2-ГИДРОКСИ-4-МЕТИЛФЕНИЛ-4-ОКСО-2-БУТЕНОАТ ТИАЗОНИЛАММОНИЯ, ОБЛАДАЮЩИЙ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКОЙ И НООТРОПНОЙ АКТИВНОСТЬЮ Российский патент 2014 года по МПК C07D277/18 A61K31/426 A61P3/10 A61P25/28 

Изобретение относится к области органической химии, к новым биологически активным веществам класса 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов гетериламмония, а именно к 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеноату тиазолиниламмония (1) формулы

обладающему гипогликемической и ноотропной активностью, что позволяет предположить его использование в медицине в качестве гипогликемического средства с сопутствующей ноотропной активностью.

Ближайшим аналогом по структуре заявляемому соединению является 2-гидрокси-4-оксо-4-фенил-2-бутеноат тиазолиниламмония (2) [Гипогликемическая активность производных ароилпировиноградных кислот. / Н.А.Пулина, Т.А.Юшкова, А.И.Краснова [и др.] // Фармация. - 2009. - №7. - С.36-38] формулы

Структурный аналог 2 не обладает гипогликемической и ноотропной активностью.

Эталонами сравнения выбраны:

1) антидиабетический препарат метформин, широко применяемый в лечебной практике и являющийся аналогом по действию [Машковский, М.Д. Лекарственные средства.- 15-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: ООО «Новая волна», 2005. - Т.2. - С.562-563].

2) ноотропный препарат пирацетам, широко применяемый в лечебной практике и являющийся аналогом по действию [Машковский, М.Д. Лекарственные средства.- 15-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: ООО «Издательство Новая волна», 2005. - с.159-160].

Задачей изобретения является поиск в ряду 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов гетериламмония веществ с выраженной гипогликемической и ноотропной активностью, а также низкой токсичностью.

Поставленная задача достигается получением 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеноата тиазолиниламмония (1), обладающего гипогликемической и ноотропной активностью.

Заявляемое соединение 1 получают взаимодействием 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеновой кислоты (3) с 2-аминотиазолином в спирте этиловом при эквимолярном соотношении реагентов, при температуре 20-25°С с последующим выделением целевого продукта известными методами по схеме

Пример получения соединения 1. К суспензии 1.02 г (0.01 моль) 2-аминотиазолина в 20 мл спирта этилового прибавляли раствор 2.06 г (0.01 моль) 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеновой кислоты (3) в 15 мл спирта этилового. Реакционную смесь перемешивали при температуре 20-25°С до полного растворения реагента. Реакционную смесь охлаждали до 5-0°С, выпавший осадок отфильтровывали, перекристаллизовывали из хлороформа. Выход 2.74 г (89%). Т.пл. 178-180°С. Найдено, %: С 53.97; Н 5.14; N 9.01. C₁₄H₁₆N₂O₄S. Вычислено, %: С 54.53; Н 5.23; N 9.08. ИК-спектр (Specord M80, вазелиновое масло, ν, см^-1): 3150 ш (N⁺H₃, ОН), 1665 (С¹=О), 1610 ш, 1590 (С⁴=О, C=N, C=C). Спектр ЯМР ¹H (BS-567A (100 МГц), ДМСО-d₆, ГМДС, δ, м.д.): 2.33 с (3Н, СН₃), 3.47 т (2Н, CH₂, J 7.4 Гц), 3.83 т (2Н, CH₂, J 7.4 Гц), 7.14 с (1Н, СН), 7.24-8.03 м (7Н, С₆Н₄, NН₃).

Заявляемое соединение 1 представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде, спирте этиловом, трудно растворимое в хлороформе.

Острую токсичность заявляемого соединения 1 при пероральном введении изучали на белых мышах обоего пола массой 18-20 г с определением ЛД₅₀ экспресс-методом по Прозоровскому [Прозоровский, В.Б. Экспресс-метод определения средней эффективной дозы и ее ошибки. / В.Б.Прозоровский, М.П.Прозоровская, В.И.Демченко // Фармакология и токсикология. - 1978. - №4. - С.497-502]. Вещество вводили перорально в виде взвеси в 2% крахмальном растворе из расчета 0,1 мл/10 г, однократно, после чего животные находились под непрерывным наблюдением 24 часа. Общая продолжительность наблюдения составила 2 недели. Контрольным животным вводили эквиобъемное количество 2% крахмального раствора [Методические указания по изучению общетоксического действия фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. / Под общей редакцией чл.-корр. РАМН, проф. Р.У.Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп.. - М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - С.41-54].

Гипогликемическая активность соединения 1 изучена на модели аллоксанового диабета. Опыты выполнены на белых нелинейных крысах обоего пола массой 180-200 г. Экспериментальную гипергликемию моделировали внутрибрюшинным введением аллоксана тригидрата («Alfa Aesar») в дозе 170 мг/кг. Соединение 1 вводили перорально крысам с аллоксановым диабетом в дозе 50 мг/ кг в виде взвеси в 2% крахмальном растворе. Контрольным животным вводили эквиобъемное количество 2% крахмального раствора. Концентрацию глюкозы в крови животных определяли глюкозооксидазным методом [Волчегорский, И.А. Антиоксиданты при экспериментальном сахарном диабете. / И.А.Волчегорский, Л.М.Рассохина, И.Ю.Мирошниченко // Проблемы эндокринологии. - 2008. - Т. 54, №5. - С.43-50]. Крыс лишали пищи за 16 часов до опыта и на время его проведения. Степень гипогликемической активности соединения 1 и препарата-эталона (метформина в дозе 50 мг/кг) оценивали через 120 минут после их введения путем сравнения с фоновыми показателями уровня глюкозы до введения веществ.

Для изучения ноотропной активности соединение 1 было исследовано на формирование и воспроизведение памятного следа на белых нелинейных здоровых крысах в тесте «условная реакция пассивного избегания» (УРПИ), а также оценивалась его антигипоксическая активность на модели нормобарической гиперкапнии на белых нелинейных мышах. Препарат сравнения - пирацетам вводили перорально в дозе 50 мг/кг. Кроме того, аналогичными методиками изучен гипогликемический препарат метформин в дозе 50 мг/кг [Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. / Под общей редакцией чл.-корр. РАМН, проф. Р.У.Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп.- М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - С.153-158].

Формирование УРПИ осуществляли в экспериментальной установке, представляющей собой две смежные камеры: большую, освещенную и малую, затемненную с электрофицированным полом. В первый день эксперимента крыс помещали в освещенный отсек камеры и в течение 3 минут регистрировали время захода в затемненный отсек (латентный период (ЛП)) и время, проведенное в темном отсеке. По истечении 3-х минут на пол темной камеры подавали электрический ток (0,45 мА). Влияние исследуемого соединения на прочность сформированной реакции характеризовали степенью ее сохранения через 24 часа. Исследуемое вещество вводили перорально в дозе 50 мг/кг в виде взвеси в 2% крахмальном растворе за 1 час до помещения в экспериментальную установку. При оценке сохранности УРПИ учитывали число животных в %, зашедших в затемненный «опасный» отсек камеры, время первого захода и общее время пребывания в нем при тестировании.

Для воспроизведения нормобарической гиперкапнии у мышей исследуемое соединение вводили перорально в дозе 50 мг/кг в виде взвеси в 2% крахмальном растворе, через час животных поодиночке сажали в герметически закрывающиеся сосуды (200 см³). По мере потребления кислорода животными его концентрация в сосуде снижается, что приводит к их гибели. Регистрировали продолжительность жизни животных, по которой судили об эффективности исследуемого вещества. Мышам контрольной группы в том же объеме вводили эквиобъемное количество 2% крахмального раствора.

Полученные результаты подвергали статистической обработке. Данные всех выборок подвергались оценке на соответствие нормальному распределению при помощи критерия Шапиро-Уилки. Выборочные значения подчинялись нормальному закону распределения. Для анализа нормально распределенных количественных признаков при сравнении двух независимых выборок применяли t-критерий Стьюдента. В случае наблюдений в последовательные моменты времени достоверность различий определяли путем дисперсионного анализа повторных измерений с последующим вычислением t-критерия Стьюдента с поправкой Бонферрони. Результаты представлены в виде М±m (М - среднее значение, m - средняя арифметическая ошибка). Различия считали достоверными при уровне р<0,05. Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи программы математической статистики Sigma Stat 3.5 для Windows, а также статистических программ Windows XP (Excel). Результаты испытаний представлены в таблицах 1, 2.

Установлено, что ЛД₅₀ соединения 1 составляет 4700 мг/кг (таблица 1). Согласно классификации опасности химической продукции по ГОСТу 53856-2010, соединение 1 относится к 5 классу токсичных веществ [Юрасова, А.А. Внедрение в Российской Федерации современной модели классификации опасности химической продукции. / А.А.Юрасова, А.С.Макарова, Д.О.Скобелев // Токсикологич. вестник. - 2011. - №1. - С.2-10].

Таблица 1
Гипогликемическое действие при аллоксановом диабете и острая токсичность соединения 1 Серии опытов ЛД₅₀, мг/кг Доза, мг/кг Кол-во животных Уровень глюкозы, ммоль/л 0 мин 120 мин Контроль (интактный) - - 6 4,83±0,32 4,56±0,29 Контроль (аллоксановый диабет) - - 6 16,88±0,98 16,41±0,64
^{***1 ***3} Соединение 1 4700(3800-6800) 50 6 16,89±0,84 6,57±0,73
^{*1 ***2} Метформин 1266(1050-1485) 50 6 16,65±0,76 7,58±0,62
_{**1 ***2} Примечание: ***=р<0,001;
1 - по отношению к контролю (интакт); 2 - по отношению к контролю (алл. диабет); 3 - по отношению к метформину.

Как видно из таблицы 1, соединение 1 проявило гипогликемическую активность на модели аллоксанового диабета и оно не уступает по действию препарату сравнения - метформину. При этом соединение 1 в 3,7 раза менее токсично, чем препарат-эталон. Вещество 1 оказывает ноотропную активность в тесте УРПИ, что характеризуется отсутствием негативного влияния на формирование и воспроизведение памятного следа у экспериментальных животных, а также проявляет выраженное антигипоксическое действие (таблица 2), в то время как метформин данным эффектом практически не обладает. Это является положительным фактором, так как заявляемое вещество 1 может препятствовать развитию когнитивного дефицита при диабетической энцефалопатии и гипоксических состояний, являющихся осложнениями сахарного диабета.

Таблица 2
Ноотропная активность соединения 1 в тестах «условная реакция пассивного избегания» и нормобарической гиперкапнии Соединение Воспроизведение УРПИ Нормобарическая гиперкапния 1-й день (до обучения) 2-й день (после обучения) ЛП n/N %¹ ЛП n/N %¹ t %² Контроль (интакт) 73,7±13,8 6/6 0 171,8±8,1
^***1*3 1/6 83,3 1482,5±110,6 - Соединение 1 63,3±11,2 6/6 0 180,0±0,0
^***1*4 0/6 100 2574,4±107,2
^***5**6**7 73,7 Пирацетам 66,8±11,5 6/6 0 180,0±0,0
^***1*4 0/6 100 3022,1±118,5
^***7 103,9 Метформин 84,5±13,2 6/6 0 162,7±12,0
^***1 2/6 66,7 1568,8±113,8
^***6 5,8 Примечание; *=р<0,05, **=р<0,01, ***=р<0,001;
1 - по отношению к ЛП до обучения; 2 - к ЛП контрольной группы; 3 - к ЛП группы с пирацетамом; 4 - ЛП группы с метформином; 5 - по отношению к времени жизни контрольной группы; 6 - по отношению к времени жизни группы с пирацетамом; 7 - по отношению к времени жизни группы с метформином.
ЛП - латентный период, сек; n/N-количество животных в группе, посетивших темный отсек в тесте УРПИ, из общего числа животных в группе (N); % ¹ - процент животных, не зашедших в темный отсек;
t - время жизни, сек; % ² - процент увеличения продолжительности жизни.

Таким образом, 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеноат бензотиазолиниламмония (1) оказывает выраженное гипогликемическое и ноотропное действие и обладает значительно меньшей токсичностью по сравнению с метформином, что делает возможным его использование в медицине для создания новых гипогликемических лекарственных препаратов с сопутствующей ноотропной активностью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гипогликемическая активность производных ароилпировиноградных кислот. / Н.А.Пулина, Т.А.Юшкова, А.И.Краснова [и др.] // Фармация. - 2009. - №7. - С.36-38.

2. Машковский, М.Д. Лекарственные средства. - 15-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: ООО «Новая волна», 2005. - С.159-160, 562-563.

3. Прозоровский, В.Б. Экспресс-метод определения средней эффективной дозы и ее ошибки. / В.Б.Прозоровский, М.П.Прозоровская, В.И.Демченко // Фармакология и токсикология. - 1978. - №4. - С.497-502.

4. Методические указания по изучению общетоксического действия фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. / Под общей редакцией чл.-корр. РАМН, проф. Р.У.Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - С.41-54.

5. Волчегорский, И.А. Антиоксиданты при экспериментальном сахарном диабете. / И.А.Волчегорский, Л.М.Рассохина, И.Ю.Мирошниченко // Проблемы эндокринологии. - 2008. - Т. 54, №5. - С.43-50.

6. Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. / Под общей редакцией чл.-корр. РАМН, проф. Р.У. Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - С.153-158.

7. Юрасова, А.А. Внедрение в Российской Федерации современной модели классификации опасности химической продукции. / А.А.Юрасова, А.С.Макарова, Д.О. Скобелев // Токсикологич. вестник. - 2011. - №1. - С.2-10.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к новым биологически активным веществам класса 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов гетериламмония, а именно к 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеноат тиазолиниламмония формулы (1). Технический результат - 2-гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеноат тиазолиниламмония, обладающий высокой гипогликемической и ноотропной активностью. 2 табл.

2-Гидрокси-4-метилфенил-4-оксо-2-бутеноат тиазолиниламмония формулы (1)

обладающий гипогликемической и ноотропной активностью.