Результат интеллектуальной деятельности: Антигипоксическое и актопротекторное средство на основе 2-(этилсульфанил)-1Н-бензимидазол-3-ия (2Е)-3-карбоксипроп-2-еноата

Изобретение относится к медицине и фармации и касается нового антигипоксического и актопротекторного средства на основе производного этилтиобензимидазола, а именно: 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноата (C₉H₁₀N₂S⋅C₄H₄O₄) формулы I:

Наиболее близким по структуре и фармакологическим свойствам к заявляемому средству является этилтиобензимидазола гидробромид (бемитил) формулы II (прототип):

Фармакологическое действие бемитила - антиастеническое, антигипоксическое, психостимулирующее, актопротекторное, адаптогенное, антиоксидантное, репаративное, иммуномодулирующее, ноотропное [Н.И. Каркищенко, В.В. Уйба, В.Н. Каркищенко, Е.В. Шустов, К.В. Котенко, С.Л. Люблинский // Очерки спортивной фармакологии. Том 3. Векторы фармакорегуляции. 2014. С. 282-290].

К недостаткам данного соединения можно отнести сравнительно невысокую антигипоксическую активность.

Задачей предполагаемого изобретения является расширение арсенала антигипоксических и актопротекторных средств, поиск нового на основе этилтиобензимидазола средства, имеющего низкую токсичность, обладающего антигипоксической активностью, превышающей указанную активность применяющихся в медицинской практике препаратов, и обладающего сопоставимой с ними актопротекторной активностью.

Указанная задача достигается применением 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноата в качестве антигипоксического и актопротекторного средства.

Изобретение иллюстрируется примерами синтеза и исследования фармакологических свойств.

Пример 1. Методика синтеза 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2Е)-3 -карбоксипроп-2-еноата.

2-(Этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноат (этилтиобензимидазола фумарат) был получен путем взаимодействия этилтиобензимидазола с фумаровой кислотой.

Этилтиобензимидазол (2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол) был синтезирован при взаимодействии 1H-бензимидазол-2-тиола с бромэтаном в присутствии основания.

К 15 г (0.1 моль) 1H-бензимидазол-2-тиола в 100 мл воды добавляли 8.4 г (0.1 моль) гидрокарбоната натрия и 11 г (0.1 моль) бромэтана. Смесь перемешивали 10 часов при комнатной температуре. Продукт отфильтровывали, промывали водой, сушили на воздухе и перекристаллизовывали из водного изопропанола. Выход 16 г (90%). Т. пл. 170-171°С. 1Н ЯМР (500 МГц, ДМСО-d6): 1.40 (т, j=5.7 Гц, 3Н, СН3), 3.29 (к, j=5.7 Гц, 2Н, СН2), 7.09-7.16 (м, 2Н, Ar-Н), 7.40-7.55 (м, 2Н, Ar-Н), 12.57 (шс, 1Н, NH). 13С ЯМР (125 МГц, ДМСО-d6):. 14.6, 26.9, 112.9, 125.1, 132.2, 149.8.

В спектре ЯМР 1Н этилтиобензимидазола в ДМСО-d6 присутствуют характерные сигналы протонов этильной группы 1.40 (т, j=5.7 Гц, 3Н, СН3), 3.29 (к, j=5.7 Гц, 2Н, СН2) и два мультиплета ароматических протонов 7.09-7.16 (м, 2Н, Ar-Н), 7.40-7.55 (м, 2Н, Ar-Н). Кроме того, наблюдаются уширенный синглет протона NH 12.57 (шс, 1Н, NH).

В спектре ЯМР 13С этилтиобензимидазола в ДМСО-d6 присутствуют сигналы атомов углерода этильной группы (14.6, 26.9 м. д.) и четыре сигнала атомов углерода бензимидазола (112.9, 125.1, 132.2 и 149.8 м. д.).

2-(Этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноат (этилтиобензимидазола фумарат) был синтезирован при взаимодействии этилтиобензимидазола с фумаровой кислотой.

К 17,8 г (0.1 моль) этилтиобензимидазола в 100 мл свежеперегнанного ацетона добавляли 11,6 г (0.1 моль) фумаровой кислоты. Смесь перемешивали 1 час при 50°С. Ацетон отгоняли на роторном испарителе, кристаллы промывали эфиром и сушили на воздухе. Выход 28,5 г (97%).

1Н ЯМР (500 МГц, ДМСО-d6): 1.36 (т, j=5.7 Гц, 3Н, СН3), 3.27 (к, j=5.7 Гц, 2Н, СН2), 6.52 (с, 2Н, СН=СН), 7.41-7.45 (м, 2Н, Ar-Н), 7.65-7.71 (м, 2Н, Ar-Н), 12.2 (шс, 2Н, NH). 13С ЯМР (125 МГц, ДМСО-d6): 14.7, 26.8, 112.9, 124.8, 132.5, 134.6, 150.4, 167.3.

В спектре ЯМР 1Н 2-(этилсульфанил)-H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноата в ДМСО-d6 присутствуют характерные сигналы протонов этильной группы 1.36 (т, j=5.7 Гц, 3Н, СН3), 3.27 (к, j=5.7 Гц, 2Н, СН2), синглет этиленовых протонов фумаровой кислоты 6.52 (с, 2Н, СН=СН) и два мультиплета ароматических протонов 7.41-7.45 (м, 2Н, Ar-Н), 7.65-7.71 (м, 2Н, Ar-Н). Кроме того, наблюдаются сильно уширенный сигнал протонов NH 12.2 (шс, 2Н, NH).

В спектре ЯМР 13С 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2Е)-3-карбоксипроп-2-еноата в ДМСО-d6 присутствуют сигналы атомов углерода этильной группы (14.7, 26.8 м.д.), типичные сигналы атомов углерода протонированного бензимидазола (112.9, 124.8, 132.5 и 150.4 м.д.) и фумаровой кислоты (134.6, 167.3 м.д.).

Пример 2. Определение острой токсичности.

Острую токсичность 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2Е)-3-карбоксипроп-2-еноата определяли на аутбредных белых мышах-самцах массой тела 24±2 г. Перед испытанием животные были разделены на 4 группы по 5 животных в каждой. Все 4 группы получали исследуемое вещество. За 3-4 часа до введения дозы животных ограничили в пище, но поили. 1-я - 4-я группы получали исследуемое соединение путем внутрижелудочного введения раствора в дозе 2 г/кг, 1,5 г/кг, 1,28 г/кг, 1 г/кг соответственно. После введения препарата мышей не кормили 1-2 часа. Оценка выживаемости проводилась через 24 часа и через 48 часов от момента введения исследуемого соединения. Наблюдение за животными осуществляли в течение 72 часов. Регистрировали развитие основных симптомов и время гибели животных.

В результате в 1-ой и 2-ой группах смертность составила 100%, в 3-ей 20%, в 4-ой 0%.

На основании ГОСТа №32296-2013 «Методы испытаний по воздействию химической продукции на организм человека. Основные требования к проведению испытаний по оценке острой токсичности при внутрижелудочном поступлении методом фиксированной дозы» исследуемый препарат причислен к 4 классу острой токсической опасности по классификации СГС и является малотоксичным.

Пример 3. Определение антигипоксической активности.

Острую нормобарическую гипоксию моделировали в гипоксикамере "БИО-НОВА-204" (ООО «НТО Био-Нова», Россия). В гипоксикамеру подавалась генерированная газовая смесь, содержащая 5% кислорода. Продолжительность воздействия составляла 8 часов. Опыты выполнены на аутбредных мышах-самцах массой 24±2 г. Мыши были разделены на 3 группы по 8 животных в каждой. Вещества вводили внутрижелудочно в виде раствора за 30 минут до проведения эксперимента. 1-я группа получала исследуемое вещество - 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2Е)-3-карбоксипроп-2-еноат в дозе 25 мг/кг. 2-я группа получала препарат сравнения - этилтиобензимидазола гидрохлорид (ЭТБИХ) в дозе 25 мг/кг. 3-я группа мышей была контрольной и получала 0,9% раствор NaCl в эквивалентном объеме.

В эксперименте в качестве препарата сравнения использовался гидрохлорид, а не гидробромид, по причине того, что гидробромид обладает седативным свойством, и это свойство способно сделать результаты экспериментов недостаточно достоверными. Гидрохлорид же лишен подобного побочного действия.

В ходе проведенного исследования было установлено, что при 8-часовой острой нормобарической гипоксии, выживаемость в группе, которая получала 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноат, составила 100%. В группе препарата сравнения ЭТБИХ выжило 62.5% животных. В контрольной группе выживаемость составила 12.5%. Тем самым антигипоксическая активность предлагаемого производного этилтиобензимидазола в 1,49 раза выше, чем у этилтиобензимидазола гидрохлорида и в 5,88 раз выше относительно показателя контрольной группы.

Пример 4. Определение актопротекторной активности.

Был проведен эксперимент, в котором сравнивали актопротекторную активность 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноата с этилтиобензимидазолом гидрохоридом (ЭТБИХ) путем однократного введения. Животные были разделены на 3 группы по 13 животных в каждой. Животным вводили препараты внутрижелудочно в виде раствора за 30 минут до проведения эксперимента. 1-Группа получала исследуемое вещество в дозе 25 мг/кг. 2-я Группа - контрольная - получала 0,9% раствор NaCl в эквивалентном объеме. 3-Группа получала препарат сравнения - этилтиобензимидазола гидрохлорид в дозе 25 мг/кг. После введения препарата животные проходили вынужденное плавание с грузом равным 10% от массы тела. Исследования проводили в специальном плавательном бассейне (длина 1,8 м, ширина 0,15 м, высота 0,3 м), разделенном перегородками на 8 отсеков 0,15×0,15 м каждый. Бассейн заполняли до половины десатурированной водой, температура поддерживалась на уровне 22-24°С. Десатурацию воды проводили путем предварительного отстаивания воды в течение суток. Во время теста животных помещали в соответствующий отсек бассейна и сразу включали секундомер. Критерием окончания тренировки являлось погружение животного с носом под воду при неудачной попытке всплыть более трех секунд, после чего его извлекали из бассейна, обсушивали мягкой тканью и помещали в стандартную клетку. Утяжеляющий груз фиксировали к хвосту в области крестца.

После выполнения эксперимента с однократным введением получили следующие данные: 2-(этилсульфанил)-1H-бензимидазол-3-ия (2E)-3-карбоксипроп-2-еноат показал более высокую активность, чем препарат сравнения ЭТБИХ в 1,07 раз, также превысив результаты контрольной группы в 1,76 раз. Тем самым исследуемое вещество показало несколько большую актопротекторную активность относительно препарата сравнения и достоверную относительно контрольной группы.

Таким образом, заявляемое средство является малотоксичным, проявляет значительно большую антигипоксическую активность и несколько превышающую, сопоставимую с применяемым в медицине референсным препаратом, актопротекторную активность.