4,5-ДИМЕТИЛ-2-Н-ПРОПИЛТИО-2-ω-Н-ПЕРФТОРБУТИЛ -3Н, 6Н-ТИАИН, ОБЛАДАЮЩИЙ ИНОТРОПНЫМ ДЕЙСТВИЕМ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК C07D335/02 

Изобретение относится к органической химии, а именно к новому соединению 4,5-диметил-2-н-пропилтио-2-ω-Н-перфтор- бутил-3Н, 6Н-тиаину и способу его получения. Данное соединение обладает инотропным действием, что предполагает его использование в качестве кардиотонического средства при лечении сердечной недостаточности.

Известно, что выраженным кардиотоническим действием обладают сердечные гликозиды и соединения негликозидной природы. Сердечные гликозиды это вещества растительного происхождения, которые и до настоящего времени являются основным средством лечения недостаточности кровообращения различной этиологии [1, 2]
Кардиотонический эффект сердечных гликозидов состоит в том, что они увеличивают силу и скорость сокращения сердечной мышцы, оказывая положительное инотропное действие, что позволяет на основании этих свойств отнести их к аналогам заявляемого соединения по действию. Рецептором кардиотонического эффекта гликозидов является магнийзависимая натрийкалиевая аденозинтрифосфатаза (Na-K-ATF-аза).

Однако, помимо влияния на сократительную функцию, гликозиды замедляют ритм сердца, оказывая отрицательный хронотропный эффект, что может способствовать наступлению их положительного инотропного и отрицательного хронотропного действия. Кроме урежения частоты сердечных сокращений, гликозиды могут оказывать также и ваготропный эффект, что делает необходимым применение ваголитических средств для устранения нежелательной брадикардии.

К числу кардиотонических средств негликозидной природы, также являющихся аналогами по действию заявляемого соединения, следует отнести Амринон, 5-амино-3,4-бипиридин-6(1Н)-1-производное бипиридина с положительной инотропной и вазодилататорной активностью. По химической структуре и механизму действия Амринон сильно отличается от гликозидов. Он не активирует мембранную аденилатциклазу сердечных клеток, однако увеличивает концентрацию ц АМФ, ингибируя фосфодиэстеразу. Из-за большого числа побочных явлений использование Амринона в клинической практике ограничено лишь коротким курсом в основном для внутреннего введения в тяжелых случаях сердечной недостаточности [1] Амринон был использован в качестве препарата сравнения при определении инотропной активности заявляемого соединения.

Известно также производное тиаина 4,5-диметил-2-этилтио-2-трифторметил-3Н- 6Н-тиаин [3] являющийся ближайшим структурным аналогом заявляемого соединения. Его получают взаимодействием этилмеркаптана с фторангидридом трифтортиоуксусной кислоты с последующей реакцией образующегося фтордитиокарбоксилата в виде этилового эфира трифтордитиоуксусной кислоты, который является активным диенофилом, с диметилбутадиеном при 0^оС с образованием аддукта следующей формулы:

Указанное соединение характеризуется сложностью метода его получения, что относится как в стадии синтеза промежуточного фторсодержащего дитиокарбоксилата, так и к стадии образования конечного аддукта, а также отсутствием данных о способности 4,5-диметил-2-этилтио-2-трифторметил-3Н- 6Н-тиаина к проявлению инотропного действия. Другие структурные аналоги, проявляющие положительное инотропное действие, также в литературе не описаны.

В основе изобретения лежит задача создания нового соединения, являющегося эффективным кардиотоническим средством, не влияющим на временные показатели процесса сокращения расслабления сердечной мышцы- и обладающим инотропным действием и низкой токсичностью. Другой задачей изобретения является создание способа получения соединения, обладающего вышеуказанными свойствами.

Поставленные задачи решены путем синтеза нового соединения 4,5-диметил-2-Н-пропилтио-2-ω-Н-перфторбутил- 3Н, 6Н-тиаина, которое представлено формулой I
(1) где R₁ представляет собой группу H(CF₂)₄ и R₂ представляет собой пропильную группу.

Заявляемое соединение представляет собой светло-желтую жидкость, растворимую при 20^оС в диметилсульфоксиде, этиловом спирте, хлороформе, бензоле, ацетоне, эфире и нерастворимую в воде. Соединение химически устойчиво. Полезные свойства заявляемого соединения определяются структурой 4,5-диметил-2-Н-пропилтио-2-ω-Н-перфторбутил-3Н, 6Н-тиаина, подтвержденной данными ЯМР-спектров. Биологическая активность заявляемого соединения была изучена в экспериментах на животных. Изучено инотропное действие, аллергирующие свойства, а также его острая токсичность. Для сравнения использовали известный кардиотонический препарат Амринон 5-амино-3,4-бипиридин-6-(1Н)-1, обладающий положительным инотропным действием. Изучение соединений проведено в экспериментах на морских свинках и беспородных белых мышах.

1. Определение инотропного действия 4,5-диметил-2-Н-пропилтио-2-ω-Н-перфтор- бутил-3Н,6Н-тиаина.

Инотропное действие изучалось in vitro в экспериментах на изолированных левых предсердиях морской свинки, сокращающихся в режиме, близком к изометрическому, под действием электростимуляции прямоугольными стимулами силой тока, на 20% превышающей пороговую. Перфузию изолированного предсердия, помещенного в камеру, проводили физиологическим раствором, содержащим 1/3-нормальной концентрации кальция при постоянной температуре равной 32^оС. Соединение исследовано в концентрации 3-10 мкг/мл. Оценку эффекта исследуемых соединений проводили по способности их увеличивать силу сокращений предсердий. Полученные результаты приведены в таблице.

Из представленных данных следует, что заявляемое соединение обладает в опытах in vitro на изолированных предсердиях морской свинки положительной инотропной активностью, в 10 раз превосходящей таковую у эталонного по действию кардиотоника (каронотоника) Амринона.

2. Определение острой токсичности 4,5-диметил-2-Н-пропилтио-2-ω-Н-перфторбу- тил-3Н,6Н-тиаина.

Токсичность определяли в острых опытах на беспородных белых мышах обоего пола массой 20-25 г при однократном внутрибрюшинном и внутрижелудочном введении. Статистическую обработку токсикологических исследований проводили по методу Литчфилда и Уилкоксона [4]
Наблюдение за животными осуществлялось в течение 21 сут. Проведенные исследования показали, что LD₅₀ заявляемого соединения при внутрибрюшинном введении составляет 1500 мг/кг массы тела животного (1420-1580), а при внутрижелудочном введении более 2000 мг/кг. Величина LD₅₀ для препарата сравнения Амринона составляет менее 300 мг/кг.

Согласно ГОСТ 12.1.007-76 вещество относится к 3 классу (умеренно опасные). Акт испытания соединения на острую токсичность прилагается.

3. Определение аллергизирующих свойств 4,5-диметил-2-Н-пропилтио-2-ω-Н-перфторбутил-3Н,6Н-тиаина.

При выявлении аллергизирующих свойств заявляемого соединения опыты проводились на морских свинках с исходной массой 200-370 г. Животных сенсибилизировали пятью подкожными инъекциями заявляемого соединения. В качестве растворителя использовали воду для инъекций совместно с детергентом ТВИН-80. Сенсибилизацию проводили по следующей схеме: второе и третье введение детали с интервалами в трое суток, четвертое в семь суток. Инкубационный период равнялся 14 сут. Интервалы между инъекциями подбирали таким образом, чтобы общее время вместе с инкубационным периодом в сутках составило 33. Опыты проводили на трех группах морских свинок обоего пола по 10 животных в каждой.

Первой контрольной группе вводили подкожно воду для инъекций с добавкой детергента ТВИН-80 в объеме 1 мл, второй группе заявляемое соединение в дозе 10 мг на 1 кг в объеме 1 мл. Третьей группе в дозе 100 мг на 1 кг в объеме 1 мл. После сенсибилизации животных на 14 сут внутрибрюшинно вводили разрешаемую дозу заявляемого соединения, которая составляла 150 мг на 1 кг для всех трех групп.

С целью исключения токсического эффекта соединения и возможности возникновения болевого шока введение разрешаемой дозы морским свинкам начинали с контрольной группы. При этом вели постоянное наблюдение за состоянием животных в группах в течение 6 ч. Установлено, что после внутрибрюшинного введения разрешаемой дозы заявляемого соединения признаков интоксикации и шока у животных всех трех групп не обнаруживалось в течение 6 ч наблюдения.

Таким образом, при применении заявляемого соединения в терапевтической дозе и 1/10 LD₅₀ аллергизирующих свойств не наблюдалось. На основании полученных данных можно выделить ряд преимуществ заявляемого соединения:
высокая инотропная активность (в 10 раз выше, чем у Амринона);
низкая токсичность (LD₅₀ 1500-2000 мг/кг против LD₅₀ менее 300 мг/кг для Амринона);
отсутствие аллергических реакций.

Таким образом, по степени инотропной активности и токсичности заявляемое соединение превосходит ближайший аналог по действию Амринон и может быть использовано в медицинской практике для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и, в частности, сердечной недостаточности.

Заявляемое соединение, представленное формулы I, относится к фторсодержащим тиаинам и образуется в результате двухстадийного процесса, согласно которому сначала получают промежуточный перфтордитиокарбоксилат формулы II
R SR₂ II где R₁ представляет собой группу H(CF₂)₄,
R₂ представляет собой пропильную группу, а затем проводят взаимодействие полученного соединения (II) в виде пропилового эфира ω -Н-перфтордитиовалериановой кислоты с диеновым углеводородом, в частности с 2,3-диметилбутадиеном. Ранее было указано о сложности метода получения фторсодержащего дитиокарбоксилата, являющегося промежуточным продуктом синтеза тиаинов и участвующего в реакции Дильса-Альдера с диеновым углеводородом [3]
Авторами предложен удобный метод синтеза, эфиров перфторалкандитиокарбоксилатов, в частности пропилового эфира перфтордитиовалериановой кислоты (II), путем взаимодействия соответствующего 1,1-дихлорперфторалкилпропилсульфида (II) с сульфидом цинка или кадмия. Полученный эфир представляет собой жидкость красного цвета с неприятным запахом. Наличие сильной электронно-отталкивающей перфторгруппы существенно облегчает взаимодействие дитиокарбоксилатов с диенами и позволяет проводить реакцию между соединением (II) и 2,3-диметилбутадиеном (IV) с получением тиаина формулы (I) при комнатной температуре.

Процесс иллюстрируется следующей схемой:
+MS H(CFSC₃H₇
C₃H₇+ CH₂= CH₂
П р и м е р 1. Получение пропилового эфира ω-Н-перфтордитиовалериановой кислоты (промежуточное соединение II).

Смесь 9,51 г (26,5 ммоль) 1,1-дихлор- -Н-перфторпентилпропилсульфида и 7,74 г (79,5 ммоль) сульфида цинка или кадмия в 100 мл ацетонитрила кипятят при перемешивании в течение 6 ч. Смесь охлаждают до 20^оС, фильтруют, ацетонитрил отгоняют при атмосферном давлении и остаток фракционируют в вакууме. Выход составляет 6,36 г (75%), температура кипения 49-51^оС (0,05 мм рт. ст.).

Найдено, С 29,98; 29,89; Н 2,70; 2,71; S 19,89; 19,91.

Вычислено, С 30,00; Н 2,70; S 20,02.

Для доказательства строения соединения (II) использовали спектроскопию ЯМР ¹Н и 19F· ЯМР ¹Н спектры снимали на спектрометре Gemini, 200 МГц, в растворителе дейтерохлороформе с внешним этанолом тетраметилсиланом по шкале м.д. (миллионные доли).

Получены следующие данные: 1,06 (м, 3Н, J 7,4 Гц, СН₃); 1,76 (секстет, 2Н, J 7,4 Гц, СН₂); 3,28 (м, 2Н, J 7,4 Гц, СН₂); 6,09 (мм, 1Н, J 52,0, 5,0 Гц, СНF₂). ЯМР 19F спектры снимали на спектрометре "Bruker-WP-200", 188,28 МГц, в растворителе дейтерохлороформе, с внешним этанолом трихлорфторметаном по шкале м.д.

Получены следующие данные: -138,00 (д, 2F, J 52,0 Гц, СF₂Н); -130,03 (м, 2F, CF₂); -124,44 (м, 2F, CF₂); -103,38 (м, 2F, CF₂).

П р и м е р 2. Получение 4,4-диметил-2-Н-пропилтио-2-ω-Н-перфторбутил-3Н,6Н- тиаина (соединение формулы I).

Смесь 5,50 г (17,2 ммоль) пропилового эфира ω-Н-перфтордитиовалериановой кислоты и 2,90 г (35,4 ммоль) диметилбутадиена выдерживают 24 ч при 20^оС и перегоняют в вакууме. Выход 5,46 г (79%), температура кипения 90-92^оС (0,06 мм рт. ст.).

Найдено, С 41,76; 41,77; Н 4,30; 4,32; F 38,12; 38,24; S 15,96; 16,00
Вычислено, С 41,75; Н 4,50; F 37,75; S 15,93.

Для доказательства строения заявляемого соединения (I) использовали спектроскопию ЯМР ¹Н. Получены следующие данные: ЯМР ¹Н, δ, м.д. 1,00 (м, 3Н, J 7,4 Гц, СН₃); 1,60 (секстет, 2Н, J 7,4 Гц, СН₂); 1,71 (с, 3Н, СН₃); 1,78 (с, 3Н, СН₃); 2,29, 2,87 (АВ, 2Н, J 16,0 Гц, СН₂); 2,87, 3,39 (АВ, 2Н, J 16,0 Гц, СН₂); 2,75 (м, 2Н, J 7,4 Гц, СН₂); 6,06 (мм, ¹Н, J 52,2, 5,6 Гц, СНF₂). ЯМР ¹⁹F, δ м.д. -138,00 (д, 2F, J 52,2, CF₂H); -131,07 (м, 2F, CF₂); -119,53 (AB, J 208,7 Гц, 1F); -116,52 (АВ, J 208,7 Гц, 1F); 107,95 (АВ, J 282,0 Гц, 1F); 106,35 (АВ, J 282,0 Гц, 1F).

Использование: в качестве кардиотонического средства при лечении сердечной недостаточности. Сущность изобретения: продукт - 4,5-диметил-2-Н-пропилтио-2- w-Н-перфторбутил-3Н, 6Н-тиаин, т. пл. 49 - 51^oС, (0,05 мм рт.ст.) выход 75% получен взаимодействием 1,1-дихлор-w-перфторпентилпропилсульфида с сульфидом цинка или кадмия с получением пропилового эфира w -Н-перфторвалериановой кислоты и последующим взаимодействием последнего с диеновым углеводородом при температуре 20 - 25^oС. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. 4, 5-диметил-2-Н-пропилтио-2- w -Н-перфторбутил - 3Н, 6Н-тиаин формулы

обладающий инотропным действием. 2. Способ получения 4, 5-диметил-2-Н-пропилтио -2- ω -Н- перфторбутил-3Н, 6Н-тиаина, отличающийся тем, что процесс осуществляют в две стадии, при этом сначала проводят взаимодействие 1, 1-дихлор- w -Н-перфторпентилпропилсульфида с сульфидом цинка или кадмия с получением пропилового эфира w -Н-перфторвалериановой кислоты, а затем проводят взаимодействие образующегося эфира с диеновым углеводородом при 20 - 25^oС. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве диенового углеводорода используют 2, 3-диметилбутадиен.