Динатрієва сіль 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти, що має антиоксидантну, антигіпоксичну, антидепресивну та ноотропну активність

Реферат: Винахід стосується галузі синтезу біологічно активних хімічних речовин, а саме синтезу Sпіридинзаміщених L-цистеїну та їх структурних аналогів. Динатрієву сіль 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти отримують шляхом реакції заміщення 4хлорпіридину гідрохлориду із 2-меркаптобурштиновою кислотою з наступною нейтралізацією розчином гідроксиду натрію. Сполука має виражену антиоксидантну, антигіпоксичну, антидепресивну та ноотропну активність. . UA 100654 C2 (12) UA 100654 C2 UA 100654 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується галузі синтезу біологічно активних хімічних речовин, а саме до синтезу S-піридинзаміщених L-цистеїну та їх структурних аналогів. Відомий структурний аналог заявленого рішення - бурштинова кислота, що має антиоксидантну та антигіпоксичну активність [Кондрашова М.Н. Терапевтическое действие янтарной кислоты. - Пущино, 1976. - 234 с. - С. 12]. Спільними ознаками із заявленим рішенням є: наявність залишку бурштинової кислоти (сукцинату). Причиною, що перешкоджає підвищенню антиоксидантної та антигіпоксичної активності і виникненню комплексної церебропротекторної дії є наявність вільних карбоксильних груп. Запропонована сполука відрізняється від структурного аналога наявністю 4-піридинового циклу і являє собою динатрієву сіль бурштинової кислоти, що обумовлює високі транспортні властивості сполуки, її краще засвоєння в організмі та сприяє прояву комплексної церебропротекторної дії. Прототипом рішення за антиоксидантною та антигіпоксичною активністю є препарат "Мексидол" (2-етил-6-метил-3-оксипіридину сукцинат) [Машковский М.Д. Лекарственные средства. - 2001. - Т. 2. – 608 с. - С. 186], який містить: - гетероциклічну систему 3-оксипіридину; - залишок бурштинової кислоти (сукцинату). Ознаками, спільними з прототипом, є наявність азотовмісної гетероциклічної системи піридину та залишку сукцинату. Недоліками прототипу є помірна токсичність "Мексидолу", яка, згідно з ГОСТом 12.1.007-76 [Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности // Хим.-фарм. журнал.-2003. - Т. 37, № 3. - С. 32-33], складає 475 мг/кг при внутрішньочеревному введенні мишам. Крім того, при використанні препарату "Мексидол" у вигляді ін'єкцій при курсовій терапії (більше 30 днів) спостерігається змінення спектра фармакологічної активності препарату, що викликає підвищення агресивності, емоційну реактивність, зниження антистресорної дії. "Мексидол" також має недостатню антигіпоксичну активність та ефективність при інсультних станах і протипоказання до застосування - при виражених порушеннях функції печінки та нирок, при алергії до піридоксину (вітаміну В 6). Причиною, що перешкоджає підвищенню антиоксидантної та антигіпоксичної активності та виникненню комплексної церебропротекторної дії є наявність замісників у 2, 3 та 6 положеннях піридинового циклу. В основу винаходу поставлено задачу синтезувати динатрієву сіль 2-(піридин-4ілтіо)бурштинової кислоти, що має виражену антиоксидантну, антигіпоксичну, антидепресивну і ноотропну активність, шляхом реакції нуклеофільного заміщення 4-хлорпіридину гідрохлориду розчином 2-меркаптобурштинової кислоти з наступною нейтралізацією гідроксидом натрію, що дозволяє розширити арсенал ефективних малотоксичних водорозчинних біологічно активних сполук із значною комплексною церебропротекторною дією. Суттєвими ознаками рішення є наявність: - піридинового циклу; - атому сірки в 4-му положенні піридинового циклу; - залишку динатрієвої солі бурштинової кислоти (солі сукцинату). Ознаками, відмінними від прототипу, є: наявність атому натрію в карбоксильних групах залишку бурштинової кислоти, а також наявність атому сірки в 4-му положенні піридинового циклу, що обумовлює дуже низьку токсичність сполуки. Це дозволяє віднести дану речовину до відносно безпечних сполук за класифікацією К.К. Сидорова. Така хімічна структура значно збільшує здатність сполуки проходити через стінку кишечника за рахунок високої водорозчинності, що обумовлює її активний транспорт в організмі та сприяє прояву комплексної церебропротекторної дії. На фіг. 1 зображено структурну формулу динатрієвої солі 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти, що має виражену антиоксидантну, антигіпоксичну, антидепресивну та ноотропну активність. Процес одержання сполуки складається з: - одержання розчину 4-хлорпіридину гідрохлориду (0,01 мол.) у воді та додавання до нього діоксану в об'ємному співвідношенні 1:5 (розчин 1); - одержання розчину 2-меркаптобурштинової кислоти (0,01 мол.) в 20-30 мл діоксану (розчин 2);- змішування одержаних розчинів 1 і 2 в еквімолярному співвідношенні; - кип'ятіння одержаної реакційної суміші протягом 4-4,5 годин для отримання розчину гідрохлориду 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти; 1 UA 100654 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - випарювання діоксану на водяній бані при температурі 50-60 °C; - розчинення отриманого гідрохлориду 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти в метанолі в об'ємному співвідношенні 1:3 (розчин 3); - приготування насиченого водного розчину натрію гідроксиду (розчин 4); - охолодження розчинів 3 і 4 при температурі 3-5 °C протягом 15-20 хвилин; - нейтралізації розчину 3 розчином 4 з постійним перемішуванням при кімнатній температурі до рН=8; - витримування суміші при кімнатній температурі до зменшення наполовину об'єму метанолу; - додавання до суміші ізопропілового спирту в об'ємному співвідношенні 1:2; - кип'ятіння отриманого розчину 3 рази поспіль на пісочній лазні протягом 2-5 хвилин із заміною кожного разу ізопропілового спирту новою порцією; - фільтрування осаду та промивання його діетиловим естером; - висушування отриманої речовини при кімнатній температурі. Приклад одержання сполуки: - одержували розчин 4-хлорпіридину гідрохлориду, для чого розчиняли 1,5 г (0,01 мол.) 4хлорпіридину гідрохлориду в 2 мл дистильованої води та додавали до нього 10 мл діоксану (розчин 1); - одержували розчин 2-меркаптобурштинової кислоти, для чого розчиняли 1,5 г (0,01 мол) 2меркаптобурштинової кислоти в 20 мл діоксану (розчин 2); - змішували одержані розчини 1 і 2 в еквімолярному співвідношенні; - кип'ятили одержану реакційну суміш протягом 4 годин для отримання розчину гідрохлориду 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти; - випарювали розчинник на водяній бані при температурі 50-60 °C; - розчиняли отриманий гідрохлорид 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти в 25 мл метанолу (розчин 3); - готували насичений розчин натрію гідроксиду у 2 мл води (розчин 4); - охолоджували розчини 3 і 4 при температурі 3 °C протягом 15 хвилин; - нейтралізували розчин 3 розчином 4 з постійним перемішуванням при кімнатній температурі до рН=8; - витримували суміш у чашці для упарювання при кімнатній температурі до зменшення наполовину об'єму метанолу; - додавали до суміші ізопропіловий спирт в об'ємі 30 мл; - кип'ятили отриманий розчин 3 рази поспіль на пісочній лазні протягом 3 хвилин із заміною кожного разу ізопропілового спирту новою порцією; - фільтрували осад та промивали його діетиловим естером; - висушували отриману речовину при кімнатній температурі. Вихід динатрієвої солі 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти - 1,94 г (72 %). Знайдено: С 39,84; Н 5,15; N 2,59; S 11,79. Вирахувано: С 39,86; Н 5,16; N 2,60; S 11,82. Індивідуальність сполуки контролювалась і підтверджена методом тонкошарової хроматографії на пластинках "Silufol" у системі розчинників хлороформ: метанол у співвідношенні 4:1. Значення Rf 100=73. Хімічну структуру динатрієвої солі 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти підтверджено даними елементного аналізу та доведено за допомогою інфрачервоної спектроскопії. В ІЧ-спектрі динатрієвої солі 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти про наявність -1 спряженого зв'язку С=С в ароматичному кільці піридину свідчить смуга поглинання 830-810 см . -1 Смуга середньої інтенсивності в діапазоні 635-675 см відповідає валентним коливанням SСН2-групи, що є характерним для сульфуровмісних сполук. Дві інтенсивні смуги в межах 1640-1 -1 1610 см та 1405-1380 см відповідають антисиметричним та симетричним коливанням груп СОО . Динатрієва сіль 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти - кристалічна речовина бузкового кольору з температурою плавлення 238-240 °C, розчинна у воді та метанолі. Летальна доза (ЛД50) визначалася на білих безпородних мишах вагою 18-25 г експресметодом Прозоровського при внутрішньочеревинному введенні досліджуваної сполуки. Летальна доза для динатрієвої солі 2-(піридин-4-іл)бурштинової кислоти становить 4960 мг/кг. Ноотропну активність досліджували на моделі "відкрите поле" [Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под общей ред. Хабриева Р.У. - М: Медицина, 2005.-832 с. - с. 232] та у модифікованому (спрощеному) варіанті водного лабіринту Морріса [Лильп И.Г. Межлинейные различия в 2 UA 100654 C2 5 10 15 способности к обучению мышей линий 101/HY и СВА в водном лабиринте (модифицированный тест Морриса) / И.Г. Лильп, Ф.З. Бизикоева, И.И. Полетаева, В.И. Иванов // Бюл. экспериментальной биологии и медицины. - 1997. - Т. 124. - C. 666-668]. Як еталон порівняння при вивченні ноотропної та антигіпоксичної дії було вибрано відомий і найбільш застосовуваний препарат "Пірацетам", в основі структури якого лежить азотовмісний гетероцикл, та який має виражену ноотропну й антигіпоксичну активність. На фіг. 2 наведено показники емоційно-поведінкових реакцій мишей у тесті "відкрите поле". Запропонована сполука в дозі 50 мг/кг збільшує показники вертикальної рухової активності майже до рівня препарату порівняння "Пірацетам", що підтверджує ноотропний (психостимулюючий) вплив динатрієвої солі 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти. У таблиці 1 наведено результати тестування мишей у спрощеному варіанті тесту Морріса (за Лільпом). Установлено, що під дією динатрієвої солі 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти сумарно за 6 проб тесту було більше прямих, швидких (10 секунд і менше) траєкторій руху до платформи. Таблиця 1 Дослідження ноотропної активності у водному лабіринті Морріса Сполуки 1 Контроль (фіз. розчин), с 26,3±1,5 Пірацетам, с 15±0,87* Динатрієва сіль 2-(піридин-4-ілтіо)бурштинової кислоти, с 14,5±0,65* № спроби 2 10±0,84 9±0,69 3±0,12* 3 6±0,42 7±0,36 2±0,10* Примітки: * - Р