1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлорид, який виявляє гіпотензивну, стимулюючу дихання, діуретичну та антиагрегатну активність

Реферат: Об'єкт винаходу: 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлорид, який виявляє гіпотензивну, стимулюючу дихання, діуретичну та антиагрегантну активність. 2. Галузь UA 115953 C2 (12) UA 115953 C2 застосування: фармація та медицина. 3. Суть корисної моделі: створення нової біологічно активної сполуки серед похідних ксантину, а саме 1-(7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8іл]піперазинію хлорид, який виявляє гіпотензивну, стимулюючу дихання, діуретичну та антиагрегантну активність. 5. Технічний результат: 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8іл]піперазинію хлорид на відміну від еталонів порівняння (еуфілін, трентал) виявляє значно вищу гіпотензивну, стимулюючу дихання, діуретичну та антиагрегантну активність. UA 115953 C2 5 10 15 20 25 30 35 Винахід належить до біологічно активних сполук і може бути використаним у фармації та медицині. Ось вже більше 50 років увагу вчених привертає проблема пошуку біологічно активних сполук серед похідних ксантину, які виявляють різноманітну дію. Так, Waer М. J. A. et al. [Pat. 7253176 В1 USA, Int С1. А61K 31/519. Immunosupressive effects of 8-substituted xanthine derivatives / M. J. A. Waer, P. A. M. M. Herdewijn, W. E. Pfleiderer. № 09/564200; заявл. 04.05.2000; опубл. 07.08.07] показали перспективність використання деяких 8-заміщених ксантину як імуносупресорів в трансплантології чи при лікуванні аутоімунних захворювань. Три- та тетразаміщені ксантину виявляють гіполіпідемічну дію [Pat. 2009/0209561 A1 USA, A 61 K 31/522, С07D 473/04. Xanthine derivative with HM74A receptor activity / R. J. D Hatley, I. L. Pinto. № 11/577763; заявл. 01.04.05; опубл. 20.08.09], можуть бути використані для лікування діабету, артритів [Pat. 2009/0131432 Al USA, А61K 31/522, С07D 473/04. Xanthine derivatives, their preparation and their use in pharmaceutical compositions / F. Himmelsbach, E. Langkopf, M. Eckhardt et al. - № 12/355011; заявл. 16.01.09; опубл. 21.05.09; Pat. 2009/0093457 Al USA, А61K 31/522, С07D 473/04. Xanthine derivates, the preparetion thereof and their use as pharmaceutical compositions / F. Himmelsbach, E. Langkopf, M. Eckhardt [et al.] - № 12/331720; заявл. 10.12.08; опубл. 09.04.09]. Особливу увагу привертають піперазинові похідні ксантину. Повідомляється, що наявність піперазинового залишку обумовлює антианафілактичні та протиастматичні властивості [Czamecki R. Antianaphylactic and antiasthmatic properties о f new piperazinyl 7-(βhydroxypropyl)theophylline derivatives in guinea pigs / R. Czarnecki, T. Librowski, M. Pawlowski // Pol. J. Pharmacol. - 2001. - Vol. 53. - P. 131-136]. Деякі ксантинові похідні стимулюють А2Aрецептори, викликаючи інгібування функціональної активності D2-дофамінових рецепторів, що відіграє значну роль у розвитку неврологічних та психічних захворювань [Kozo Yasui. New clinical applications of xanthine derivatives: modulatory actions on leukocyte survival and function / Kozo Yasui, Atsushi Komiyama // Int. J. Hematol.-2001. - № 73. - P. 87-92.]. В роботі [Structureactivity relationships at human and rat A2B adenosine receptors of xanthine-derivatives substituted at the 1-, 3-, 7-, and 8-positions / Soon-Ai Kim, M. A. Marshall, N. Melman [et al.] // J. Med. Chem.-2002. - Vol. 45, N 11. - P. 2131-2138] пропонується використання деяких 1-, 3-, 7-, 8-заміщених ксантину антагоністів А2в-рецепторів як протиастматичних та протидіабетичних препаратів. Окрім впливу на аденозинові та пуринергічні рецептори деяким похідним ксантину притаманне конкурентне інгібування дипептидилпетидази IV, що проявляється в гіпоглікемічній дії, чи ксантиноксидази [Pat. 5990118 USA, Int С16 А61K 31/52, C07D 473/34. Purine compounds and xanthine oxidaseinhibitors / Tomohisa Nagamatsu, Yoko Watanabe, Kazuki Endo, Masahiro Imaizumi. - № 08/894,474; заявл. 21.02.96; опубл. 23.11.99] - перспективні засоби для лікування гіперурікемій та подагри. Виходячи з вищевказаного, розробка сучасних фармакологічних препаратів з різноманітною біологічною дією є актуальним і перспективним напрямом сучасної фармацевтичної науки. Прототипом за структурою до сполуки, що заявляється, може служити 1-п-метилбензил-8-Nпіперазинотеобромін: O CH3 N N N H3C 40 45 50 O N NH N CH3 . (Пат. 32202 Україна, МПК C07D 471/00, C07D 473/00. і-п-Метилбензил-8-Nпіперазинотеобромін, який виявляє антиоксидантну та протизапальну дію / Іванченко Д.Г., Романенко М.І.,Самура Б.Б., Самура Б.А., Глущенко М.В.; заявник та патентовласник Запорізький держ. мед. університет та автори. - № u200714094; заявл. 14.12.2007; опубл. 12.05.2008, Бюл. № 9). Сполука, що заявляється, відрізняється від прототипу відсутністю п-метилбензильного замісника в положенні 1 та наявністю гідроксіетильного радикалу в положенні 7 ксантинової молекули. На відміну від прототипу, сполука, що заявляється, виявляє виразну гіпотензивну, стимулюючу дихання, діуретичну та антиагрегантну активність. В основу винаходу поставлена задача створення нових малотоксичних сполук гіпотензивної, стимулюючі дихання, діуретичної та антиагрегантної дії, які після поглиблених фармакологічних досліджень можуть бути використані в медичній практиці. 1 UA 115953 C2 Поставлена задача вирішується іл]піперазинію хлориду, формули: O N N N N NH 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8 OH HN O синтезом HCl На відміну від еталонів порівняння (еуфілін, РGЕ1,трентал) сполука, що заявляється, виявляє сильнішу антиагрегаційну та діуретичну дію. Одержують сполуку, що заявляється, розчиненням 7-(2-гідроксіетил-1)-8-N-піперазино-3метилксантину (III) в НСlконц. Приклад 1 Етап 1. Синтез 8-бромо-7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилкеантину (II). Суміш 49,0 г (0,2 моль) 8-бромо-З-метилксантину (І) (Прийменко Б.А., Романенко Н.И., Гармаш С.Н. и др. Получение 3-метил-8-бромксантина и его алкилирование // Укр. хим. журн. 1985. - Т. 51. - № 6. - С. 660-663), 18,5 г (0,22 моль) натрію гідрокарбонату, 15,4 мл (0,23 моль) свіжоперегнаного етиленхлоргідрину та 200 мл диметилформаміду кип'ятять 2 год., охолоджують до кімнатної температури і фільтрують, фільтрат випаровують у вакуумі на киплячій водяній бані до сухого залишку, який кристалізують із води. Вихід 3,8 г (73 %), Тпл. 233234 °C. С8Н9ВrN4О3. Знайдено, %: С - 33,41; H-3,19; N-19,10; Br-27,23. Розраховано, %: С 33,24; H-3,14;N-19,38; Br-27,64. -1 ІЧ спектр (ν, см ): 3350 (OH); 3160 (NH); 3025 (CHapом); 1713, 1685 (С=O). 1 ПМР спектр (δ-шкала, м.д., розчинник - ДМСО): 11,23 (с, 1Н) – N H; 4,95 (т, 1H) - ОН; 4,22 (т, 7 2Н) - N CH2; 3,69 (т, 2Н) - СН2ОН; 3,30 (с, 3Н) - N3CH3. Етап 2. Синтез 7-(2-гідроксіетил-1)-8-Н-піперазино-3-метилксантину (III). Суміш 5,8 г (0,02 моль) 8-бромо-7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантину (II), 11,6 г (0,06 моль) піперазину гексагідрату, 20 мл води кип'ятять 2 години, фільтрують, охолоджують. Осад, що утворився, відфільтровують, промивають 10 мл холодної води, сушать. Вихід 3,2 г (54 %), Тпл, 218-220 °C. C12H18N6O3. Знайдено, %: С - 48,51; Н - 6,0; N-28,12. Розраховано, %: С - 48,97; Н 6,16; N-28,56. -1 ІЧ спектр (ν, см ): 3450 (ОН); 3030 (СНаром); 1714, 1695 (С=О). 1 ПМР спектр (δ-шкала, м. ч., розчинник - ДМСО): 10,77 (с, 1Н) – N H; 4,90 (т, 1Н) - ОН; 4,0 (т, 7 3 8 2Н) - N CH2; 3,27 (с, 3Н) - N CH3; 3,13 (т, 4Н) - C N(CH2)2; 2,79 (т, 4Н) - HN(CH2)2. Етап 3. Синтез 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлориду (V). 2,94 г (0,01 моль) 7-(2-гідроксіетил-1)-8-N-піперазино-3-метилксантину (III) розчиняють в 10 мл НСІконц., фільтрують, додають 40 мл метанолу, осад, що утворився, відфільтровують, сушать. Вихід 2,9 г (88 %), Тпл > 250 °C. C12H19N6O3Cl. Знайдено, %: С - 43,37; Н 5,9; N-24,92; СІ 10,41. Розраховано, %: С - 43,57; H-5,79; N-25,41; СІ - 10,72. Приклад 2 Етап 1. Гостра токсичність сполуки, що заявляється, була вивчена за методом Кербера (Ганура В.В. Методы первичного фармакологического исследования биологически активных веществ. - М: Медицина, 1974.-144с.) у дослідах на білих мишах вагою 18-24 г. Розчини сполуки, що заявляється, вводили внутрішньочеревинно. ЛД50 становить 507,5±10,1 мг/кг. Отже, сполука, що заявляється, відноситься до IV класу токсичності. Етап 2. Вивчення діуретичної дії сполуки, що заявляється, та еталону порівняння проводили на білих щурах-самцях лінії Вістар вагою 220-300 г за методом Берхіна Є.Б. (Берхин Е.Б. Методы изучения действия новых химических соединений на функцию почек // Хим.-фарм. журн.-1977. -Т.П. - № 5. - С. 3-11). В якості еталону порівняння використовували еуфілін в дозі 100 мг/кг. Результати отриманих даних наведені в таблиці 1. 2 UA 115953 C2 Таблиця 1 Діуретична дія сполуки, що заявляється, еталону порівняння Доза, мг/кг Сполука Контроль 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3метилксантин-8іл]піперазинію хлорид (сполука, що заявляється) Еуфілін 5 10 25 50 Кількість Діурез, мл, через тварин в 2 год. 4 год. 6 год. групі 7 5,25±0,42 6,45±0,51 7,81±0,32 7 6,77±0,34 7,83±0,42 8,95±0,51 7 6,27±0,43 7,9±0,64 9,48±0,83 % до контролю 100 114,6 121,4 75 7 5,07±0,18 7,4±0,23 8,28±0,33 106,0 100 7 5,34±0,42 7,54±0,12 9,21±0,15 117,9 Як видно із наведених в таблиці 1 даних, сполука, що заявляється, виявляє сильнішу діуретичну дію ніж еталон порівняння. За показником діуретичної дії сполука, що заявляється, в дозі 50 мг/кг на 3,5 % активніша за еуфілін. Етап 3. Вплив сполуки, що заявляється, на системний артеріальний тиск вивчений в гострих дослідах на 12 котах вагою 2,0-3,5 кг, 6 собаках вагою 5,6-10,5 кг в умовах етамінал-натрієвого наркозу (50 мг/кг) за загальноприйнятою методикою (Доклінічні дослідження лікарських засобів (методичні рекомендації)/За ред. О.В. Стефанова. - К.:"Авіцена", 2001. - с. 252-262). Артеріальний тиск реєструвався в загальній сонній артерії за допомогою ртутного манометру на рухливій стрічці кімографу (таблиця 2). Одночасно також враховували реакцію системи дихання, за допомогою писаря капсули Марея записували на стрічці кімографу частоту та амплітуду дихальних рухів. Сполуку, що заявляється, розчиняли в стерильному фізіологічному розчині і вводили тварині в стегнову вену (в об'ємі не більше 3 мл). 15 Таблиця 2 Вплив 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлориду на рівень артеріального тиску котів Артеріальний тиск в мм рт. ст. після введення сполуки, що заявляється через Доза Статистичний Після 5 15 30 45 60 75 90 105 120 мг/кг показник Вихідний введення хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин сполуки М 129 67 79 89 98 91 110 115,4 117,5 119 127,5 10 m 7,38 6,04 8,12 9,27 8,6 10,9 9,08 11,56 6,29 8,62 2,5 р 0,001 0,03 0,05 0,01 0,03 0,03 0,05 0,03 0,05 0,02 М 135 56,7 60,7 81,7 78,3 96,7 98,3 96,7 95 105 110,5 20 m 2,88 12,64 9,33 8,92 19,25 1,66 3,33 1,66 4,92 6,32 7,5 Р 0,05 0,05 0,05 0,1 0,02 0,03 0,002 0,05 0,03 0,05 М 142,9 58,71 67,1 65,7 82,9 80,7 75,9 80 89 96 111,2 50 m 9,11 7,16 5,85 8,63 10,9 12,41 13,36 8,16 11,76 8,57 7,58 Р 0,03 0,05 0,02 0,05 0,05 0,03 0,05 0,01 0,05 0,05 20 25 30 Як видно з наведених в таблиці 2 даних, після внутрішньовенного введення сполуки, що заявляється, артеріальний тиск знижується на 62 мм рт. ст. (48,1 %). Після цього артеріальний тиск поступово починав відновлюватися. Через 5 хвилин він залишався нижчим за вихідний рівень на 31 мм рт. ст. (24 %), через 60 хвилин - нижчим за вихідний рівень на 19 мм рт. ст. (14,7 %). Гіпотензивний ефект спостерігали протягом двох годин. Виразнішу гіпотензивну дію спостерігали після введення 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3метилксантин-8-іл]піперазинію хлориду в дозі 20 мг/кг. Так, після введення речовини артеріальний тиск знизився на 78,3 мм рт. ст. (58 %) нижче за вихідний рівень. Після 30 хвилин артеріальний тиск залишався нижчим за вихідний рівень на 56,7 мм рт. ст. (42 %), а після 60 хвилин - нижчим за вихідний рівень на 36,7 мм рт. ст. (27,2 %). Гіпотензивний ефект спостерігали більше ніж 2 години. Після внутрішньовенної ін'єкції сполуки, що заявляється, в дозі 50 мг/кг артеріальний тиск в усіх дослідах знижувався в середньому на 84,2 мм рт. ст. (58,9 %), при цьому амплітуда дихальних екскурсій збільшувалась на 62,8 %, а частота дихання знижувалась на 12,7 %. 3 UA 115953 C2 5 10 15 Через 30 хвилин артеріальний тиск залишався нижче за вихідний рівень на 60 мм рт. ст., глибина дихання вище на 45,3 %, а частота дихання збільшилась на 15,2 % по відношенню до вихідної частоти. Через 60 хвилин артеріальний тиск був нижчим на 67 мм рт. ст., а дихання глибшим на 41,8 % і частішим на 11,6 %. Через 2 години після ін'єкції артеріальний тиск залишався нижчим за вихідний на 31,7 мм рт. ст., а дихання глибшим на 29,1 % і частішим на 12 %. Гіпотензивний і стимулюючий дихання ефекти спостерігалися протягом більше 3-х годин. В таблиці 3 наведено результати експериментальних досліджень впливу 1-[7-(2гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлориду на рівень артеріального тиску нормотензивних і з експериментальною гіпертонією собак. Як видно з наведених в таблиці 3 даних, після внутрішньовенного введення сполуки, що заявляється, в дозі 25 мг/кг нормотензивним тваринам спостерігалось зниження рівня артеріального тиску на 100 мм рт. ст. (67,7 %). Після 30 хвилин артеріальний тиск залишався нижчим за вихідний рівень на 43,3 мм рт. ст. (29,1 %). Після 60 хвилин артеріальний тиск залишався нижчим за вихідний рівень на 20 мм рт. ст. (13,5 %). Гіпотензивний ефект спостерігався протягом двох годин. Таблиця 3 Вплив 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлориду на рівень артеріального тиску нормотензивних і з експериментальною гіпертонією собак (у дозі 25 мг/кг) Артеріальний тиск в мм рт. ст. післ* і введення сполуки, що заявляється. через Після Статистичний 5 15 30 45 60 75 90 105 120 135 Вихідний введення показник хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин хвилин препарату 1. Нормотензивні М 148,3 48,3 51,7 71,7 105 120 128,3 131,7 140 150 150 150 m 7,26 7,26 16,91 19,65 9,57 8,66 7,26 6,01 10 10 10 5 р 0,02 0,05 0,05 0,03 0,02 0,03 0,03 0,05 0,05 0,05 0,05 2. Пітуітринова гіпертонія М 195 45 36,7 48,3 41,7 76,7 98,3 106,7 107,7 85 81,7 85 m 5 5 11,57 4,41 20,12 16,41 16,67 10,93 9,36 10,41 12,02 10 р 0,003 0,05 0,05 0,05 0,06 0,05 0,03 0,05 0,05 0,05 0,05 20 25 30 Дані з вивчення впливу 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлориду в дозі 25 мг/кг на рівень артеріального тиску в гострих дослідах на собаках з експериментальною гіпертонією наведено в таблиці 3. Так, через 5 хвилин після введення речовини артеріальний тиск знижувався на 151,3 мм рт. ст. (81,2 %). Після 60 хвилин тиск залишався нижчим за вихідний рівень на 96,7 мм рт.ст. (49,6 %). Гіпотензивний ефект спостерігався протягом більше 2-х годин. В хронічних дослідах на 15 кролях з експериментальною пітуітриновою гіпертонією (Белоус А. А. Гипотензивное действие дибазола у кроликов с экспериментальной питуитриновой гипертонией / А. А. Белоус // Фармакол. и токсикол.-1954. - Т.17, № 2. - С. 10-13.) і на 15 кролях з ішемічною гіпертонією (Експериментальна артеріальна гіпертензія: вплив лікарських засобів / М. І. Загородний, Р. С. Довгань, О. О. Нагорна [та ін.]. - К.: Задруга, 2014. - 277 с.) вагою 2,2-3,4 кг вивчили антигіпертензивну дію при внутрішньом'язовому введенні. Лікування починали через 16 днів після розвитку стійкої гіпертонії у піддослідних і контрольних тварин. Щоденне одноразове внутрішньом'язове введення сполуки, що заявляється, і еуфіліну (еталон порівняння) протягом 20-30 днів приводили до нормалізації артеріального тиску у тварин з обома формами експериментальної гіпертонії (табл. 4, 5). 4 UA 115953 C2 Таблиця 4 Вплив сполуки, що заявляється, і еуфіліну на рівень артеріального тиску при пітуітріновій гіпертонії Артеріальний тиск в мм рт. ст. Пітуітринова Через 20 днів після Вихідний гіпертонія лікування 172,0±2,9 174,0±4,8 108±3,4 р=0,005 р=0,03 Кількість дослідів Препарат Доза, мг/кг 5 Контроль 5 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3метилксантин-8-іл]піперазинію хлорид (сполука, що заявляється) 50 104,0+2,2 173,0+3,7 р=0,05 109,0±2,9 р=0,03 5 Еуфілін 25 104,0±5,1 175,0±5,5 р=0,03 125,0±4,2 р=0,02 Таблиця 5 Вплив сполуки, що заявляється, та еуфіліну на рівень артеріального тиску при ішемічній гіпертонії Артеріальний тиск в мм рт. ст. Пітуітринова Через 20 днів Вихідний гіпертонія після лікування 177,0±4,5 176,0±4,4 105,0±2,9 р=0,05 р=0,05 Кількість дослідів 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3метилксантин-8іл]піперазинію хлорид (сполука, що заявляється) 50 109,0±3,7 116,0±8,3 р=0,03 112,0±2,5 р=0,02 5 15 Контроль 5 10 Доза, мг/кг 5 5 Препарат Еуфілін 25 105,0±3,5 176,0±4,3 р=0,03 125,0±6,7 р=0,05 Нормалізація мінімального тиску спостерігалось вже в перші два тижні, а максимальний тиск повністю стабілізувався на нормальних цифрах до кінця лікування. Нормальний рівень тиску спостерігався і через місяць після закінчення введення 1-[7-(2-гідроксіетил-1) -3-метилксантин8-іл]піперазинію хлориду. Лікування сприяло нормалізації висоти зубців Т і Р, подовженню інтервалу P-Q, зміни яких були викликані експериментальною гіпертонією. Етап 4. Здатність тромбоцитів до агрегації визначалась на агрегометрі фірми "Chrono-log". 3 Сполуку, що заявляється, в концентрації 10~ моль/л вносили в плазму, яка містила в 8 середньому 3 10 тромбоцитів в 1 мл, потім додавали PGE1 в концентрації 40 пд/мл. Як індуктор агрегації використовували АДФ в концентрації 10° моль/л. Досліди проводились на зразках плазми кролів обох статей вагою 2,5-3,5 кг. Антиагрегантну активність оцінювали шляхом порівняння інгібування агрегації по відношенню до контролю і виражали у % до контролю. В якості еталонів порівняння використовували PGE1 трентал та еуфілін. Отримані дані наведені в таблиці 6. 5 UA 115953 C2 Таблиця 6 Антиагрегантна дія сполуки, що заявляється, еталонів порівняння Максимальна амплітуда агрегації (в умовних одиницях падіння оптичної щільності плазми крові) Сполука 1-[7-(2-гідроксіетил-1)-3метилксантин-8іл]піперазинію хлорид (сполука, що заявляється) АДФ PGE1 Трентал Еуфілін 5 10 Ступінь інгібування агрегації у % до контролю сполука поєднання 37,49±1,27 36,66 100 59,18±1,27 28,93±1,12 38,39±1,14 49,98±1,37 51,12 31,14 15,54 96,18 Як видно з наведених в таблиці 6 даних, сполука, що заявляється, за показником антиагрегаційної активності активніша за еуфілін та трентал на 21,12 % та 5,52 % відповідно, поступаючись 14,46 % PGEi. Використання сполуки, що заявляється, в комбінації з PGE 1 приводить до інгібування агрегації тромбоцитів майже на 100 %, в той час як активність комбінації трентал + PGE1 дорівнює 96,18 %. Таким чином, наведені вище дані свідчать про те, що після поглиблених фармакологічних досліджень сполука, що заявляється, може бути використана в якості гіпотензивного, діуретичного, стимулюючого дихання та антиагрегантного засобу в медичній практиці. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1-[7-(2-Гідроксіетил-1)-3-метилксантин-8-іл]піперазинію хлорид, формули: 15 O OH HN O N N N N NH HCl , який виявляє гіпотензивну, стимулюючу дихання, діуретичну та антиагрегантну активність. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6