1-Тиокарбамоилметилпирролидин-2-тион,обладающий ноотропной активностью, и способ его получения Советский патент 1988 года по МПК C07D207/24 A61K31/425 A61P25/00 

4

00 4

fen

Изобретение относится к новому хи- мичecкo fy соединению пирролидинового ряда, а именно к 1-тиокарбамоилметил- пирролидин-2-тиону формулыс

Ф

CH2CSNH2

(I)

который обладает ноотропной активностью, и способу его получения.

Цель изобретения - поиск в ряду лирролидина соединений, обладающих повышенной неотропной активностью, и разработка способа получения соединения, обладающего повышенной ноотропной активностью.

Пример 1. Суспензию, состоящую из 21,6 г (0,175 моль) 1-цианометил 2-оксопирролидина, 37,9 г (0,175 моль) пятисернистого фосфора и 850 мл сухого ксигшла кипятят в течение 4 ч. Смесь охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровы- вают и кипятят в 2500 мл воды в течение 30 мин.

Реакционную массу фильтруют. Маточный .раствор охлаждают при 8-10 С. Бьэтавишй продукт отфильтровьшают. Получают 14,8 г 1-тиокарбамоилмеТилпир- ролидин-2-тиона в виде кристаллов желтого цвета, т.пл. 154-15б С.

Маточный раствор упаривают и получают дополнительно 4,8 г целевого продукта, т.пл. 153-155 с. Суммарный выход 1-тиокарбамоилметилпирролидин- 2-тиона 19,6 г (64,5%). Для анализа целевой продукт кристаллизуют из изо- пропанола, т.пл. 156-158 С.

Найдено, %: С 41,46, Н 5,74, N 16,33; S 36,81.

C HfoNiSj

Вычислено, %: С 41,35i Н 5,78-, N 16,07; S 36,80.

ИК-спектр V.CM- : 1630, 3110, 3260 (NH.J); 1120 (С S) .

Пример 2.В условиях, аналогичных примеру 1, но с использованием в качестве растворителя толуо

ла, получают целевой продукт с. выходом 49% в виде желтых кристаллов, т.пл. 154-156°С.

Пример З.В условиях, аналогичных примеру 1, но с использованием в качестве растворителя мезити- лена, температуры 140-145 С, получают целевой продукт с выходом 41% в виде желтых кристаллов, т,пл. 154-156 С.

с

0

50. 5

0

5 О

45

50

55

Пример 4. В условиях, аналогичных примеру 1, но с использованием в качестве растворителя бензола, получают целевой продукт с выходом 62% в виде желтьк кристаллов, т.пл. 154-156 с.

Пример 5. Суспензию, состоящую из 2,8 г (0,02 моль) 1-карбамидо- метилпирролидона-2, 8,8 г (0,04 моль) пятисернистого фосфора и 50 мл сухого ксилола, кипятят в течение 4ч.

Смесь охлаждают, осадок отфильтро- вьгоают к кипятят в течение 30 мин в 150 мл воды. Реакционную массу фильтруют. Маточный раствор охлаждают при 8-1 . Выпавший продукт отфильтровывают. Получают 1,1 г (32%) 1-тиокар- бамоилметилпирролидин-2-тиона в виде желтых кристаллов, т.пл. 154-156 с.

Изучение токсичности соединения I проводят на мышах массой 18-20 г при внутрибрюшинном введении соединения в дозах 100-1500 мг/кг.

Установлено, что угнетение общего состояния животных начинается с дозы 250 мг/кг. Для соединения I ЛД. составляет 1200 мг/кг. Для пирацетама ЛДуо составляет более 10000 мг/кг.

Изучение антигипоксического дей- стйия соединения I проводят на различных экспериментальных моделях гипоксических состояний в опытах на мышах и крысах. Соединение I и пи- рацетам вводят внутрибрюшинно в виде водной эмульсии, приготовленной с твином-80.

Модель острой гипоксической гипоксии с гипаркапнией.

Исследования проводят на 540 беспородных белых мышах-самцах массой 20-22 г. Каяадую мьш1ь помещают изолированно в гермокамеру (емкостью 250 мл) через 60 мин после введения соединения I в дозах 50, 100, 250, 500 и 750 мг/кг. Контрольным животным вводят изотонический раствор хлорида натрия. Антигипоксическую активность оценивают по продолжительности жизни, мышей в гермокамере (в минутах).

Результаты исследования антигипоксического действия соединения I приведены в табл.1.

Как видно из экспериментальных данных, представленных в табл. 1, соединение I по сравнению с контролем увеличивает продолжительность жизни мьшшй в условиях острой гипоксической гипоксии уже п{)и дозе 100 мг/кг

314

примерно в 2 раза (на 103,9%), а при дозе 750 мг/кг - в 4 раза (на 324,5%) что свицетельствует о его высокой ан- тигипоксической активности.

По антигипоксическому действию соединение I значительно превосходит пирацетам. Так, соединение I в дозе 100 мг/кг увеличивает продолжительность жизни мьплей до 56,3 мин (на 103,9%) по сравнению с контролем (28,1 мин), а пирацетам даже в дозе 2000 мг/кг (в 20 раз большей, чем соединение I) - лишь до 45 мин (или по сравнению с контролем на 60%).

Таким образом установлено на модели острой гипоксической гипоксии с гиперкапнией, что соединение I, начиная с дозы 100 мг/кг, обладает способностью повышать устойчивость орга- низма животных к острой кислородной недостаточности - увеличивает длительность жизни мышей в условиях гипоксии.

Модель острой гипобарической ги- поксии (ОГБГ).

Моделируется острая гипобаричес- кая гипоксия в проточной барокамере при температуре окружающей среды 17- 22 С с поглощением СО и воды. Живот- ные (мьши - самцы, тетрагибриды) массой 15-22 г .одной генерации поднимаются со средней скоростью 50 м/с на высоту 11000 м, на которой оценивается продолжительность жизни (в минутах) в одной серии опытов. Кроме того, мьши дискретно поднимаются с той же скоростью на высоту 10000 м, где находятся в течение 1 мин, затем на 11000 м,где находятся 1 мин, и т.д., вплоть до гибели для определения высотного потолка. Гибель животных фиксируется по наступлению агонапьного дыхания на фоне судорог. Всего в экспериментах использовано 200 мьщ1ей.

Соединение I и пирацетам вводят за 1 ч до подъема. В качестве препарата сравнения используют пирацетам. Результаты экспериментов оценивают ста- тистически по Т-критерию в модификаци Стькяента и соотносят к контрольным данным, которые приняты за 100%.

Аналогичные эксперименты с крысами - самцами беспородными, массой 180-230 г проводят в тех же барокамерах с подъемом до высоты 12000 м.

Результаты экспериментов на модели ОГБГ приведены в табл. 2 и 3.

5

О о 5

Q

g

5

454

Данные 3KcnepnNfeHTOB показывают, что соеди нение I значительно превосходит пирапетам по антигипоксической активности на модели ОГБГ как по влиянию на продолжительность жизни на высоте 11000 м (в 3-4 раза эффективнее), так и по увеличению высотного потолка (предлагаемое соединение повышает высотный потолок на 4000 м по сравнению с контролем и пирацетамом в дозе 500 мг/кг).

Модель острой нормобарической гипоксии (ОНБГ).

Острая нормобарическая гипоксия модепирована в проточной барокамере при тетературе окружающей среды 17- 22°С с поглощением COj и воды. Газовая смесь (97% N2 и 3% 0) подается в барокамеру со скоростью 10 л/мин. Регистрируется длительность жизни экспериментальных животньк (мышей, крыс) в камерах с момента подачи смеси в камеру до момента гибели, которая оценивается по агональному дыханию на фоне судорог. Схемы введения препаратов, вид животных и анализ результатов аналогичны описанным выше для ОГБГ. Эксперименты проведены на 50 мьш1ах и 20 крысах.

Результаты исследования представлены в табл. 4.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что соединение I в дозе 250 мг/кг повышает устойчивость мышей к ОНБГ в 4,5 раза, а крыс - в 1,5 раза, по сравнению с контролем (различия достоверны) и превосходит пирацетам по эффективности при данном виде гипоксии для дозы 250 мг/кг в 5 раз, а для дозы 500 мг/кг, в 3,2 раза на мьшах и в 1,5 раза на крысах.

Модель острой гистотоксической гипоксии (ОГТГ).

Острую гистотоксическую гипоксию- вызьшают путем подкожного введения нитропруссида натрия в дозе 20 мг/кг. При этом способе введения наблюдается 100%-ная гибель мьшей в течение 15-25 мин после введения препарата. Оценивается длительность жизни мышей после введения нитропруссида натрия на фоне иселeдз e тьк соединений, которая регистрируется по остановке дыхания и сердца. Всего в данной серии экспериментов использовано 40 животных.

Результаты исследования оцениваются по Т-критерию Стьюдента и приведены в табл,5.

Результаты данной серии эксперимен тов свидетельствуют о том, что соединение I в дозе 500 мг/кг превосходит пирацетам в дозе 500 и 1000 мг/кг. в 1,5 раза по эффективности при данном виде гипоксического воздействия, что может быть обусловлено наличием в его составе серы,

Модель острой повторяющейся анок- сии.

Исследования проводят на модели повторяющейся аноксии в опытах на крысах. Крыс массой 180-200 г с ни- хромовыми электродами в коре мозга, после трахеостомии подключают к аппарату искусственного дыхания. Аноксию вызывают повторными отключениями дыхания на 90, 120, 150, 180 с 10-минутными интервалами между ними. Регистрируют ЭКГ и электрокортикограмму (ЭКоГ), Всего в экспериментах использовано 53 крысы. Антигипоксическую активность соединений оценивают по следующим параметрам: 1 -время до исчезновения электрической активности коры после отключения подачи кислорода, 11 - время до появления ЭКоГ после возобновления дыхания; III - общее время электрического молчания коры для каждой из последовательных; анок- .сий. Результаты экспериментов оценива ют статистически по Т-критерию Стьюдента . ,

Экспериментальные данные приведены в табл. 6 и 7.

Полученные результаты свидетель- струют, что соединение I в дозе 250 нг/кг обладает вьфаженной антиги- поксической активностью при асфик- сической гипоксии; время до исчезно- вения ЭКоГ под влиянием препарата увеличивается почти в 2 раза, особенно при первой и второй аноксиях, а время восстановления функциональной способности мозга значительно уменьшается.

Наиболее выраженный антигипокси- ческий эффект препарата отмечается при анализе количества животных с во становившейся после 4-й аноксии функциональной активностью мозга. Если в контроле и при введении пирацетама таких животных только 15%, то при введении соединения I в 100% случаев

наблюдается восстановление электрической активности мозга, что в 7 раз превышает эффективность пирацетама.

В то же время соединение I оказьгаает выраженное антигипоксическое действие и по величине сохранения ЭКоГ после первой 90-секундной аноксии, превосходя по активности пирацетам в дозе

0 1000 мг/кг в 3 раза.

Проведенные эксперименты по изучению антигипоксической активности соединения I показывают, что соединение I проявляет антигипоксическую актив-

5 ность при различных видах гипоксического воздействия (на всех использованных моделях), превосходит по своей активности пирацетам по степени анти- гипоксического эффекта во всех случа-

0 ях сравнения, эффективно в гораздо меньших дозах, чем пирацетам.

Изучение соединения I на скорость обучения и вьшолнение выработанного условного рефлекса проводят в опытах

5 на крысах с использованием метода

электрооборонительных условных рефлексов избегания. В опытах на мьшах изучают действие соединения 1 на процессы консолидации памяти по результатам

0 исследования условной реакции пассивного избегания.

Влияние на скорость обучения и выполнение выработанного условного рефлекса.

25 Исследования проводят ,на 40 беспородных (4 группы по 10 крыс) крысах-самцах массой 150-170 г методом электрооборонительных условных рефлексов. У всех крыс вьфабатьшают ус0 ловные рефлексы на применение в качестве условного раздражителя зво.нка, подкрепляемого безусловным раздражителем - электрическим током (40- 50 В)J подаваемым на электрифициро5 ванный пол условнорефлекторной камеры. Критерием выработки условного . . рефлекса считается вспрыгивание крысы на столбик в ответ на включение звонка в течение первых 10 с после

0 начала звучания.

Всем крысам на фоне выработки условных рефлексов в течение 3 недель (по пять раз в неделю) вводят: первой 55 группе - соединение I в дозе 250 мг/кг, второй и третьей группам - пирацетам в дозах 500 и 1000 мг/кг и четвертой группе (контрольной) - изотонический раствор хлорида натрия. Введение про

изводят внутрибрюшинно за 24 ч до опыта.

Установлено, что соединение I в дозе 250 мг/кг вызьшает ускорение пр цесса выработки и закрепления условного рефлекса примерно в 2 раза (у контрольных животных рефлекс закрепляется после 95-127 сочетаний условного и безусловного раздражителей, а на фоне введения соединения I - после 49-65 сочетаний). Пирацетам даже в дозе 500 мг/кг не активен, а в дозе 1000 мг/кг вызывает эффект, ана- логичньш действию соединения I в дозе 250 мг/кг.

Соединение I оказьгоает также положительное на выполнение выработанного условного рефлекса избегания. При дозе 250 мг/кг наблюдается уменьшение латентного периода условного рефлекса более, чем в 2 раза по сравнению с контролем (у контрольных крыс латентный период равен 2,14 to, 71 -с, а у крыс, пол5 автих соедин ние I 0,87tO,32 с). Пирацетам оказывает аналогичный эффект (уменьшает латентный -период рефлекса до 0,98 to,29 с) лишь в дозе 1000 мг/кг.

Таким образом, соединение I обладает способностью облегчать процесс обучения у крыс и улучшать выполнени условной реакции избегания, в то время как Пирацетам по указанным тестам менее активен (эффективная доза сое- 250 мг/кг, пнрацетама

динения I 1000 мг/кг).

Влияние на процессы консолидации (закрепления) памяти.

Исследования проводят на 400 беспородных белых мьшах-самцах массой 1 20 г с использованием методики условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) в двухкамерной установке, одн из которых затемнена. В дно темной камеры вмонтирован электродньй пол, на который может быть подан электрический ток (50-60 Б).

В силу своих биологических особенностей мыши предпочитают находиться в темной камере. В конце /экспозиции продолжающейся 180 с, если животное находится в темной камере,на раздражающее устройство подают электрический ток, который заставляет мьшь покинуть свое убежище.

Таким образом, у мьшей после однократной тренировки вырабатьгаается условный рефлекс пассивного избега

0

д ру

0 25

ния. Воспроизведе ние эффекта, который оценивается по времери латентного периода (с) захода в темную каме(или времени пребывания в светлой камере), проводят через 24 ч.

Соединение I и пирацетам вводят в дозах 200-500 мг/кг (пирацетам также в дозе 1000 мг/кг) внутрибрюшинно, сразу после выработки условного рефлекса.

Установлено, что соединение I в дозе 200 мг/кг увеличивает продолжительность латентного периода рефлекса 5 до 136,2±6,6 с (при контроле, равном 102t6,9 с). Пирацетам аналогичный эффект увеличения латентного периода рефлекса (до 136,2+6,4 с) Вызьшает лишь в дозе 1000 мг/кг.

Если полученные данные представить в % (за 100% принять продолжительность латентного периода захода в темную камеру в контроле), то латентный период условного рефлекса пассивного избегания после введения соединения I в дозе 200 мг/кг увеличивается на 33,03%, а после введения пирацетама в дозе 1000 мг/кг - на 33,74%. В меньших дозах пирацетам не активен. Эффективность положительного влияния соединения I при увеличении дозы до 500 мг/кг не возрастает.

Таким образом, соединение I оказывает положительное влияние на процес- 35 сы консолидации (закрепления) полученной информации и по этому показателю действует в дозе 200 мг/кг, т.е. меньшей в 5 раз, чем пирацетам. Соединение I увеличивает латентный период УРПИ на 33% по сравнению с контролем, а пирацетам такой же эффект выэьгоает в дозе 1000 мг/кг.

Проведенные эксперименты показьша- ют, что соединение I оказьгаает положи- 46 тельный эффект на скорость обучения, выполнение выработанного условного рефлекса и процессы консолидации памяти. Соединение I эффективно в дозах, в 4-5 раз меньших, чем пирацетам.

В связи с тем, что в функциониро0

40

50

вании мозга, в частности в процессах обучения и памяти, важную роль играет гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), изучают возможность наличия ГЛМК-ер- гического компонента в механизме действия соединения I. Для этого исследуют способность соединения I предупреждать судороги, вызываемые

тпосемикарбазидом ТСК, являющимся ингибитором фермента, синтезирующего ГАМК..

Опыты проводят на 140 белых мышах ;Массой 18-20 г. Вводят ТСК под кожу ;В дозе 20 мг/кг. Соединение I вводят IB брюшную полость в дозах 50, 250 и :500 мг/кг через 20 мин после введения |ТСК. На каждую дозу берут по 20 мышей. Наличие противосудорожной активности определяют по изменению латент- ;ного периода наступления судорог и ;удлинению периода наступления гибели I животных. Опыты проводят сравнитель- 1 но с пирацетамом. Полученные данные I представлены в табл. 8.

Как видно из табл. 8, по сравне- ниб с контролем соединение I, введенное в брюшную полость в дозах 250 и 500 мг/кг, удлиняет латентный период возникновения судорог на 25-30% и удлиняет период наступления гибели на 45-50%. Пирацетам, введенный в дозе, превьш1ающей дозу соединения I в 4 раза, также по сравнению с контролем удлиняет латентный период наступления судорог лишь на 10%, а гибель - на 17%,

Полученные данные свидетельствуют о возможности участия ГАМК-ергических

структур мозга в механизме действия соединения I. У пирацетама аналогичный эффект выражен очень слабо и в более высоких дозах.

Таблица 1

Табл ица 3

1. 1-Тиокарбамоилметилгшрроли- ДИН-2-ТИОН формулы CH2CSNH2 обладающий ноотропной активностью. 2. Способ получения 1-тиокарбамоил- метилпирролидин-2-тиона, отличающийся тем, что производное пщ)ролидона-2 общей формулы CHgR где R - нитрил 1лли карбамоил, подвергают взаимодействию с пятисер- нистым фосфором в среде инертного неполярного растворителя при температуре кипения растворителя. 3. Способ по п. 2, отличаю щ и и с я тем, что в качестве инертного неполярного растворителя используют ксилол или бензол. i (Л

Пирацетам 11,2110,441

Соединение I

11,21tO,441

Нецелесообразно, так как эффект достигается при меньших дозах.

10,96tO,91 (Р 7 0,5)

11,55tO,62 (Р 0,5)

14,0±0,707 (Р 0,005)

15,57±0,85 (Р 0,001)

Таблица 4

Нецелесообразно, так как эффект достигается при меньших дозах.

Коитрол 41,4«,в 22,,566,6t6,0 48,.3 45,313,5 110,5+7,0 60,113,6 57,ЗГ12,6 147,9+15,6 76,«6,9 .

IbP q TAf

(1000 нг/иг) 7,614,Я 5,340,2 )7,,9 85,в+7,3 21,8±6,9 53,,0 95,0116,367,,1 131,,8 79,4+23,8 -(,000(,001) (РСО,001) (PcO,OOO(0,(,OOI) (,OS) .

. ,05)

Сосдяяс-

im I..

4250 мг/иг) 84.311,8 3,7tl,5 8,9+3,5 a9,OJ6,2 18,,652,,6 73,9+7,564.6+22.2 121,,094,419,4 I60,6t83,8 216,9±72,8

(M),00t) (PtO.OOl) (,OOt){PiO,001) (,001),OOI)

Таблица

Количество животных с сохранившейся ЭКоГ после 1-й аноксии, %

8,3 15,0

12,514,3

44,0100,0

Таблица 5

Тлвлно б

Количество животных с восстановившейсяЭКоГ после 4-й аноксии, %

15

50

250

500

1000

2000

14t4845

16 Таблица 8

63,5(57,1-69,9)69,5(65,8-73,2)

59(51,5-66,5)76(64-88)

82,6(76,1-89,1)100,8(93,5-108,1)

80(75,6-86,4)105(95-115)

66,6(61,0-72,2)79,9(64-95,8)

70,6(65,6-75,6)82(73,6-90,4)