Речовина з антигіпоксичними та антиоксидантними властивостями, що може бути використана в комплексній терапії гострого респіраторного дистрес-синдрому

Реферат: Речовина з антигіпоксичними та антиоксидантними властивостями - амонійна сіль бензил-3(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7-тетрагідро-1Н-пурин-8-ілтіо)пропаноату (ТД-22). UA 68899 U (12) UA 68899 U UA 68899 U 5 Корисна модель належить до органічної та медичної хімії, зокрема структурних перетворень сполук гетероциклічної будови з метою одержання оригінальних біологічно активних речовин, у тому числі в вигляді лікарського засобу з антигіпоксичною й антиоксидантною дією, і може бути використана в медичній практиці й фармацевтичній галузі, наприклад, у комплексній терапії гострого респіраторного дистрес-синдрому. Відома сполука з антигіпоксичною дією, наприклад, натрію оксибутират [1]. Хімічна формула активного фармацевтичного інгредієнту: O HO ONa або НО-(СH2)3-COONa 10 15 20 25 30 35 40 45 . Систематизовані назви: натрію 4-гідроксибутаноат, натрійна сіль -оксимасляної кислоти. Антигіпоксична дія натрію оксибутирату обумовлена його позитивним впливом на біоенергетику клітин, що сприяє більш економному використанню кисню крові та покращенню його утилізації. Недоліком відомої субстанції є висока ймовірність індукції в організмі пацієнта несприятливих побічних ефектів (седативної і центральної міорелаксантної дії), через що використання великих доз натрію оксибутирату призводить до стану наркозу. З огляду вимог щодо обліку і зберігання, вказана сполука належить до групи психотропних речовин з усіма наступними, стосовно порядку контролю, наслідками. До того ж, прийом натрію оксибутирату протягом тижня і більше призводить до виникнення звикання, через що під назвою "рідкий екстазі" його використовують при наркотичній залежності. З наведених позицій, застосування натрію оксибутирату в терапевтичній практиці як антигіпоксанту є обмеженим. Відомий також препарат "Цитофлавін", що є збалансованим комплексом двох метаболітів (кислота бурштинова, рибоксин) та двох ко-ферментів-вітамінів - нікотинаміду й рибофлавіну мононуклеотиду [2]. Цитофлавін проявляє антигіпоксичну і антиоксидантну дію, позитивно впливає на процеси енергоутворення в клітині, зменшує продукцію вільних радикалів і відновлює активність ферментів антиоксидантного захисту. Цей лікарський засіб покращує коронарний та мозковий кровообіг, в силу чого застосовується для лікування хворих із гострим порушенням мозкового кровообігу; дисциркуляторною енцефалопатією І-ІІ ступеня і наслідками порушень мозкового кровообігу; токсичною і гіпоксичною енцефалопатією при отруєннях, ендотоксикозах, після наркозного пригнічення свідомості [3]. Недолік відомого препарату полягає в недостатній ефективності від застосування, що випливає з високого ризику розвитку алергічних реакцій, гіперемії шкіри, гіркоти та сухості в ротовій порожнині. При його тривалому прийомі можуть спостерігатися транзиторна гіпоглікемія, гіперурикемія, загострення подагри, а також болі й дискомфорт в епігастральній ділянці, утруднення дихання, головний біль тощо. В основу корисної моделі поставлено задачу створити речовину з вищою, ніж у відомих, ефективністю, спрямованою на можливість забезпечення терапевтичного впливу на стан кисневого обміну та перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ), реалізація якого при проведенні комплексної терапії при гострому респіраторному дистрес-синдромі не супроводжувалася б розвитком несприятливих побічних реакцій, зокрема, у вигляді надмірної гідратації тканин. При вирішенні технічного завдання до уваги було взято те, що одним із перспективних напрямків одержання сполуки з антигіпоксичною та антиоксидантною дією слід розглядати направлену зміну хімічної структури вихідного 1,3-диметилксантину, зокрема, шляхом сполучення в молекулі нового похідного 1,3-диметилксантину двох фармакофорних угрупувань - арилалкільного радикалу і хімічного зв'язку іонного характеру. Поставлену задачу вирішують тим, що як речовину з антигіпоксичною та антиоксидантною дією застосовують амонійну сіль бензил-3-(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7тетрагідро-1H-пурин-8-ілтіо)пропаноату (ТД-22) формули: 1 UA 68899 U O N O N N N S O O - +NH3-CH2-C6H5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 . Вказану речовину одержують нагріванням 3-(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7тетрагідро-1H-пурин-8-ілтіо)пропанової кислоти і 10 %-го надлишку фенілметанаміну в етанолі 96 % з наступним використанням ацетону, а 3-(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7тетрагідро-1H-пурин-8-іл-тіо)пропанову кислоту синтезують алкілуванням 8-меркапто-1,3диметил-7-фенетил-1H-пурин-2,6(3H,7H)-діону кислотою 3-хлоропропіоновою за присутності відповідного надлишку 1 моль/л розчину натрій гідроксиду. В свою чергу, 8-меркапто-1,3диметил-7-фенетил-1H-пурин-2,6(3H,7H)-діон одержують шляхом взаємодії 8-бромо-1,3диметил-7-фенетил-1Н-пурин-2,6(3H,7H)-діону в середовищі диметилформаміду з потрійним надлишком динатрій сульфіду нонагідрату. Синтезована сполука (ТД-22) - білий кристалічний порошок, розчинний у воді та малорозчинний в етанолі 96 % і нерозчинний в ацетоні з Т плавл. 144446 °C. Для доведення складу й структури проміжних речовин і цільового продукту реакції (ТД-22) 1 використовують відомі фізико-хімічні методи, зокрема ІЧ- та ЯМР Н-спектроскопію, елементний аналіз. Одержані результати свідчать про відповідність синтезованої сполуки заявленій. Приклад 1. З метою одержання речовини з антигіпоксичними і антиоксидантними властивостями, що може бути використана в комплексній терапії гострого респіраторного дистрес-синдрому (ГРДС), на першій стадії синтезували 8-меркапто-7-фенетил-1,3-диметил-1H-пурин-2,6(3H,7H)діон. Для цього суміш 7,26 г (0,02 моль) 8-бромо-7-фенетил-1,3-диметил-1H-пурин-2,6(3H, 7H)діону та 14,41 г (0,06 моль) динатрій сульфіду нонагідрату в 30 мл диметилформаміду нагрівали в круглодонній колбі ємністю 250 мл із зворотним холодильником протягом 6 годин. Вміст колби в гарячому вигляді виливали в 150 мл води очищеної, після інтенсивного перемішування скляною паличкою суміш фільтрували, охолоджували до кімнатної температури, після чого додаванням 0,1 моль/л розчину кислоти сульфатної доводили рН середовища до рівня від 1,0 до 2,0 включно з утворенням жовтого осаду, який відфільтровували і висушували. Для аналізу одержаний продукт попередньо перекристалізовували з діоксану. Вихід 87,87 %; Тплавл. = 268270 °C. Знайдено, %: N 17,58. C15H16SN4O2. Вирахувано, %: N 17,71. -1 ТШХ, Rf (система розчинників), 0,79±0,02 (ацетон - бензен, 35:65); ІЧ-спектр, , см : 3010, 1700, 1660, 690. Далі здійснювали синтез 3-(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7-тетрагідро-1H-пурин-8ілтіо)пропанової кислоти. Для цього до 3,16 г (0,01 моль) 8-меркапто-7-фенетил-1,3-диметил1H-пурин-2,6(3H, 7H)-діону в 22 мл 1 моль/л розчину натрій гідроксиду додавали 1,08 г (0,01 моль) кислоти 3-хлоропропіонової та нагрівали суміш в круглодонній колбі ємністю 100 мл із зворотним холодильником під контролем рН до нейтрального середовища і потім ще впродовж 15 хвилин. Далі, вміст колби в гарячому вигляді фільтрували, охолоджували, а об'єм фільтрату доводили водою очищеною до 100 мл, після чого внесенням 0,1 моль/л розчину кислоти хлоридної доводили значення рН до 3,0 з утворенням білого кристалічного осаду, який відфільтровували і висушували. Для аналізу одержаний продукт попередньо перекристалізовували із суміші етанол 96 % - діоксан, 1:4. Вихід - 69,50 %; Тплавл. = 201К203 °C. Знайдено, %: N 14,51. C18H20SN4O4. Вирахувано, %: N 14,42. 1 ТШХ, Rf (система розчинників), 0,63±0,03 (кислота форміатна - вода, 1:4), ЯМР Н, , м. ч.: 7,20 (м, 5Н, -С6H5); 4,34 (т, 2Н, N7-CH2); 3,50 (с, 3Н, N-СH3); 3,35 (т, 2Н, -СH2-СН2СООН); 3,31 (с, 3Н, N-CH3); 3,02 (т, 2Н, -СН2-СH2-С6Н5); 2,63 (т, 2Н, -СН2-СH2-СООН). Наступним етапом був синтез амонійної солі бензил 3-(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил2,3,6,7-тетрагідро-1Н-пурин-8-ілтіо)пропаноату (ТД-22). Для цього до суспензії 0,89 г (0,0023 моль) 3-(1,3-диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7-тетрагідро-1H-пурин-8-ілтіо)пропанової кислоти в 10 мл етанолу 96 % в круглодонній колбі ємністю 50 мл додали 0,27 г (0,0025 моль) фенілметанаміну і нагрівали на водяному нагрівнику до утворення прозорого розчину. Вміст 2 UA 68899 U 5 10 15 20 25 30 колби кількісно перенесли у фарфорову чашку та випарили на дві третини від початкового об'єму. Залишок після охолодження змішали із 15-20-кратним надлишком ацетону, а отриману суміш інтенсивно затирали скляною паличкою. Утворену білу кристалічну речовину відфільтрували, промили ацетоном і висушили. Для здійснення аналізу одержану субстанцію перекристалізували із етанолу 96 %. Вихід 69,30 %. Тплавл. = 144146 °C. Знайдено, %: N 14,01. C25H29SN5O4. Вирахувано, %: N 14,13. Приклад 2. Визначення антигіпоксичної й антиоксидантної активності амонійної солі бензил 3-(1,3диметил-2,6-діоксо-7-фенетил-2,3,6,7-тетрагідро-1H-пурин-8-ілтіо)пропаноату (ТД-22) здійснювали наступним чином. Порівняльний аналіз антигіпоксичної дії натрію оксибутирату, цитофлавіну та сполуки ТД-22 здійснено на моделі ГРДС на лабораторних тваринах, зокрема, білих щурах [4]. Дослідження проведено на 80 середньочутливих до гіпоксії статевозрілих щурах, масою 20015 г. Попередньо забезпечили можливість здійснення штучної вентиляції легень (ШВЛ) кожної з експериментальних тварин через трахеостому з використанням апарату ШВЛ "Бриз". При цьому дихальний об'єм встановили на рівні 3 мл при частоті дихання 100 раз за хвилину, для чого під кетаміновим наркозом у трахею вставили інтубаційну трубку. Далі, кожному із 20 щурів упродовж 4 днів вводили внутрішньоочеревинно натрію оксибутират у дозі 10 мг/кг маси тіла, іншим 20 щурам - цитофлавін внутрішньоочеревинно в дозі 0,2 мл/кг, нарешті, третій групі з 20 щурів вводили досліджувану сполуку ТД-22 у дозі 5 мг/кг. На 4 день у кожної лабораторної тварини (усіх груп щурів) моделювали ГРДС, для чого в трахею вводили 0,1 моль/л розчин кислоти хлоридної в дозі 0,5 мл/кг, після чого проводили лікувальну ШВЛ протягом 2-х годин. У всіх тварин визначали ступінь насичення гемоглобіну киснем артеріальної крові (SaCO2) пульсоксиметром "Ютас", а також венозної крові (SvCO2) - за допомогою оксиметра "Unistat". Частоту серцевих скорочень реєстрували за допомогою електрокардіографа. Визначали величину споживання кисню організмом тварин - VO2 та обчислювали показник доставки кисню до тканин - DO2, обраховували рівні легеневої (РЛГ) і циркуляторної (РЦГ) гіпоксії й інтегрального показника кисневої недостатності (ІПКН) за методом В. В. Гнатіва, визначали величину внутрішньолегеневого шунтування крові [5-8]. Висновок про стан ПОЛ та системи антиоксидантного захисту робили за вмістом малонового діальдегіду (МДА), дієнових кон'югатів (ДК), триєнових кон'югатів (ТК), сульфгідрильних груп (SH-груп), супероксиддисмутази (СОД) в еритроцитах і активності каталази за загальноприйнятими методиками. Результати досліджень наведено в таблиці. 35 3 UA 68899 U Таблиця Стан кисневого обміну, перекисного окиснення ліпідів та антиоксидантної системи захисту на фоні експериментального ГРДС у щурів Показник SaO2, % SvO2, % ХО, мл ЧСС, уд/хв. DO2, мл/хв./100 г VO2, мл/хв./100 г VO2 / DO2, % Шунтування, мл/хв. РЛГ, % РЦГ, % ІПКН, % Каталаза, мкат/л СОД, ум од/мг МДА, мкмоль/л ДК, мкмоль/л ТК, мкмоль/л SH групи, кмоль/л Інтактні тварини 97,0±1,5 60,0±1,6 71,0±3,6 355,5±26,4 9,28±1,64 1,87±0,10 20,15±0,11 70,0±1,4 32,2±2,0 86,0±4,8 430,5±32,6 7,11±0,65 2,72±0,18 38,26±0,42 6,5±0,5 15,5±0,4 0,0±0,0 0,0±0,0 0,0±0,0 0,98±0,05 0,060±0,003 0,89±0,005 0,124±0,005 0,117±0,005 0,49±0,02 ГРДС, натрію ГРДС, ГРДС, ТД-22, оксибутират цитофлавін, 5 мг/кг, 2 год. 10 мг/кг, 2 год. 0,2 мл/кг, 2 год. після ініціації після ініціації після ініціації 76,5±1,4 76,2±1,4 82,5±1,2 45,2±2,2 56,3±2,1 57,0±1,4 82,0±3,6 84,2±0,56 83,8±2,6 420,8±42,2 418,4±36,4 418,0±22,8 7,66±0,55 7,64±0,31 7,92±0,42 1,95±0,12 1,86±0,12 1,92±0,12 25,46±0,11 24,35±0,11 24,24±1,44 ГРДС, 30 хв. 2 год. після ініціації 29,2±1,4 -17,4±1,2 11,8±1,0 0,256±0,05* 0,686±0,012* 9,96±0,212* 1,045±0,054* 1,050±0,051* 1,48±0,04* 10,8±0,4 10,6±0,8 10,2±0,5 22,4±0,2 22,2±1,1 15,8±1,1 -18,3±0,1 -17,8±0,9 -17,7±1,2 4,1±0,3 4,4±0,2 -1,9±0,2 0,384±0,05* ** 0,38±0,03* ** 0,32±0,02* ** 0,564±0,020* 0,425±0,011* 0,536±0,010* 6,535±0,045* ** 4,630±0,036* ** 5,832±0,042* ** 0,522±0,026* ** 0,989±0,043* ** 0,410±0,012* ** 0,665±0,052* ** 0,954±0,036* ** 0,434±0,018* ** 0,55±0,03* ** 0,53±0,05* ** 0,54±0,03* ** Примітка: *- Р < 0,001 відносно інтактних тварин **- Р < 0,001 відносно контрольних (нелікованих) щурів 5 10 15 20 25 Із наведених у таблиці даних видно, що ініціація ГРДС у щурів призводить до змін більшості показників й, перш за все, сатурації венозної крові, як найінформативнішого при дослідженні гіпоксії [9]. Так, на фоні ГРДС цей показник, порівняно з інтактними тваринами, зменшувався в 1,9 рази. Споживання кисню щурами на фоні ГРДС зросло в 1,5 рази (Р