Результат интеллектуальной деятельности: Гидробромид 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-a]бензимидазола, обладающий анксиолитической и противосудорожной активностью

Гидробромид 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола, обладающий анксиолитической и противосудорожной активностью.

Изобретение относится к средствам, обладающим одновременно анксиолитической и противосудорожной активностью, и может быть использовано при изготовлении фармацевтических композиций.

Тревожные расстройства - психические расстройства, характеризующиеся общей устойчивой тревогой, паталогическим страхом, напряжением и нервозностью. В настоящее время распространенность заболеваний, связанных с тревожными расстройствами, составляет от 13,6 до 40% и постоянно растет [1, 2].

На сегодняшний день препараты, обладающие анксиолитическим эффектом, представлены в основном группой соединений бензодиазепинового ряда, так как их противотревожное действие реализуется быстро и достаточно эффективно. Но для таких препаратов характерны многочисленные нежелательные эффекты: утомляемость, сонливость, нарушение памяти, психическая и физическая лекарственная зависимость, синдром отмены [3]. В связи со значительным ростом заболеваний, связанных с тревожными и депрессивными расстройствами, актуальным является разработка и внедрение новых анксиолитических средств, которые обладали бы высокой эффективностью на фоне низкого риска развития нежелательных реакций [4, 5].

Синтез лекарственных средств для лечения нервно-психических заболеваний, в частности эпилепсии, также является важной проблемой синтетической органической химии. Фармакопея противоэпилептических препаратов значительно с каждым годом расширяется, однако, большинство из них недостаточно активны, а наиболее эффективные препараты зачастую вызывают побочные токсические реакции. В связи с этим представляет несомненный интерес поиск и изучение антиконвульсантов, которые обладают комбинированными психотропными свойствами. При поиске новых нейротропных соединений в экспериментальной психофармакологии представляется важным и актуальным моделировать у животных как саму патологию, так и ее отдельные проявления. Такой подход дифференцированного (применение интерорецептивных раздражителей, например, коразола) и интегративного (например, "приподнятый крестообразный лабиринт") моделирования, биостатистическая оценка спектра фармакологического действия веществ, сопоставление основных и побочных эффектов позволяют детально проводить отбор перспективных лекарственных средств среди вновь синтезированных соединений [6].

Известным препаратом с анксиолитическим эффектом является диазепам [7, 8, 9]. Однако его активность остается недостаточно высокой.

Известным противосудорожным препаратом является вальпроат натрия [7]. Однако его активность остается недостаточно высокой.

Техническим результатом является средство, проявляющее одновременно анксиолитическую и противосудорожную активность.

Технический результат достигается гидробромидом 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола формулы 1:

Наиболее близкими по структуре среди производных 2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола являются гидрохлориды 11-фенацилпроизводных 2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола, обладающие гипотензивным действием [10] и гидрогалогениды 11-феноксиэтил- и бензилзамещенных 2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола, обладающие антиагрегантной [11] и альфа-глюкозидаза ингибирующей [12] активностью.

В ряду 2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола не известны соединения, проявляющие одновременно анксиолитическую и противосудорожную активностью.

Синтез соединения 1 заключается в алкилировании 2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола (2) 4-трет-бутилбензилбромидом при кипячении в нитрометане:

Ниже приведен пример синтеза гидробромида 1.

Пример. Гидробромид 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола (1). Раствор 1.87 г (10 ммоль) 2,3,4,5-тетрагидро-1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола (2) и 2.27 г (10 ммоль) 4-трет-бутилбензилбромида в 25 мл нитрометана кипятят в течение 5 ч. Охлаждают, выделившийся осадок отфильтровывают. Выход 3.69 г (89%). Бесцветные кристаллы с т.пл. 249-251°С (из изопропанола).

Спектр ЯМР ¹Н, (300 МГц), δ, м.д. (ДМСО-d₄): 1.20 м (9Н, С(СН₃)₃; 1.97 и 2.09 два уш.т (4Н, С(3)Н₂, С(4)Н₂); 3.57 уш.т (2Н, С(5)Н₂); 4.36 уш.т (2Н, С(2)Н₂); 5.46 с (2Н, CH₂Ar); 7.24 д (2Н, H(2',6'), J 8.1 Гц)¹; 7.32 д (2Н, Н(8,9), J 7.8 Гц); 7.38 д (2Н, Н(3',5'), J 8.1 Гц)¹; 7.48 д (1Н, Н(10), J 7.5 Гц); 7.71 д (1H, Н(7), J 7.8 Гц); 9.05 с (1Н, ⁺NH). Найдено, (%): С 63.41; Н 6.49; Br 19.00; N 9.78. C₂₂H₂₇N₃⋅HBr. Вычислено, (%): С 63.77; Н 6.81; Br 19.28; N 10.14.

Исследование фармакологической активности.

Материалы и методы.

Эксперименты проведены на половозрелых мышах-самцах массой 18-23 г. Животные содержались в условиях вивария с естественным световым режимом на стандартной диете лабораторных животных, без ограничения доступа к еде и воде (ГОСТ Р 50258-92) с соблюдением Международных рекомендаций по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997). Животных разделили на группы по 10 животных в каждой.

Изучаемые вещества вводили за 30 минут до начала теста. Животным опытных групп внутрибрюшинно вводили либо препарат сравнения (диазепам 2 мг/кг или вальпроат натрия 90 мг/кг, или флумазенил 1,0 мг/кг) [7], либо исследуемое вещество (гидробромид 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-

а]бензимидазола) в эквимолярных ему дозах. Контрольным группам крыс вводился изотонический раствор хлорида натрия.

Метод изучения анксиолитической активности в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» основан на естественном предпочтении грызунами темных нор, а также на страхе нахождения на открытых площадках и падения с высоты [13].

Животных помещают в приподнятый крестообразный лабиринт и в течение 3-х минут регистрируют следующие показатели анксиолитической активности: латентный период до выхода в открытый рукав (сек), количество выходов в открытый рукав, суммарное время, проведенное в открытых рукавах лабиринта (сек), общее число переходов из рукава в рукав (с указанием переходов типов рукавов), количества свешиваний, реактивность, время ухода из центра (сек), общее время нахождения в центре (сек), количество выглядываний из закрытого рукава, количество болюсов. Препарат сравнения - диазепам исследован в дозе 2.0 мг/кг. Результаты исследований приведены в таблице 1.

Согласно руководству по доклиническому изучению новых фармакологических веществ для скрининга анксиолитиков, в сочетании с тестом «Приподнятый крестообразный лабиринт», используют установку «Темная/светлая камера», предназначенную для изучения поведения грызунов в условиях переменной стрессогенности (при свободном выборе комфортных условий) и позволяет оценить: предпочтение темноты/света; выраженность и динамику поведения «выглядывания»; привыкание.

Животных помещают в ярко освещенный отсек двухкамерной светлой/темной установки и за определенный период времени (5 мин) регистрируют: латентный период первого захода в отсек; число перемещений туда-обратно; время, проведенное в светлом и темном отсеках; выглядывание из темного в светлый отсек; число вставаний на задние лапы. Результаты исследований приведены в таблице 2.

Для изучения локомоторной активности животных помещают в актометр Activity cage 7401, в камере которого расположены датчики фиксирующие горизонтальную активность животного. Информация передается на самописец, в котором есть возможность установки таймера с автоматической фиксацией поученных результатов. Препарат сравнения - диазепам в дозе 2.0 мг/кг. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Для определения ректальной температуры использован термодатчики (AnD DT-623). Температура определяется при погружении электрода на глубину 1.5-1.8 [13]. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Оценка прогипногенного эффекта проведена с использованием теста «гексеналового сна». Об уровне нейролептического действия судят по изменению продолжительности сна в опытных группах по сравнению с контрольной. Регистрируют время засыпания (принятие «бокового положения») и окончания сна (появление первых признаков активности, выход из бокового положения). Отсутствие у изучаемого вещества влияния на длительность гексеналового сна позволяет предположить, что он не оказывает угнетающего влияния на микросомальные системы печени, метаболизирующие барбитураты. Препарат сравнения - диазепам в дозе 2.0 мг/кг. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Исследование антиконвульсивной активности проводены на модели коразоловых судорог. Коразол (80 мг/кг) вводят подкожно в область шейного отдела спины. За животными ведут наблюдение в течение 30 минут после введения коразола. В качестве препарата сравнения использован диазепам в дозе 2 мг/кг и вальпроат натрия в дозе 90 мг/кг. Для оценки противосудорожной активности регистрируют следующие показатели: латентное время возникновения судорог и летальность животных в группе. Отсутствие судорог и снижение летальности свидетельствует о противосудорожной активности исследуемых веществ. Результаты исследований приведены в таблице 4.

С целью выяснения вопроса о вовлечении ГАМК-бензодиазепинового рецепторного комплекса в реализацию анксиолитического действия соединения 1 использован фармакологический анализатор - антагонист бензодиазепиновых рецепторов - флумазенил в дозе 1 мг/кг. Его вводят за 20 минут до введения исследуемых веществ и, по прохождении инкубационного периода, животных помещают в приподнятый крестообразный лабиринт, где регистрируют необходимые показатели.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием теста Вилкоксона, критерия Краскела-Уолиса с постобработкой тестом Данна, либо с использованием однофакторного дисперсионного анализа и теста Ньюмана-Кеулса, в случае нормального распределения данных. Расчет показателя LD₅₀ проводят с помощью линейного и нелинейного однофакторного регрессионного анализа с определением доверительных интервалов для среднего значения. Обсчет реализован в программе GraphPad Prism 5.0.

Результаты исследований

Об уровне активности судили по изменению фиксируемых показателей в опытных группах по сравнению с контрольной.

1. Анксиолитическая активность.

Результаты исследования анксиолитической активности в приподнятом крестообразном лабиринте (табл. 1) свидетельствуют о том, что соединение 1 снижает эмоциональную тревожность, превышая по эффективности препарат сравнения - диазепам на 40% по времени нахождения в светлом рукаве и уменьшая латентное время выхода в светлый рукав в 3 раза. У всех животных опытной группы соединение 1 статистически значимо увеличивает количество переходов по сравнению с контрольной группой и относительно препарата сравнения диазепама, что свидетельствует о повышении исследовательской и поисковой активностей. Количество выходов в светлый рукав у животных, которым вводят соединение 1, также увеличивается относительно контрольных животных, уступая препарату сравнения диазепаму.

При исследовании анксиолитической активности в установке «Темная/светлая камера» соединение 1 (табл. 2) достоверно снижает латентное время выхода в светлый отсек и увеличивает время пребывания животного в нем, не уступая препарату сравнения диазепаму, и даже недостоверно превосходя его по количеству переходов между отсеками и количеству вертикальных стоек, что подтверждает наличие высокой анксиолитической активности.

2. Миорелаксация и гипногенный эффект.

При изучении выявлено (табл. 3), что соединение 1 не оказывает влияния на локомоторную активность, температуру тела животных, а так же продолжительность сна, то есть не обладает гипногенным и миорелаксирующим эффектами, в отличие от препарата сравнения диазепама.

3. Противосудорожная активность

В результате изучения противосудорожной активности в тесте с центральным аналептиком коразолом (табл. 4) в группе животных препарата сравнения - диазепама - латентное время возникновения судорог достоверно увеличивается в 2.9 раза, в группе вальпроата натрия - в 5.9 раз, а показатели в группе соединения 1 не отличаются от контрольных результатов. Летальность животных в группе вальпроата натрия почти не отличается от контроля, а в группах соединения 1 и диазепама снижается в 2.8 и 4 раза, соответственно. Таким образом, соединение 1 не влияет на латентное время развития судорог, в отличие от препаратов сравнения, но превосходит вальпроат натрия по уровню летальности животных на модели коразоловых судорог, почти не уступая препарату сравнения - диазепаму.

4. Механизм действия

Влияние флумазенила изучено на животных опытных групп, которым введены диазепам и соединение 1 в тесте приподнятого крестообразного лабиринта. В результате исследования установлено, что флумазенил, являясь антагонистом бензодиазепиновых рецепторов, блокирует действие диазепама, что проявляется в достоверном увеличении латентного времени выхода в светлый рукав, уменьшении общего времени нахождения в нем, а так же уменьшении количества выходов в светлый рукав относительно группы животных, которым введен только диазепам. Флумазенил также блокирует действие соединения 1, достоверно увеличив латентное время выхода в светлый рукав и снизив продолжительность нахождения животных в нем, уменьшая при этом и количество выходов в светлый рукав, относительно группы, получавшей только соединение 1.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что предполагаемый механизм действия у соединения 1 - это взаимодействие с бензодиазепиновыми рецепторами.

Выводы.

Как следует из вышеописанного, средство - гидробромидид 11-(4-трет-бутилбензил)-2,3,4,5-тетрагидро[1,3]диазепино[1,2-а]бензимидазола 1, имеющий в своей структуре диазепиновый фрагмент, сочетает в себе анксиолитические и противосудорожные свойства, и не имеют нежелательных реакций, свойственных бензодиазепинам - миорелаксации и гипногенного эффекта. Предполагаемый механизм действия исследуемого соединения - взаимодействие с бензодиазепиновыми рецепторами. Соединение может быть использовано при создании фармацевтических композиций.

Литература

1. Иванникова Е.В., Жердев В.П., Бойко С.С., Блынская Е.В., Турчинская К.Г., Алексеев К.В. Исследование фармакокинетики и биодоступности в создании новых оригинальных лекарственных средств пептидной структуры и их оптимальных лекарственных форм // «Фармакокинетика и фармакодинамика». - 2013. - №2. С. 1-17.

2. Хабиров Ф.А., Хайбуллин Т.И., Бабичева Н.Н. и др. Клинико-нейрофизиологическая оценка эффективности применения мексидола в лечении тревожных расстройств у больных рассеянным склерозом хронической ишемией головного мозга. // Бюлл. экспер. биол. и мед. - 2012. - С. 6-10.

3. Бобров А.Е., Старостина Е.Г., Мошняга Е.Н. Бензодиазепиновая проблема: о чем свидетельствует опыт применения тофизопама (Грандаксина) // «Клиника и терапия психических расстройств». - 2012. - №4. - С. 19-25.

4. Гудашева Т.А. Стратегия создания дипептидных лекарств. // Вестн. Рос. акад. мед. наук. - 2011. - Т. 7. - С. 8-15.

5. Фаттахов Ш.А. Направленный синтез N-содержащих производных фосфорилуксусных кислот, обладающих биологической активностью: автореф. дис. канд. хим. наук / Ш.А. Фаттахов. - Казань: КГТУ, 2010.

6. Пароникян Е.Г., Дашян Ш.Ш., Джагацпанян И.А., Пароникян Р.Г., Назарян И.М., Акопян А.Г., Минасян Н.С., Айвазян А.Г., Тамазян Р.А., Бабаев Е.В. Синтез и нейротропная активность 6,8-диаминопроизводных пирано[3,4-с]пиридинов // Биоорганическая химия. - 2016. - Т. 42, №2. - С. 238-247.

7. Регистр лекарственных средств России (РЛС) Пациент, 2003. - Москва.

8. Maltsev D.V., Yakovlev D.S., Matokhin D.G., Samsonik Y.V., Spasov A.A., Anisimova V.A. Anxiolytic action of a new 5-HT2A antagonist RU-476 / European neuropsychopharmacology. - 2013. - №23. - S2.

9. Yakovlev D., Kolobrodova N., Spasov A., Anisimova V. Anxiolytic profile of 5-HT3-antagonist RU 1204 versus tropisetron and diazepam / European neuropsychopharmacology. - 2011. - №21. - S2.

10. Anisimova V.A., Osipova MM, Kuzmenko ТА., Caignard D.-H., Renard P., Manechez D. Nouveaux derives tricycliques de benzimidazoles, leur precede de preparation et les compositions pharma-ceutiques qui les contiennent // Fr. Pat. 2765223 (1998); WO 9900390 (1999)].

11. Диваева Л.Н., Кузьменко T.A., Спасов A.A., Морковник А.С., Анисимова В.А., Кучерявенко А.Ф., Сиротенко B.C. Патент РФ №2582618, C07D 487/04, 2016. Бюлл.изобрет., №12, 2016.

12. Диваева Л.Н., Кузьменко Т.А., Спасов А.А., Морковник А.С., Анисимова В.А., Чепляева Н.И., Алешин Д.А. Патент РФ 2602504, C07D 487/04, A61K 31/551, 2016. Бюлл. изобрет., №32, 2016.

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