ПРОИЗВОДНЫЕ БИГУАНИДА И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ИХ ОСНОВЕ Российский патент 2006 года по МПК C07D207/04 A61K31/401 

Изобретение касается производных бигуанида, которые являются полезными при лечении патологий, связанных с гипергликемией, таких как диабет.

Всемирная Организация Здравоохранения дала следующее определение диабету: "сахарный диабет (diabetes mellitus) является состоянием хронической гипергликемии, которое может являться следствием многих факторов, некоторые из которых экологические, а другие генетические, часто действующих вместе".

Диабет - сложное нарушение обмена веществ, которое характеризуется дисфункцией регулирования уровня глюкозы в крови (гликемия). В то время, как нормальный уровень глюкозы в крови составляет от 0,8 до 1 г/л, он может достигать 3-4 г/л в случае диабета. Термин диабет используется для гликемии, превышающей 1,26 г/л. Эта гипергликемия изменяет осмотические давления и более глобально ионные обмены во всем теле, ослабляя его полное функционирование. Эта гипергликемия может быть причиной множества серьезных нарушений:

- сердечно-сосудистых нарушений (артериальная гипертензия, атеросклероз);

- нефропатии;

- невропатии;

- ретинопатии;

- болезней зубов;

- микро- и макроангиопатии;

- комы, при особенно высоких уровнях, возможно приводящей к смерти.

Гомеостаз углеводов поддерживается в теле посредством действия набора гормонов, из которых двумя наиболее важными являются глюкагон и инсулин. Первый позволяет контролировать высвобождение глюкозы в кровь, при низкой гликемии (физическое усилие), главным образом посредством печеночного глюконеогенеза, тогда как второй позволяет поглощение глюкозы всеми периферическими клетками (такими как мышцы), а также печенью, которая накапливает ее в форме гликогена. Таким образом, эти гормоны контролируют уровень гликемии.

У здорового человека прием пищи ведет, после многих стадий биологического разложения (пищеварения) и абсорбции, к увеличению уровня глюкозы в крови (гипергликемия, возникающая после приема пищи). Эта гипергликемия является только временной: это дает сигнал β-клеткам островков Лангерганса в поджелудочной железе синтезировать инсулин. Так как все клетки в организме содержат рецепторы инсулина, это приводит к последовательности стадий, последняя из которых является увеличением количества транспортеров глюкозы на поверхности клеток, таким образом, вызывая уменьшение гликемии.

Диабет, фактически, представляет собой комбинацию болезней, для которых гипергликемия является общим синдромом. Различают два типа диабета:

- а) диабет первого типа или инсулинозависимый диабет (IDD). Это также касается ювенильного диабета, кетозо-склонного диабета или лабильного диабета. Он развивается до 30-летнего возраста. Его происхождение является генетическим: в большинстве случаев это - аутоиммунная болезнь, приводящая к селективной деструкции β-клеток панкреатических островков Лангерганса с момента рождения. Вследствие чего, инсулин уже не синтезируется, и нет больше никакого регулирования уровня глюкозы в крови.

Диабет первого типа поражает приблизительно 10-15% диабетических пациентов. Единственное, на сегодняшний день, лечение этого типа диабета состоит в регулярных инъекциях экзогенного инсулина.

- b) диабет второго типа или инсулинонезависимый диабет (NIDD)

Диабет второго типа также известен как сахарный липогенный диабет, так как в 80% случаев он связан с ожирением. Этот диабет поражает более зрелых индивидуумов (от 40-летнего возраста). Было показано генетическое предрасположение, но также ясно идентифицировано причинные факторы, каковыми являются: чрезмерно богатая диета, недостаточность физической активности и сидячий образ жизни.

NIDD характеризуется двумя основными аномалиями, такими как, во-первых, недостаточность секреции инсулина в ответ на глюкозу, и во-вторых, недостаточность чувствительности тканей к инсулину. Такая резистентность к инсулину - характерная черта болезни, страдают или нет диабетические пациенты ожирением. Это наблюдается как в периферических тканях (мышцы, жировые ткани), так и в печени.

Причина такой резистентности к инсулину полностью не определена. Возможно, она является результатом дисфункции в инсулиновом рецепторе целевых клеток или на пост-рецепторном уровне. Также наблюдалось, что в печени продуцирование глюкозы глюконеогенезом выше нормы, в то время как поглощение глюкозы периферическими тканями ниже нормы. Трудно определить, вызывает ли недостаточность секреции инсулина десенсибилизацию периферических тканей или вызывает ли резистентность к инсулину дисфункцию в β-клетках.

Этот тип диабета самый распространенный: он встречается у 85-90% диабетиков. На первой стадии, рекомендуют контролируемую диету и физическую активность, чтобы восстановить нормальное функционирование контроля гликемии, особенно пациентам, страдающим ожирением. В случае неудачи прибегают к пероральной терапии.

В настоящее время на рынке представлено четыре основных группы антидиабетических средств:

- ингибиторы α-глюкозидазы, такие как акарбоз (acarbose) или миглитол (miglitol);

- соединения "инсулин сенсибилизаторы", такие как росиглитазон (rosiglitazone) или пиоглитазон (pioglitazone);

- инсулин секретеры, такие как гликлазид (gliclazide) или натеглинид (nateglinide);

- бигуаниды, такие как метформин (metformin).

История бигуанидов началась с 19-го столетия, но только в 1940-х для них было найдено терапевтическое применение (противомалярийное средство, дезинфицирующее средство, бактерицидное средство, антидиабетическое средство, и т.д.). Относительно последней активности, три бигуанида были представлены на рынке, а именно буформин (buformin), фенетилбигуанид и метформин. Первые два были сняты с рынка из-за тяжелого лактоцидоза, и только метформин удержался на рынке и в настоящее время является самым наиболее продаваемым пероральным антидиабетическим средством во всем мире.

Несмотря на все это метформин имеет множество слабых мест таких как, например, умеренный лактоцидоз, огромный размер таблетки по сравнению с другими пероральными антидиабетическими средствами, и предосторожности при применении, в случае пожилых людей.

Множество документов описывают использование бигуанидов как гипогликемических или анти-гипергликемических средств. В этом отношении можно сделать ссылку на следующие документы:

FR 2085665, FR 2132396, J. Org. Chem., 1959, 81, 4635-4639, FR 2696740, ЕР 34002.

Несмотря на распространенность литературы в отношении синтеза бигуанидов, только три из них достигли коммерческой стадии, и только метформин удержался на рынке.

Таким образом. Заявитель открыл новое семейство бигуанидов общей формулы (I)

активность которых сопоставима или даже выше чем активность метформина, при этом они не имеют неприятных побочных действий.

Было также показано, что это новое семейство бигуанидов имеет неожиданные терапевтические эффекты, которые не наблюдались с меформином.

Неожиданно, соединения формулы I имеют свойства, которые позволяют вызывать или увеличивать сорбцию (адсорбцию и/или абсорбцию) глюкозы мышцей, также в отсутствии инсулина.

Соединения, согласно изобретению, имеют общую формулу (I), представленную ниже:

в которой:

R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают разветвленную или неразветвленную (С₁-С₆)алкильную цепь, или

R3 и R4 вместе образуют кольцо, выбранное из группы пирролила, имидазолила, пиразолила, индолила, индолинила, пирролидинила, пиперазинила и пиперидила, включающее атом азота, к которому они присоединены,

а также таутомерные, энантиомерные, диастереоизомерные и эпимерные формы, сольваты и фармацевтически приемлемые соли.

Среди разветвленных или неразветвленных C₁-С₆алкильных радикалов, которые можно особенно отметить, находятся метил, этил, пропил, изопропил, бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил и гексил радикалы.

3-8-членными кольцами, содержащими атом азота, которые можно особенно отметить, являются азиридиниловые, пирролиловые, имидазолиловые, пиразолиловые, индолиловые, индолиниловые, пирролидиниловые, пиперазиниловые и пиперидиловые кольца.

Предпочтительно, R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают (С₁-С₆)алкильную цепь.

Еще более предпочтительно, R1 и R2 обозначают метальный радикал.

R3 и R4, вместе с атомом азота, к которому они присоединены, предпочтительно образуют пирролидиновое кольцо.

Таким образом, можно более подробно отметить диметиламиноиминометилпирролидинкарбоксимидамид.

Изобретение также касается таутомерных форм и энантиомеров, диастереоизомеров и эпимеров соединений общей формулы (I).

Соединения общей формулы (I) содержат основные атомы азота, которые могут образовать моно- или дисоль с органическими или неорганическими кислотами.

Основание формулы I может быть преобразовано в соль присоединения кислоты, используя кислоту, например, реакцией эквивалентных количеств основания и кислоты в инертном растворителе, таком как этиловый спирт, с последующим выпариванием. Подходящими кислотами для этой реакции, в частности, являются те, которые образуют физиологически приемлемые соли. Таким образом, можно использовать минеральные кислоты, например серную кислоту, азотную кислоту, галогенводородные кислоты, такие как хлористо-водородная кислота или бромисто-водородная кислота, фосфорные кислоты, типа ортофосфорной кислоты, или сульфаминовую кислоту, кроме того, органические кислоты, в частности алифатические, алициклические, аралифатические, ароматические или гетероциклические одноосновные или полиосновные карбоновые, сульфоновые или серные кислоты, например муравьиную кислоту, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, пиваловую кислоту, диэтилуксусную кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, пимелиновую кислоту, фумаровую кислоту, малеиновую кислоту, молочную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту, лимонную кислоту, глюконовую кислоту, аскорбиновую кислоту, никотиновую кислоту, изоникотиновую кислоту, метан- или этансульфоновую кислоту, этандисульфоновую кислоту, 2-гидроксиэтансульфоновую кислоту, бензолсульфоновую кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, нафталинмоно- и -дисульфоновые кислоты, или лаурилсульфоновую кислоту. Соли с физиологически неприемлемыми кислотами, например пикраты, могут использоваться для выделения и/или очистки соединений формулы (I).

Соединения формулы (I) получают простыми и стандартными реакциями, легко доступными специалистам, квалифицированным в данном уровне техники. Посредством примера, следующие ссылки иллюстрирует эти синтезы: FR 1537604, Ber., 1929 (62b), 1398, J. Org. Chem., 1959, 81, 3725-3728.

Таким образом, соединения формулы (I) полезны при лечении патологий, связанных с гипергликемией.

Соединения согласно изобретению в частности показывают сильную гипогликемическую активность.

Таким образом, настоящее изобретение также касается фармацевтических композиций, содержащих, в качестве активного вещества, соединение согласно изобретению.

Фармацевтические композиции, согласно изобретению, могут быть представлены в формах, предназначенных для парентерального, перорального, ректального, пермукозного или чрезкожного применения.

Поэтому, они будут представлены в форме инъекционных растворов или суспензий или мультидозных флаконов, в форме простых или покрытых оболочкой таблеток, таблеток с сахарным покрытием, пластинчатых капсул, гелевых капсул, пилюль, облаток, порошков, свеч или ректальных капсул, растворов или суспензий, для чрезкожного применения в полярном растворителе, или для пермукозного применения.

Инертными наполнителями, которые являются подходящими для таких применений, являются производные целлюлозы, производные микрокристаллической целлюлозы, карбонаты щелочноземельных металлов, фосфорнокислый магний, крахмалы, модифицированные крахмалы и лактоза для твердых форм.

Для ректального применения, масло какао или стеараты полиэтиленгликоля являются предпочтительными инертными наполнителями.

Для парентерального применения, вода, водные растворы, физиологический раствор и изотонические растворы являются наполнителями, которые наиболее подходят для применения.

Дозировка может изменяться в широких пределах (от 0,5 мг до 1000 мг) в зависимости от терапевтического показания и пути применения, а также возраста и веса человека.

Настоящее изобретение также касается способа лечения диабета путем применения композиции, содержащей терапевтически эффективное количество, по крайней мере, одного соединения формулы (I):

в которой:

R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают разветвленную или неразветвленную (С₁-С₆)алкильную цепь, или

R1 и R2 вместе образуют 3-8-членное кольцо, включающее атом азота, к которому они присоединены,

R3 и R4 вместе образуют кольцо, выбранное из группы азиридина, пирролила, имидазолила, пиразолила, индолила, индолинила, пирролидинила, пиперазинила и пиперидила, включающее атом азота, к которому они присоединены.

Настоящее изобретение также касается применения соединений формулы (I) для производства фармацевтической композиции для лечения диабета.

Настоящее изобретение также касается способа вызывать или увеличивать сорбцию глюкозы мышцей, также в отсутствии инсулина, применяя композицию, содержащую терапевтически эффективное количество, по крайней мере, одного соединения формулы (I):

в которой:

R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают разветвленную или неразветвленную (С₁-С₆)алкильную цепь, или

R1 и R2 вместе образуют 3-8-членное кольцо, включающее атом азота, к которому они присоединены,

R3 и R4 вместе образуют кольцо, выбранное из группы азиридина, пирролила, имидазолила, пиразолила, индолила, индолинила, пирролидинила, пиперазинила и пиперидила, включающее атом азота, к которому они присоединены.

Настоящее изобретение также касается применения соединений формулы (I):

в которой:

R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают разветвленную или неразветвленную (С₁-С₆)алкильную цепь, или

R1 и R2 вместе образуют 3-8-членное кольцо, включающее атом азота, к которому они присоединены,

R3 и R4 вместе образуют кольцо, выбранное из группы азиридина, пирролила, имидазолила, пиразолила, индолила, индолинила, пирролидинила, пиперазинила и пиперидила, включающее атом азота, к которому они присоединены, для производства фармацевтической композиции для вызова или увеличения сорбции глюкозы мышцей, также в отсутствии инсулина.

Фармацевтические композиции (лекарственные средства) особенно полезны пациентам, имеющим диабет второго типа или DNID, но также и всем пациентам при необходимости улучшения сорбции глюкозы мышечной тканью.

Следующий Пример 1 иллюстрирует получение соединений формулы (I).

Пример 2 демонстрирует антидиабетическую активность соединений формулы (I) на крысах.

Пример 3 демонстрирует влияние соединений формулы (I) на сорбцию глюкозы лапами N5STZ крыс в отсутствии инсулина.

Пример 1.

Диметиламиноиминометилпирролидинкарбоксимидамид гидрохлорид (формула (I), в которой R1 и R2 обозначают метальный радикал, и R3 и R4 образуют, вместе с азотом, пирролидиновое кольцо).

Пирролидин (30 г; 0,422 моль) разводят в 50 мл бутанола, и среду охлаждают. Концентрированную соляную кислоту (35,2 мл; 0,422 моль) медленно добавляют и, после перемешивания в течение 10 минут, растворитель удаляют под вакуумом. Твердый остаток переносят в бутанол (40 мл) и добавляют диметилцианогуанидин (47,3 г; 0,422 моль). Смесь нагревают с обратным холодильником в течение 24 часов и затем концентрируют досуха. Оставшийся твердый осадок растирают в порошок с ацетоном (300 мл) с получением 51,9 г (56%).

Т пл.=205-207°С (Kofler блок)

¹Н ЯМР (ДМСО, 200 МГц): 1,90, м, 4Н; 2,98, с, 6Н; 3,37, м, 4Н; 7,12, м, 4Н

¹³С ЯМР (ДМСО, 50 МГц): 25,22, 2 СН₂; 37,85, 2 СН₃; 47,30, 2 СН2, 156,37 и 158,11, C=N.

Пример 2.

ИЗУЧЕНИЕ АНТИДИАБЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА N5STZ КРЫСАХ

Пероральная антидиабетическая активность соединений формулы (I) была определена на экспериментальной модели инсулинонезависимого диабета, вызванного у крыс, используя стептозотоцин (steptozotocin).

Модель инсулинонезависимого диабета получена у крыс путем инъекции стептозотоцина на 5-ый день после рождения.

Диабетических крыс используют в возрасте восемь недель. Животных размещают, со дня рождения до дня эксперимента, в помещении для содержания животных при регулируемой температуре 21-22°С и подвергают установленному циклу освещения (с 7 утра до 7 вечера) и темноты (с 7 вечера до 7 утра). Их питание состоит из поддерживаемой диеты, и воду и пищу дают "ad libitum" (свободно), за исключением голодной выдержки за два часа до испытаний, в течение этого периода продовольствие удаляют (пост-абсорбционное состояние).

Крыс перорально обрабатывают тестируемым продуктом в течение четырех (D4) дней. Спустя два часа после заключительного применения продукта и через 30 минут после того, как животных обезболили пентобарбиталом натрия (Nembutal®), с конца хвоста берут 300 μл пробы крови.

Посредством примера, результаты, полученные с соединением I, полученным выше, сопоставляют в сравнении с метформином в следующей таблице. Эти результаты показывают эффективность соединений формулы (I) для понижения гликемии у диабетических животных. Эти результаты выражают как процентное изменение в гликемии за D4 (количество дней лечения) относительно DO (до лечения).

Таблица 1

 25 мг/кг50 мг/кг100 мг/кгМетформин-13-22-21Соединение I-6-23-36

Пример 3.

Изучение сорбции глюкозы на перфузируемой лапе N5STZ крыс при отсутствии инсулина соединениями формулы (I)

Это исследование выполняют на N5STZ крысах. Модель характеризуется гипергликемией, непереносимостью глюкозы и резистентностью к инсулину. Модель инсулинонезависимого диабета получена у крыс путем инъекции стептозотоцина на 5-ый день после рождения.

Диабетических крыс используют в возрасте восемь - четырнадцать недель.

Животных размещают, со дня рождения и до дня эксперимента, в помещении для содержания животных при регулируемой температуре 21-22°С и подвергают установленному циклу освещения (с 7 утра до 7 вечера) и темноты (с 7 вечера до 7 утра). Их питание состоит из поддерживаемой диеты, и воду и пищу дают "ad libitum" (свободно), за исключением голодной выдержки за 18 часов до испытаний.

Крыс обезболивают пентобарбиталом, и левую заднюю лапу перфузируют (метод Рудермана (Ruderman), Biochem. J., 639-651, 1951) пробкой (колпачком) Кребс-Рингера (Krebs-Ringer), содержащим 8 ммоль/л глюкозы и 0,5% BSA.

После 20 минут перфузии при 5 мл/мин средой, содержащей 8 ммоль/ глюкозы, заднюю ногу перфузируют средой, содержащей соединения формулы (I) (10 μг/мл) и в отсутствии инсулина. Сорбцию глюкозы рассчитывают, вычисляя различие концентраций на входе и на выходе.

Результаты этого изучения выражены в следующей таблице 2:

 сорбция глюкозы [хмоль/г/лКонтроль N5STZ19,23±9,95 (n=4)Метформин32,09±7,25 (n=4)Соединение I116,08±20,63 (n=4)

Неожиданно, соединения формулы (I) приводят к (вызывают) сорбции глюкозы мышцей при отсутствии инсулина, тогда как метформин не имеет никакого эффекта.

Следующие примеры касаются фармацевтических композиций:

Пример А. Флаконы для инъекций

рН раствора, приготовленного из 100 г активного вещества формулы I и 5 г гидрофосфата натрия в 3 л бидистиллированной воды, доводят до 6,5, используя 2N соляную кислоту, полученный раствор фильтруют в стерильных условиях, распределяют во флаконы для инъекций, лиофилизируют в стерильных условиях и стерильно запечатывают. Каждый флакон для инъекции содержит 5 мг активного соединения.

Пример В. Свечи

Смесь 20 г активного вещества формулы I сплавляют с 100 г соевого лецитина и 1400 г масла какао, разливают в формочки и охлаждают. Каждая свеча содержит 20 мг активного соединения.

Пример С. Раствор

Раствор готовят из 1 г активного вещества формулы I, 9,38 г NaH₂PO₄·2H₂O, 28,48 г Na₂HPO₄·12H₂O и 0,1 г бензалкониум хлорида в 940 мл бидистиллированной воды. рН смеси доводят до 6,8, объем раствора доводят до 1 л и стерилизуют облучением. Этот раствор может использоваться как глазные капли.

Пример D. Мазь

500 мг активного вещества формулы I смешивают с 99,5 г вазелина в стерильных условиях.

Пример Е. Таблетки

Смесь 1 кг активного вещества формулы I, 4 кг лактозы, 1,2 кг картофельного крахмала, 0,2 г талька и 0,1 кг стеарата магния прессуют общепринятым способом с получением таблеток, каждая из которых содержит 10 мг активного соединения.

Пример F. Таблетки с покрытием

Аналогично Примеру Е, таблетки прессуют, затем на них общепринятым способом наносят покрытие из сахарозы, картофельного крахмала, талька, трагаканта и красителя.

Пример G. Капсулы

2 кг активного вещества формулы I распределяют общепринятым способом в твердые желатиновые капсулы. Каждая капсула содержит 20 мг активного соединения.

Пример H. Ампулы

Раствор 1 кг активного вещества формулы I в 60 л бидистиллированной воды фильтруют в стерильных условиях, распределяют в ампулы, лиофилизируют в стерильных условиях и стерильно запечатывают. Каждая ампула содержит 10 мг активного соединения.

Изобретение относится к соединениям общей формулы (I)

в которой R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают разветвленную или неразветвленную (С₁-С₆)алкильную цепь, R3 и R4 вместе образуют кольцо, выбранное из группы пирролила, имидазолила, пиразолила, индолила, индолинила, пирролидинила, пиперазинила и пиперидила, включающее атом азота, к которому они присоединены, а также их фармацевтически приемлемые соли. Также изобретение относится к фармацевтической композиции, обладающей антигипергликемической активностью. Фармацевтическая композиция содержит в качестве активного вещества соединение формулы I и инертный наполнитель. Технический результат - производные бигуанида, обладающие антигипергликемической активностью. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Соединения общей формулы (I)

в которой

R1 и R2, которые могут быть одинаковыми или различными, обозначают разветвленную или неразветвленную (С₁-С₆)алкильную цепь,

R3 и R4 вместе образуют кольцо, выбранное из группы пирролила, имидазолила, пиразолила, индолила, индолинила, пирролидинила, пиперазинила и пиперидила, включающее атом азота, к которому они присоединены,

а также их фармацевтически приемлемые соли.