Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРОХЛОРИД N-1-[(4-ФТОРФЕНИЛ)-2-(1-ЭТИЛ-4-ПИПЕРИДИЛ)-ЭТИЛ]-4-НИТРОБЕНЗАМИД, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ АНТИАРИТМИЧЕСКУЮ И АНТИФИБРИЛЛЯТОРНУЮ АКТИВНОСТЬ

Изобретение относится к новому химическому соединению - гидрохлориду N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамиду формулы

которое проявляет антиаритмическую и антифибрилляторную активность и может быть использовано в медицине. Указанное соединение и его свойства в литературе не описаны.

В конце 80-х годов начался активный поиск эффективных лекарственных средств, относящихся к группе антиаритмических препаратов III класса, обусловленный появлением первых убедительных данных о потенциальном риске развития угрожающих жизни побочных аритмогенных эффектов при использовании широко применявшихся тогда во всем мире препаратов I класса [1]. Такие антиаритмики как энкаинид, флекаинид, хинидин и другие были высокоэффективны при лечении нарушений сердечного ритма, в том числе и мерцательной аритмии (МА), однако их применение у лиц с органическим поражением сердца, особенно перенесших инфаркт миокарда, не только не снижает, но и может увеличить смертность больных как с желудочковыми, так и с суправентрикулярными аритмиями [2].

Особая проблема - антиаритмическое лечение больных с МА, которая является самым распространенным видом нарушений ритма сердца. Эпидемиологические данные свидетельствуют о наличии МА в среднем у 0.5% людей, причем доля больных увеличивается с возрастом до 6-7% у 80-летних [3]. Опасность МА связана с высоким риском инвалидизации и смерти в связи с ишемическими инсультами, частота которых в несколько раз выше, чем в сопоставимых возрастных группах без МА [4].

Отсутствие эффективных и безопасных антиаритмических средств послужило поводом к многочисленным исследованиям в 90-е годы, в результате которых были синтезированы и активно изучаются антиаритмические средства III класса дофетилид, сематилид, ибутилид, азимилид и многие другие [5-8]. Однако существенного успеха достигнуто не было в связи с трудностью синтеза препаратов селективного действия, что позволило бы избежать специфических для III класса серьезных проаритмических побочных эффектов в виде полиморфной желудочковой тахикардии.

В конце 80-х был синтезирован первый отечественный препарат III класса нибентан, высокоэффективный в отношении различных форм МА. Препарат эффективно купирует пароксизмальную МА в 80-85% случаев и, что особенно важно, обладает способностью к медикаментозной кардиоверсии хронических форм МА с эффективностью 75-80% [9]. Этот показатель в 2-2.5 раза превышает эффективность зарубежных препаратов, что ставит препарат на первое место из всех синтезированных и испытанных в клинике лекарственных средств этого класса. Однако нибентан не лишен типичных проаритмических эффектов препаратов III класса (хотя их вероятность оказалась меньше, чем у аналогов), в связи с чем для его применения требуются условия специализированных кардиологических палат и блоков интенсивного наблюдения. Недостатком нибентана является также его токсичность, что не позволило создать таблетированную лекарственную форму и использовать его не только для купирования, но и для профилактики рецидивов ФП.

Таким образом, в настоящее время для широкого применения имеется лишь 2 препарата этого класса: мультиблокатор амиодарон и соталол. Применение первого, в том числе при МА, существенно ограничено внекардиальными побочными эффектами, а эффективность соталола невысока. Дофетилид и ибутилид нашли ограниченное применение за рубежом и недоступны в РФ.

Задачей изобретения является поиск в ряду производных пиперидил-4-этана соединений, обладающих высокой антиаритмической и антифибрилляторной активностью и не проявляющих или минимально проявляющих проаритмические и токсические свойства.

Поставленная задача решается созданием соединения - гидрохлорида N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамида, представленного формулой I. Из уровня техники не следовало, что введение заместителей, содержащихся в заявляемом соединении по сравнению, например, с нибентаном, приведет к его свойствам, описанным далее.

Схема синтеза соединения формулы I

Ключевым соединением при синтезе соединения I является 1-(4-фторфенил)-2-(4-пиридил)-пропионитрил (VI), который получали из 4-фторфенилацетонитрила (II) и гидрохлорида 4-хлорметилпиридина (IV). Последний переводили в основание и конденсировали с натриевым производным этилового эфира 1-(4-фторфенил)-циануксусной кислоты (III), которое, в свою очередь, получали из 4-фторфенилацетонитрила (II), этилата натрия и диэтил карбоната в толуоле. Декарбоксилирование этилового эфира 1-(4-фторфенил)-1-циан-2-(4-пиридил)-пропионовой кислоты (V) проводили водным раствором гидроксида калия. Выход «пропионитрила» (VI) составляет 90%.

Гидролизом «пропионитрила» (VI) получали «пропионамид» (VII), алкилирование которого приводит к образованию четвертичной соли (VIII). Четвертичную соль (VIII) получали из (VII) и бромистого этила в ацетонитриле с выходом 90-95%.

Путем восстановления пиридинового кольца получали алкилзамещенный пиперидиновый цикл. Был изучен ряд катализаторов и растворителей, при этом лучшие результаты получены при гидрировании (VIII) над оксидом платины в метиловом спирте. Реакция заканчивается за 14-16 часов. Выход продукта - количественный.

После проведения гидрирования гидробромид 1-(4-фторфенил)-2-[4-(N-этилпиперидил)]-пропионамида (IX) перегруппировкой Гофмана превращали в «уретилан» (X) в присутствии метилгипобромида, который получали в процессе реакции из метилата натрия и брома. Выход на стадии составляет 85-90%. Затем «уретилан» (X) гидролизовали до «амина» (XI) в присутствии щелочи в водно-спиртовой среде. 1-(4-фторфенил)-1-амино-2-[4-(N-этилпиперидил)]-этан (XI) очищали перегонкой в вакууме и конденсировали с 4-нитробензоилхлоридом в ацетонитриле, получая конечный продукт (I).

Таким образом, процесс получения образца соединения формулы I состоит из 11 стадий. Все процессы имеют хорошую воспроизводимость по выходам и качеству полупродуктов. Пример иллюстрирует заключительную стадию - получение конечного продукта - соединения формулы I.

Пример. Гидрохлорид N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамида (I)

В четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и капельной воронкой, загружают 9,72 г (0,038 моль) 1-(4-фторфенил-1-амино)-2-[4-(N-этилпиперидил)]этана и 15 мл ацетонитрила, перемешивают до полного растворения при 20-25°С. К полученному раствору прибавляют при перемешивании раствор 7,45 г (0,04 моль) п-нитробензоилхлорида в 25 мл ацетонитрила с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 40°С. По окончании прибавления реакционную массу нагревают до 50-52°С и выдерживают при этой температуре 30-40 мин. Реакционную массу при перемешивании самопроизвольно охлаждают до комнатной температуры, затем холодной водой до 5-10°С и при этой температуре выдерживают 1 час. Выпавший гидрохлорид N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамида отфильтровывают, промывают 25 мл охлажденного ацетонитрила и сушат сначала при 40-45°С в течение 2 ч, затем при 80-85°С до постоянного веса, перекристаллизовывают из этанола с активированным углем, получают 14,3 г гидрохлорида (выход после кристаллизации 86,3%) с т.пл. 218-227°С, БФ C₂₂H₂₇N₃O₃FCl.

Найдено, %: С 60,74; Н 6,35; N 9,45; Hal_общ. 12,42.

Вычислено, %: С 60,61; Н 6,24; N 9,64; Hal_общ. 12,49.

Соединение I представляет собой белый с зеленовато-желтым оттенком цвета кристаллический порошок без запаха, растворимый в воде и спиртах.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1605 (С=С); 1655 (C=O); 3280 (NH).

Спектр ЯМР¹Н (раств. ДМСО-d₆, стд. ТМС): 10,08 (ш.с., 1Н, NH⁺; 9,28 (д, 1Н, J=8,3 Hz, NHCO); 8,33 (д, 2Н, J-8,8 Hz) и 8,14 (д, 2Н, J=8,8 Hz): C₆H₄NO₂(р); 7,49 (м, 2Н) и 7,17 (м, 2Н): C₆H₄F(р); 5,15 (м, 1Н, C(N)HCH₂); 3,41 (д, 2Н, J=12,0 Hz, H_eqCNCH_eq); 2,99 (м, 2Н, NCH ₂CH₃); 2,80 (м, 2Н, H_axCNCH_ax); 1,50-2,00 (м, 7Н, СН₂СН(СН₂)₂).

Выход соединения формулы I составляет 34,5%, считая на 4-фторфенилацетонитрил.

Характеристика биологической активности заявляемого соединения

1. Исследование антифибрилляторной активности проводили на модели порога электрической фибрилляции сердца на кошках обоего пола массой 2-3,5 кг. Фибрилляцию сердца вызывали по стандартной методике путем нанесения на сердце электрического раздражения. Оценивали способность исследуемого соединения повышать порог фибрилляции по сравнению с исходным контрольным значением. За исходный порог фибрилляции принимали минимальное значение электрического тока в мА, которое вызывает фибрилляцию. Результаты исследования представлены в таблице 1.

Таким образом, доза заявляемого соединения I, при которой начинает изменяться порог фибрилляции, в 100 раз меньше, чем у сематилида, в 500 раз меньше, чем у Д-соталола, в 25 раз меньше, чем у нибентана, и сопоставима с дофетилидом.

2. Антиаритмическую активность соединения I при строфантиновых аритмиях исследовали у морских свинок массой 260-400 г, наркотизированных уретаном (1,6 г/кг). Нарушения ритма сердца вызывали внутривенным введением строфантина G в дозе 8 мкг/кг в течение 30 сек через каждые 1,5 мин вплоть до гибели животных. Установлено, что в исследуемой дозе соединение I предотвращало возникновение экстрасистол и повышало дозы строфантина, вызывающие возникновение фибрилляции желудочков и гибель животных (табл.2). В аналогичных условиях нибентан был неэффективен в отношении возникновения экстрасистол, а в отношении фибрилляции желудочков и гибели животных действовал сходно с соединением I.

Таким образом, соединение I, подобно нибентану, оказывало защитное действие при строфантиновых аритмиях, хотя оно проявлялось в дозе (5 мг/кг), значительно превышающей дозы, эффективные на модели порога электрической фибрилляции желудочков.

Исследование антиаритмической активности проводили также на ваготонической модели мерцательной аритмии на беспородных собаках обоего пола массой 10-20 кг, наркотизированных нембуталом и хлоролозой. Вазотоническую фибрилляцию предсердий вызывали введением биполярных электродов в вагосимпатические стволы, краниальные места введения электродов перевязывали. После получения фибрилляции предсердий на протяжении 30 мин (время раздражения нервов) стимуляцию нервов прекращали и через 10 мин процедуру повторяли вновь не менее 4-х раз. Если каждый раз фибрилляция поддерживалась 30 мин, начинали тестирование соединения формулы I. При дозе 5 мкг/кг соединение I прекращало фибрилляцию в 6 из 8 опытов и ни в одном не предотвращало ее повторное появление. При дозе 10 мкг/кг соединение I прекращало фибрилляцию в 7 из 8 опытов и в одном не предотвращало ее. При дозах 20 и 40 мкг/кг соединение I прекращало фибрилляцию во всех опытах и предотвращало ее появление в 3 и 4 случаях соответственно.

3. Аритмогенные свойства соединения I изучали в опытах на кроликах, наркотизированных уретаном (1 г/кг, внутрибрюшинно) и хлоралозой (50 мг/кг) в условиях искусственного дыхания по методу, предложенному Carlsson и соавт. (1990). С этой целью животным вначале начинали инфузионное внутривенное (в наружную яремную вену) введение метоксамина (провоцирующего возникновение аритмий) со скоростью 15 мкг/кг/мин и спустя 10 мин после начала введения альфа-адреномиметика одновременно начинали инфузионное введение (в бедренную вену) соединения I в дозах 0,2, 2, 20 и 200 мМ в течение 30 мин (в объеме 0,1 мл/кг/мин) до момента возникновения желудочковых экстрасистол или тахикардии, которые регистрировали с помощью электрокардиографа ЭК1К-01.

Установлено, что в исследуемом диапазоне доз соединение I не проявляет аритмогенных свойств.

4. Рефракторные периоды предсердий и желудочков у собак. Эффективные рефракторные периоды (ЭРП) предсердий и желудочков определяли у наркотизированных собак со вскрытой грудной клеткой и перикардом. К предсердиям и желудочкам подшивали биполярные электроды и сердцу навязывали ритм на 15-20% выше синусового. Интенсивность стимулов (S1) в 1.5-2 раза выше порога. Через 18 стимулов (S1-S1) наносили стимул S1-S2, при этом S2 был в 3-4 раза выше порога. За ЭРП принимали тот максимальный интервал S1-S2, при котором еще не возникал распространяющийся ответ. Достоверный рост ЭРП в предсердиях отмечен при дозе 5 мкг/кг на 16±5%, р<0.05 по отношению к контролю, и далее ЭРП рос практически линейно до 45±3%, р<0.001 при концентрации 40 мкг/кг. В желудочках достоверный рост ЭРП отмечен при дозе 40 мкг/кг (24±3%, р<0.05), доза 80 мкг/кг не вызывала дальнейшего роста ЭРП.

Соединение I существенно отличается от нибентана по влиянию на рефрактерность предсердий и желудочков: нибентан в дозе 125 мкг/кг увеличивает рефрактерность предсердий на 15-20 мс, тогда как соединение I в дозе 20 мкг/кг - на 40-45 мс, т.е. в дозе, в 6 раз меньшей, увеличивает рефрактерность в 2-3 раза больше, а рефрактерность желудочков достоверно меняется лишь при дозе 40 мкг/кг. Таким образом, соединение I обладает уникальной особенностью влиять преимущественно на рефрактерность предсердий, что резко снижает вероятность развития полиморфной желудочковой тахикардии - основного осложнения при купировании мерцательной аритмии, опасного летальным исходом.

5. Ионные токи сердечного волокна. На ферментативно изолированных кардиомиоцитах в конфигурации hole cell attach применяли стандартный метод фиксации потенциала для измерения трансмембранных ионных токов. Обнаружено дозозависимое блокирование калиевого тока задержанного выпрямления на 10, 12 и 15% (р<0.05) при дозах заявляемого соединения 0.1, 1.0, и 10 мкМ соответственно. Не выявлено изменений кратковременного выходящего калиевого тока (Ito) и калиевого тока аномального выпрямления (IK1). Обнаружено незначительное уменьшение кальциевого тока большой проводимости, который максимально снижался при дозе заявляемого соединения 10 мкМ.

Соединение I не проявляет аллергизирующих свойств (тесты общей анафилаксии - аллергический шок, реакция активной кожной анафилаксии, реакция гиперчувствительности «замедленного» типа, псевдоаллергическая реакция на конканавалин А), не обладает способностью индуцировать генные мутации, не обладает цитогенетической активностью. ЛД₅₀ у мышей при внутривенном введении составляет 39.3 мг/кг.

Настоящее изобретение распространяется также на лекарственные препараты, содержащие в качестве действующего вещества соединение формулы I. При этом последние могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с фармацевтически приемлемыми носителями и компонентами, выбранными исходя из желаемого способа введения и обычной фармацевтической практики. Возможные лекарственные формы - инъекционная (внутривенно), пероральная (таблетки, капсулы).

Соединение формулы I может применяться как для лечения, так и для профилактики различных нарушений сердечного ритма.

В настоящее время лекарственный препарат на основе соединения I проходит разрешенные клинические испытания.

Список литературы

1. The Cardiac Arrhythmias Suppression Trial (CAST) Investigators. // N.Engl. J.Med. 1989; 321:406-12.

2. Mortality in patients treated with flecainide and encainide for supraventricular arrhythmias. Am.J.Cardiol 1991; 67:976-980.

3. Quality of life and exercise performance in patients in sinus rhythm versus persistent atrial fibrillation. J.Am.Coll. Cardiol 2006; 48:721-730.

4. ACC/AHA/ ESC 2006 Guidelines for the management of patients with atrial fibrillation - full text. Europace 2006; 8:651-45.

5. Control of arrhytmias by selective lengthening of cardiac repolarization: theoretical considerations and clinical observations. Am. Heart J. 1993; 109: 421-30.

6. Arrhythmia control by prolonging repolarization: the concept and its potential therapeutic impact. Eur. Heart J. 1993; 14 (Suppl H): 14-23.

7. Efficacy of intravenous ibutilide for rapid termination of atrial fibrillation and atrial flutter: a dose-response study. JACC, 1996 28; №1: 130-6.

8. Antiarrhythmic drug therapy: what is certain and what is to come. Eur. Heart J. Suppl. 2003, 5 H8-H18.

9. Создание оригинальных отечественных антиаритмических препаратов III класса. Вестн. РАМН 2003; 12:61-65.