1,2,2-триметил-3-(3-r-2-оксо-2н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1-карбонові кислоти, що проявляють гіпоглікемічну активність

Реферат: 1. Об'єкт винаходу: 1,2,2-триметил-3-(3-R-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6іл)циклопентан-1-карбонові кислоти, що проявляють гіпоглікемічну активність. 2. Галузь застосування: Винахід стосується синтезу органічних сполук і фармації, зокрема одержання біологічно активних сполук, що виявляють гіпоглікемічну активність і можуть бути використані в клінічній медицині як цукрознижувальні лікарські засоби. 3. Суть винаходу: заміщені 1,2,2 UA 111522 C2 (12) UA 111522 C2 триметил-3-(3-R-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1-карбонові кислоти, що проявляють гіпоглікемічну активність, формули: O R2 OH R3 N N R4 R5 N N R1 O , що проявляють гіпоглікемічну активність. 5. Технічний результат: заміщені 1,2,2-триметил-3-(3-R-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1-карбонові кислоти, можуть бути відтворені в умовах вітчизняних промислових хіміко-фармацевтичних підприємств з використанням стандартного обладнання; синтезовані з доступних вихідних реагентів і на їх основі можуть бути створені антидіабетичні лікарські засоби, які найдуть застосування в ендокринології. UA 111522 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до хіміко-фармацевтичної галузі, зокрема до хімії біологічно активних сполук, та може мати прикладне значення в галузі медичної хімії, фармації, фармакології та медицини з метою розробки нових лікарських засобів і стосується заміщених 1,2,2-триметил-3(3-R-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1-карбонових кислот, що проявляють гіпоглікемічну активність. Проблема цукрового діабету типу 2 (ЦД2) є одним з найбільш складних викликів сучасній медичній науці, адже, незважаючи на постійне удосконалення підходів до профілактики та фармакокорекції, захворюваність на зазначену патологію має стійку тенденцію до зростання. Цукровий діабет як соціальна та економічна проблема перш за все пов'язана зі значними витратами суспільства як на терапію гіперглікемічних станів, так і на лікування великої кількості можливих супутніх захворювань. Також, значний рівень інвалідизації при цукровому діабеті обумовлює значні витрати на фінансову підтримку осіб, які втратили працездатність. Сучасна концепція терапії ЦД2 передбачає застосування гіпоглікемічних препаратів на ранніх стадіях захворювання з метою попередження його розвитку. Арсенал лікарських препаратів препаратів, який використовується для корекції гіперглікемічних станів у хворих на ЦД2 є досить істотним, та включає похідні сульфонілсечовини, тіазолідиндіонів, бігуанідів тощо. За механізмом виділяють інгібітори α-глюкозидаз та дипептидилпептидази IV типу (DPP-IV), агоністи глюкагоноподібного пептиду 1 та прандіальні регулятори глюкози. Незважаючи на велику кількість препаратів даної групи проблему терапії гіперглікемічних станів не можна вважати вирішеною, адже різноманіття патологічних проявів гіперглікемії у сукупності з індивідуальними особливостями організмів хворих потребує створення лікарських засобів принципово нового типу, якими можуть стати похідні хіназоліну. Незважаючи на те, що похідні хіназоліну з успіхом застосовуються для лікування цілого ряду захворювань, відомостей про гіпоглікемічну активність зазначеного класу сполук є вкрай мало. Так, однією з перших публікацій по приведеній вище тематиці можна вважати роботу Barakat S.E.S., яка присвячена синтезу та дослідженню гіпоглікемічної дії ряду N(циклогексілкарбамоїл)-4-(4-оксохіназолін-3(4H)-іл)бензолсульфонамідів [Synthesis and hypoglycemic activity of some new 4(3H)-quinazolinone analogues Barakat S.E.S., Saudi Pharmaceutical Journal ; 2000; 8; 4, 198 , 204]. Необхідно зауважити, що зазначені сполуки є похідними сульфонілсечовини та за структурую наближена до відомого лікарського препарату глібенкламіду, отже говорити про принципово новий механізм дії та про роль хіназолінового фрагменту, як фармакофору, в даному випадку не можна. Наступним об'єктом досліджень спрямованих на створення препаратів для лікування цукрового діабету на основі похідних хіназоліну став (R)-8-(3-aмінопіперидин-1-іл)-7-бут-2-иніл-3-метил-1-(4-метилхіназолін-2ілметил)-3,7-дигідропурин-2,6-діон (також відомий як ВІ 1356), який виявив здатність інгібувати активність дипептидилпептидази IV типу (DPP-IV) [(R)-8-(3-Amino-piperidin-1-y1)-7-but-2-ynyl-3methyl-1-(4-methyl-quinazolin-2-ylmethyl)-3,7-dihydro-purine-2,6-dione (ВІ 1356), a Novel XanthineBased Dipeptidyl Peptidase 4 Inhibitor, Has a Superior Potency and Longer Duration of Action Compared with Other Dipeptidyl Peptidase-4 Inhibitors. Leo Thomas, Matthias Eckhardt, Elke Langkopf, Moh Tadayyon, Frank Himmelsbach and Michael Mark. Journal of Pharmacology and Experimental Therapy April 2008 vol. 325 no. 1 175-182]. На основі даної сполуки був створений лікарський препарат Linagliptin, який з успіхом застосовується для лікування цукрового діабету типу 2 [Linagliptin: a novel xanthine-based dipeptidyl peptidase-4 inhibitor for treatment of type II diabetes mellitus. Ghatak SB, Patel DS, Shanker N, Srivastava A, Deshpande SS, Panchal SJ, Curr Diabetes Rev. 2011 Sep;7(5):325-35.]. Також, було опубліковані дані, згідно яких 4-[(3бромофеніл)аміно]-6,7-диметоксихіназоліну гідрохлорид - відомий інгібітор EGFR, який розроблявся як потенційний протираковий агент, здатен підвищувати толерантність до глюкози та посилювати дію інсуліну у мишей, які перебувають на дієті з підвищеним вмістом жирів [EGFR Tyrosine Kinase Inhibitor (PD153035) Improves Glucose Tolerance and Insulin Action in HighFat Diet-Fed Mice. Patricia O. Prada, Eduardo R. Ropelle, Rosa H. Moura~o, Claudio T. de Souza, Jose R. Pauli,Dennys E. Cintra, Andre' Schenka, Silvana A. Rocco, Roberto Rittner, Kleber G. Franchini, Jose' Vassallo, Licio A. Velloso, Jose' B. Carvalheira, and Mario J.A. Saad Diabetes, Vol. 58, December 2009 pp 2910-2919]. Цей факт надає можливість стверджувати про перспективність пошуку антидіабетичних препаратів серед похідних хіназоліну. Серед перспективних напрямків одержання похідних хіназоліну, як перспективних гіпоглікемічних препаратів, необхідно відзначити модифікацію заміщених 3-(2-амінофеніл)-1,2,4-триазин-5(2Н)онів - NCCCN бінуклеофільних сполук з широкими можливостями хімічної модифікації, що дозволяє одержати різноманітні заміщені 3R-2H-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-2-ону [Патент України на винахід № 87413 "Заміщені 3-(2'-амінофеніл)-1,2,4-триазин-5(4Н)-они" Коваленко С.І., Воскобойнік О.Ю., Карпенко О.В., Скорина Д.Ю. Опубл. Бюл. №13 від 10.07.2009]. 1 UA 111522 C2 5 10 15 20 Прототипом даного патенту є (±)-цис-3-(2'-бензімідазоліл)-1,2,2-триметилциклопентанкарбонова кислота, яка виявляє виражену гіпоглікемічну дію. [Деклараційний патент на винахід № 65046 А, МПК C07D 235/16 (2006.01) Спосіб одержання (±)-цис-3-(2'бензімідазоліл)-1,2,2-триметилциклопентанкарбонової кислоти. Мерзлікін Сергій Іванович (UA); Черних Валентин Петрович (UA); Болотов Валерій Васильович (UA); Бондар Володимир Степанович (UA); Заявл. 19.05.2003, Опубл. 15.03.2004, бюл. № 3], [Деклараційний патент на винахід 45735 А, МПК C07D 235/06 (2006.01), А61K 9/20 (2006.01), А61K 31/4184 (2006.01), А61Р 3/10 (2006.01); Анти-діабетичний засіб "Діакамф", який проявляє цукрознижуючу, антідіабетогенну та антиоксидантну дію. Мерзлікін Сергій Іванович (UA); Черних Валентин Петрович (UA); Полторак Вікторія Віталійовна (UA); Гладких Олександр Іванович (UA); Чуєшов Владислав Іванович (UA); Пашнев Петро Дмитрович (UA); Заявл. 19.06.2001, Опубл. 15.04.2002, бюл. № 4]. Зазначені сполуки є продуктами циклоконденсації фенілендіаміну (1,4NCCN-бінуклеофілу) з камфорним ангідридом. Реакція камфорного ангідриду з 3-(2амінофеніл)-6-R-1,2,4-триазин-5-(2Н)-онами має привести до сполук, в котрих поєднуються фрагменти хіназоліну та 1,2,2-триметилциклопентанкарбонової кислота, які можуть бути використані для лікування цукрового діабету типу 2. В основу винаходу поставлено задачу створення нових сполук з гіпоглікемічною активністю. Поставлена задача вирішується тим, що синтезовано сполуки, які можуть бути віднесеними до заміщених 1,2,2-триметил-3-(3-R-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1карбонових кислот формули 1, що виявляють гіпоглікемічну дію та можуть бути використані для створення нових лікарських препаратів: O R2 OH R3 N N R4 R5 N N R1 O 25 30 35 40 45 , в яких R1 позначає метил-, бензил-, фенетил-, 4-метилфеніл-, 4-етилфеніл, 4ізопропілфеніл-, 4-трет-бутилфеніл-, 3,4-диметилфеніл-, 4-фторо-(хлоро-, бромо-)феніл-, R2 позначає гідроген, алкіл-, алкокси-, галоген, гідрокси-, нітро-, аміно- та алкіламіно-, алкоксикарбоніл- або гідроксикарбоніл-; R3 позначає гідроген, алкіл-, алкокси-, галоген, гідрокси, нітро-, аміно- та алкіламіно-, алкоксикарбоніл- або гідроксикарбоніл-; R4 позначає гідроген, алкіл-, алкокси-, галоген, гідрокси-, нітро-, аміно- та алкіламіно-, алкоксикарбоніл- або гідроксикарбоніл-, R5 позначає гідроген, алкіл-, алкокси-, галоген, гідрокси-, нітро-, аміно- та алкіламіно-, алкоксикарбоніл- або гідроксикарбоніл-. Методи одержання даних сполук ілюструються Прикладом 1. Приклад 1. Загальна методика одержання заміщених 1,2,2-триметил-3-(3-R-2-oксо-2H[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1-карбонових кислот До суспензії 5 ммоль відповідного 3-(2-амінофеніл)-1,2,4-триазин-5-(2Н)ону у 15 мл льодяної оцтової кислоти додають 0,005 ммоль (0,91 г) камфорного ангідриду та нагрівають на водяній бані при 80 °C протягом 30 хвилин, далі розчин, що утворився, кип'ятять протягом 6 годин, розчинник випаровують у вакуумі, до залишку додають 20 мл метанолу та розтирають до утворення дрібнокристалічного осаду. Осад відфільтровують, сушать. 1,2,2-Триметил-3-(3-метил-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-11 карбонова кислота (1) Вихід 31,2%; Т. пл. = 285-296 °C; Н NMR (400 MHz, DMSO) δ 11,91 (с, 1Н, COOH), 8,55 (д, J = 8,0 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-l 1), 7,92 (т, J = 7,3 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-9), 7,79 (д, J = 8,1 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-8), 7,67 (т, J = 7,5 Hz, 1H, triazinoquinazoline H10), 4,60 (т, J = 8,9 Hz, 1H, cyclopentane H-3), 2,74 - 2,53 (м, 2Н, cyclopentane H-4,5), 2,40 (с, 3Н, triazinoquinazoline-3 CH3), 2,12-1,92 (m, 1H, cyclopentane H-5), 1,54 (т, J = 9,4 Hz, 1H, cyclopentane H-4), 1,34 (с, 3Н, cyclopentane-1 CH3), 1,16 (c, 3H, cyclopentane-2 СН3), 0.79 (с, 3Н, 13 cyclopentane-2 СНз); C NMR (101 MHz, DMSO) δ 176,41, 159,64, 154,20, 153,53, 151,77, 142,86, 134,68, 127,90, 127,20, 125,29, 119,04, 56,10, 48,21, 45,55, 32,31, 25,74, 22,90, 21,85, 21,33, 17,58; ΕΙ-MS m/z (% rel.) 366 (5,7), 325 (16,8), 321 (29,0), 310 (6,9), 298 (5,0), 297 (30.4), 296 (7,2), 281 (7,0), 280 (39,7), 279 (7,7), 265 (6,8), 264 (23,4), 240 (8,2), 239 (61,3), 238 (16,4), 236 (12,3), 2 UA 111522 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 227 (6,4), 226 (8,1), 212 (9,5), 211 (24,1), 210 (62,0), 209 (17,1), 199 (14,3), 198 (100), 197 (15,5), 196(23,4), 185(14,2), 183(13,4), 181 (5,4), 172 (11,3), 171 (28,4), 170(8,8), 169 (8,7), 168 (6,3), 167 (6,8), 155 (10.4), 145 (7,0), 144 (7,4), 143 (36,7), 142 (11,2), 140 (7,8), 139 (14,3), 129 (13,2), 118 (16,5), 117 (8,9), 116 (10,7), 115 (9,3), 112 (7,1), 111 (18,2), 110(8,5), 109(21,9), 107(7,0), 105(5,0), 104 (5,4), 98 (6,3), 89 (5,5), 87 (6,5), 86 (5,2), 85 (19,3), 83 (13,1), 81 (27,4), 80 (5,9), 79 (15,5), 77 (21,9), 76 (14,0), 75 (11,9), 74 (5,0), 73 (19,8), 69 (15,9), 68 (5,8), 67 (10.5), 57 (23,3), 56 (24,1), 55 (64,5), 54 (10.1), 53 (10,9), 50 (8,0), 49 (80,3), 48 (10.8), 47 (28,2), 45 (28,3), 44 (39,1), 43 (89,9), 42 (21,2), 41 (5,3); LC-MS m/z = 369 (М+1); Елементний аналіз для C20H22N4O3: вирахувано: С, 65,56; Н, 6,05; N, 15,29; знайдено С, 65,58; Н, 6,07; N, 15,31; О, 13,12. 1,2,2-Триметил-3-(2-оксо-3-феніл-2Н-11,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-11 карбонова кислота (2) Вихід 18,7 %; Т.пл. = 266-269 °C; Н NMR (400 MHz, dmso_d6+cc14) δ 11,94 (с, 1Η, COOH), 8,63 (д, J = 7,8 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-11), 8,32 (д, J = 6,9 Hz, 1H, triazinoquinazoline-3 Ph H-2, 6), 7,97 (т, J = 7,3 Hz, 1H triazinoquinazoline H-9), 7,85 (д, J = 8,0 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-8), 7,73 (т, J = 7,4 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-10), 7,67 - 7,40 (м, 3Н, triazinoquinazoline-3 Ph H-3,4,5), 4,76 (т, J = 9,0 Hz, 1H, cyclopentane H-3), 2,82 - 2,57 (м, 1Н, cyclopentane H - 4, 5), 2,19 - 1,96 (m, 1H, H-5), 1,69 - 1,49 (м, 1H, cyclopentane, H-4), 1,40 (с, Ш, cyclopentane-1 CH3), 1,17 (c, 1H, cyclopentane-2 CH3), 0.88 (с, 1Н, cyclopentane-2 CH3). LC-MS m/z = 431 (М+1); Елементний аналіз для С25Н24N4О3: вирахувано: С, 70.08; Η, 5,65; Ν, 13,08; знайдено: С, 70.11; Η, 5,68; Ν, 13,11. 3-(3-(4-Ізопропілфеніл)-2-оксо-2Н-[1,2,4]триазино[2,3-с]хіпазолін-6-іл)-1,2,21 триметилциклопентан-1-карбнова кислота(3) Вихід 34,81 %; Т.пл. = 270-272 °C; Н NMR (400 MHz, dmso_d6+ccl4) δ 11,97 (с, 1Н, COOH), 8,63 (д, J = 7,9 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-11), 8,27 (д, J = 8,1 Hz, , triazinoquinazoline-3 Ph H-2, 6), 7,97 (т, J = 7,5 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-9), 7,85 (д, J = 8,1 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-8), 7,73 (т, J = 7,4 Hz, 1H, triazinoquinazoline H-10), 7,39 (д, J = 8,1 Hz, 1H, triazinoquinazoline-3 Ph H-3,5), 4,77 (т, J = 9,0 Hz, 1H, cyclopentane H-3), 3,02 (т, J = 10.2 Hz, 1H, CH(CH3)2, 2,80 - 2,54 (м, 1Н, cyclopentane H-4, 5), 2,24 - 1,97 (м, 1Н, cyclopentane-1 CH3), 1,66 - 1,53 (м, 1Н, cyclopentane H-4), 1,42 (с, 1Н, cyclopentane-1 CH3), 1,33 (д, J = 6,8 Hz, 6H, СН(СН3)2), 1-19 (с, 1Н, cyclopentane-2 CH3), 0,88 (c, 1H, cyclopentane-2 CH3); LC-MS m/z = 471 (M+1); Елементний аналіз для C28H30N4О3: вирахувано: С, 71,47; Η, 6,43; Ν, 11,91; знайдено: С, С, 71,49; Η, 6,45; Ν, 11,94. Дослідження гіпоглікемічної активності заміщених 1,2,2-триметил-3-(3-R-2-оксо-2Н[1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-6-іл)циклопентан-1-карбонових кислот ілюструється прикладом 2, табл. 1-4. Приклад 2. Експериментальні дослідження були виконані на 30 білих щурах лінії Вістар, вагою 260-280 г, віком 3,5 міс., отриманих з розплідника ПП "Біомодельсервіс". Усі експериментальні дослідження на тваринах проводили з дотриманням принципів біоетики [Етика лікаря та права людини: положення про використання тварин у біомедичних дослідах // Експер. та клін. фізіол. біохімія. - 2003. - №2 (22). - С. 108-109]. Відібрані після карантину і попередньо індивідуально помічені тварини розподіляли на групи за методом випадкового вибору по 6 щурів-самців за умови відсутності зовнішніх ознак хвороб та гомогенністю груп за масою тіла (±15 %). Перед оральним введенням досліджуваних речовин щури голодували протягом ночі. Перед початком експерименту визначалася вага кожної лабораторної тварини. Внутрішньо-шлункове введення речовин здійснювали за допомогою атравматичного зонду у вигляді водного розчину або 3-5% тонкодисперсної водної суспензії, стабілізованої твіном-80 в дозі 10 мг/кг ваги піддослідної тварини. Інтактній та контрольній групам тварин аналогічним способом вводили еквівалентні об'єми дистильованої води. Можливу гіпоглікемічну активність нової речовини оцінювали за змінами концентрації глюкози крові тварин до та після її одноразового введення через 2, 4, 6, та 8 годин. Для відтворення первинної інсулінорезистентності використовували стероїдну модель шляхом підшкірного введення щурам дексаметазону в дозі 0,125 мг/кг протягом 13 діб [Вавілова Л.Л. Моделювання інсулінорезистентності та комплексу метаболічних порушень за допомогою дексаметазону / Л.Л. Вавілова, Т.А. Крячок, Т.В. Талаєва // Фізіологічний журнал. - 2009. - Т., №3. - С. 75-80.]. Стан глюкозного гомеостазу оцінювали за показниками базальної глікемії та толерантності до вуглеводів, яку визначали за допомогою орального тесту толерантності до глюкози (ОТТГ), а також за допомогою короткого інсулінового та адреналінового тесту. [Стефанов О.В. Доклінічні дослідження лікарських засобів (методичні рекомендації). - Київ, 2001. - 528 с]. Визначення глюкози в крові проводили з використанням експрес-аналізатору «OneTouch Select». Рівень глюкози виражено у ммоль/л. Як препарати порівняння використовували метформін та гліклазид. 3 UA 111522 C2 5 10 15 20 Статистичну обробку даних здійснювали з використанням стандартного пакету аналізу програми статистичної обробки результатів, версії «Microsoft Office Excel 2003», «STATISTICA® for Windows 6.0» (StatSoft Inc., № AXXR712D833214FAN5). Для кожної досліджуваної величини визначали показники середнього арифметичного (М) і стандартної помилки репрезентативності середнього арифметичного (m). При перевірці статистичних гіпотез нульову гіпотезу відкидали при рівні значущості р