучения миорелаксантного эффекта использовали методику "вращающегося стержня" (4), которая позволяет регистрировать нарушения координации движений, равновесия, атаксию. Подопытных мышей помещали на горизонтальный стержень диаметром 2 см и скоростью вращения 5 об/мин. Регистрировали количество животных, способных в течение 2 мин удерживать равновесие на стержне. При этом наличие миорелаксантного компонента рассматривается как побочный эффект изучаемого вещества.

Определение влияния исследуемого соединения на продолжительность снотворного действия различных барбитуратов является достаточно распространенным методом экспериментальной психофармакологии. Для первичного выявления не только наркотических и снотворных свойств, но и для обнаружения нейролептических, транквилизирующих, стимулирующих и других видов психофармакологической активности, с преимущественно центральным компонентом действия (5, 6).

О продолжительности снотворного действия барбитуратов (гексобарбитал 100 мг/кг, в/б; барбитал-натрий 250 мг/кг, в/б) судили по времени утраты животными рефлекса переворачивания до его восстановления.

Исследуемое вещество вводили внутрибрюшинно в водном растворе за 60 мин до начала эксперимента, за исключением теста с барбитуратами. В этом случае КПА-Са вводили за 30 мин до начала опыта. Активность синтезированного соединения сопоставляли с активностью пантогама в эквимолярных дозах. Острую токсичность у мышей определяли при внутрибрюшинном введении, среднюю смертельную дозу (DL₅₀) рассчитывали по методу Литчфинда-Уилкоксона.

Статистическую обработку полученных результатов проводили на компьютере по программам "Turbo-dost 5" и "Symphony-Probit".

При изучении острой токсичности КПА-Са установлено, что DL₅₀заявляемого соединения у мышей при внутрибрюшинном способе введения составляет 2234,3±60,7 мг/кг. Ранее проведенными исследованиями было (7) было выявлено, что DL₅₀ пантогама при том же способе введения равно 2250 мг/кг. Таким образом, токсичность у обоих веществ при однократном введении оказалась практически идентичной. Однако максимально переносимая доза для пантогама составляет 1000 мг/кг, а для КПА-Са 1500 мг/кг.

Изучение двигательной активности по тесту СДА показало, что КПА-Са статистически достоверно снижает локомоторную активность у подопытных животных. Под его влиянием среднее число пробежек существенно уменьшалось, а наибольший эффект был выявлен в дозе 150 мг/кг. Введение пантогама также вызывало угнетение двигательной активности, однако эффект препарата проявлялся в более высоких дозах. Так снижение числа пробежек в актометре примерно на 30% происходило после введения пантогама в дозе 500 мг/кг, а КПА-Са в дозе 10 мг/кг, т.е. в 50 раз меньшей. Снижение двигательной активности на 70% было выявлено под влиянием пантогама в дозе 1000 мг/кг (максимально переносимой), а КПА-Са 150 мг/кг (ровно в 10 раз меньше максимально переносимой) (табл.1).

При изучении ОР по тесту "подъема на наклонную сетку" установлено, что КПА-Са в диапазоне доз от 0,1 до 150 мг/кг не нарушает "исследовательского" поведения животных. В отличие от заявляемого соединения, пантогам угнетал ОР у мышей, причем максимальный эффект наступал через 60 мин после введения препарата. Средняя эффективная доза (DE₅₀), рассчитанная на максимум действия, составила для пантогама 680 (565-816) мг/кг.

Исследование влияния КПА-Са на мышечную силу и координацию движений по методу "вращающегося стержня" показало, что введение данного вещества в том же диапазоне доз не вызывало у подопытных животных явлений атаксии, миорелаксации и нарушения координации движений в течение всего срока наблюдения (3,5 ч). В то же время введение пантогама в дозах от 300 мг/кг и выше приводило к нарушению координации движений, что рассматривается как проявление побочного эффекта препарата. При этом максимальный эффект развивался спустя 30 мин после применения пантогама, а восстановление координации движений и мышечной силы происходило к 1,5 ч от начала эксперимента.

При изучении влияния КПА-Са на продолжительность снотворного действия барбитуратов установлено, что заявляемое соединение существенно увеличивает длительность сна на фоне применения барбитуратов. При этом на модели барбитал-натриевого сна эффект при введении КПА-Са в дозах 25, 50 и 100 мг/кг превышает на 126,5, 95 и 129,3% соответственно аналогичные показатели у контрольных животных. Следует отметить, что КПА-Са одновременно ускоряет наступление бокового положения у подопытных животных. В разных дозах этот эффект колеблется от 30,4 до 38,6% от уровня контроля (табл.2).

Аналогичные результаты были получены и на модели гексобарбитанового сна. КПА-Са дозозависимо увеличивал длительность сна у мышей, причем максимальный эффект был выявлен в дозе 100 мг/кг превышение над показателями у контрольных животных составило 102,4% Как и в случае с барбитал-натрием, увеличение дозы свыше 100 мг/кг не привело к увеличению эффекта. При этом на модели гексобарбиталового сна КПА-Са практически не влиял на время наступления бокового положения. Данный показатель колебался в пределах ±4,2% от уровня контроля (табл.3).

Таким образом, по данному тесту взаимодействия с барбитуратами установлено, что заявляемое соединение существенно превосходит по своей активности пантогам, поскольку, как показали ранее проведенные исследования (8), пантогам в терапевтической дозе 500 мг/кг увеличивал снотворный эффект барбитал-натрия на 20% а гексобарбитала на 40% В отличие от него, длительность сна на фоне введения КПА-Са в дозе, в 10 раз меньшей (50 мг/кг) возрастает на 95,1 и 52,7% соответственно.

Таким образом, полученные при изучении по ряду психофармакологических тестов данные свидетельствуют, что КПА-Са обладает более выраженной, чем пантогам, седативной активностью.

К преимуществам заявляемого соединения перед пантогамом следует отнести:
наличие седативной активности у КПА-Са по тестам взаимодействия с барбитуратами и СДА в диапазоне доз на порядок меньшем, чем у пантогама;
отсутствие в спектре седативной активности, в отличие от пантогама, угнетающего компонента, что было установлено при изучении ориентировочных реакций по тесту "подъема на наклонную сетку";
отсутствие побочных эффектов в виде миорелаксирующего действия в диапазоне эффективных зон;
более выраженная в количественном отношении, чем у пантогама, эффективность применения КПА-Са по всем исследованным тестам нейрофармакологического скрининга;
большая терапевтическая широта заявляемого соединения: для КПА-Са она равна 115,8, а для пантогама 3,3.

Результаты проведенных исследований позволяют рассматривать предложенное соединение как перспективное лекарственное средство с седативной активностью и значительно более низкой себестоимостью при производстве, чем известный препарат пантогам.

Использование: в медицине, поскольку обладает седативным действием. Сущность изобретения: продукт кетопантоиламинобутират. БФ C₂₀H₃₂O₁₀N₂Ca , т. пл. 208-211°С. Реагент 1: кетопантолактон. Реагент 2: кальцевая соль γ -аминомасляной кислоты. Условия реакции: в среде спирта при нагревании. Вых. 83-85% 3 табл.

Кетопантоиламинобутират кальция формулы

обладающий седативным действием.