3-ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро-2н-бензо[e][1,4]діазепін-2-они як високоактивні анальгетичні та протизапальні засоби

Реферат: Винахід належить до медичної хімії, зокрема до синтезу речовин бенздіазепінового ряду, що мають високу анальгетичну та протизапальну активність, загальної формули І: UA 113597 C2 (12) UA 113597 C2 O H N R N I R R=С6Н5, 4-Br-C6H4, 2-Cl, 3-Cl, 4-Cl-С6Н4, 4-SCH3-C6H4, 2-SC4H3. UA 113597 C2 5 10 15 20 25 Винахід належить до органічної, біоорганічної та медичної хімії, зокрема до технології одержання похідних бенздіазепінового ряду, що мають високу анальгетичну та протизапальну активність. Знеболення є однією з найважливіших задач сучасної медицини, оскільки біль служить основною причиною страждань та звернення пацієнта до медичних робітників. Так, за оцінками ВОЗ, 90 % всіх захворювань пов'язано з болем, а пацієнти з хронічним болем в п'ять разів частіше звертаються по медичну допомогу, ніж решта населення. Як правило біль є найважливішим компонентом захисної системи організму. Проте, за певних умов, зігравши свою інформаційну роль, біль сама стає частиною патологічного процесу, нерідко небезпечнішого, ніж пошкодження, що викликало її. Серед сучасних болезаспокійливих засобів найширше застосовуються ненаркотичні анальгетики, представлені нестероїдними протизапальними засобами. Проте ці препарати ефективні лише при болю слабкому і помірної інтенсивності, крім того, вони виявляють серйозні побічні ефекти (ульцерогенний ефект, алергічні реакції, шкірний висип, напад бронхоспазму). Найефективнішими болезаспокійливими засобами залишаються опіати і їх синтетичні аналоги - наркотичні анальгетики. До найістотніших недоліків наркотичних анальгетиків, які стимулюють пошук нових методів анальгезії, слід віднести недостатню респіраторну безпеку, частий розвиток обстипації, достатньо виражений наркологічний потенціал, при тривалому застосуванні - розвиток толерантності. Таким чином, профілактика та лікування хронічного та гострого болю залишається актуальною медичною проблемою, яка має важливе соціальне та економічне значення. її вирішення пов'язане насамперед з потребами медицини у високоефективних та безпечних анальгетиках. Серед раніше відомих 3-ариліден(гетариліден)-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-онів (див. Одеський медичний журнал. - 2011. - № 1 (123). - С. 17-21) знайдені сполуки з чіткою анальгетичною активністю у дозі 1 мг/кг, за тестом інгібування кількості "корчів", викликаних оцтовою кислотою, відносно контролю, яка відповідає активності диклофенак-натрію, препарату порівняння, або перевищує її. Відомі 3-ариліден(гетариліден)-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-они отримували таким чином: R O H N 1 O O H N H N N Ar R 1 Ar 30 35 40 45 50 суміш 2 г (6,34 ммоль) 7-бром-5-феніл-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-ону, 1,1 мл (9,52 ммоль) 4-метоксибензальдегіду, 20 мл сухого бензолу і подрібненого сухого KОН (0,1 г, 1,8 ммоль) кип'ятили з насадкою Діна-Старка впродовж 24 г. Після чого гарячу реакційну суміш фільтрували і упарювали у ротаційному випарнику досуха. Сухий залишок розчиняли у хлороформі і промивали водою 340 мл. Хлороформні витяжки відділяли у ділильній лійці, сушили над сульфатом натрію і упарювали у ротаційному випарнику досуха. Продукт кристалізували з етанолу. Вихід продукту 1,92 г (70 %). Тпл. 234-236 °C. (див. Синтез, структура и аффинитет к бенздиазепиновым рецепторам ЦНС 3-арилиден(гетарилиден)-1,2-дигидро-3H1,4-бенздиазепин-2-онов. /ХГС. - 2007. - № 8. - Р. 1213-1225). Але синтезовані наведеним вище способом 3-ариліден(гетариліден)-1,2-дигідро-3H-1,4бенздіазепін-2-они мають низьку анальгетичну активність і практично не мають протизапальної дії. Сполуки, в яких арильний замісник у п'ятому положенні 1,4-бенздіазепінового циклу був замінений на арил(гетарил)вінільний, показали значно вищу анальгетичну активність та значну протизапальну дію. В основу винаходу поставлено задачу - розширити спектр сполук, які мають високу анальгетичну та значну протизапальну активність за рахунок 3-ариліден(гетариліден)-5-[2арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро-2H-бензо[е][1,4]онів. Поставлена задача вирішена синтезом похідних 3-ариліден(гетариліден)-5-[2арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро-2H-бензо[е][1,4]онів загальної формули І: 1 UA 113597 C2 O H N R N I R 5 10 R = С6Н5, 4-Br-C6H4, 2-Cl, 3-Сl, 4-Сl-С6Н4, 4-SCH3-C6H4, 2-SC4H3 як високоактивних анальгетичних та протизапальних агентів. Новим у винаході є те, що вперше синтезовано сполуки загальної формули І, які мають високу анальгетичну у дозах від 0,096 до 2,35 мг/кг та протизапальну активність у дозах 3 мг/кг. Запропоновано три методи синтезу з використанням інших розчинників та каталізаторів на відміну від прототипу, який наведено вище (3-ариліден(гетариліден)-1,2-дигідро-3H-1,4бенздіазепін-2-они. //див. Химия гетероциклических соединений. - 2007 - № 8. - С. 1213-1225; анальгетична активність 3-ариліден(гетариліден)-1,2-дигідро-3H-1,4-бенздіазепін-2-онів. //див. Одеський медичний журнал. - 2011. - № 1 (123). - С. 17-21). Похідні 2-8 синтезовані за наступною схемою (див. Табл. 1). Спосіб одержання похідних 3-ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]-1,2-дигідро-3H1,4-бенздіазепін-2-онів загальної формули І: O H N O H N O H N K2CO3 I CH3 2-8 1 15 20 25 30 35 40 R N (kat) R R = С6Н5, 4-Br-C6H4, 2-Cl, 3-Сl, 4-Сl-С6Н4, 4-SCH3-C6H4, 2-SC4H3 передбачає обробку реагентами вихідного 5-метил-1,3-дигідро-2Н-бенз[е][1,4]діазепін-2-ону (1) відповідним ароматичним альдегідом та подрібненим сухим K 2СО3 (каталізатор) у середовищі киплячого ксилолу. Спосіб здійснюють наступним чином: Суміш вихідного 5-метил-1,3-дигідро-2H-бенз[е][1,4]діазепін-2-ону (1) з бензальдегідом і сухим подрібненим K2СО3 кип'ятять у середовищі сухого ксилолу. Реакційну суміш витримують протягом 30 годин. Після цього гарячу суміш фільтрують і упарюють. Маслянистий залишок розчиняють у хлороформі, промивають водою, відділяють органічний шар, сушать та кристалізують з етанолу. Цільовий продукт, який випав в осад, відфільтровують та сушать на відкритому повітрі, а потім у сушильній шафі. Приклад 1. 3-ариліден-5-[2-арилвініл]-1,3-дигідро-2H-бензо[е][1,4]діазепін-2-он (2) В круглодонній колбі 25 мл змішували 1 г (5,75 ммоль)-метил-1,3-дигідро-2Hбенз[е][1,4]діазепін-2-ону (1), 0,9 мл (8,62 ммоль) бензальдегіду у 10 мл сухого ксилолу. Потім додають каталізатор, сухий подрібнений K2СО3 0,08 г (1,4 ммоль). Реакцію проводять в інертній атмосфері. Реакційну суміш кип'ятять впродовж 30 г. Контроль за ходом реакції здійснюється методом ТШХ за зменшенням кількості вихідного бенздіазепіну. В ході реакції відбувається сильне осмолення реакційної суміші. Гарячу реакційну суміш фільтрують і упарюють в ротаційному випарнику насухо. Маслянистий залишок розчиняють в хлороформі і промивають водою 3  30 мл. Хлороформні витяжки відділяють в ділильній лійці, сушать над сульфатом натрію і упарюють в ротаційному випарнику насухо. Продукт кристалізують з етанолу. Вихід продукту 2 0,5 г (25 %). Ттоп. 250-254 °C. Аналогічно отримують сполуки 3-8 (див. таблиця 1). Характеристика похідних 3-ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро-2Hбензо[е][1,4]діазепін-2-онів (2-8) загальної формули І наведена у табл. 1: Приклад 2. Синтез 3-(4'-хлорбензіліден)-5-(4'-хлорстирил)-1,3-дигідро-2Hбензо[е][1,4]діазепін-2-ону (6) синтез відбувається у дві стадії які відбуваються послідовно у одній колбі. Перша стадія відбувається у відсутності каталізатора, з утворенням сполуки 9. 2 UA 113597 C2 O H N O Cl + H N 1 O H N N CH3 9 Cl Друга стадія відбувається у присутності каталізатора (K 2СО3) з утворенням цільової сполуки 5 6. O H N O Cl + N K2CO3 H N 9 6 Cl 10 15 20 25 O H N Cl Cl До 0,5 г (2,87 ммоль) бенздіазепіну 1 додавали 1,13 г (8,04 ммоль) 4-хлорбензальдегіду та 25 мл суміші ізомерів ксилолу. Реакційну суміш кип'ятили впродовж 12 год. із зворотним холодильником та хлоркальцієвою трубкою. Контроль за ходом реакції відбувається методом ТШХ. За цей час сполука 1 повністю прореагувала із 4-хлорбензальдегідом із утворенням сполуки 9. При цьому спостерігалися побічні реакції. Далі до реакційної суміші додавали каталітичну кількість K2СО3 (сух) та продовжили кип'ятити. При цьому в обох послідовних реакціях відбувається азеотропна відгонка води, що виділяється в процесі реакції. При збільшенні завантаження необхідно використовувати насадку Діна-Старка. При необхідності припинення реакції на деякий час та подальшого її продовження додають невелику кількість каталізатора та продовжують кип'ятіння. Реакція закінчується через 30 годин. Ксилол упарюють у ротаційному випарнику. Маслоподібний осад розчиняють у 20 мл хлороформу, та промивають дистильованою водою від каталізатора 30  3 мл. Органічний шар відділяли у ділильній лійці, упарювали у ротаційному випарнику та двічі кристалізували з бензолу. Вихід продукту реакції 0,24 г (20 % по вихідному 5-метил-1,4-бенздіазепіну). Аналогічно отримують сполуки 4, 5 (див. таблиця 1). У прикладі 3 відмінним є отримання проміжної сполуки 9 виходячи з 2-аміноаетофенону 1. Приклад 3. Синтез 3-(4'-хлорбензиліден)-5-(4'-хлорстирил)-1,3-дигідро-2Hбензо[е][1,4]діазепін-2-ону (6) 3 UA 113597 C2 NH2 H O O NH2 + + O CH3 10 HCl H2N O H N O Cl N O Cl Cl 9 H Cl K2CO3 Cl O H N N 6 Cl Cl 5 10 15 20 25 30 До 150 мл етанолу додавали 5 мл 5,56 г (0,041 моль) 2-аміноацетофенону та 6,05 г, 0,043 моль (надл. 5 %) 4-хлорбензальдегіду та при перемішуванні по краплях додавали етанольний розчин KОН 10 % (25 мл). Реакційну суміш перемішували при кімнатній температурі на протязі 20 год. Контроль за проходженням реакції відбувався методом ТШХ. Після закінчення реакції етанол упарювали у ротаційному випарнику. Маслоподібний залишок промивали водою для видалення KОН до рН = 7 та розчиняли у хлороформі. Хлороформний розчин відділяли, упарювали у ротаційному випарнику та кристалізували з етанолу. Кристали, що випали сушили у сушильній шафі при 80 °C. Вихід 1-(2'-амінофеніл)-3-(4'-хлорфеніл)проп-2-ен-1-ону(10) 9г 85 %. У 40 мл сухого хлороформу розчиняють 4,25 г (0,0165 моль) 1-(2-амінофеніл)-3-(4хлорфеніл)проп-2-ен-1-ону (10) і при перемішуванні додають гідрохлорид хлорангідриду амінооцтової кислоти 8,58 г (0,066) моль. Реакційна суміш розігрівається до 30-35 °C. Починає виділятися хлороводень. Реакційну масу витримують при кімнатній температурі 15 год. Періодично з колби відбирають проби і методом ТШХ контролюють повноту проходження реакції, визначаючи наявність вихідної сполуки 10. При необхідності додають гідрохлорид хлорангідриду амінооцтової кислоти. До реакційної маси додають розбавлений розчин аміаку (~ 10 %) до стійкого лужного середовища рН = 8. Органічний шар відділяють і промивають водою до тих пір, доки рН суміші не досягне 7. Органічний шар відділяли та упарювали у ротаційному випарнику. Отриманий залишок при кип'ятінні розчиняли у бензолі і гарячий розчин фільтрували через паперовий фільтр та залишали на ніч. Осад, що випав відфільтровули і знову кристалізували з бензолу. Отриманий 5-(4'-хлорстирил)-1,3-дигідро-2H-бензо[е][1,4]діазепін-2-он (9) сушили при температурі 105110 °C. Вихід продукту 2,9 г (60 %). До 0,2 г (0,67 ммоль) бенздіазепіну 9 додавали 0,12 г (0,88 ммоль) 4-хлорбензальдегіду (надлишок 30 %), 10 мл суміші ізомерів ксилолу та каталітичну кількість K2СО3 (сух). Реакційну суміш кип'ятили 30 год. із зворотним холодильником та з хлоркальцієвою трубкою. При цьому відбувається азеотропна відгонка води, що виділяється в процесі реакції. Контроль за ходом реакції методом ТШХ. Наприкінці реакції сполука 6 кристалізується при охолодженні з реакційної суміші і фільтрується, промивали дистильованою водою та кристалізували з бензолу. Продукт сушили у сушильній шафі при Т = 105-110 °C. Вихід продукту 6 0,170 г (60 %). Аналогічно отримують сполуки 4, 5 (див. таблиця 1). Приклад 4 4 UA 113597 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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. "Корчі" у мишей викликали 0,75 %-ковим розчином оцтової кислоти, який вводили внутрішньоочеревинно через 40 хвилин після внутрішньоочеревинного введення досліджуваних речовин у спектрі доз від 0,01 до 5 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 В.Б. Прозоровського (Прозоровський В.Б. Статистическая обработка результатов фармакологических исследований //Психофармакология и биологическая наркология. - 2007. - Т.7, №. 3-4. - С. 2090-2120). Приклад 5 Антиексудативні властивості 3-ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро2H-бензо[е][1,4]діазепін-2-онів вивчали на моделі карагінанового набряку стопи у щурів. Набряк викликали субплантарним введенням 0,1 мл 1 % водного розчину λ-карагінану в задню кінцівку тварин дослідних та контрольних груп (Тринус Ф.П., Мохорт Н.А., Клебанов Б.М. Нестероидные противовоспалительные средства. Киев, 1975, с. 204-231; Winter C.A., Risley E.A., Nuss G.V.Proc.Soc. Exp. Biol. Med. (NY), 1962, V. Ill, P. 544-547). Досліджувані сполуки та препарат порівняння диклофенак-натрій вводили внутрішньоочеревинно за 40 хв до індукції запалення. Контрольна група щурів одержувала еквівалентну кількість фізіологічного розчину в емульсії з Твін-80. Оцінку набряку проводили вимірюванням об'єму стопи за допомогою механічного онкометра за А.С. Захаревським (Захаревский А.С. Влияние некоторых производных индола на нервную систему. - Дисс. канд. мед. наук. - Минск. - 1969. - 78-80 с.) до введення флагогену і через дві години після його введення. Про ступінь набряку судили за різницею в об'ємі між набряклою стопою та стопою до індукції запалення. Антиексудативну активність виражали у відсотках і визначали за здатністю досліджуваних сполук пригнічувати запальну реакцію у дослідних тварин у порівнянні з контрольними. Розрахунок проводили за формулою: А=(ΔVк-ΔVд/ΔVк).100 %, де А - антиексудативна активність у відсотках; ΔVд і ΔVк - різниця між набряклою та ненабряклою стопами в досліді і в контролі. Приклад 6 Формаліновий тест, використаний в наших дослідженнях, є методом оцінки поведінки тварин під впливом анальгетиків і застосовується для визначення антиноцицептивних властивостей експериментальних сполук. Перевагою формалінового тесту в порівнянні з іншими больовими моделями є те, що він дозволяє оцінювати два типи болю протягом тривалого часу. Встановлено, що мають місце дві відмінні одна від одної фази лизання лапи: фаза І - коротка моментальна реакція, що продовжується перші 5 хвилин після введення флагогену; фаза II тривала реакція, що починається приблизно з 11-ої хвилини і закінчується приблизно за 40-50 хвилин. Між І і II фазами є короткий проміжний період з 6-ої до 10-ої хвилини, коли ноцицептивна поведінка практично не спостерігається. Фаза І відображає пряму стимуляцію нерва формаліном та є больовою фазою, а фаза II біль, що індукується запальними чинниками, по суті, первинна гіпералгезія. Антиноцицептивну активність вивчали на моделі формалінового набряку лапки у мишей. Набряк викликали субплантарним введенням 0,01 мл 3 % водного розчину формаліну в задню кінцівку тварин дослідних та контрольних груп. Досліджувані сполуки та препарат порівняння диклофенак-натрій вводили внутрішньоочеревинно за 40 хв до індукції запалення. Контрольна група мишей одержувала еквівалентну кількість фізіологічного розчину в емульсії з Твін-80. Після ін'єкції розчину формаліну тварину розміщували у клітку-комірку розміром 8 × 8 × 8 см та спостерігали за нею протягом 40 хв, фіксуючи час, витрачений твариною на лизання набряклої кінцівки. Про антиноцицептивну активність судили за здатністю досліджуваних сполук зменшувати час лизання набряклої кінцівки. Дані про анальгетичну та протизапальну активності сполук наведені у Таблиці 2. 5 UA 113597 C2 Причинно-наслідковий зв'язок між структурою об'єктів, які заявляються, та отриманим науково-технічним результатом полягає в наступному: наявність бенздіазепінового циклу, з 3ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]- дозволяє отримувати сполуки з високою анальгетичною та протизапальною активністю. 5 Таблиця 1 3-Ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро-2H-1,4-бенздіазепін-2-они загальної формули І O H N R N I R № Бруто-формула R Вихід, % метод A Б Ттоп., °C В 2 С6Н5 C24H18N2O 25 250-254 3 4-Br-C6H4 C24H16Br2N2O 27 264-270 4 2-Сl-С6Н4 C24H16Cl2N2O 45 30 55 250-252 5 3-Сl-С6Н4 C24H16Cl2N2O 32 25 50 248-250 6 4-Сl-С6Н4 C24H16Cl2N2O 25 20 60 256-258 7 4-SCH3-С6Н4 C26H22N2OS2 35 218-222 8 2-SC4H3 40 270-274 C20H14N2OS2 Знайдено, % Вирахувано, % С Н N 82,51 5,02 7,76 82,26 5,18 7,99 56,48 3,30 5,22 56,72 3,17 5,51 67,38 3,37 6,95 68,75 3,85 6,68 69,21 3,11 6,06 68,75 3,85 6,68 68,46 3,57 6,34 68,75 3,85 6,68 61,21 6,74 3,07 61,48 6,23 3,81 62,59 6,57 3,78 62,21 6,05 4,13 Таблиця 2 Анальгетична та протизапальна активність сполук загальної формули І O H N R N I R № R 2 3 4 5 6 7 8 С6Н5 4-Вr-С6Н4 2-Сl-С6Н4 3-Сl-С6Н4 4-Сl-С6Н4 4-SCH3-С6Н4 2-SC4H3 інгібування больової реакції, Зниження об'єму Інгібування "корчів", % (доза, 1 мг/кг) карагінанового набряку, ЕД50, мг/кг % (доза, 3 мг/кг) І фаза II фаза 2,350±0,68 47,9 41,9 23,9 0,400±0,12 0,870±0,20 62,0 59,5 70,3 0,096±0,03 82,7 46,0 56,3 0,127±0,03 62,6 57,3 75,2 1,400±0,40 0,580±0,16 6 UA 113597 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 3-Ариліден(гетариліден)-5-[2-арил(гетарил)вініл]-1,3-дигідро-2H-бензо[е][1,4]діазепін-2-они загальної формули І: O H N R N I 5 R , де R=С6Н5, 4-Br-C6H4, 2-Cl, 3-Cl, 4-Cl-С6Н4, 4-SCH3-C6H4, 2-SC4H3 як високоактивні анальгетичні та протизапальні засоби. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7