2-АММОНИОЗАМЕЩЕННЫЕ ЭТИЛИДЕН-1,1-ДИФОСФОНОВЫЕ КИСЛОТЫ, ОБЛАДАЮЩИЕ ИММУНОДЕПРЕССИВНОЙ АКТИВНОСТЬЮ Советский патент 1995 года по МПК C07F9/38 A61K31/66 A61K31/675 

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений с С-Р-связью, конкретно к новым 2-аммониозамещенным этилиден-1,1- дифосфоновым кислотам общей формулы I
R-CH₂CH где R₃N⁺ триметиламмониевая группа незамещенная, 2-амино-, 4-амино-, 3-карбокси- или 2-метилзамещенная пиридиниевая группа, хинолиниевая, 1,5-диметил-2-пиразолиевая, 1-метил-3-имидазолиевая или 1-(β β -дифосфоноэтил)- 3- бензимидазолиевая группа.

Данные соединения обладают высокой иммунодепрессивной активностью и могут быть использованы в медицинской практике.

Известны N-замещенные 2-аминоэтилиден-1,1-дифосфоновые кислоты, обладающие иммунодепрессивной активностью. Эти соединения проявляют иммунодепрессивную активность, сравнимую с активностью известного и используемого в медицинской практике в качестве иммунодепрессанта гидрокортизона. Однако эффективно действующие концентрации N-замещенных 2-аминоэтилиден-1,1-дифосфоновых кислот очень высоки и снижение дозы приводит к падению иммунодепрессивного эффекта. Эти соединения получают взаимодействием винилидендифосфоновой кислоты или ее соли с первичным или вторичным амином или его солью в водной, водно-органической или органической среде при температуре 50-150^оС.

Целью изобретения является расширение ассортимента соединений, обладающих высоким иммунодепрессивным действием.

Поставленная цель достигается новыми соединениями 2-аммониозамещенными этилиден-1,1-дифосфоновыми кислотами формулы 1, обладающими иммунодепрессивной активностью.

Соединения формулы 1 синтезированы впервые и в литературе не описаны. Получают их путем взаимодействия винилидендифосфоновой кислоты или ее соли с соответствующими третичными аминами или их хлоргидратами в среде полярного протонного растворителя при температуре 80-120^оС в течение 2-15 ч. В качестве полярного растворителя используют воду, уксусную кислоту или их смесь. В зависимости от основного амина рН выбирают в пределах 1-9.

Выходы соединений формулы I, полученных данным способом, составляют 32-97% Они представляют собой кристаллические вещества, разлагающиеся при нагревании выше 100^оС. Строение полученных соединений подтверждено данными элементного анализа, рН-метрическим титрованием и ПМР-спектроскопии.

П р и м е р 1. Бетаин 2-(триметиламмонио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
(CH₃)- CH₂CH
Смешивают 2,8 г (9,5 моль) тригидрата динатриевой соли винилидендифосфоновой кислоты, 0,36 г (9 ммоль) едкого натра, 2,9 г (30 ммоль) гидрохлорида триметиламина и 5,5 мл воды. Смесь, имеющую рН 8, нагревают в запаянной ампуле при периодическом встряхивании в течение 12 ч при температуре 120^оС. После охлаждения содержимое ампулы разбавляют водой и пропускают через колонку, заполненную катионитом КУ-2 в Н⁺-форме. Элюируют водой до нейтральной реакции. Элюат выпаривают в вакууме, полученный сироп смешивают с 1 мл воды и добавляют 2 мл метанола. После завершения кристаллизации прибавляют еще 10 мл метанола и через несколько часов отфильтровывают выпавший бетаин. Выход 0,83 г (32% от теоретического).

Для получения аналитического образца вещество растворяют в теплой воде, осаждают 5-кратным количеством метанола и высушивают.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₁ 252,3; Экв₂125,4. Вычислено: Экв₁ 242,13; Экв₂ 123,56.

Найдено, C 24,51; 24,36; H 6,32; 6,20.

C₅H₁₅NO₆P₂
Вычислено, C 24,30; H 6,11.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ, м.д. (отн. ТМС внешн.): 2,7 т.т. J_нр 22 Гц, J_нн 4 Гц (1Н, СН); 3,6 с. (9Н, СН₃); 4,2 т. д. J_нр 15 Гц, J_нн 4 Гц (2Н, СН₂).

П р и м е р 2. Бетаин 2-(N-пиридинио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
-CH₂CH
Смесь 2,05 г (7,15 ммоль) тригидрата динатриевой соли винилидендифосфоновой кислоты, 2,24 г (28,4 ммоль) пиридина и 3,4 мл (35,7 моль) 33%-ной соляной кислоты нагревают при слабом кипении (около 110^о) и перемешивании в течение 3 ч. Реакционную смесь растворяют в воде, пропускают через колонку с Ку-2 в Н⁺-форме, элюируют до нейтральной реакции, элюат упаривают в вакууме, добавляют метанол и отфильтровывают кристаллы бетаина. Выход 1,77 г (93%). Аналитический образец перекристаллизовывают из 3%-ной соляной кислоты.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₁ 266,0; Экв₂133,0. Вычислено: Экв₁ 258,2;т Экв₂ 134,1;
Найдено, С 31,63; 31,40; Н 4,34; 4,16.

C₇H₁₁NO₆P₂
Вычислено, С 31,48; Н 4,15.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0.09 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ,м.д. 3,2 т.т. J_нр 20 Гц, J_нн 8 Гц (1Н, СН); 5,7 т.д. J_нр14 Гц, J_нн 8 Гц (2Н, СН₂); 8,5-8,9 м. (2Н, β-Н); 8,9-9,3 м. (1Н, α-Н); (9,6-9,8, м. (2Н, α-Н).

П р и м е р 3. Бетаин 2-(N-хинолинио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
-CH₂CH
Смесь 1,0 г гидрата винилидендифосфоновой кислоты, содержащей 0,94 г (5,0 ммоль) безводного вещества, 2,38 г )20 ммоль) хинолина, 1,4 мл (14,7 ммоль) 33%-ной соляной кислоты и 0,35 мл воды, нагревают при слабом кипении (110-115^оС) в течение 3 ч. К охлажденной смеси добавляют 0,52 мл 33%-ной соляной кислоты и 5 мл этанола. Выпавшие кристаллы бетаина отфильтровывают и промывают этанолом. Выход 1,45 г (92%). Перекристаллизовывают из 11%-ной соляной кислоты.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₂ 157,0. Вычислено: Экв₂ 158,5.

Найдено, С 41,69; 41,48; Н 4,35; 4,12.

С₁₁Н₁₃NO₆P₂
Вычислено, С 41,65; Н 4,13.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,08 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ, м.д. 2,9 т. т. J_нр20 Гц, J_нн 8 Гц (1Н, СН); 5,7 т.д. J_нр 14 Гц, J_нн= 8 Гц (2Н, СН₂); 8,0-9,8, м. (7Н, ароматические протоны).

П р и м е р 4. Бетаин 2-(1,5-диметил-2-пиразолио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы

Смесь 0,89 г (9,3 ммоль) 1,5-диметилпиразола, 3,30 г гидрата винилидендифосфоновой кислоты, содержащего 3,14 г (16,7 ммоль) безводного вещества, и 2 мл воды нагревают при слабом кипении (110^о) в течение 7 ч. К смеси добавляют 5 мл метанола и выпавшие кристаллы бетаина отфильтровывают и промывают метанолом. Выход 2,6 г (97% в расчете на 1,5-диметилпиразол). Перекристаллизовывают из 0,4%-ной соляной кислоты.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₁ 286,0; Экв₂141,2. Вычислено: Экв₁ 284,15; Экв₂ 142,07.

Найдено, С 29,25; 29,43; Н 5,14; 4,99.

C₇H₁₄N₂O₆P₂
Вычислено, С 29,59; Н 4,97.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 К₂СO₃ в 0,3 мл D₂),δм.д. 2,85 м. (3Н, 5-СН₃); 2,80, т.т. J_нр 20 Гц, J_нн 7 Гц (1Н, СН); 4,4, с. (3Н, 1-СН₃); 5,20 т.д. J_нр 13 Гц, J_нн 7 Гц (2Н, СН₂), 7.0. д. 8,6, д (2Н, 4-Н, 3-Н).

П р и м е р 5. Бетаин 2-(1-метил-2-имидазолио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
H₃C-- CH₂CH
Смесь 1,45 г (17,7 ммоль) 1-метилимидазола, 2,7 г гидрата винилидендифосфоновой кислоты, содержащего 2,58 г (13,7 ммоль) безводного вещества, и 2,5 мл 80%-ной водной уксусной кислоты, нагревают при температуре 110-115^оС в течение 3 ч, причем в процессе нагревания происходит кристаллизация бетаина. Смесь разбавляют 25 мл метанола, добавляют 1 мл (12 ммоль) 36%-ной соляной кислоты, хорошо перемешивают и оставляют на 2 ч при комнатной температуре. Кристаллы отфильтровывают, промывают метанолом и сушат. Выход 3,45 г (89%). Перекристаллизовывают из 0,4%-ной соляной кислоты.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₁ 268,3; Экв₂134,0. Вычислено: Экв₁ 270,12; Экв₂ 135,06.

Найдено, C 26,39; 26,49; Н 4,62; 4,62.

С₆H₁₂N₂O₆P₂
Вычислено, С 26,68; Н 4,48.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂О),δ,м.д. 2,86, т. т. J_нр20 Гц, J_нн 7 Гц (1Н, СН); 4,30, с. (3Н, СН₃); 5,00, т.д. J_нр 13 Гц, J_нн 7 Гц (2Н, СН₂); 7,9-8,1 (2Г, 4-Н и 5-Н); 9,20, м. (1Н, 2-Н).

П р и м е р 6. Бетаин 2-(1-β β, -дифосфоноэтил-3-бензимидазолио) этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты дигидрат формулы
· 2 H₂O
Смесь 2,23 г (7,80 ммоль) тригидрата динатриевой соли винилидендифосфоновой кислоты, 0,38 г (3,24 ммоль) бензимидазола и 4 мл 50%-ной водной уксусной кислоты нагревают при слабом кипении (около 110^о) в течение 2 ч. К смеси добавляют теплый раствор 50 г тригидрата ацетата натрия в 46 мл 50%-ной уксусной кислоты. При стоянии выкристаллизовывается натриевая соль бетаина. Ее отфильтровывают, промывают метанолом, затем растворяют в воде и пропускают через колонку с катионитом Ку-2 в Н⁺-форме. Элюат упаривают в вакууме, добавляют к кристаллическому остатку метанол и затем кристаллы отфильтровывают и промывают метанолом. Для окончательной очистки бетаин переосаждают метанолом из воды. Выход 0,91 г (51%).

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₃ 177,3; Экв₅105.6. Вычислено: Экв₃ 176,7; Экв₅ 105,3.

Найдено, С 25,48; 25,47; Н 4,30; 4,14
С₁₁H₂₂N₂O₁₄P₄
Вычислено, С 24,92; Н 4,18.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂О), δ, м.д. 2,9, т. т. J_нр19,5 Гц. J_нн 7 Гц (2Н, СН); 4,7, т.д. J_нр16 Гц, J_нн 7,5 Гц (4Н, СН₂); 7,5-7,9 м. (4Н, ароматические протоны), 9,2, с. (1Н, 2-Н).

П р и м е р 7. Бетаин 2-(2-аминопиридинио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
H₂CH
В условиях примера 2 вводят в реакцию 2,3 г (8,1 ммоль) тригидрата динатриевой соли винилидендифосфоновой кислоты, 2,6 г (27,7 г ммоль) 2-аминопиридина и 3,4 мл (35,7 ммоль) 33%-ной водной соляной кислоты. Получают 1,59 г бетаина. Выход 69% Перекристаллизовывают из воды.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₁ 279,0; Экв₂140,5. Вычислено: Экв₁ 282,2; Экв₂ 141,1;
Найдено, C 29,99; 29,86; Н 4,54; 4,39.

C₇H₁₂N₂O₆P₂
Вычислено, C 29,80; Н 4,29.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ, м.д. 2,4, т. т. J_нр21 Гц, J_нн 5 Гц (1Н, СН); 4,8, т.д. J_нр 15 Гц, J_нн 5 Гц (2Н, СН₂); 7,0-8,5, м. (3-Н-6-Н, пиридиновые протоны).

П р и м е р 8. Бетаин 2-4(4-аминопиридинио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
H₂N-CH₂CH
Применяя в условиях примера 7 вместо 2-аминопиридина 4-аминопиридин, получают бетаин с выходом 84% Перекристаллизовывают из 3%-ной соляной кислоты.

Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₂ 141,0. Вычислено: Экв₂ 141,1.

Найдено, C 29,59; 29,71; H 4,27; 4,43;
C₇H₁₂N₂O₆P₂
Вычислено, С 29,80; Н 4,29.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ, м.д. (отн. ТМС внешн.): 2,9, т.т. J_нр 20 Гц, J_нн 8 Гц (1Н, СН); 5,1 т.д. J_нр13 Гц, J_нн 8 Гц (2Н, СН₂); 7,4; 8,8, д. (4Н, пиридиновые протоны).

П р и м е р 9. Бетаин 2-(2-метилпиридинио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты формулы
H₂CH
Смесь 2,0 г гидрата винилидендифосфоновой кислоты, содержащего 1,88 г (10 ммоль) безводного вещества, 3,72 г (40 ммоль) α-пиколина и 3,45 мл (30 ммоль) 28%-ной соляной кислоты, нагревают при слабом кипении в течение 3 ч. К охлажденной смеси добавляют 0,9 мл 36%-ной соляной кислоты и 10 мл этанола. После окончания кристаллизации отфильтровывают выпавший бетаин и промывают этанолом, выход 2,36 г (84%). Перекристаллизовывают из воды. Аналогичные результаты получают при нагревании смеси в течение 15 ч при 80^о. Выход бетаина составляет 71%
Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₁ 283,0; Экв₂141,0. Вычислено: Экв₂ 281,2; Экв₂ 140,6.

Найдено, C 33,02; H 4,69, 4,77.

С₈H₁₃NO₆P₂
Вычислено, С 34,18; Н 4,66.

ПМР-спектр (0,15 г вещества, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ, м.д. 2,8 т. т. J_нр 20 Гц, J_нн 7 Гц (1Н, СН); 3,3, с. (3Н, СН₃); 5,3, т.д. J_нр 13 Гц, J_нн 7 Гц (2Н, СН₂); 8,0-9,3 м (4Н, пиридиновые протоны).

П р и м е р 10. Бетаин-2-(3'-карбоксипиридинио)этилиден-1,1-дифосфоновой кислоты моногидрат формулы
-CH₂CH H₂O
Смесь 1,0 г гидрата винилидендифосфоновой кислоты, содержащего 0,94 г (5,0 ммоль) безводного вещества, 2,8 г (23 ммоль) никотиновой кислоты, нагревают при слабом кипении (115^оС) в течение 2 ч. Добавляют 10 мл этанола, кристаллический осадок отфильтровывают, промывают несколько раз кипящим этанолом и для окончательной очистки перекристаллизовывают из 5%-ной соляной кислоты. Получают 1,1 г моногидрата бетаина, выход 60%
Результаты рН-метрического титрования. Найдено: Экв₂ 165,0; Экв₃111,0. Вычислено: Экв₂ 164,5; Экв₃ 109,7.

Найдено, С 29.19; Н 3,98.

С₈H₁₃O₆P₂
Вычислено, С 29,20; Н 3,99,
ПМР-спектр (0,15 г вещества Х, 0,10 г К₂СО₃ в 0,3 мл D₂O), δ, м.д. (отн. ТМС внешн.): 3,1 т.т. J_нр 20 Гц, J_нн 8 Гц (1Н, СН); 5,7, т.д. J_нр 14 Гц, J_нн 8 Гц (2Н, СН₂); 8,4-9,7, м (4-Н-6-Н); 9,9, с, (1Н, 2'-Н).

Испытания синтезированных соединений на иммунодепрессивную активность проводили на мышах породы swiss. Соединения вводили в виде нейтрализованных водных растворов подкожно в дозах 0,0625-0,605 ммоль/кг в течение 4 дней (суммарная доза 0,25-2,42 ммоль/кг). Контролем служили интактные животные, иммунизированные эритроцитами барана, причем вместо заявляемых веществ вводили физиологический раствор в соответствующем объеме (0,2 мл). Эксперименты проводили в двух повторностях по 10 мышей в каждой группе. Оценку результатов проводили по критерию Стьюдента. Результаты испытаний приведены в таблице.

Для сравнения иммунодепрессивной активности в таблице приведены данные влияния на иммунный ответ известных иммунодепрессантов ЭДТА и гидрокортизона, а также описанной в литературе 2-морфолиноэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты.

Из таблицы видно, что все испытанные соединения проявляют высокую иммунодепрессивную активность, а некоторые из них (3, 5, 7 и 9) способны снижать иммунный ответ в 4,5-17,5 раз при низких концентрациях, т.е. они значительно эффективнее, чем ЭДТА, гидрокортизон и ранее испытанные 2-аминозамещенные этилиден-1,1-дифосфоновые кислоты. Кроме того, новые соединения, не являясь гормональными средствами, не вызывают гормональных нарушений, характерных при применении гидрокортизона. Новые соединения малотоксичны, их LD₅₀ порядка 300 мг/кг живого веса и в применяемых дозах они не токсичны.

2-Аммониозамещенные этилиден-1,1-дифосфоновые кислоты общей формулы

где триметиламмониевая группа незамещенная, 2-амино-, 4-амино-3-карбокси- или 2-метилзамещенная пиридиниевая группа, хинолиниевая, 1,5-диметил-2-пиразолиевая, 1-метил-3-имидазолиевая или 1-( β, β -дифосфоноэтил)-3-бензимидазолиевая группа,
обладающие иммунодепрессивной активностью.