Спосіб отримання 7-заміщених 3-метил-8-(піперазиніл-1) ксантинів, що мають антианафілактичну активність

Спосіб отримання 7-заміщених З-метил-8(піперазиніл-1) ксантинів, що мають антианафілактичну активність спільної формули де R - алкіл (С-І-С-ІЗ), що може бути з ЛІНІЙНИМ або розгалуженим ланцюгом, пдроксиалкіл або дипдроксиалкіл (Сг, Сз), алкілокси або арилоксиалкіл (алкіл - С1-С5, в арилі можуть бути замісники в орто-, мета-, пара-положеннях - галогени, метил-, етил-, метилокси-, етилокси-, гідрокси-, нітрогру Винахід відноситься до медицини, а саме до способу отримання 7-заміщених З-метил-8(піперазиніл-і)ксантинів спільної формули N-R, де R - алкіл (С-І-С-ІЗ), що може бути з ЛІНІЙНИМ або розгалуженим ланцюгом, пдроксиалкіл або дипдроксиалкіл (Сг, Сз), алкілокси або арилоксиалкіл (алкіл - С1-С5, в арилі можуть бути заступники в орто-, мета-, пара-положеннях - галогени, метил-, етил-, метилокси-, етилокси-, гідрокси-, нітрогрупа), арил(гетарил-)алкіл (алкіл - С1-С5, в арилі можуть бути заступники в орто-, мета-, параположеннях - галогени, метил-, етил-, метилокси-, етилокси-, гідрокси-, нітро-група, гетарил - піперидиніл-1, морфолшіл-4, піперазиніл-1, піролідиніл-1), карбамоїл метил, 2-оксопропіл-1, 2-оксо-2арилетил- (в арилі можуть бути заступники в орто-, па), арил(гетарил-)алкіл (алкіл - С1-С5, в арилі можуть бути замісники в орто-, мета-, параположеннях - галогени, метил-, етил-, метилокси-, етилокси-, гідрокси-, нітрогрупа, гетарил - піперидиніл-1, морфолшіл-4, піперазиніл-1, піролідиніл-1), карбамоїлметил, 2-оксопропіл-1, 2-оксо-2арилетил- (в арилі можуть бути замісники в орто-, мета-, пара-положеннях - галогени, метил-, етил-, метилокси-, етилокси-, гідрокси-, нітрогрупа), Ri піперазиніл-1 або 4-(алкіл-, арил-, арилалкіл-, пдроксиалкіл)піперазиніл-1 (алкіл - С-і, Сг), що полягає в нагріванні 7-заміщених 8-бром-З-метилксантинів з піперазином або його N-заміщеними похідними в суміші вода-дюксан, наступним випарюванням реакційної суміші досуха і переосадженням сухого залишку, який відрізняється тим, що як розчинник використовують суміш водадюксан (1 1), зменшують об'єм розчинника (ЗО мл на 0,01 моль вихідної речовини) і скорочують час нагрівання реакційної суміші (2 год), очищають сполуки методом переосадження (НСІ концентрована, 10% водяний розчин NaOH) мета-, пара-положеннях - галогени, метил-, етил-, метилокси-, етилокси-, гідрокси-, нітро-група), Ri піперазиніл-1 або 4-(алкіл-, арил-, арилалкіл-, пдроксиалкіл)піперазиніл-1 (алкіл - С-і, Сг) 7-Заміщені 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантини є малотоксичними або практично нетоксичними речовинами і мають антианафілактичну активність На основі цих речовин можуть бути створені нові ВІТЧИЗНЯНІ оригінальні лікарські препарати За останні десятиліття спостерігається неухильне зростання поширення алергічних захворювань [3, 10, 11], що пояснюється погіршенням стану зовнішнього середовища, збільшенням числа інфекційних захворювань і пов'язаним із ним зростанням споживання лікарських препаратів Причому найбільша патологія, що часто зустрічається медикаментозна алергія Таким чином, алергічні захворювання - важлива проблема медицини І одним з шляхів рішення цієї проблеми є створення нових високоефективних протиалергічних лікарських препаратів [7] Тим більше, що у літературі є свідчення про протиалерпчну активність 7-аміноалкіл-1 8-амшопохідних теофіліну [5, 6, 13] ю ю 42554 Відомий аналогічний спосіб одержання пдрохлориду 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантину, що виявляє гіпотензивну, діуретичну і нейротропну активність [2] Ця сполука отримана нагріванням 8-бром-3-метил-7-фенацилксантину з триразовим надлишком піперазина гексапдрата в ДМФА протягом 4 годин і наступним розведенням реакційної суміші водою, фільтруванням осаду, що виділяється Загальними ознаками для аналога і способу, що пропонується, є 1) у якості вихідної сполуки використовують 7-заміщені 8-бром-З-метилксантини, 2) співвідношення 7-заміщеного 8-бром-ксантина і аміна -1 З, 3) очищення здійснюють методом переосадження До недоліків аналога можна віднести 1) у якості розчинника використовують ДМФА, тому в результаті реакції утворюються побічні продукти, 2) у реакції використовують велику КІЛЬКІСТЬ розчинника, що збільшує вартість продукту, 3) нагрівання реакційної суміші протікає 4 години, хоча реакція протікає швидше, 4) для очищення продукту реакції використовують дорогі органічні розчинники Найбільш близьким за технічним змістом і результатами є спосіб одержання нікотината 3-метил-7-пропіл-8-(піперазиніл-1)ксантина, що має діуретичну дію [1] Даний спосіб полягає у нагріванні 8-бром-3-метил-7-пропилксантина з гексапдратом піперазину у воді з наступним охолодженням і фільтруванням осаду, що випадає Загальні ознаки прототипу і способу, що пропонується, є 1) у якості вихідної сполуки використовуються 7заміщені 8-бром-З-метилксантини, 2) співвідношення вихідної сполуки і аміна -1 З, 3) у якості розчинника використовують воду Недоліками прототипу є 1) використання в якості розчинника тільки води, тому що не всі 7-заміщені ПОХІДНІ 8-бромксантинів розчиняються у воді, 2) великий об'єм розчинника, що пояснюється важкою розчинністю вихідних речовин у воді, 3) нагрівання реакційної суміші протягом 4 годин Метою даного винаходу є - пошук нових високоефективних та менш токсичних протиалерпчних лікарських засобів У основу винаходу поставлена задача удосконалити одержання 7-заміщених З-метил-8(піперазиніл-і)ксантинів, вивчити їхню токсичність і антианафілактичну активність Поставлена задача вирішується тим, що в способі, що полягає в нагріванні 7-заміщених 8-бром-З-метилксантинів із піперазином або його N-заміщеними похідними в суміші вода-дюксан, наступним розпарюванням реакційної суміші досуха і переосадженням сухого залишку, новим є те, що 1) у якості розчинника використовують суміш вода-дюксан (1 1), 2) зменшують об'єм реакційної суміші за рахунок зменшення КІЛЬКОСТІ розчинника (ЗО мл на 0,01 моля вихідної речовини), 3) скорочують час нагрівання реакційної суміші, 4) очищення продуктів здійснюють методом переосадження (НСІ концентрована, 10% водяний розчин NaOH) Це дає такі переваги 1) використання в якості розчинника суміші водадюксан дозволяє одержати різноманітні 8-(піперазиніл-1)ксантини, тому що не всі 7-заміщені 8-бром-З-метилксантини розчиняються у воді, 2) запропонований розчинник дозволяє зменшити об'єм реакційної суміші, 3) збільшується концентрація реагуючих сполук, а, отже, збільшується швидкість реакції і скорочується час нагрівання реакційної суміші, 4) використання переосадження для очищення речовин дозволяє зменшити вартість одержуваних сполук Крім того, у 7-заміщених 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантинів виявлена нова фармакологічна властивість - здатність чинити антианафілактичну дію Виявлено, що дані речовини менш токсичні в порівнянні з аналогом, прототипом та еталоном порівняння Спосіб одержання 7-заміщених 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантинів здійснюється таким чином Приклад 1 Постадійний синтез сполук, що описуються Схема А Синтез 7-заміщених похідних 8-бром-З-метилксантину (II-VI) Суміш 2,45 г (0,01 моль) 8-бром-З-метилксантину (І), 0,84 г (0,01 моль) ІЧаНСОз, хлорацетаміду (III), 2-хлоретилметилового ефіру (IV), 2-метил-3-хлоропропену-1 (V), ЗО мл ДМФА кип'ятять 1 годину, реакційну суміш охолоджують, розбавляють водою, осад фільтрують, промивають водою, сушать Кристалізують з ДМФА (III) або діоксану (IV, V) 8-Бромтеобромш (II) та 7-бензил-8-бром-3метилксантин (VI) описані в [8, 14] Б Синтез 7-заміщених 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантинів (VII-XVI) Суміш 0,01 моль 7-заміщених 8-бром-З-метилксантинів (II-VI), 0,03 моль піперазину (гексапдрата піперазину) (VII-XI) або 0,03 моль N-метилпіперазину (XII-XVI), 15 мл води, 15 мл дюксана кип'ятять 2 години, випаровують у вакуумі досуха, до залишку додають 20 мл води, концентрованої хлористоводородної кислоти до рН - 5, розчин фільтрують, фільтрат нейтралізують 10% водяним розчином NaOH до зміни забарвлення фенолфталеїну, осад відфільтровують, промивають водою, сушать ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості отриманих сполук приведені в табл 1 ПМР-спектри зняті на спектрометрі «Bruker» Ас-200 (200, 13 Мгц), розчинник ДМСО, внутрішній стандарт ТМС (табл 2) Приклад 2 Біологічна активність 7-заміщених 8-(піперазиніл-1)ксантинів 42554 А Вивчення гострої токсичності синтезованих сполук Гостру токсичність (ЛДбо) синтезованих сполук і еталона порівняння теофіліну ("ICN") визначали по методу Прозоровського В Б [9] у дослідах на безпородних щурах масою 180-200 г Сполуки уводилися внутрішньочеревно (теофілін - внутрішньочеревно і внутрішньошлунково) у вигляді водяного розчину або тонкої водяної суспензії, стабілізованої твшом-80 Спостереження за тваринами проводили протягом 14 діб після однократного уведення речовини Про токсичну дію сполук судили по стану тварин та їх виживанню Результати проведених досліджень подані в табл З ВІДПОВІДНО ДО класифікації К К Сидорова [12] теофілін і речовина VIII (при внутрішньочеревному уведенні) відносяться до групи менш токсичних речовин, речовини IX, XII, XIII, XIV - до групи практично нетоксичних речовин Причому теофілін у 4-15 разів більш токсичний, ніж досліджувані сполуки Крім того, була вивчена гостра токсичність речовин при пероральному уведенні Досліди проводилися на безпородних щурах масою 200-220 г Були відібрані 6 груп тварин по 12 щурів (6 самціві 6 самок) Перша група - інтактні тварини, що одержували однократно ІЗОТОНІЧНИЙ розчин Тваринам 2-6 груп уводили перорально речовини VIII, IX, XII, XIII, XIV у дозі 10 мг/кг За тваринами спостерігали 14 діб Про токсичну дію препаратів судили по стану тварин і їх виживанню Проведені дослідження показали, що при уведенні досліджуваних речовин перорально в зазначеній дозі загибелі тварин не спостерігалося Протягом усього строку спостереження тварини почували себе добре, ознаки інтоксикації і зміни в поведінці були відсутні Результати досліджень дозволяють віднести сполуки VIII, IX, XII, XIII, XIV до групи малотоксичних речовин по класифікації К К Сидорова Причому, теофілін більш ніж у 14 разів токсичний досліджуваних речовин при внутрішньошлунковому уведенні Б Вивчення антианафілактичної активності синтезованих сполук Антианафілактичну або протиалерпчну активність сполук VIII, IX, XII, XIII, XIV вивчали на морських свинках масою тіла 250-300 г Для експерименту були відібрані 10 груп тварин по 10 свинок у кожній групі Для відтворення алергічних реакцій анафілактичного або "негайного" типу тварин сенсибілізували нормальною конячою сироваткою (НКС) [4] Для відтворення анафілактичного шоку на 21 день тваринам внутрішньосердечно уводили вирішуючу дозу НКС Після чого враховували інтенсивність анафілактичного шоку по 4-бальній системі 1 бал - короткочасне почухування носа, "скуйовдження" шерсті, 2 бали - чітко виражені часті почухування, одиничні чихання, спад температури тіла, 3 бали - спастичний кашель, бічне положення тварини, виділення кала і сечі, 4 бали - спазм дихальних шляхів, конвульсивні стрибки, судороги, тварина гине (як правило на 5 хвилині) Оцінювання результатів проводили диференціальним способом урахування, підраховуючи анафілактичний індекс за розподілом тварин у % до їхнього загального числа анафілактичний індекс = (a+2b+3c+4d)/100, де а, Ь, с, d - КІЛЬКІСТЬ тварин у % до їхнього загального числа, що виявили прояви анафілактичного шоку інтенсивністю ВІДПОВІДНО 1, 2, 3 і 4 бала Лікування тварин сполуками починали через 7 діб після сенсибілізації Проводили його протягом 2-х тижнів шляхом щоденного уведення речовин перорально в дозі 10 мг/кг Позитивним контролем служили сенсибілізовані морські свинки ("неліковані"), негативним контролем - інтактні морські свинки, яким уводили воду У якості препарату порівняння використовували субстанцію теофіліну в дозі ЗО мг/кг Ефект дії досліджуваної сполуки і препарату порівняння розраховували за формулою ефект - (Дк-Дд)/Дк-100%, де Дк і Дд - різниця між показниками в контрольній і ДОСЛІДНІЙ групах відносно інтактних тварин Результати проведених досліджень подані в табл 4 З даних, приведених у табл 4, очевидно, що у нелікованих тварин інтенсивність анафілактичного шоку досягає 100% А вивчені 7-заміщені 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантини (VIII, IX, XII, XIII, XIV) виявляють антианафілактичну активність ефективністю від 12,5% до 100% Таким чином, вивчені 7-заміщені 3-метил-8-(піперазиніл-1)ксантини, володіють антианафілактичною активністю, також як і еталон порівняння теофілін Та вони значно менше токсичні сполуки і можуть знайти застосування у фармації в якості нових лікарських препаратів Джерела інформації 1 А с 1807690 СССР, МКИ C07D473/08, А61К031/52 Никотинат 3-метил-7-пропил-8-ІЧпиперазиноксантина, проявляющий диуретическое действие/ Романенко Н И , Сериков В И , Линенко В И и др - 4918296/04, заявл 11 02 1991 2 А с 869287 СССР, МКИ C07D473/06, А61К031/52 Гидрохлорид 7-фенацил-8-ІЧпиперазино-3-метилксантина, проявляющий гипотензивную, диуретическую и нейролептическую активность / Прийменко Б А , Гармаш С Н , Самура Б А и др - 2930419/23-04, заявл 23 05 1980 3 Аллергические болезни у детей Руководство для врачей / Под ред М Я Студеникина, ИИ Балаболкина -М Медицина, 1998 -352с 4 Воспроизведение заболеваний у животных для экспериментально-терапевтических исследований / Под ред ИВ Лазарева -Л Медгиз, 1954 -395 с 5 Глушков Р Г, Овчарова И М , Коптенкова В А и др // Хим -фарм журн - 1987 - Т 21, № 1 - С 55-59 6 Глушков Р Г , Овчарова И М , Никитин В Б и др // Хим-фарм журн - 1989 - Т 23, №10 С 1235-1237 7 Гущин И С, Сараф А С / / Хим -фарм журн -1992 -Т 26, № 4 -С 4-20 8 Прийменко Б А , Романенко Н И , Клюев Н А и др // Химия гетероцикл соединений 1984 - № 8 -С 1129-1132 42554 9 Прозоровский В Б , Прозоровская М П , Демченко В М // Фармакол и токсикол - 1978 Т 41, № 4 -С 497-502 10 Пухлик Б М , Бондарчук О Б , Корицька І В та ш // Укр пульманолопчн журн - 1993 № 1 С 11-15 11 Пыцкий В И и др Аллергические заболевания - 3-е изд , перераб и доп - М Изд-во "Триада-Х", 1999 -470 с 12 Сидоров К К // Токсикология новых промышленных химических веществ -1973 Вып 13 -С 43-51 13 Abou-Gharbia М , Moyer J А , Nielsen S Т et al // J Med Chem - 1995 - V 38, № 20 - Р 40264036 14 Eckstein M , Gorczyca M , Zeic A // Acta Pharm Jugoslav -1972 -V 22 -P 133-135 Таблиця 1 Характеристики синтезованих сполук СпоR лука III -CH2C(O)NH2 IV -СН2СН2ОСН3 V -СН 2 С(СН 3 )=СН 2 VII -СНз VIII -CH 2 C(O)NH 2 IX -СН 2 СН 2 ОСН 3 X -СН 2 С(СН 3 )=СН 2 XI -СН2СбН5 XII -СНз XIII -CH 2 C(O)NH 2 XIV -СН 2 СН 2 ОСН 3 XV -СН 2 С(СН 3 )=СН 2 XVI -СН2СбН5 Ri н н н н н СНз СНз СНз СНз СНз Вихід, Т пл , °С % 87 >300 75 221-223 83 228-230 75 246-249 79 289-290 70 189-190 69 240-241 77 226-228 79 235-237 78 297-299 72 203-204 73 215-216 79 211-212 Знайдено, С Н 32,02 2,31 35,78 3,45 40,64 3,98 49,32 5,82 46,56 5,77 50,95 6,30 54,86 6,93 59,74 6,18 51,38 6,93 48,74 5,62 51,85 7,12 56,14 7,28 61,48 5,94 % Бруттоформула N 23,46 C8H8BrN5O3 18,76 С 9 НііВгІ\І 4 Оз 18,28 СюНцВгІ\І4О 2 32,03 СцНіб МбО2 32,24 C i 2 H i 7 N 7 O 3 27,59 СізН2оІЧбОз 27,33 C14H20N6O2 24,29 Сі7Н2оІ\Іб02 30,10 Сі 2 Ні8Мб0 2 30,91 C13H19N7O3 25,88 Сі4Н 22 ІЧб0з 26,09 Сі5Н 2 2 ІЧб0 2 24,01 Сі8Н 2 2 ІЧб0 2 Розраховано, % С Н N 31,81 2,67 23,18 35,66 3,66 18,48 40,15 3,71 18,73 49,99 6,10 31,80 46,90 5,58 31,90 50,64 6,54 27,26 55,25 6,62 27,61 59,99 5,92 24,69 51,79 6,52 30,20 48,59 5,96 30,51 52,16 6,88 26,07 56,59 6,97 26,40 61,00 6,26 23,71 Таблиця 2 ПМР-спектри синтезованих сполук Сполука III IV V VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI 1NH 7NCH2(CH3) 11,30 4,88 11,15 4,38 11,18 4,72 3,65 4,65 4,18 4,61 5,32 10,78 3,62 10,90 4,63 10,86 4,18 10,80 4,63 10,83 5,32 ХІМІЧНІ зрушення протонів, 5-шкала , мч ІНШІ 3NCH3 NCH2 (піперазин) ІЧСНз (піперазин) 3,33 7,73, 7,40 (C(O)-NH2) 3,33 3 68 (СН2-О), 3,23 (СНз-О) 3,30 4 80, 4,48(СН2=С), 1,72(СН3-С=) 3,30 3,15, 2,85 3,30 3,10, 2,78 7,58, 7,23 (C(O)-NH2) 3,31 3,14, 2,84 3 73 (СН2-О), 3,21 (СНз-О) 3,31 3,13, 2,78 4 88, 4,53(СН2=С), 1,67(СН3-С=) 3,37 3,08, 2,78 7,15-7,38 (СН-аром) 3,28 3,22, 2,45 2,23 3,31 3,15, 2,42 2,21 7,63, 7,27 (C(O)NH2) 3,31 3,22, 2,45 2,23 3 73(СН2-О), 3,21 (СНз-О) 3,31 3,22, 2,43 2,22 4 88, 4,54(СН2=С), 1,68(СН3-С=) 3,37 3,13, 2,35 2,18 7,15-7,35 (СН-аром) 42554 Таблиця З Гостра токсичність синтезованих сполук Сполука Доза мг/кг Теофілін (в/ш) Теофілін (в/ч) VIII (в/ч) IX (в/ч) XII (в/ч) XIII (в/ч) XIV (в/ч) 200 250 316 398 126 158 200 250 500 630 790 1000 1000 1260 1580 2000 2000 2500 3160 3980 1000 1260 1580 2000 1000 1260 1580 2000 КІЛЬКІСТЬ тварин загальна 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 загинули 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 1 2 2 ЛД 50 мг/кг вижили 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 1 0 0 282(183^-372) 178(136^-230) 708(500^-925) 1410(9144-2094) 2820(18294-3717) 1410(9144-2094) 1290(8424-1786) Таблиця 4 Антианафілактична активність синтезованих сполук Сполука Інтактні тварини Неліковані тварини Теофілін VIII IX XII XIII XIV Розподіл тварин у % до загального числа 1 бал 2 бали 3 бали 4 бали 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 50 20 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 50 0 10 20 0 Анафілактичний індекс Ефект, % 0 4,0 0 2,0 0 0 3,5 0,8 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вулі Горького, 180 (044) 268-25-22 100 50 100 100 12,5 80