Результат интеллектуальной деятельности: АНАЛЬГЕЗИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, фармации и фармакологии, а именно к анальгезирующему средству, действующим веществом в котором могут являться индивидуальные замещенные пирроло[3,4-b]хинолиндионы общей формулы 1, их соли или композиции на их основе и которое может найти применение для лечения людей и животных в качестве обезболивающего средства

где R¹=Ph, n-МеС₆Н₄, n-ClC₆H₄

R²=Н, Me, Et, галоген,

R³=H, Me, CH₂OH

X=0, NH, NMe

Z=0, 1, 2, 8, СН₂ОСН₂,

их солей и композиций на их основе в качестве анальгезирующего средства.

Технический результат: получены соединения, в том числе неописанные ранее, обладающие анальгетической активностью в тесте "горячая пластинка", что предполагает возможность их использования в медицине в качестве анальгезирующего средства.

При терапии состояний, сопровождающихся острой или хронической болью возникает ряд трудностей. Одна из них - несовершенство существующих лекарственных препаратов. В настоящее время для купирования боли применяются НПВС, ингибиторы обратного захвата аминов, опиоиды и противоэпилептики, обладающие нежелательными эффектами. При создании новых средств компании пытаются увеличить эффективность, избежать проявления побочных реакций и исключить привыкание [A.S. Yekkirala, D.P. Roberson, В.P. Bean, С.J. Woolf. Nature Reviews Drag Discovery (2017), 16, 545-564].

В литературе имеются сведения о синтезе, физико-химических, спектральных характеристиках некоторых из соединений, представленных общей формулой 1, а также их биологической активности. Так, описан синтез, физико-химические и спектральные характеристики ряда соединений, заявляемых в данном патенте [Патент РФ 2381229, 2010.], описана их противотуберкулезная активность [Ботева А.А. дис. … канд. фарм. наук. Пер. гос. фарм. академия, Пермь, 2008].

Однако сведения об анальгетической активности какого-либо из соединений, описанных формулой 1, в литературе отсутствуют, что не позволяет говорить о возможности получения на их основе лекарственного средства с анальгезирующими свойствами.

Центральным структурным фрагментом в соединениях общей формулы 1, применение которых является объектом данного изобретения, выступает пирроло[3,4-b]хинолиндионовый фрагмент, содержащий заместители в различных положениях и не содержащий заместителя у атома азота. Соединения общей формулы 1 отличаются по структуре от класса известных препаратов - антибактериальных фторхинолонов.

Известны [b]-аннелированные 4-хинолоны, обладающие экспериментально подтвержденной анальгетической активностью, или такие, для которых можно предположить анальгетическое действие на основании действия этих веществ на биологические мишени исходя из литературных данных. Так, например: замещенные пиразоло[4,3-b]хинолиноны 2 [Патент ЕР 1310498] являются ингибиторами фермента протеинкиназы С, и могут использоваться для лечения/терапии нейропатической боли, а также острой и хронической боли, связанной с воспалением.

Воздействие на рекомбинантные α-, β2-, γ-протеинкиназы С человека соединений 3 было установлено в опытах in vitro. IC₅₀ соединений 2 составляло 0,1-1 мкмоль.

Эффективность соединений при нейропатической боли оценивалась in vivo на самцах крыс SD. После наложения лигатуры на седалищный нерв тестировали тактильную аллодинию с помощью волосков Фрея на 14 день. Для лечения воспаления предлагается использовать соединения 3 в дозах 0,06-2 мг/кг.

Кроме того, сообщается, что 7-хлор-4-гидрокси-2-(2-пиридилэтил)-1,2,5,10-тетрагидропиридазино[4,5-b]хинолин-1,10-дионметилсульфонат 3, проявляет анальгетическую активность [Патент WO 2002026740].

Для 7-хлор-4-гидрокси-2-(2-циридилэтил)-1,2,5,10-тетрагидро-пиридазино[4,5-b]хинолин-1,10-дионметилсульфоната 3 было установлено его воздействие на NMDA рецепторы в опытах in vitro [D.G. Brown, R.А. Urbanek, Т.М. Bare, F.М. McLaren, С.L. Horchler, М. Murphy, G.В. Steelman, J.R Empfield, J.M. Forst, K.J. Herzog, W.Xiao, M.C. Dyroff,C.-M. C. Lee, S. Trivedi, K.L. Neilson, R.A. Keith, Bioorg. Med. Chem. Lett. (2003), 13, 3553-3556; Патент ЕР 0736531 А1]. Глутаматные рецепторы NMDA подтипа - это лиганд-управляемые ионные каналы, встроенные в клеточную мембрану нейронов. Антагонисты NMDA рецепторов показали активность в купировании нейропатической и воспалительной боли.

Левовращающий энантиомер соединения 3 связывается с глициновым сайтом рецептора с гораздо большей афинностью, чем правовращающий изомер (концентрации 190 и 3200 нмоль/дм³ соответственно). Авторы предполагают, что не только метилсульфонаты, но и этилсульфонаты, бензилсульфонаты, n-толуолсульфонаты, а так же тартраты, цитраты, хлориды, малонаты и т.п. так же будут проявлять анальгетическую активность [Патент WO 2002026740].

Анальгезирующая активность для метилсульфоната 3 (левовращающего изомера и для рацемата) подтверждена в опытах in vivo в формалиновом тесте. Установлено, что левовращающий изомер снижает болевую чувствительность в первой фазе на 50% в дозе 173 мг/кг (3,7 ммоль/кг), а во второй фазе в дозе 65 мг/кг (1,4 ммоль/кг). В этой же фазе болевая чувствительность снижается на 68% в дозе 200 мг/кг (4,3 ммоль/кг), Для рацемата болевая чувствительность в дозе 200 мг/кг снижается на 83% в первой фазе и на 72% во второй. [Патент WO 2002026740].

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по сущности и по достигаемым результатам является соединение 3, которое принято за прототип изобретения.

К основному недостатку прототипа можно отнести отсутствие данных по токсичности соединения 3. В литературе имеются сведения, что вещества, выраженно блокирующие активность NMDA рецепторов, могут обладать нежелательными побочными действиями, такими как галлюцинации, предобморочное состояние, усталость, головокружения и т.п. Многие препараты, являющиеся антагонистами NMDA рецепторов и создававшиеся для лечения нейродегенеративных заболеваний, были сняты с разработки в стадии клинических испытаний из-за большого количества побочных эффектов (D. Jamero, A. Borghol, N. Vo, F. Hawawini, USPharmacist http://www.medscape.com/viewarticle/744071_3; R. Sacco, J. DeRosa, E. Haley, B. Levin, P. Ordronneau, S. Phillips, T. Rundek, R. Snipes, J. Thompson. Glycine antagonist in neuroprotection for patients with acute stroke: GAIN Americas: a randomized controlled trial. JAMA 28: 1719-1728, 2001]. Вследствие этого отсутствие данных о токсичности не позволяет сделать выводы о степени безопасности соединения 3 и его аналогов и, следовательно, перспективности в качестве анальгезирующих средств.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение арсенала анальгезирующих средств, поиск на основе пирроло[3,4-b]хинолиндионов нового средства, обладающего анальгетической активностью и имеющего низкую токсичность, и сравнимого по анальгетическим свойствам с применяющимися в медицинской практике препаратами.

Поставленная задача решается использованием химических соединений формулы 1, проявляющим выраженную анальгетическую активность и обладающим низкой токсичностью.

Получение соединений 1 реализуется реакцией нуклеофильного присоединения алифатических диаминов и аминосодержащих спиртов к метиловым эфирам 3-ароил-4-оксо-1,4-дигидро-2-хинолинкарбоновых кислот [Ботева АА. дис. … канд. фарм. наук. Пер. гос. фарм. академия, Пермь, 2008; Патент РФ 2381229, 2010].

Достоинствами изобретения являются:

1. Высокая анальгетическая активность: в дозе 0,05 ммоль/кг удлинение латентного периода реакции на ноцицептивную стимуляцию достигает 198,5% по сравнению с контролем (пример 1, таблица 1).

2. Низкая токсичность веществ: LD₅₀ находится в интервале от 500 мг/кг до более 1000 мг/кг (пример 2, таблица 2). Этим достоинством устраняется пункт 2 из списка недостатков прототипа, связанный с отсутствием данных по токсичности. При этом токсичность заявляемых соединений значительно ниже, чем у применяемого в медицине диклофенака натрия (пример 2, таблица 2).

3. Отработанная схема получения веществ, высокие выходы, т.е. легкая синтетическая доступность веществ формулы 1.

Физико-химические константы и спектральные данные репрезентативных представителей соединений структуры 1, приведены в примерах 3-4.

Биологическая активность соединений 1 изучалась путем оценки острой токсичности и определения анальгетической активности в тесте «горячая пластинка» по стандартным методикам [А.Н. Миронов, Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с]

Тест "горячая пластинка" проводили на установке Hotplate 60200 series (TSE Systems, Germany). Вещество вводили аутбредным крысам линии Sprague Dawley массой 180-350 г внутрибрюшинно в виде суспензии в 2% крахмальной слизи в дозе 0.05 ммоль/кг. Контрольная группа животных получала только крахмальную слизь. Препарат сравнения (диклофенак), вводили в эквимолярной дозе. Через 1 час (для веществ 1, 5, 6, 8, 10, 11, 16, 19, 23 - через 1 час и через 2 часа) животное помещали на электрически нагретую до 50°С пластинку с плексигласовым цилиндром (диаметром 19 см и высотой 30 см). Регистрировали время ответа на ноцицептивную стимуляцию (облизывание или потряхивание лапой, прыжки), при этом, независимо от ответа, максимальное время, которое животное проводило на пластинке, было 30 секунд - для предотвращения непреднамеренного нарушения кожных покровов экспериментальных животных [Европейская Конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях. ETS N 123. Страсбург, 18.03.1986 г. / European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and other Scientific Purposes. ETS 123. Strasbourg, 18.03.1986)].

Анальгетическую активность (AA), выражали как увеличение (в процентах) времени ответа на ноцицептивную стимуляцию у группы животных, получивших вещество, по сравнению с контрольной группой животных и рассчитывали по формуле:

, где

t_в - время ответа на ноцицептивную стимуляцию у группы животных, цолучивщих вещество,

t_k - время ответа на ноцицептивную стимуляцию у контрольной группы животных, получивших 2% крахмальную слизь.

Полученные результаты обрабатывали с использованием программы GraphPadPrism 6 методом «Multiple t tests». Результаты исследования представлены в таблице 1.

Исследование острой токсичности проводили на аутбредных белых мышах линии CD-1 массой 27-38 грамм. Исследуемые вещества вводили внутрибрюшинно в 2% крахмальной слизи. После введения исследуемых веществ оценивали выживаемость животных в группах при постоянном мониторинге в течение 24 часов и последующем общем наблюдении в течение 14 дней. Установлено, что LD₅₀ заявляемых веществ формулы 1 лежит в интервале от 500 до более 1000 мг/кг (таблица 2).

Соединения относятся к 4 классу токсичности, т.е. являются малотоксичными [К.К. Сидоров, Токсикология новых промышленных веществ, Москва, (1973), вып. 13, с. 47-51]. LD50 препарата сравнения диклофенака натрия при внутрибрюшинном введении мышам составляет 42-132 мг/кг [В.Э. Колла, Б.Я. Сыропятов, М., Медицина", 1998 - 263 с.].

Анальгезирующее средство может быть изготовлено из одного представителя соединений, описанных формулой 1, из комбинации двух и более, из простых производных на их основе, таких как соли, которые при применении внутрь будут разлагаться с образованием соединений 1, а также из композиций, содержащих соединения структуры 1 с добавлением любых других компонентов, используемых в качестве вспомогательных веществ.

Анальгезирующее средство на основе соединений формулы 1 и фармацевтические композиции на его основе могут иметь различные формы введения: пероральную, парентеральную, ректальную и т.д.

Композиции для применения могут быть приготовлены любым способом и могут содержать активный ингредиент в смеси с нетоксичными вспомогательными веществами (наполнители, связывающие, разрыхляющие, антифрикционные вещества, пленкообразователи, корригенты запаха, вкуса и цвета, пролонгаторы, вещества для создания гидрофобного слоя, пластификаторы, растворители и пр.).

Композиции для перорального применения могут быть представлены таблетками, капсулами, саше, порошками, гранулами, раствором, водной и неводной суспензией и эмульсией, содержащими определенное количество активного соединения, а так же мягкими или твердыми желатиновыми капсулами, в которых активное вещество смешано с наполнителями, например, такими как кальция карбонат, крахмал, кальция фосфат, каолин, либо водой, растительными и вазелиновым маслами соответственно, но не ограничиваясь ими.

Кроме того, фармацевтические композиции для перорального применения могут быть представлены водными суспензиями, в которых активное вещество находится в смеси с инертными вспомогательными веществами, пригодными для приготовления водной суспензии. Масляная же суспензия может быть приготовлена суспендированием активного вещества в растительном масле - например подсолнечном, арахисовом, кокосовом, оливковом, либо в минеральном - таком как вазелиновое масло, и содержать дополнительные вспомогательные вещества. Также композиции могут представлять собой эмульсии, содержащие вспомогательные вещества, в том числе красители и подсластители.

Фармацевтическая композиция может представлять собой стерильную водную или масляную суспензию для инъекций, либо порошок для экстемпорального приготовления стерильного раствора или суспензии, пригодной для инъекционного введения.

Фармацевтическая композиция настоящего изобретения может быть представлена формой для местного применения, например мазь, крем, аэрозоль, присыпка, лосьон или тому подобное, а также любые трансдермальные формы. Фармацевтическая композиция настоящего изобретения может быть в форме, подходящей для ректального применения, и приготовлена с использованием какао-масла, парафина, гидрогенизированных жиров, желатина, глицерина, полиэтиленоксидов и других веществ, использующихся для приготовления суппозиториев.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1:

Анальгетическая активность (АА) замещенных

пирроло[3,4-b]хинолиндионов общей формулы 1 в дозе 0,05 ммоль/кг

* - р≤0,05

** - р≤0,1

ПРИМЕР 2:

Токсичность замещенных пирроло[3,4-b]хинолиндионов общей формулы 1

ПРИМЕР 3:

10-Бром-12b-фенил-1,2,3,4,7,12b-гексагидропиримидо[1',2':1,5]пирроло[3,4-b]хинолин-6,12-дион (соединение 17)

К 0,5 г (1,3 ммоль) метилового эфира 3-бензоил-6-бром-4-оксо-1,4-дигидрохинолин-2-карбоновой кислоты, растворенному в 40 мл 1,4-диоксана, добавили 0,1 г (1,3 ммоль) пропилендиамина. Кипятили с обратным холодильником 2 часа (контроль - по ТСХ), упаривали в вакууме. Выпавший осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из 1,4-диоксана. Выход 55%, Т.пл.>300°С (диоксан). ИК спектр (вазелиновое масло) ν, см^-1: 3230, 3180, 3150, 3115 (NH), 1700 (С⁶=O), 1644 (С¹²=O), 1604 (C=С). ЯМР ¹Н (400 МГц, ДМСО-d₆) δ, м.д.: 12.97 (с, 1Н, NH), 8.11 (д, J=2.4 Гц, 1H, 11-Н), 7.83 (д.д, J=9.2 Гц, J=2.4 Гц, 1H, 9-Н), 7.74 (д, J=8.4 Гц, 8-Н), 7.58 (д, J=7.2 Гц, 2Н, 2'-Н, 6'-Н), 7.37-7.33 (м, 2Н, 3'-Н, 5'-Н), 7.28-7.27 (м, 1Н, 4'-Н), 4.29 (д, J=12.8 Гц, 1H, 4-Н), 2.98-2.87 (м, 2Н, 3-Н), 2.67-2.65 (м, 1Н, 4-Н), 1.50-1.48 (м, 2Н, 2-Н). ЯМР ¹³С (125 МГц, ДМСО-d₆) δ, м.д.: 169.7 (12-С), 161.2 (6-С), 140.5, 138.8, 136.5 134.8, 129.2, 128.2 (3'-С, 5'-С), 127.6, 127.5 (2'-С, 6'-С), 127.2, 126.2, 121.9, 116.5, 78.5 (12b-С), 40.1 (2-С), 37.0 (4-С), 25.8 (3-С). Найдено (%): С, 58.65; Н, 3.82; Br, 19.26; N, 10.00. C₂₃H₂₃N₃O₂. Вычислено (%):С, 58.55; Н, 3.93; Br, 19.48; N, 10.24.

ПРИМЕР 4:

12b-Фенил-8-этил-1,2,3,4,7,12b-гексагидропиримидо[1',2':1,5]пирроло[3,4-b]хинолин-6,12-дион (соединение 18). Получали аналогично. Выход 55%, Т.пл. 292-293°С (с разл.) (ацетонитрил). ИК спектр (KBr) ν, см^-1: 3342, 3303 (NH), 1698 (С⁶=0), 1636 (С¹²0), 1596 (C=С). ЯМР ¹Н(500 МГц, ДМСО-d₆) δ, м.д.: 11.44 (с, 1H,NH),7.94 (д, J=8.1 Гц, 1H, 11-H), 7.59-7.57 (м, 2Н, 2'-Н, 6'-Н), 7.54-7.52 (м, 1H, 9-Н), 7.37-7.34 (м, 2Н, 3'-Н, 5'-Н), 7.30-7.25 (м, 2Н, 10-Н, 4'-Н), 4.30 (д, J=13.2 Гц, 1Н, 4-Н), 3.19-3.04 (м, 2Н, СН₂), 2.97-2.87 (м, 2Н, 2-Н), 2.67-2.64 (м, 1Н, 4-Н), 1.54-1.48 (м, 2Н, 3-Н), 1.21 (т, J=7.4 Гц, 3Н, CH₃). ЯМР ¹³С (125 МГц, ДМСО-d₆) δ, м.д.: 171.3 (12-С), 167.6 (6-С), 161.2, 140.1, 137.7, 136.8, 133.9, 131.7, 128.3, 128.1 (3'-С, 5'-С), 127.5 (2'-С, 6'-С), 127.5, 126.5, 123.7, 123.0, 90.3, 77.8 (12b-С), 40.1 (2-С), 36.8 (4-С), 25.8 (3-С), 23.2 (СН₂), 14.5 (СН₃). Найдено (%): С, 72.89; Н, 6.31; N, 11.45. C₂₂H₂₁N₃O₂*0.2 C₄H₈O₂. Вычислено (%):С, 72.77; Н, 6.02; N, 11.23.

Больше синтетических примеров приведено в [Патент РФ 2381229, 2010].