ОКСОВАНАДИЕВЫЕ КОМПЛЕКСЫ L-ЯБЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ Российский патент 1998 года по МПК C07F9/00 

Сахарный диабет тяжелое хроническое заболевание, характеризующееся расстройством всех видов обмена веществ и, в первую очередь, углеводного обмена. Рост заболеваемости и частое развитие сосудистых осложнений ставят диабет на уровень одной из актуальных проблем медицины.

Изобретение относится к созданию новых химических соединений, обладающих гипогликемическим эффектом, а именно новой комплексной системы оксованадия (IV) (ванадила) с яблочной кислотой с целью создания новых пероральных антидиабетических средств.

В настоящее время установлено, что длительное введение с питьевой водой ванадата или ванадилсульфата крысам с экспериментальным (стрептозотоциновым) диабетом нормализует уровень глюкозы в крови. Однако использовать ванадат в качестве активной субстанции препарата, обладающего гипогликемическим эффектом, практически нельзя. Во-первых, ванадат плохо всасывается в кишечнике, во-вторых, он токсичен в дозах, достаточных для замены инсулина. Соединения четырехвалентного ванадия, а именно производные ванадила в виде комплексов с органическими лигандами менее токсичны, чем ванадат и обладают выраженным гипогликемическим эффектом. Известны ванадильные комплексы с мальтолом бис(мальтолато)оксованадий (IV) [1] с цистеином [2] и N-пирролидиндитиокарбоновой кислотой - бис(пирролидин-N-карбодитиато)оксованадий (IV) [3] обладающие инсулиноподобным действием. Комплексы L-яблочной кислоты с оксованадием (IV), как индивидуальные соединения в научной и патентной литературе не описаны. Проведено физико-химическое исследование системы L-яблочная кислота-оксованадий (IV) без выделения индивидуальных продуктов [4]
Сущность изобретения состоит в создании бис-комплексных соединений ванадила с L-яблочной кислотой и ее мононатриевой солью, обладающих гипогликемическим эффектом. Заметим, что L-яблочная кислота, входящая в состав комплексов, по-видимому, может явиться дополнительным источником энергии в клетке.

Бис(L-малато)оксованадий (IV) 3а и бис(натрий-L-малато)оксованадий (IV) 3б получены взаимодействием гидроксида оксованадия (IV) (1) с L-яблочной кислотой 2а или ее мононатриевой солью 2б. Гидроксид оксованадия получали из ванадилсульфата обработкой водным аммиаком. L-гидромалат натрия 2б получали нейтрализацией L-яблочной кислоты гидроксидом натрия. Оксованадиевые комплексы 3а,б получены нагреванием в воде при 40-60^oC гидроксида оксованадия 1 и L-яблочной кислоты (или соли) (схема 1, приведенная в конце текста описания).

Строение полученных комплексов подтверждено данными элементарного анализа, данными масс-, ЭПР-, УФ- и ИК-спектров.

Пример 1. Бис(L-малато)оксованадий (IV) (3а).

Смесь 5,36 г (0,04 мол.) L-яблочной кислоты (2а) и гидроксида оксованадия, полученного из 4,34 г (0,02 мол.) ванадилсульфататригидрата в 40 мл воды осаждением водным аммиаком до pH 6,0-6,5, нагревают при 40-60^oC в течение 1-3 ч до полного растворения гидроксида ванадила. Появляющаяся вначале зеленая окраска раствора вскоре становится васильково-синей. Реакционный раствор упаривают на роторном испарителе, темно-синий остаток (сироп) сушат в вакуум-эксикаторе. Полученный бис(L-малато)оксованадий (IV) стекловидное хрупкое вещества синего цвета. Выход сухого продукта 7,4 г (100%). Последний легко растворим в воде, растворим в метаноле при нагревании, слабо растворим в этаноле, нерастворим в ацетоне. Найдено, C 28,36; H 3,41; V 15,60%
C₈H₁₀O₁₁V.

Вычислено, C 28,85; H 3,03; V 15,30%
[a]20436

ИК-спектр: 990 см^-1 (VO⁺²). Спектры поглощения, (l_max): 590, 770 нм.

Спектры ЭПР: g=1,983; 1,938; A 106; 187. Полученные значения анизотропных параметров согласуются с имеющимися в литературе значениями для водных матриц системы ванадил-L-яблочная кислота при pH>3 ( 1,943; 173) [4]
Пример 2. Бис(натрий-L-малато)оксованадий (IV) (3б).

К раствору 8,68 г (0,04 мол.) ванадилсульфата-тригидрата в 80 мл воды прибавляют 25%-ный водный аммиак (15-16 мл) до полного осаждения гидроксида ванадила (до pH 6,0-6,5); гидроксид ванадила отфильтровывают и промывают водой до отсутствия иона SO₄ ^2- в промывных водах. Раствор 10,72 г (0,08 мол. ) L-яблочной кислоты в 70 мл воды нейтрализуют 3,2 г (0,08 мол.) гидроксида натрия. В полученный раствор L-гидромалата натрия (pH 3,9) вносят влажный осадок гидроксида ванадила и смесь подогревают при 40-60^oC при постоянном помешивании до полного растворения гидроксида ванадила в течение 2-4 ч. Полученный темно-голубой раствор (pH 4,34) упаривают, получая после сушки 14,5 (96% ) темно-синего стеклообразного хрупкого вещества. Полученный продукт (14,0 г) экстрагируют в аппарате Сокслета метанолом; метанольный экстракт упаривают, остаток растворяют в воде, упаривают и сушат. Выход очищенного вещества 12,6 г (90%).

Найдено, C 25,36; H 3,19; V 13,23%
C₈H₈Na₂O₁₁V.

Вычислено, C 28,85; H 3,03; V 15,30%
[a]20436

Масс-спектр: m/e 373 (M⁺-2H⁺).

Исследование токсичности и цитотоксичности.

Токсичность бим(L-малато)оксованадия (IV) 3а и бис(натрий-L-малато)оксованадия (IV) 3б исследовали на здоровых крысах-самцах линии Вистар. Соединения 3а и 3б давали с питьевой водой в виде 0,04% раствора в течение 3 мес. В день каждая крыса выпивала в среднем 5-15 мл раствора (контрольные крысы выпивали такое же количество воды). За время опыта каждая крыса, получавшая соединение 3а, выпивала с водой 300 мг, а крыса из другой группы 0-350 мг соединения 3б.

Под действием исследованных соединений ванадила у здоровых крыс не изменилось потребление воды и пищи, не изменился диурез. Вес крыс увеличился с 250 до 350 г (как и у контрольной группы). Общее состояние крыс было хорошим, заболевших и погибших за этот период не было.

Среднелетальные дозы (ЛД₅₀) при введении ортованадата натрия, ванадилсульфата и бис(L-малато)оксованадия (IV) приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, бис(L-малато)оксованадий в 10 раз менее токсичен, чем ванадат.

Для изучения цитотоксичности бис(L-малато)оксованадия (IV) использовали гепатоциты, полученные от здоровых крыс методом двухступенчатой перфузии печени по Сеглену [5] с помощью коллагеназы.

Как показано в табл. 2, цитотоксичность бис(L-малато)оксованадия (IV), проявляется лишь, начиная с конечной концентрации 2,0 мМ.

Исследование активности.

Гипогликемическое действие соединений ванадила изучали на белых крысах самцах линии Вистар с экспериментальным стрептозотоциновым диабетом. Сахарный диабет у крыс вызывали одноразовой внутрибрюшинной инъекцией водного раствора стрептозотоцина из расчета 60 мг на 1 кг живого веса. За развитием сахарного диабета следили по появлению глюкозы в моче и по увеличению гликемии (с 5 до 20 ммоль/л), а также по общему состоянию (увеличение потребления воды, полиурия, потеря веса и пр.). Как правило, диабет у животных развивается через 3-4 дня после инъекции стрептозотоцина. В опыт отбирали крыс с выраженным диабетом (уровень гликемии около 20 ммоль/л). Одной группе животных начинали давать соединение 3а с водой, а другой соединение 3б. Концентрацию глюкозы в крови крыс определяли глюкозооксидазным методом раз в неделю. Данные о понижении концентрации глюкозы в крови крыс приведены в табл. 3. В течение 21 дня соединения 3а и 3б понижали концентрацию глюкозы в крови в два раза по сравнению с нелеченными диабетическими крысами.

Литература
1. J. H. McNeil, V.G.Yuen, H.R.Hoveyda, C.Orvig. J. Med. Chem. 1992, v. 35, No 8, p. 1489-1491.

2. R.Lazaro, G.Cros, J.H.McNeil, J.J. Serano J. Eur. Pat. Appl. EP. 305, 264. 01.01. Mar. 1989.

3. H. Watanabe, M.Nakai, K.Komazava, H.Sakurai. J.Med.Chem. 1994, No 7, p. 876-877.

4. M. H. S. F. Teixeira, J. Costa Pessoa, L.F. Vilas Boas, Polyhedron, 1982, v. 11, No 6, p. 697-708.

5. Selgen P.O. Meth. Cell. Biol. 1976, v. 13, p. 29-83.

Изобретение относится к созданию новых химических соединений, обладающих гипогликемическим эффектом, а именно новой комплексной системы оксованадия (IV) (ванадила) с яблочной кислотой с целью создания новых пероральных антидиабетических средств.

Синтез осуществлен, исходя из гидроксида оксованадила (IV) и L-яблочной кислоты или L-гидромалата натрия. Полученные комплексы 1а и 1б понижали концентрацию глюкозы в крови крыс с экспериментальным (стрептозотоциновым) диабетом. 3 табл.

Оксованадиевые комплексы L-яблочной кислоты формулы

где а) RH;
б) R Na,
проявляющие гипогликемическую активность.