Результат интеллектуальной деятельности: 4,10-БИС((±)-5-БЕНЗОИЛ-2,3-ДИГИДРО-1Н-ПИРРОЛО[1,2-А]ПИРРОЛ-1-КАРБОНИЛ)-2,6,8,12-ТЕТРААЦЕТИЛ-2,4,6,8,10,12-ГЕКСААЗАТЕТРАЦИКЛО[5,5,0,0,0]ДОДЕКАН В КАЧЕСТВЕ АНАЛЬГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к фармацевтической химии и фармакологии, а именно к новому химическому веществу - 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекану, обладающему анальгетической способностью:

Многие острые и хронические заболевания, травмы и медицинские вмешательства сопряжены с болью, требующей применения анальгетических средств. Боль подразделяют на острую и хроническую. Выбор средств обезболивания определяется рядом факторов, к основным из которых относятся этиология, интенсивность, тип боли, индивидуальные особенности. Интенсивность боли определяет выбор средства обезболивания соответствующего анальгетического потенциала. Неопиодные анальгетики, являющиеся ненаркотическими препаратами и отпускающиеся без рецепта, используются для лечения острой боли и хронических болевых синдромов слабой интенсивности [1, 2]. Неопиоидные анальгетики включают препараты пяти фармакологических групп: НПВП, селективные ингибиторы циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2), производные пиразолона, производные параацетаминофенола и флупиртина.

Одним из наиболее часто используемых и наиболее близким по техническому результату к предлагаемому средству является диклофенак натрия (Diclofenac Na), который выбран в качестве препарата сравнения [1, 2].

Существуют противопоказания и ограничения к назначению большинства анальгетиков [1-4].

Нами впервые выявлена выраженная анальгетическая активность 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW), относящегося к 4 классу опасности - «нетоксичные средства».

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является расширение арсенала анальгетических средств с помощью впервые синтезированного вещества.

Поставленная задача достигается применением впервые синтезированного вещества 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW) в качестве анальгетического средства.

Согласно компьютерному моделированию и скрининговым исследованиям производные 2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюрцитана проявляют разнообразную биологическую активность [5, 6].

DKTAiW представляет собой каркасный полиамид - производное 2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюрцитана. Вещество получено впервые ацилированием промышленно доступного 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана хлорангидридом 5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбоновой кислоты.

Процесс проводили в среде ацетонитрила при температуре кипения реакционной массы.

Строение DKTAiW полностью подтверждено физико-химическими методами исследования.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является вещество, способ его получения и выявление анальгетического действия нового нетоксичного анальгетического средства.

Предлагаемое в качестве изобретения анальгетическое средство DKTAiW синтезировано в ФГБУ «Институт проблем химико-энергетических технологий» СО РАН (Бийск). Прототип на вещество и способ его получения отсутствует.

В ФГБУ «НИИ фармакологии имени Е.Д. Гольдберга» СО РАМН при проведении экспериментальных исследований выявлена выраженная анальгетическая активность данного средства.

Новое свойство предлагаемого в качестве изобретения средства явным образом не вытекает из уровня техники в данной области и неочевидно для специалиста. Предлагаемое изобретение может быть использовано в медицине. Идентичной совокупности признаков не обнаружено при исследовании уровня техники по патентной и научно-медицинской литературе.

Исходя из вышеизложенного, следует считать заявляемое техническое решение соответствующим критериям: «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается примером конкретного выполнения способа получения заявленного средства.

Пример 1.

Получение 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW)

27,4 г (0,1 моля) хлорангидрида 5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбоновой кислоты растворили при температуре 40°C в 300 мл сухого ацетонитрила и перенесли в колбу с мешалкой и обратным холодильником. Затем добавили 7,73 г (0,023 моля) 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана. Суспензию кипятили при перемешивании в течение 8 часов и охладили до комнатной температуры. Выпавший продукт отфильтровали, промыли 2×50 мл ацетонитрила. Осадок сушили на воздухе. Получили 17,3 г (DKTAiW)-сырца.

Фильтрат упарили до объема 100 мл, разбавили 100 мл диэтилового эфира и оставили на ночь. Выпавший осадок отфильтровали, промыли небольшим количеством эфира и получили дополнительно 0,4 г (DKTAiW)-сырца.

Полученный продукт ацилирования (17,7 г) растворили при нагревании в 150 мл Ν,Ν-диметилформамида, охладили и при перемешивании медленно добавили 200 мл этанола. Выпавший продукт отфильтровали, промыли 3×50 мл этанола. Сушили на воздухе. Получили 16,0 г бесцветного кристаллического продукта с содержанием основного вещества 98,5% (методом ВЭЖХ) и температурой плавления 330-332°C. Выход (DKTAiW) составил 85,8% от теоретического. По данным хроматографического анализа с МС-детектором (химическая ионизация) молекулярная масса продукта составляет 810.310±0.005 (расчетная молекулярная масса 810,85).

C₄₄H₄₂N₈O₈. Найдено (%): C 64.83; H 5.25; N 13.52. Вычислено (%): C 65.17; H 5.22; N 13.82; O 15.79.

ИК-спектр: 3029; 2976; 1670; 1625; 1613; 1574; 1526; 1432; 1404; 1358; 1273; 1167; 1048; 974; 950; 905; 892; 797; 758; 724; 700; 625; 579 см^-1.

Спектр ЯМР ¹H (DMSO, δ, м.д.) 7.78-7.68 (м); 7.64-7.56 (м); 7.56-7.46 (м); 7.45-7.32 (м); 7.23-6.82 (м); 6.82-6.76 (м); 6.76-6.67 (м); 6.67-6.6 (м); 6.34-6.33 (д); 6.2-6.1 (м); 6.1-6.0 (м); 5.94-5.85 (м); 5.5-5.49 (д); 4.9-4.75 (м); 4.25-4.5 (м); 4.5-4.22 (м); 4.2-4.11 (м); 3.03-2.88 (м); 2.89 (с); 2.82-2.71 (м); 2.73 (с); 2.2-1.87 (м).

Спектр ЯМР ¹³C (DMSO, δ, м.д.) 183.7, 184,5 (C=O); 172.7, 171.9, 171.2 (C=O); 168.0, 167.8 (C=O); 144.9, 144.2, 143.0 (C=O); 138,9, 138.6 (C_ar); 132.0, 131.9 (CH_ar; 128,9, 128.8, 128.7 (CH_ar); 126.9, 126.6 (C_pir); 125.0, 124.6 (CH_pir); 104.0, 102.7 (CH_pir); 72.1, 67.0, 65.3, 64.2 (CH); 48.2,47.6 (CH₂); 33.7, 31.8 (CH₂); 22.4, 21.3 (CH₃).

Для лучшего понимания изобретения приводим пример результатов исследования анальгетической активности заявляемого средства в сравнении с действием диклофенака натрия.

Пример 2

Исследование анальгетической активности 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW) в сравнении с референс препаратом диклофенаком натрия

Эксперименты были выполнены на 52 аутбредных мышах CD-1 обоего пола (7-8 недель, масса 20 г) первой категории конвенциональных, полученных из питомника отдела экспериментального биомедицинского моделирования НИИ фармакологии СО РАМН (сертификат от 07.10.2012 г., ветеринарное удостоверение с. 270 №0007293 от 28.11.2013). Содержание животных и дизайн экспериментов были одобрены Этическим комитетом ФГБУ «НИИ фармакологии имени Е.Д. Гольдберга» СО РАМН и соответствовали правилам, принятым Европейской конвенцией по защите позвоночных животных (Страсбург, 1986); Приказу МЗ РФ №708 H от 28 августа 2010 г.; Руководству по проведению доклинических исследований лекарственных средств (2012) [2, 7].

Тест «уксусные корчи» (Abdominal constriction test) направлен на исследование острой висцеральной и соматически глубокой боли. Специфическую болевую реакцию - «корчи» (характерные движения животных, включающие сокращения брюшных мышц, чередующиеся с их расслаблением, вытягиванием задних конечностей и прогибанием спины) - вызывали внутрибрюшинным введением 0,75% раствора уксусной кислоты (ГОСТ 61-75) мышам в дозе 0,1 мл/10 г массы тела [2, 8]. Анальгезирующий эффект оценивали по способности потенциального лекарственного средства (в течение 15 мин после инъекции) уменьшать (в %) количество «корчей» по сравнению с контрольной группой животных (критерий эффективности - снижение болевой реакции не менее чем на 50%) и латентному времени наступления болевой реакции. Эвтаназию животных по окончании экспериментов осуществляли кранио-цервикальной дислокацией.

Определение острой токсичности 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW)

При определении острой токсичности DKTAiW вводили 6 аутбредным мышам-самкам и 6 аутбредным мышам-самцам CD1 однократно внутрижелудочно в максимальной дозе 5000 мг/кг в 0,5 мл растворителя (0,5 мл димексида и 5,5 мл дистиллированной воды). В течение 2 недель гибели животных не наблюдалось, мыши не имели отклонений в состоянии здоровья и поведении, поэтому исследуемое вещество DKTAiW отнесено к 4 классу опасности - «нетоксичные средства» в соответствии с ГОСТ 12.1007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» и «Руководством по проведению доклинических исследований лекарственных средств, 2012». В связи с невозможностью определения LD50 для скрининговой оценки влияния тестируемого вещества на развитие болевой реакции DKTAiW вводили мышам через зонд в дозе 50 и 100 мг/кг. Используемая суточная доза диклофенака натрия для мышей (10 мг/кг) соответствовала среднесуточной дозе для человека (согласно инструкции для применения диклофенака натрия). Каждому животному внутри группы присваивали индивидуальный номер от 1 до 10, помечаемый с помощью меток фукорцином. Мышей распределяли на группы рандомизированно, используя в качестве критерия массу тела, так, чтобы индивидуальное значение массы не отклонялось от среднего значения в пределах одного пола более чем на ±10%. Данные (вес и номер) отобранных животных ранжировали в порядке убывания веса, используя для этого компьютерную программу Excel, имеющую команду SORT.

В экспериментах использовали следующие группы аутбредных мышей-самок CD1:

1. Животным вводили растворитель в совокупном объеме 0,5 мл/мышь ежедневно внутрижелудочно через зонд в течение четырех дней, в последний день введение осуществляли за 1 ч до инъекции 0,75% р-ра уксусной кислоты (n=10);

2. Животным вводили диклофенак в дозе 10 мг/кг в объеме растворителя 0,5 мл/мышь ежедневно внутрижелудочно через зонд в течение четырех дней, в последний день введение осуществляли за 1 ч до инъекции 0,75% р-ра уксусной кислоты (n=10);

3. Животным вводили DKTAiW в дозе 50 мг/кг в объеме растворителя 0,5 мл/мышь ежедневно внутрижелудочно через зонд в течение четырех дней, в последний день введение осуществляли за 1 ч до инъекции 0,75% р-ра уксусной кислоты (n=10);

4. Животным вводили DKTAiW в дозе 100 мг/кг в объеме 0,5 растворителя мл/мышь ежедневно внутрижелудочно через зонд в течение четырех дней, в последний день введение осуществляли за 1 ч до инъекции 0,75% р-ра уксусной кислоты (n=10).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием стандартных методов вариационной статистики. Межгрупповые различия оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни (U-теста). Различия определялись при 0,05% уровне достоверности [9].

Количество уксусных «корчей» 27,40±3,13 и латентное время их наступления 276±15 сек свидетельствуют о развитии полноценной болевой реакции у нелеченых животных (табл. 1). Превентивное введение мышам диклофенака привело к снижению уровня болевой реакции на 33,6%, поскольку количество «корчей» в этой группе статистически достоверно уменьшилось в 1,5 раза по сравнению с соответствующим показателем у животных контрольной группы. Время развития болевой реакции не отличалось от такового значения у нелеченых животных. Полученные результаты референс-контроля соответствуют данным литературы.

Применение DKTAiW в дозе 50 мг/кг способствовало снижению выраженности болевой реакции на 39,1% (P<0,01), при этом отмечалось статистически значимое уменьшение латентного времени наступления болевой реакции относительно аналогичного результата нелеченой группы (табл. 1).

В случае введения DKTAiW в дозе 100 мг/кг значение угнетения болевой реакции увеличилось до 57,7%. Следует отметить статистически значимое уменьшение количества уксусных «корчей» в 2,4 и 1,6 раза соответственно относительно аналогичных показателей у животных, получавших растворитель и диклофенак (табл. 1). Тестируемое вещество DKTAiW (100 мг/кг) обладало преимущественной активностью по сравнению с референс-препаратом диклофенаком натрия (57,7% против 33,6%).

Выявлена анальгетическая активность нового вещества 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW), сопоставимая с эффективностью диклофенака натрия в дозе 50 мг/кг и превосходящая ее в дозе 100 мг/кг на модели химического болевого раздражения брюшины у мышей.

Показано, что превентивное курсовое внутрижелудочное через зонд применение 4,10-бис((±)-5-бензоил-2,3-дигидро-1H-пирроло[1,2-a]пиррол-1-карбонил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана (DKTAiW) в дозе 100 мг/кг способствовало снижению выраженности болевой реакции более чем на 50%, что позволяет считать его перспективным веществом для создания на его основе субстанции и дальнейшего изучения в качестве анальгетического средства [2].

Литература

1. Машковский М.Д. Лекарственные средства: 15-е изд. - М.: ОО «Издательство Новая Волна», 2008. - 1206 с.

2. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с.

3. Eddy N.B., Leimbach D. Synthetic analgesics: II. Dithienylbatelyn - and dithienylaminase // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1953. - V. 107. - P. 385-393.

4. Lavich T.R., Cordeiro R.S., Silva P.M., Martins M.A. A novel hot-plate test sensitive to hyperalgesic stimuli and non-opioid analgesics // Braz. J. Med. Biol. Res. - 2005. - V. 38. - N3. - P. 445-511.

5. Lin G., Tsai H.-J., Tsai Y.-H. Cage amines as the stopper inhibitors of cholinesterases // Biorg. Med. Chem. Lett., 2003, vol. 13, p. 2887-2890.

6. Толстикова Т.Г., Морозова E.A., Калашников А.И., Сысолятин С.В., Жукова Ю.И., Сурмачев В.H. Синтез и биологическая активность производных 2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана // Химия в интересах устойчивого развития - №4. - 2010. - С.511-516.

7. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other scientific purposes. - Strasburg: Council of Europe, 1986. - 51 p.

8. Cachik C, Dawson W., Ritchen E. Nonsteroid anti-inflammatory agents // J. Pharm. Pharmakol. - 1977. - №28. - P. 330-336.

9. Лакин Г.Φ. Биометрия. - M.: Высшая школа, 1980. - 293 с.