Результат интеллектуальной деятельности: 4"-О,5-О-ди(метилкарбамат)ивермектина, способ его получения и антипаразитарное средство на его основе

Изобретение относится к области химии макролидов, а именно к не известному ранее соединению - 4''-O,5-O-ди(метилкарбамат)ивермектину формулы:

обладающему антипаразитарной активностью, а также к способу его получения и антипаразитарному средству на его основе. Соединение формулы 1 могут найти применение в медицине, ветеринарии, а также в сельскохозяйственной, рыбной промышленности и в других областях, связанных с разведением животных, в качестве антипаразитарных средств.

Актуальной задачей медицины и ветеринарии является обновление ассортимента противопаразитарных средств. Используемые в настоящее время препараты (такие как «вермокс» [Агольцев В.А., Ноздрачев И.П., Панферов В.И., Мошненко З.Д., Бурлакова В.Г. «Способ лечения аспергиллеза у кроликов», Патент РФ №2073512, опубл. 1997.]; «клозантел» (синонимы: клозантин, клозантекс, сантел, фасковерм, роленол) [Веселова Т.П., Архипов И.А., Дорошина М.В. «Эффективность клозантела при фасциолезе овец», Бюллетень Всесоюзного института гельминтологии им. К.И. Скрябина 1986. Т. 42. 27-28.]; производные авермектина [Алексеев М.А., Рославцева С.А. «Развитие резистентности к авермектинам A₁ и А₂ на примере комнатной мухи Musca domestica L. (Diptera: Muscidae)», Агрохимия. - 2006. - №1. - С. 71-76]; [Гусейнов Н.Г., Мельницкий С.А., Мирзаев М.Н., Манджиев О.Х. «Эффективность препарата Ниацид-К при стронгилятозах желудочно-кишечного тракта и гиподерматозе крупного рогатого скота», Ветеринарная медицина. - 2007. - №2-3. - С. 34.]) применяются длительное время, вследствие чего наблюдается развитие резистентности к этим препаратам у большинства паразитов, против которых направлено их действие [ F., М. Borba, А. Pinheiro, P. Waller, J. Hansen "The prevalence of antihelmintic resistance in nematode parasites of sheep in southern Latin America: Brazil.", Vet. Parasitol. - 1996. - №62. - P. 199-206.]; [Hejmadi, M.V., S. Jagannathan N.S., Delany G.C. Coles, Wolstenholme A.J. "L-glutamate binding sites of parasitic nematodes: an association with ivermectin resistance", Parasitology. - 2000. - №120. - P. 535-545.]; [Wyk, J.A., Malan F.S. "Resistance of field strains of Haemon-chus contortus to ivermectin, closantel; rafoxanide and the benzimtda-zoles in South Africa", Veterinany Record - 1988 - V. 123, N9 - P. 226-228.]; [Wyk, J.A., Malan F.S., Gerber H.M., Alva R.M.R. "Two field strains of Haemonchus contortus resistant to rafoxanide", Onderstepoort J. Vet. Res., 1987. - V. 54. - P. 143-146.]; [Fairweather I., Gilleard J.S. "Fasciolicides: efficacy, actions, resistance and its management", Gilleard J.S., Beech R.N. "Population genetics of anthelmintic resistance in parasitic nematodes", Parasitology. - 2007. - №8. - P. 40-47]; [Kotze A.C., Robert J.. Dobson L. and et all "High-level ivermectin resistance in a field isolate of Haemonchus contortus associated with a low level of resistance in the larval stage: implications for resistance detection", VeterinaryParasitology. - 2002. - №3 - P. 255-263.]; [Prichard R.K. "Ivermectin resistance and overview of the Consortium for Anthelmintic Resistance SNPs", Expert Opin Drug Discov. - 2007. - №2. - P. 41-52.]; [Coles G., Jackson F, Pomroy W.E. and et all "The detection of anthelmintic resistance in nematodes", Veterinary Parasitology. - 2006.- №8. - P. 167-185.]; [Tyrell K., Leo F. "Overcoming Macrocyclic lactone resistence in Haemonchus contortus with pulse dosing of Levamisole" Veterinary Parasitology. - 2009. - №11. - P. 98-102]; [Varady M., Cobra J., Letkova V., Kovac G. "Comparison of two versions of larval development test to detect anthelmintic resistance in Haemonchus contortus", Veterinary Parasitology. - 2009. - №2 - 3. - P. 267-271.].

В связи с этим для достижения лечебного эффекта приходится постоянно увеличивать дозировку известных препаратов, что приводит к неоправданному накоплению этих препаратов в организме человека и животных, а также существенно увеличивает стоимость лечения.

Известен ивермектин формулы:

[Мирзаев М.Н., Савченков С.Н., Жарова Т.П., Девришов Д.А., Воронин Е.С. «Биотехнологические аспекты создания неинъекционных форм противопаразитарных препаратов на основе авермектинов», Проблемы инфекционных и инвазионных болезней в животноводстве на современном этапе. - М., 1999. - С. 272-273.]. Ивермектин формулы 2 уже несколько десятилетий является одним из основных противопаразитарных средств. На основе соединения формулы 2 созданы многочисленные антипаразитарные препараты. В результате длительного применения их у паразитов, против которых применяется данный препарат, развилась резистентность. Для достижения лечебного эффекта приходится постоянно увеличивать дозировку известных препаратов, что приводит к неоправданному накоплению этих препаратов в организме человека и животных, а также существенно увеличивает стоимость лечения.

Наиболее близким к заявленному соединению формулы 1 по структуре и свойствам является ивермектин формулы:

(Патент РФ №2554047, опубл. 27.06.2015 г.), который получают путем взаимодействия ивермектина формулы 2 с янтарным ангидридом в среде органического растворителя в присутствии катализатора аминного типа при комнатной температуре. В качестве органического растворителя используют пиридин либо смесь диметилформамида (ДМФА) и пиридина. Это соединение обладает высокой антипаразитарной активностью. Однако при своей высокой антипаразитарной активности известное соединение недостаточно стабильно в кислотной и щелочной средах, что ограничивает его использование в смесевых композициях, а также возникают трудности и ограничения при его хранении.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента соединений, обладающих антипаразитарной активностью и стабильно устойчивых к действию агрессивных сред, разработка способа их получения и создание антипаразитарных средств на их основе. Поставленная задача достигается предлагаемым новым соединением - 4''-O,5-O-ди(метилкарбамат)ивермектина формулы 1, обладающим антипаразитарной активностью, и способом его получения, заключающимся в том, что ивермектин формулы 2 подвергают взаимодействию с метилизоцианатом в присутствии молибденсодержащего катализатора в среде инертного растворителя.

Процесс можно проводить при температуре от 15°C до 60°C, преимущественно при комнатной температуре.

В качестве органического растворителя преимущественно используют хлористый метилен либо хлороформ.

В качестве молибденсодержащего катализатора используют, например, MoO₂Cl₂(DMF)₂.

Предлагаемое вещество формулы 1 можно использовать в качестве антипаразитарного средства.

Изобретение иллюстрируется примерами, не ограничивающими его объем.

Пример 1

К раствору ивермектина 2 (2.622 г, 3.0 ммоля) в сухом CH₂Cl₂ (60 мл) в атмосфере азота прибавили катализатор MoO₂Cl₂(DMF)₂ (20.0 мг, 0.058 ммоль) и метилизоцианат (0.70 г 12.28 ммоля). Реакционную смесь перемешивали 2 суток в атмосфере азота, затем для разложения остатка метилизоцианата прибавили МеОН (1 мл, 24.75 ммоля). Через 30 минут растворитель упарили в вакууме, остаток хроматографировали на SiO₂ в системе этилацетат-петролейный эфир (1-4).

Получили 4''-O,5-O-ди(метилкарбамат) ивермектина 1.

Выход 73%, т.пл. 180-185°C (ЭА-ГК). Найдено (%): С, 62.98; Н, 8.31. C₅₂H₈₀N₂O₁₆.

Вычислено (%): С, 63.14; Н, 8.15, N, 2.83, О, 25.88. [α]_d²² -132.8° (с 1, СНСl₃). Н¹ ЯМР (300 МГц, CDCl₃, δ, м.д. J/Гц) 0.78-0.96 (10Н, м, 18-СН, 27-CH₃, 29-CH₃, 24а-CH₃), 1.18-1.26 (15Н, м 4''b-CH₃, 5b-CH₃, 12а-CH₃, 5а'-CH₃, 5а''-CH₃,), 1.41-1.50 (5Н, с, 14а-CH₃, 22-СН, 23-СН), 1.60-1.78 (12Н, м 2''-СН, 2'-СН, 20-СН, 16-СН, 18-СН, 22-СН, 23-СН, 28-CH₂, 4а-CH₃), 2.05-2.25 (2Н, м, 20-СН, 2'-СН,), 2.29-2.52 (5Н, м, 2''-СН, 12-СН, 24-СН, 26-СН, 16-СН), 3.20-3.26 (2Н, м, 4''-СН, 4'-СН), 3.39-3.42 (4Н, м, 2-СН, 3а''-ОCH₃), 3.47 (3Н, с, 3а'-ОCH₃), 3.49-3.94 (7Н, м, 5''-СН, 5'-СН, 3''-СН, 3''-СН, 25-СН, 17-СН, 13-СН), 4.16 (1Н, м, 6-СН), 4.54 (1H, м, 1'-СН), 4.51-4.63 (2Н, м, 2NH), 4.65 (2Н, м, 8а-CH₂), 5.02 (1H, м, 3-СН), 5.29 (1H, м, 15-СН), 5.31-5.34 (2Н, м, 19-СН, 1''-СН), 5.36 (1Н, м, 7-ОН,), 5.39-5.50 (2Н, м, 9-СН, 5-СН,), 5.73-5.87 (2Н, м, 10-СН, 11-СН,). ¹³С ЯМР (CDCl₃, δ, м.д.): 12.1 (29-CH₃), 12.5 (27-CH₃), 15.2 (14а-CH₃), 17.5 (24а-CH₃), 16.5 (5а''CH₃), 18.5 (5а'CH₃), 19.4 (4а-CH₃), 20.2 (12а-CH₃), 27.3 (28-CH₂), 27.6 (5b-CH₃), 27.7 (22-CH₂), 27.8 (4''b-CH₃), 31.3 (24-СН), 31.7 (23-CH₂), 34.1 (2''-CH₂), 34.2 (16-CH₂), 34.5 (2'-CH₂), 35.2 (26-СН), 37.0 (18-CH₂), 39.9 (12-СН), 41.3 (20-CH₂), 45.7 (2-СН), 56.6 (3а''-ОCH₃), 56.7 (3а'-ОCH₃), 67.3 (5'-СН), 68.4 (8а-CH₂), 68.4 (5''-СН), 68.4 (17-СН), 68.7 (19-СН), 67.3 (5-СН), 75.9 (25-СН), 76.7 (4''-СН), 79.3 (6-СН), 79.4 (3'-СН), 79.5 (3''-СН), 80.7 (4'-СН), 80.8 (7С), 82.0 (13-СН), 95.0 (1'-СН), 95.1 (21-С), 98.5 (1''-СН), 118.4 (15-СН), 118.5 (3-СН), 120.2 (9-СН), 124.9 (10-СН), 134.1 (4С), 135.1 (14С), 137.9 (8С), 138.0 (11-СН), 166.7 (5а-С=O), 167.1 (4''а-С=O), 173.9 (С=O).

Масс-спектр (ESI, 4500 V; m/z 50-3000) (I_отн. (%)): Найдено: m/z 989,5569 [М+Н]⁺, вычислено для C₅₂H₈₀N₂O₁₆: 989,5581 [М+Н]⁺. Найдено: m/z 1006.5830 [М+NH₄]⁺, вычислено для C₅₂H₈₀N₂O₁₆: 1006.5846 [М+NH₄]⁺. Найдено: m/z 1011.5394 [M+Na]⁺, вычислено для C₅₂H₈₀N₂O₁₆: 1011.5400 [M+Na]⁺.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но процесс проводят в среде хлороформа при температуре 15-20°C, получают целевой продукт 1 с выходом 77%.

Пример 3. Аналогично примеру 1, но процесс проводят при температуре 40°C, получают целевой продукт 1 с выходом 75%.

При изучении противопаразитарной активности был использован экспресс-метод оценки биоцидной активности с применением олигохет Tubificidal tubifex в качестве тест-объектов [Дриняев В.А., Чижов В.Н., Ковалев В.Н., Мирзаев М.Н. «Способ определения нематоцидной активности авермектинов», патент РФ, №2013053, 1994].

При определении активности исследуемое вещество растворяют в воде при определенной концентрации, затем в полученное средство (препарат) вносят олигохеты по 10-20 особей и выдерживают в течение 1-3 ч, после чего подсчитывают общее количество олигохет A в каждом из растворов исследуемого вещества, количество активно подвижных нематод В, количество нематод с нарушенной подвижностью С и количество неподвижных нематод D, вычисляют процент смертности нематод в каждом разведении по формуле 1 - [В+(С 0,5)+(D 0)]/А 100, находят концентрацию исследуемого образца, при которой смертность олигохет составляет 50% (СК₅₀), и определяют противопаразитарную активность путем сравнения СК₅₀ исследуемого образца и эталонного образца известной концентрации.

Пример 4. Проводили определение нематоцидной активности с использованием предлагаемого средства при концентрации 2,5 мкг/мл.

Пример 5. Проводили определение нематоцидной активности с использованием предлагаемого средства при концентрации 5 мкг/мл.

Пример 6. Проводили определение нематоцидной активности с использованием предлагаемого средства при концентрации 25 мкг/мл.

Пример 7. Проводили определение нематоцидной активности с использованием предлагаемого средства при концентрации 50 мкг/мл.

Результаты исследования средства, содержащего соединение формулы 1, приведены в таблице.

0 - нет действия; + - паралич менее 50% особей; ++ - паралич 50-60% особей; +++ - паралич 60-80% особей; ++++ - паралич 80-100% особей. Анализ данных таблицы свидетельствует, что предлагаемое антипаразитарное средство более активно по сравнению с известными средствами. Так, например, как видно из таблицы, известное средство «клозантел» значительно уступает предлагаемому средству. Что же касается ивермектина 2, то при экспозиции в течение 60 минут при концентрации 2,5 мкг/мл поражение олигохет достигает 50-60% против 60-80% для предлагаемого соединения 1. Что же касается известного соединения формулы 3, то его активность такая же высокая, как и у предлагаемого соединения 1, однако оно недостаточно стабильно в кислотной и щелочной средах, что ограничивает его использование в смесевых композициях, а также возникают трудности и ограничения при его хранении.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении 4''-O,5-O-ди(метилкарбамат)ивермектина формулы 1, обладающего высокой антипаразитарной активностью, позволяющего использовать его для создания эффективных антипаразитарных средств, что расширяет ассортимент антипаразитарных средств, которые могут быть использованы для борьбы с паразитами как в кислых, так и в щелочных средах.