Застосування 3-алкокси-1,2-дигідро-3н-1,4-бенздіазепін-2-онів як високоактивних анальгетичних агентів

Реферат: Винахід належить до медичної хімії, зокрема до застосування речовин бенздіазепінового ряду як високоактивних анальгетичних агентів, загальної формули І: R 2 O N OR R 3 1 N R 4 , 1 де: R = СНз, С2Н3, (СН2)3СН3, (СН2)4СН3, -(СН2)2ОН, -(СН2)2О-СН3; 2 R = H; 3 R = галоген; 4 R = арил, котрі можуть застосуватися як високоактивні анальгетичні агенти. UA 108246 C2 5 10 Винахід належить до медичної хімії, зокрема до застосування речовин бенздіазепінового ряду як високоактивних анальгетичних агентів. У повідомленнях від різних груп дослідників було показано, що системне застосування агоністів місць зв'язування бенздіазепінів на ГАМКА рецепторах полегшує біль у моделях на тваринах [J. Knabl et al. PAIN 141 (2009) 233-238]. Крім того, результати, отримані авторами [A. Di Lio et al. Neuropharmacology 60 (2011) 626-632], безсумнівно доводять, що сполуки, селективні у відношенні до 2- та 3 субодиниць ГАМКА рецепторів можуть стати новим класом анальгетичних засобів, придатних для лікування хронічного болю. Найближчим аналогом сполук, що заявляються, виходячи з біологічної активності, є похідні 1,4-бенздіазепінів, які проявляють анальгетичну активність, наприклад O H N O O (CH2 )4 N Cl N H CH3 O Cl 15 20 25 30 , ЕД50=42 мг/кг (див. Патент US № 4 487 771). Вибір аналога обумовлений наявністю у нього та сполук, що заявляються, загальних ознак, таких як походження (синтетичні речовини), спільні структурні фрагменти (наявність бенздіазепінового циклу), біологічна дія (анальгетична дія). Але згаданий аналог має невисоку анальгетичну активність (ЕД 50 = 42 мг/кг), а також, порівняно до сполук, що заявляються, більш схильні до швидкої біодеградації. Раніше був синтезований ряд 3-алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-онів [Shen K. Yang. Acid-catalyzed ethanolysis of temazepam in anhydrous and aqueous ethanol solutions // Journal of Pharmaceutical Sciences - 1994. - Vol.83, №6. - p. 898-902; W. A. Khan; P. Singh. Synthesis of 3-substituted 1,4-benzodiazepine-2-ones // Organic Preparations and Procedures International-1978. - Vol.10-p. 105-109; S.C. Bell, S. J. Childress. A rearrangement of 5-aryl-1,3dihydro-2H-1,4-benzodiazepine-2-one 4-oxides // Journal of Organic Chemistry - 1962. - Vol.27. - p. 1691-1694; M. Ogata, H. Matsumoto, K. Hirose. 5-Aryl-1,5-dihydro-2H-1,4-benzodiazepin-2-one derivatives as antianxiety agents // Journal of Medicinal Chemistry - 1977. - Vol.20. - p. 776-778], але ряд цих похідних досить обмежений (3-метокси-, 3-етокси-, 3-(2-окси)етокси-, 3-(4-окси)бутокси-, 3-(3-окси)пропоксипохідні), та ці сполуки не були досліджені як анальгетичні препарати. В основу винаходу поставлена задача - розширити спектр застосування непептидних (бенздіазепінових) анальгетиків за рахунок 3-алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-онів загальної формули І, які мають високу анальгетичну активність. Поставлена задача вирішена синтезом похідних 3-алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін2-ону загальної формули І (див. схему 1, табл. 2) R 2 O N OR R 3 N R 35 40 1 4 , 1 де: R = СН3, С2Н3, (СН2)3СН3, (СН2)4СН3, -(СН2)2ОН, -(СН2)2О-СН3; 2 R = H; 3 R = галоген; 4 R = арил, які можуть застосуватися, як високоактивні анальгетичні агенти. Новим у винаході є те, що сполуки загальної формули І можуть мати високу анальгетичну активність у дозах від 0,06 до 1,77 мг/кг (див. табл. 1). 1 UA 108246 C2 Причинно-наслідковий зв'язок між структурою об'єктів, які заявляються, та отриманим технічним результатом полягає в наступному - наявність бенздіазепінового циклу дозволяє отримувати сполуки з високою анальгетичною активністю. Спосіб одержання 3-алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону загальної формули І R 2 O N OR R 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3 1 N R 4 I передбачає отримання 3-ацетокси-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону, подальшою взаємодією якого з гідролізуючим агентом отримують 3-гідрокси-1,2-дигідро-3Н-1,4бенздіазепін-2-он, наступною обробкою якого тіонілхлоридом (1:10) отримують 3-хлор-1,2дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-он, конденсацією котрого з відповідним спиртом (1:2) отримують відповідний цільовий 3-алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-он (І). Первинне дослідження анальгетичної активності синтезованих сполук проводили за методом "оцтовокислих корчів", який застосовується для вивчення периферичної анальгетичної дії препаратів [Доклінічні дослідження лікарських засобів (методичні рекомендації)/ За ред. чл.кор. АМН України О.В. Стефанова. - К.: МОЗ України, ДФЦ. - 2001. - 530 с]. Приклад 1 Суміш 28 г (0,089 моль) 7-бром-5-феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону, 20,3 г (0,17 моль) N-бромсукциніміду та 14 г (0,17 моль) безводного ацетату натрію в 50 мл оцтової кислоти нагрівають при інтенсивному перемішуванні до 90-95 °C. Суміш витримують при вказаній температурі протягом 45 хвилин, після чого охолоджують до кімнатної температури і відфільтровують 3-ацетокси-7-бром-5-феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-он, який випав в осад. Осад відмивають водою від оцтової кислоти до нейтральної реакції і висушують на повітрі. Вихід 7-бром-5-феніл-3-ацетокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону складає 24,7 г (74 %), температура плавлення дорівнює 242-245 °C. До суспензії 20,0 г (0,053 моль) 3-ацетокси-7-бром-5-феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін2-ону в 120 мл хлороформу при перемішуванні додають 30 мл (0,6 моль) гідразингідрату. Через 15 хв. після повного розчинення осаду додають 100 мл води. Осад, що випав, відфільтровують та промивають водою до нейтральної реакції. Вихід 7-бром-3-гідрокси-5-феніл-1,2-дигідро-3Hбенздіазепін-2-ону складає 15,6 г (89,2 %), температура плавлення дорівнює 217-221 °C. Аналогічно із 3-ацетокси-7-бром-5-(2'-хлор)феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону отримують 7-бром-3-гідрокси-5-(2'-хлор)феніл-1,2-дигідро-3H-бенздіазепін-2-он: вихід складає 95 %, температура плавлення дорівнює 150-154 °C. До 2 г (6 ммоль) 7-бром-3-гідрокси-5-феніл-1,2-дигідро-3H-бенздіазепін-2-ону додають 25 мл тіонілхлориду. Після закінчення бурхливого виділення газоподібних продуктів реакційну суміш нагрівають до кипіння та залишають на 12 год. Надлишок хлористого тіонілу випарюють в роторному випарнику при зниженому тиску. До залишку додають 10 мл сухого хлороформу та випарюють. Операцію повторюють двічі. До суспензії 2 г (5,7 ммоль) 7-бром-5-феніл-3-хлор-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону в 30 мл безводного хлороформу додають 1,7 мл (28 ммоль) етиленгліколю. Розчин доводять до кипіння та залишають, періодично перемішуючи, на 24 год. Реакційну суміш промивають водою до нейтральної реакції. Розчинник випарюють в роторному випарнику при зниженому тиску. Отримане масло перекристалізовують з ацетонітрилу, виділяють білі кристали 7-бром-3-(2гідрокси)етокси-5-феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону (1.11). Вихід складає 1,7 г (81 %), температура плавлення дорівнює 224-229 °C. Аналогічно отримано сполуки 1.1-1.10, 1.12-1.14 (див. табл. 2.) Методом напівпрепаративної високоефективної рідинної хроматографії було проведено розділення 7-бром-3-(2-метокси)етокси-5-феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону (1,14) на енантіомери (1.15-R, 1.16-S) [Europian Journal of Medical Chemistry - 2010. - Vol. 45, № 4. - 13461351]. Приклад 2 Первинне дослідження анальгетичної активності проводили на моделі периферичного болю, в основі якої лежить хімічне больове подразнення, спричинене внутрішньоочеревинним введенням оцтової кислоти, що призводить до виникнення мимовільних скорочень черевних м'язів живота - "корчів", які супроводжуються витягуванням задніх кінцівок та вигинанням спини. 2 UA 108246 C2 5 10 15 "Корчі" у мишей викликали 0,75 %-им розчином оцтової кислоти, який вводили внутрішньочеревинно через 40 хвилин після внутрішньоочеревинного введення досліджуваних речовин у спектрі доз від 0,01 до 5,0 мг/кг. За тваринами спостерігали протягом 20 хвилин і підраховували кількість корчів кожної тварини. Анальгетичну активність оцінювали за здатністю сполук зменшувати кількість корчів у дослідній групі тварин порівняно з контролем і виражали у відсотках, розрахунок проводили за нижченаведеною формулою: АА = (Ск-Сд/Ск)  100 %, де АА - анальгетична активність у %; Ск - середня кількість корчів у контрольній групі; Сд - середня кількість корчів у дослідній групі. Досліджувані сполуки вивчали у порівнянні з еталонним препаратом - диклофенак-натрієм, взятим у дозі 10 мг/кг. ЕД50 розраховували за методом (Прозоровський В.Б. Статистическая обработка результатов фармакологических исследований // Психофармакология и биологическая наркология. - 2007. - Т. 7, вып. 3, 4. - С. 2090-2120). Дані про анальгетичну активність сполук та еталонного препарату наведені у таблиці 1. Таблиця 1 Анальгетична активність сполук, що заявляються R 2 O N OR R 3 N R № 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15-R 1.16-S Диклофенак-натрій (10 мг/кг) R 1 СН3 СН3 С2Н5 С2Н5 (СН2)2СН3 (СН2)2СН3 (СН2)3СН3 (СН2)3СНз (СН2)4СН3 (СН2)4СН3 (СН2)2ОН (СН2)2ОН (СН2)2ОСН3 (СН2)2ОСН3 (СН2)2ОСН3 (СН2)2ОСН3 R 1 3 Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr Вr R 4 Ph 2'-ClPh Ph 2'-ClPh Ph 2'-ClPh Ph 2'-ClPh Ph 2'-ClPh Ph 2'-ClPh 2'-ClPh Ph Ph Ph 4 Інгібування "корчів", % від контролю ЕД50, мг/кг 1 мг/кг 29,6 1,77±0,24 39.5 1,69±0,42 77.5 0,57±0,15 79,8 0,31±0,09 81,7 0,05±0,016 93,0 0,03±0,007 80,9 0,087±0,019 86,0 0,35+0,05 46,9 1,15±0,18 44,1 50,9 60,8 72,2 67,9 0,1±0,01 38,3 1,6±0,49 65,6 0,06±0,015 51,7 3 UA 108246 C2 Схема отримання сполук І O H N O H N NBS CH3COONa R 3 R N R N2H4.H2O O 3 CH3 N R 4 OH R 3 N O 4 R III II O H N 4 IV SOCl2 O H N R3-OH O R 3 R N R 4 O H N Cl 1 R 3 N R I 4 V 5 Таблиця 2 3-Алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-они (І) R 2 O N OR R 3 N R 1 3 4 № R R R Tпл., °C 1 2 4 5 6 1.1 СH3 Br Ph 1.2 CH3 Br 1.3 C2H5 Br Ph 1.4 C2H5 Br 1.5 (CH2)2CH3 Br Ph 1.6 (CH2)2CH3 Br 1.7 (CH2)3CH3 Br Ph 1.8 (CH2)4CH3 Br 1 4 1 Вихід, M/Z % 7 8 CH аліфат 9 290-292 40 344 DMSO, 3,46 с 3Н (СН3) 2'196-198 ClPh 60 378 DMSO, 4,63 с 3Н (СН3) 218-222 52 358 2'205-208 ClPh 60 392 224-226 66 374 2'162-168 ClPh 12 408 193-197 65 386 2'182-184 ClPh 70 421 Н-ЯМР, м.д СН аром 10 CDCl3, 3,66-4,08 2 д 2Н (СН2); 1,37-1,41 т 3Н (СН3) CDCl3, 3,65-4,11 2 д 2Н (СН2); 1,35-1,40 т 3Н (СН3) CDCl3, 3,58-3,93 2 м 1H (OCH2-СН2СН3); 1,74-1,86 м 2Н (O-СН2-CH2-СН3) 1,00 т 3Н (СН3) CDCl3, 3,58-3,93 2 м 1H (OСН2-СН2-СН3); 1,74-1,86 м 2Н(О-СН2-СН2-СН3) 1,00 т 3Н (СН3) DMSO, 3,52-3,78 2 кв 2Н (О-СН2-(СН2)2-СН3); 1,571,64 пент 2Н (О-СН2-СН2СН2-СН3), 1,34-1,43 секст 2Н (О-СН2-СН2-СН2-СН,) 0,90-0,94 т 3Н (СН3) DMSO, 3,52-3,80 2 кв 2Н (O-СН2-(СН2)2-СН3); 1,551,62 пент 2Н (О-СН2-СН2СН2-СН3); 1,38-1,43 секст 2Н (О-СН2-СН2-СН2-СН3); 4 С(3)Н 11 NH 12 10.82 7,21-7,79 м 8Н 4,66 с с 8,32-8,76 м 7Н 5,90 с 5,90 с 7,18-7,60 м 8Н 4,77 с 9,78 с 7,15-7,59 м 7Н 4,82 с 10,04 с 7,16-7,61 м 8Н 4,76 с 9,85 с 7,16-7,61 м 7Н 4,76 с 9,85 с 4,71с 10,81 с 7,06-7,75 м 7Н 4,77 с 10,94 с 7,20-7,79 м 8Н UA 108246 C2 Таблиця 2 3-Алкокси-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-они (І) R 2 O N OR R 3 N R 1 3 4 № R R R Tпл., °C 1 2 4 5 6 1.9 (CH2)4CH3 Br Ph 1.10 (CH2)4CH3 Br 1.11 (CH2)2OH Br Ph 1.12 (CH2)2OH Вихід, M/Z % 7 8 154-156 36 402 2'186-188 ClPh 46 437 224-229 81 374 Br 2'120-124 ClPh 76 408 1.13 (СН2)2ОСН3 Br 2'179-188 ClPh 30 422 66 388 1.14 (СН2)2ОСН3 Br Ph 208-212 1 4 1 Н-ЯМР, м.д CH аліфат СН аром 9 10 0,88-0,92 т 3Н (СН3) CDCl3, 3,60-3,96 2 м 1Н (ОСН2-(СН2)3-СН3); 1,74-1,83 м 2Н (O-CH2-CH2-(CH2)27,17-7,61 м 8Н CH3); 1,32-1,44 м 4Н (ОСН2-СН2-(СH2)2-СН3); 0,90 т 3Н (СН3) CDCl3, 3,60-3,96 2м 1H (ОСН2-(СН2)3-СН3); 1,74-1,83 м 2Н (О-CH2-CH2-(CH2)27,17-7,61 м 7Н CH3); 1,32-1,44 м 4Н (ОСН2-СН2-(CH2)2-СН3); 0,90 т 3Н (СН3) DMSO, 8,31 с 1Н (ОН); 7,21-7,80 м 8Н 3,58-3,84 м 4Н (СН2-СН2) CDCl3, 4,65 с 1H (ОН); 3,617,07-7,75 м 7Н 3,83 м 4Н (СН2-СН2) CDCl3, 3,90-4,18 2 м 2Н (ОСН2-СН2-ОСН3); 3,64-3,79 7,13-7,59 м 7Н м 2Н (0-СН2-СН2-ОСН3); 3,36 с 3Н (СН3) CDCl3, 3,92-4,17 2 м 2Н (ОСН2-СН2-ОСН3); 3,67-3,80 7,15-7,61 м 8Н м 2Н (O-СН2-СН2-ОСН3); 3,37 с 3Н (СН3) ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Застосування 3-алкокси-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-онів загальної формули І R 2 O N OR 3 N R 5 10 1 R 4 , 1 де: R = СН3, С2Н3, (СН2)3СН3, (СН2)4СН3, -(СН2)2ОН, -(СН2)2О-СН3; 2 R = H; 3 R = галоген; 4 R = арил, як високоактивних анальгетичних агентів. 5 С(3)Н 11 NH 12 4,75 с 9,98 с 4,75 с 9,98 с 10,82 с 10,93 4,81 с с 4,86 с 4,94 с 9,62 с 4,89 с 9,81 с UA 108246 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6