5,17-ді(арилсульфоніл)уреїдо-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арени, які виявляють гіпоглікемічну активність

Реферат: 5,17-ді(арилсульфоніл)уреїдо-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27дипропоксикалікс[4]арени 1 загальної формули: UA 96819 U (12) UA 96819 U O HN O N H Ar S O OH O t-Bu Pr Pr O Bu-t HO O Ar H N S O NH O I , де Аr=С6Н5-, 4-СН3-С6Н4-, 2-СН3-С6Н4-, 4-F-C6H4, 2-F-C6H4, 4-Cl-C6H4, 2-Сl-С6Н4, які виявляють гіпоглікемічну активність. UA 96819 U Корисна модель належить до органічної хімії та фармакології, (може бути використана для створення препаратів проти цукрового діабету II типу) а саме до нових 1,3діарилсульфонілуреїдо-трет-бутил-дипропоксикалікс[4]аренів (1) загальної формули. O HN O N H Ar S O OH O t-Bu Pr Pr O Bu-t HO O Ar 5 10 15 20 25 30 H N S NH O O , де Аr=С6Н5-, 4-СН3-С6Н4-, 2-СН3-С6Н4-, 4-F-C6H4, 2-F-C6H4, 4-Cl-C6H4, 2-Сl-С6Н4. Запропоновані нові сполуки, спосіб їх отримання, властивості та застосування в науковій літературі та патентних виданнях не описані. Цукровим діабетом (ЦД) на теперішній час страждають мінімум 246 млн. чоловік, а до 2030 року згідно з прогнозами ця кількість зросте до 366 млн. Добре відомо, що супутні захворювання та смертність від ЦД пов'язані з його ускладненнями. Основні з них це гіпо- та гіперглікемія, підвищена здатність до інфекційних хвороб, нейропатія, мікро- та макроваскулярні ускладнення. ЦД є основною причиною сліпоти у дорослих у віці 20-74 роки, нетравматичних ампутацій нижніх кінцівок та ниркової недостатності [1]. При цукровому діабеті другого типу (ЦД-2) риск розвитку серцево-судинних захворювань та інсультів збільшується у 2-3 рази, хронічної ниркової недостатності - у 10-15 разів, гангрени - у 20 разів, повної втрати зору - у 10-20 разів. У цілому, за даними Американської діабетологічної асоціації люди, що страждають на ЦД-2 у 3-4 рази частіше страждають на серцево-судинні та цереброваскулярні хвороби та живуть на 10 років менше [1]. Головним ефектом усіх препаратів для лікування симптомів ЦД-2 є нормалізація рівня глюкози в організмі і, зокрема, - в крові. Зважаючи, на те, що в крові таких хворих рівень глюкози є вищим за норму, тобто наявна гіперглікемія, дія препаратів полягає у зниженні її рівня до нормоглікемії. За механізмом дії препарати для лікування ЦД-2 поділяють на 2 групи: 1) препарати, що збільшують чутливість тканин до інсуліну, або сенситайзери і 2) засоби, що збільшують секрецію інсуліну або секретагоги. До першої групи належать такі класи препаратів як бігуаніди, тіазолідиндіони та подвійні агоністи рецепторів, що активуються пероксисомними проліфераторами. До другої - великий клас похідних сульфонілкарбамідів, аналоги глюкагоноподібних пептидів та інгібітори дипептидилпептидази. Найближчим аналогом за терапевтичною дією до сполук які заявляються, є препарат глібенкламід. 1 UA 96819 U O O O S O O N H N H N H Cl 5 10 15 20 25 30 35 Це препарат ІІ-го покоління, «золотий стандарт» за визнанням Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) для лікування ЦД-2. Він використовується у медичній практиці з 1969 року. У 2010 році препарат Манініл, який містить мікронізовану форму глібенкламіду отримав престижну премію Кройцфельда в категорії «Вибір практикуючих лікарів». На даний час механізм дії сульфонілкарбамідів детально вивчено на молекулярно+ рецепторному рівні. Глібенкламід блокує АТФ-залежні калієві канали (К -АТФ-канали) 2 локалізовані на плазматичній мембрані бета-клітин підшлункової залози [ ] Припинення 2+ надходження в клітину калію призводить до деполяризації мембрани і входу іонів Са через потенціалзалежні кальцієві канали. Підвищення вмісту внутрішньоклітинного кальцію призводить до активації кальцій/кальмодулін протеїнкінази II, що стимулює екзоцитоз секреторних гранул з інсуліном. Виділений з гранул вільний гормон проникає в міжклітинну рідину і кров, де приймає участь у фосфорилюванні глюкози і можливість її перетину мембрани для поповнення енергетичної складової клітин організму в усіх тканинах. Але глібенкламід, як і будь-який лікарський засіб, має недоліки. Найчастішим і небезпечним ускладненням застосування препарату є розвиток надмірної гіпоглікемії, яка інколи може досягати гіпоглікемійної коми, втрати свідомості і розвитку тяжких ускладнень. Поряд з тим, у деяких пацієнтів може розвиватися жовтяниця, а у хворих з дефіцитом ферменту глюкозо-6фосфатдегідрогенази глібенкламід здатен викликати навіть значну гемолітичну анемію. Задачею даної корисної моделі є розширення арсеналу синтетичних засобів зниження рівня глюкози в крові для лікування цукрового діабету II типу. Каліксарени - чашоподібні макроциклічні сполуки, які отримують циклоконденсацією третбутилфенолу з формальдегідом, широко використовуються,як молекулярні платформи для 3 дизайну біологічно-активних сполук [ ]. Розміщення біофорних груп на ліпофільній каліксареновій платформі в багатьох випадках приводить до суттєвого зростання їх біологічної активності. Зважаючи на потенційну гіпоглікемічну дію багатьох похідних сульфонілкарбамідів та описаний вище ефект каліксаренової платформи вирішення поставленої задачі досягається шляхом синтезу 1,3діарилсульфонілуреїдо-трет-бутил-дипропоксикалікс[4]аренів (1). Найближчим структурним аналогом заявлених 1,3-діарилсульфонілуреїдо-трет-бутил-дипропоксикалікс[4]аренів (1) є діамінокаліксарен А. Але, як показали дослідження, він не проявляє гіпоглікемічної дії в діапазоні концентрацій 1-100 мг/кг ваги. Для одержання заявлених сполук, нами розроблена препаративна зручна одностадійна схема, яка базується на швидкому електрофільному приєднанню сульфонілізоціанатів до амінокаліксарену в діетиловому етері з наступним фільтруванням утвореного осаду (схема 1) 2 UA 96819 U O HN NH2 O N H Ar S O O Ar N S C O OH OH O Pr Pr O O t-Bu O O NH2 Ar 15 20 25 30 35 O H N S O NH O I A 10 Pr HO HO 5 Pr де Аr=С6Н5-, 4-СН3-С6Н4-, 2-СН3-С6Н4-, 4-F-C6H4, 2-F-C6H4, 4-Cl-C6H4, 2-Сl-С6Н4. Схема 1. Схема ілюструється прикладом синтезу однієї з цільових сполук, структура якої підтверджена аналітичними даними і результатами вимірів інфрачервоних (14) спектрів та 1 спектрів ядерного магнітного резонансу (ЯМР H). Приклад 1. Одержання 5,17-ди(4-сульфонілтолуол)уреїдо-11,23-ди-трет-бутил-26,28дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арену 1 (Аr = 4-СН3-С6Н4-). До розчину діамінокаліксарену А (1.00 ммоль) [4] у діетиловому етері (15 мл) при перемішуванні додавали по краплях протягом 5 хв. розчин ізоціанату (2.05 ммоль) у діетиловому ефірі (5 мл). Реакційну суміш перемішували 6-8 годин. Осад каліксаренкарбаміду, що утворився, відфільтрували. Сушили на повітрі. 1 Безбарвна кристалічна речовина: вихід 71%, т. топл. 189-190 °С. ЯМР H ((CD3)2S=O, 299.94 МГц), , м.ч.: 1.11 с (18Н, t-Bu) 1.24 τ (J = 7.4 Гц, 6H, О-СН2-СН2-СН3) 1.98 м (4Н, О-СН2-СН2СН3), ), 2.37 с (6Н, АrСН3), 3.36 д (J = 12.7 Гц, 4Н, ArCHeqAr), 3.88 τ (J - 6.1 Гц, 4Н, ОСН2СН2СН3), 4.13 д (J = 12.7 Гц, 4Н, АrСНахАr), 7.03 та 7.06 два с (4Н+4Н, NH-ArH, t-Bu-ArH), 7.39 д (J = 8.1 Гц, 4Н, SO2ArH мета), 7.79 д (J = 8.1 Гц, 4Н, SO2ArH, орто), 8.23 с (2Н, ОН), 8.64 с -1 (2Н, ArNHC(O)), 10.45 уш. с (2Н, C(O)NHSO2). 14 спектр (КВг, см ) sSO2=H62, asSO2 = 1345, CO = 1695 та 1705, OH = 3330, NH = 3370 (широка). Розраховано для C58H68N4O10S2 %: С, 66.64, Η, 6.56, Ν, 5.36, S, 6.13. Знайдено, %: С, 66.68, Η, 6.80, Ν, 5.31, S, 5.95. Приклад 2. Визначення рівня глюкози крові після перорального введення заявлених 1,3діарилсульфонілуреїдо-трет-бутил-дипропоксикалікс[4]аренів (1) (Аr =4-СН3-С6Н4-). Експериментальні дослідження in vivo проводилися на білих безпорідних мишах обидвої статі масою 20-30 г. Тварин ділили на 3 групи по 10 тварин у кожній: 1) контрольна, мишам якої перорально зондом вводили в шлунок тільки розчинник у вигляді суміші 0,2 мл 3 % крохмального гелю з 0,1 мл диметилсульфоксиду (ДМСО); 2) піддослідна, тваринам якої вводили розчин каліксарену на розчиннику, що використовувався в групі 1. 3) контрольна відносно глібенкламіду, мишам якої вводили глібенкламід в дозах аналогічних каліксарену 1 (Аr = 4-СН3-С6Н4-) на такій самій суміші розчинників. Об'єм введеного розчину в кожній групі не перевищував гранично допустимої величини 0,3 мл на мишу. Контроль рівня глюкози в крові мишей здійснювали глюкометром Rightest GM ПО корпорації BIONIME (Швейцарія), зареєстрований в МОЗ України і дозволений до застосування в медичній практиці (свідоцтво держ. реєстрації № 7674/2008). Вміст глюкози визначався за допомогою одноразових тест-смужок Rightest GS 300 капіляр яких заповнювався краплею крові взятої з надрізу дистального відділу хвоста миші. 3 Bu-t UA 96819 U 5 У кожної тварини вимірювали вихідний рівень глюкози в крові в ммоль/л, а потім процедуру повторювали через 0.5, 1, 3, 5, 8, 12, 16, 20 та 24 год. після введення відповідних розчинів досліджуваних сполук піддослідним тваринам та розчинника - контрольним. У мишей за 1 год. перед початком експерименту вилучали з кліток корм, але залишали вільний доступ до води, а після 8-ми годин голодування в процесі експерименту знову допускали до корму. Отримані результати змін і динаміки рівня глюкози в крові обчислювали з визначенням середньої та її похибки, оцінювали статистичну достовірність за критерієм Стьюдента при Ρ < 0,05 [5, 6]. Результати наведені в таблиці 1, а у відсотковому вимірі - на фіг. 1. Таблиця 1 Концентрація глюкози в крові мишей (ммоль/л) після перорального введення каліксарену 1 та глібенкламіду Час після введення (год.) 5 о 12 16 20 24 Контроль 7.3±0.23 7.210.15 6.7±0.27 6.1±0.36 6.0±0.42 6.0±0.56 7.4±0.43 7.1±0.27 6.8±0.16 7.3±0.23 Каліксарен 1, (Аr = 4-СН3-С6Н4-), 0.1 мг/кг 7.5±0.39 7.6*±0.50 6.5*±0.43 5.0*±0.45 5.1*±0.65 4.6*±0.54 5.5*±0.31 5.6*±0.48 6.3*±0.32 5.6*±0.58 Глібенкламід, 0.1 мг/кг 7.8±0.37 5.9*±0.38 4.7*±0.30 5.5*±0.41 4.8*±0.51 6.8*±0.43 6.5*±0.46 6.3*±0.31 6.7*±0.36 7.0*±0.32 Вихідни й стан 0.5 1 3 10 * Результат є достовірним (Р < 0.05) відносно вихідного стану. 15 20 25 30 35 40 Таким чином, новий синтезований каліксарен викликає значний гіпоглікемічний вплив при його пероральному введенні. Його ефект на зниження вмісту глюкози в крові у дозі 0.1 мг/кг маси тіла мишей складає 38 %, що дорівнює ефекту, викликаному глібенкламідом у тій же дозі. Однак каліксарен 1, який заявляється, викликає зниження вмісту глюкози пізніше (через 1 год.), ніж глібенкламід (через 0.5 год.), проте його дія продовжується до 12-16 год., (для глібенкламіда - тільки до 5 год.), що є позитивним ефектом, обумовленим розміщенням арилсульфонілуреїдних груп на макроциклічній каліксареновій платформі. Фігура1 до заявки «5,17-ді(арилсульфоніл)уреїдо-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси25,27-дипропоксикалікс [4]арени, які виявляють гіпоглікемічну активність» Література 1 American Diabetes Association. «Standards of medical care in diabetes-2009» // Diabetes Care. - 2009. - Vol.32 Suppl 1. - P. 13-61. + 2. Serrano-Martin X, Payares G, Mendoza-Leon A. Glibenclamide, a blocker of K (ATP) channels, shows antileishmanial activity in experimental murine cutaneous leishmaniasis». // Antimicrob. Agents Chemother. - 2006- Vol 50 - P. 4214-4216. 3. R. V. Rodik, V. I. Boyko, V. I. Kalchenko Calixarenes in bio-medical researches //Curr. Med. Chem., - 2009 -Vol 16(13)-P. 1630-1655. 4. Rodik R. V., Boyko V. I., Danylyuk О. В., Suwinska K., Tsymbal I. F., Slinchenko N. V., Babich L. G., Shlykov S. O., Kosterin S. O., Lipkowski J., Kalchenko V. I. alix[4]arenesulfonyl-amidines. 2+ Synthesis, structure and influence on Mg , ATP-dependent calcium pumps. // Tetrahedron Lett. 2005. - Vol. 46. - P. 7459-7462. 5. Доклінічні дослідження лікарських засобів. Методичні рекомендації // За ред. О.В. Стефанова. - Київ -2001.- 527 с 6. Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные математико-статистические методы в медицинской исследовательской работе / Е.В. Монцевичюте-Эрингене // Патолог, физиология. 1964. - №4. - С. 71-78. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5,17-ді(арилсульфоніл)уреїдо-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27дипропоксикалікс[4]арени 1 загальної формули: 4 UA 96819 U O HN O N H Ar S O OH O t-Bu Pr Pr O Bu-t HO O Ar H N S O NH O I , де Аr=С6Н5-, 4-СН3-С6Н4-, 2-СН3-С6Н4-, 4-F-C6H4, 2-F-C6H4, 4-Cl-C6H4, 2-Сl-С6Н4, які виявляють гіпоглікемічну активність. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5