ОКСАЛАТ N, N-ДИМЕТИЛ-2-N, N-ДИМЕТИЛАМИНОМЕТИЛПИРИДИЛ-3-КАРБАМАТ, ОБЛАДАЮЩИЙ АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗНОЙ АКТИВНОСТЬЮ И СПОСОБНОСТЬЮ УЛУЧШАТЬ КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ Российский патент 2008 года по МПК C07D213/66 A61K31/44 A61P25/28 

Изобретение относится к химии и медицине и касается получения фармацевтически приемлемого оксалата N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-карбамата, обладающего антихолинэстеразными и антиамнестическими свойствами.

Ранее дигидрохлорид этой структуры под названием аминостигмин описан как соединение, обладающее антихолинэстеразной активностью /1/, а также как лекарственный препарат, используемый в инъекционной лекарственной форме в качестве антидота при отравлении холиноблокирующими веществами /2/, но не использовался для лечения различных деменций. Существенным недостатком аминостигмина является гигроскопичность, что в значительной степени затрудняет его стандартизацию и усложняет производство лекарственных форм.

Целью настоящего изобретения является создание фармацевтически приемлемого потенциального лекарственного средства ряда 3-оксипиридина, обладающего антихолинэстеразной активностью и способностью улучшать когнитивные функции.

Следует подчеркнуть, что для решения поставленной задачи была синтезирована большая группа солей основания N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата с различными органическими и неорганическими кислотами и лишь оксалат N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата(I) не проявил гигроскопических свойств.

Соединение I получают взаимодействием основания N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата /3/ со щавелевой кислотой в среде органического растворителя, например ацетона. Строение I подтверждено данными элементного анализа, ПМР- и масс-спектров.

Пример. Получение оксалата N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата (I, амистигмин).

К раствору 1,89 г (0,02 моля) щавелевой кислоты в 1 5 мл ацетона при 20°С постепенно прибавляют раствор 4,47 г (0,02 моля) N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата в 15 мл ацетона. Смесь перемешивают 30 мин, осадок отфильтровывают, промывают 5 мл ацетона и сушат, получают 5,23 г (83,55%), Т_ПЛ 155-157°С (из изо-С₃Н₇ОН). Найдено, %: С 49,7; Н 6,40; N 13,42. С₁₃Н₁₉N₃О₆. Вычислено, %: С 49,83; Н 6,11; N 13,42.

Изучение фармакологической активности амистигмина проводили в сравнении с его аналогом по действию ривастигмином (экселоном), который применяется в качестве средства, улучшающего когнитивные функции у больных с различными деменциями, в частности, при болезни Альцгеймера /4/. В нашей стране ривастигмин (экселон) используется ограниченно из-за высокой стоимости.

В условиях in vitro с использованием коммерческих препаратов ацетилхолин-эстеразы эритроцитов человека и бутирилхолинэстеразы сыворотки лошадей амистигмин по антихолинэстеразной активности, определяемой по величинам констант ингибирования (KJ), существенно (на 2 порядка в отношении ацетилхолинэстеразы и на 1 порядок - бутирилхолинэстеразы) превосходит ривастигмин (табл.1). При этом, если амистигмин эффективно ингибирует оба фермента, то ривастигмин (экселон) ингибирует бутирилхолинэстеразу на 1 порядок сильнее, чем ацетилхолинэстеразу.

В условиях ex vivo (на выделенных препаратах ацетилхолинэстеразы головного мозга и крови крыс, время инкубации 10 мин) амистигмин по антихолинэстеразной активности, определяемой по величинам k₁ и IC₅₀, также существенно (на 3 порядка) превосходит ривастигмин (экселон) (табл.2 и 3).

В опытах на крысах изучали влияние однократного перорального введения амистигмина и ривастигмина (экселона) в эквитоксических дозах на нарушения обучения и памяти, вызываемые скополамином, с использованием метода условной реакции пассивного избегания /5/. Установлено, что под влиянием скополамина число животных, сохранивших навык условной реакции пассивного избегания, снижается (табл.4). Амистигмин вызывает мало зависимое от дозы ослабление амнестического эффекта скополамина. В целом аналогичные результаты получены и при изучении ривастигмина (экселона). При этом не установлено существенных различий в антиамнестическом действии исследуемых препаратов.

В опытах на крысах изучали влияние однократного перорального введения амистигмина и ривастигмина (экселона) в эквитоксических дозах на нарушения памяти и обучения, вызываемые электрошоком, с использованием метода условной реакции пассивного избегания /5/. Установлено, что на этой модели амнезии (в отличие от приведенных выше данных, полученных на скополаминовой модели) как амистигмин, так и ривастигмин (экселон) оказывали слабое (статистически недостоверное) антиамнестическое действие (табл.5).

В опытах на мышах изучали влияние однократного перорального введения амистигмина и ривастигмина (экселона) в эквитоксических дозах на нарушения памяти и обучения, вызываемые электрошоком, с использованием метода условной реакции пассивного избегания /5/. Установлено, что у интактных животных амистигмин вызывает зависимое от дозы достоверное улучшение обучаемости (отмечается существенное увеличение латентного периода захода животных в темный отсек камеры). В целом, сходный эффект отмечается и под влиянием ривастигмина (экселона) в эквитоксических дозах (средняя колонка табл.6). У мышей, получавших после обучения электрошок (без введения исследуемых препаратов) отмечается существенное ухудшение условно-рефлекторной деятельности, что проявляется 3-кратным уменьшением латентного периода захода в темный отсек камеры. Введение амистигмина, равно как и ривастигмина (экселона), сразу после обучения (до электрошока) приводит к зависимому от дозы существенному ослаблению амнестического эффекта электрошока (латентный период увеличивается более чем в 2 раза) (правая колонка табл.6).

В опытах на крысах изучали влияние многократного (5 дней) перорального введения амистигмина и ривастигмина (экселона) в эквитоксических дозах на нарушения памяти и обучения, при многократном (5 дней) введении скополамина с использованием метода условной реакции активного избегания /6/. Установлено, что введение скополамина за 30-60 мин до сеанса обучения существенно нарушает процесс запоминания информации (табл.7). Амистигмин, начиная со 2 дня обучения, в отличие от ривастигмина, существенно уменьшает нарушение обучения, вызываемые скополамином (табл.8).

Таким образом, заявляемое соединение (амистигмин) по антихолинэстеразной активности и по способности улучшать когнитивные функции превосходит используемый в клинической практике для лечения деменций препарат ривастигмин (экселон), в связи с чем оно представляет интерес в качестве потенциального антиамнестического средства.

Таблица 1Антихолинэстеразная активность амистигмина и ривастигмина (экселона) в условиях in vitro (на коммерческих препаратах ацетилхолинэстеразы эритроцитов человека и бутирилхолинэстеразы сыворотки лошадей)ФерментK₁, M^-1 мин^-1  РивастигминАмистигминАцетилхолинэстераза эоитоицитов человека3,01±0,3·10³7,87±0,32·10⁵Бутирилхол инэстераза3,18±0,02·10⁴2,94±0,09·10⁵

Таблица 2Антихолинэстеразная активность амистигмина и ривастигмин (экселона) в условиях ex vivo (на выделенных препаратах ацетилхолинэстеразы головного мозга и эритроцитов крыс)ПрепаратК₁, М^-1 мин^-1 Ацетихолинэстераза мозгаАцетилхолинэстераза эритроцитовАмистигмин (n=6)4,6±0,04·10⁶4,64±0,15·10⁶Ривастигмин (экселон) (n=6)1,97±0,11·10³1,75±0,08·10³Таблица 3Антихолинэстеразная активность амистигмина и ривастигмина (экселона) в условиях ех vivo (на выделенных препаратах ацетилхолинэстеразы головного мозга и эритроцитов крыс)ПрепаратIC₅₀, М Ацетилхолинэстераза мозгаАцетилхолинэстераза эритроцитовАмистигмин (n=6)1,49±0,07.10^-81,47±0,09.10^-8Ривастигмин (экселон) (n=6)3,5±0,29.10^-53,9±0,25.10^-5

Таблица 4Антиамнестическое действие амистигмина и ривастигмина (экселона) при амнезии, вызываемой скополамином у крыс по методике условной реакции пассивного избеганияПрепаратДоза от ЛД₅₀Доза в мг/кг внутрьКоличество крыс, оставшихся на платформе в течение 1 минАмистигмин1/1000,00811/16 (68,5%)* 1/500,01522/36 (61,6%)* 1/150,0521/32 (65,6%)*Ривастигмин (экселон)1/1000,1911/15 (73,3%)* 1/500,389/10 (90%)* 1/151,277/10 (70%)*Скополамин (контроль) 2 (в/б)14/40 (33,3%)*Р<0,05 по сравнению с контролем

Таблица 5Антиамнестическое действие соединения амистигмина и ривастигмина (экселона) у крыс при амнезии, вызываемой электрошоком, по методике условной реакции пассивного избеганияПрепарат (мг/кг, внутрь)ДозаКоличество условных избеганий, %Латентный период, секКонтроль 12/16 (75%)151±11,9Электрошок 8/22 (36,4%)83±4,6Амистигмин0,05 (1/15 от ЛД₅₀)7/13 (53,8%)108±11,30,016(1/50) 8/15 (53,3%)120±9,8*Ривастигмин1,27 (1/15 от ЛД₅₀)5/11 (45,5%)123±10,6*(экселон)0,19 (1/100)7/13 (53,8%)88±9,4*Р<0,05 по сравнению с электрошоком

Таблица 6Антиамнестическое действие амистигмина и ривастигмина (экселона) у мышей при амнезии, вызываемой электрошоком, по методике условной реакции пассивного избеганияПрепаратДоза (мг/кг, внутрь)Латентный период пребывания мышей в светлой камере (с) через 24 ч после:  обученияи последующего электрошока (амнезия)Контроль (n=12)-92,4±13 Амистигмин (n=16)0,01130±10 Контроль (n=7)-99,2±20 Амистигмин (n=9)0,03177±3* Контроль (n=7)-72,5±4 Ривастигмин (экселон) (n=9)0,1488,8±20 Контроль (n=8)-94,3±19 Ривастигмин (экселон) (n=6)0,45175,8±4* Контроль (n=14)- 28,2±4,8Амистигмин0,01 69,5±13*(n=23)0,03 79,6±12*Контроль (n=11)  30,9±4,9Ривастигмин (экселон)0,14 69,2±19(n=22)0,45 82,7±13** Р<0,05 по сравнению с контролем

Таблица 7Антиамнестическое действие амистигмина у крыс при амнезии, вызываемой скополамином, по методу условной реакции активного избегания (прыжковая камера)День обученияКонтрольСкополамин 2 мг/кг в/б в течение 5 днейАмистигмин 0,05 мг/кг, внутрь в течение 5 дней Кол-во животныхКол-во условных избеганийКол-во животныхКол-во условных избеганийКол-во животныхКол-во условных избеганий1310,35±0,17200,25±0,16100,4±0,222312,16±0,49201,0±0,47102,9±1,08*3313,54±0,6201,4±0,56*103,6±1,3*4314,97±0,6202,95±0,66*105,3±1,26*5316,45±0,6203,5±0,74*105,4±1,0* Р<0,05 по сравнению с контролем

Таблица 8Антиамнестическое действие ривастигмина (экселона) у крыс при амнезии, вызываемой скополамином, по методике условной реакции активного избегания (прыжковая камера)День обученияКонтрольСкополамин 2 мг/кг в/б в течение 5 днейРивастигмин (экселон) 2 мг/кг, внутрь в течение 5 дней Кол-во животныхКол-во условных избеганийКол-во животныхКол-во условных избеганийКол-во животныхКол-во условных избеганий1112,6±0,7100,6±0,27*100,7±0,42115,5±0,8102,0±0,9*101,6±0,73117,3±0,8103,6±1,2*104,0±0,94117,9±0,7105,1±1,2*105,8±0,95118,8±0,4106,5±0,8*105,9±1,1* Р<0,05 по сравнению с контролем

Список литературы

1. Прозоровский В.Б., Павлова Л.В., Панова П.А. и др. - Хим.-фарм. журнал, 1991, № 1, 87-88.

2. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Москва, Новая Волна. 2005, с.202.

3. John A., Aeschlimann, Arthur Stempel, Pat. US 2,512,732, June 27, 1950; Chem. Abstr., v.44, № 19-20, p.8961-8962 (1950).

4. Гаврилова С.И. Фармакотерапия болезни Альцгеймера. Москва, Пульс, 2003, с.115.

5. Андреева Н.И., Ленина В.В., Калинкина М.А. и др. - Хим.-фарм. журнал, 2005, № 1, с.6-9.

6. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Москва, Высшая школа, 1991, 399 с.

Изобретение относится к области органической химии и касается получения приемлемого для фармацетических целей оксалата N,N-диметил-2-N,N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата, обладающего антихолинэстеразной и антиамнестической активностью, который в отличие от других солей этой структуры не является гигроскопическим соединением. Технический результат: полученное соединение обладает более высокой антихолинэстеразной активностью чем ривастигмин (экселон), что дает основание рассматривать его как потенциальное лекарственное средство для лечения различных деменций. 8 табл.

Оксалат N, N-диметил-2-N, N-диметиламинометилпиридил-3-карбамата, отличающийся от других солей, например дигидрохлорида, отсутствием гигроскопичности, обладающий антихолинэстеразной активностью и улучшающий когнитивные функции.