L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
ГИДРОХЛОРИДЫ ЗАМЕЩЕННЫХ 2-[(ДИМЕТИЛАМИНО)МЕТИЛ]АРИЛДИМЕТИЛКАРБАМАТОВ, ОБЛАДАЮЩИЕ АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗНОЙ АКТИВНОСТЬЮ
| Название | ГИДРОХЛОРИДЫ ЗАМЕЩЕННЫХ 2-[(ДИМЕТИЛАМИНО)МЕТИЛ]АРИЛДИМЕТИЛКАРБАМАТОВ, ОБЛАДАЮЩИЕ АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗНОЙ АКТИВНОСТЬЮ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Беспалов Александр Яковлевич, Прокопенко Любовь Ивановна, Горчакова Татьяна Леонидовна, Козлов Виктор Константинович, Петров Александр Николаевич, Зайцева Мария Анатольевна, Мелехова Александра Сергеевна, Бельская Алиса Владимировна, Мельникова Маргарита Викторовна, Иванов Максим Борисович, Чигарева Светлана Михайловна |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2754133 |
| Дата регистрации | 27.08.2021 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-клинический центр токсикологии имени академика С.Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ НКЦТ им. С.Н. Голикова ФМБА России) |
| Область применения (класс МПК) | C07C 271/44 (2006.01) A61K 31/27 (2006.01) A61K 31/325 (2006.01) A61P 39/02 (2006.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к области медицины, в частности к применению гидрохлоридов замещенных 2-[(диметиламино)метил]арилдиметилкарбаматов общей формулы I в качестве обратимых ингибиторов ацетилхолинэстеразы центрального действия, которые могут найти применение при лечении отравлений антидепрессантами, фосфорорганическими и холинотропными соединениями. Изобретение относится также к новым замещенным гидрохлоридам 2-[(диметиламино)метил]арилдиметилкарбаматов. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к получению солей замещенных 2-[(диметиламино)метил]арилдиметилкарбаматов общей формулы I (Ia-о) и применению их в качестве обратимых ингибиторов холинэстеразы (ОИХЭ), способствуя таким образом ее восстановлению в процессе декарбамилирования.
где R=
Заявляемые третичные карбаматы замещенных о-диметиламинометилфенолов являются активными и малотоксичными соединениями, способными к обратимому взаимодействию с холинэстеразами. Четыре представителя заявляемого ряда (Ia, г, е и к) заявлены в качестве инсектицидов еще в 1958 году [US 2.843.519].
Задачей настоящего изобретения является оценка и возможность применения заявляемых карбаматов по новому назначению, в качестве ОИХЭ центрального действия, крайне необходимых при лечении отравлений фосфорорганическими соединениями, холиноблокаторамии и антидепрессантами.
Центральные эффекты карбаматов коррелируют со степенью ингибирования холинэстеразы мозга, приводя к частичному восстановлению холинэргической передачи, что и позволяет ОИХЭ устранять интоксикацию атропином. [Медицинская токсикология: национальное руководство / под ред. Е.А. Лужникова. - М. ГЭОТАР -Медиа, 2014, с. 507-530); Wiezorek W. L., Rashner I. Arch. Toxicol. 1982, Suppl. 5, p. 133-135; IPCS Int. Progr. Chem. Safety., Carbamate Pesticides: a general introduction., World Health Organ., 1986].
Антихолинэстеразные средства, проникающие в ЦНС, оказывают терапевтическое действие при миастении, двигательных нарушениях и болезни Альцгеймера, уменьшая выраженность когнитивных расстройств. [Лемина Е. Ю., Чурюканов В. В., Эксп. клинич. фармакол., 2019, т. 82, №5, с. 40-44].
Близкие по строению и проявлению ингибирующих свойств соединения представляют собой 2-диметиламинометилкарбаматы 3-оксипиридина [US 2.512.732]. Преимуществом заявляемых соединений является более простое техническое решение, поскольку общепринятая схема синтеза исходит из более доступных замещенных о-аминофенолов, в отличие от аналогичных производных 3-гидроксипиридина.
Одно из запатентованных соединений - N,N-диметил-(2-1 N,N-диметиламинопиридил-3)-карбамат дигидрохлорид был разработан в СССР под названием «аминостигмин» (АС) как ОИХЭ. [Прозоровский В. Б., Павлова Л.В., Панов П. А. и др. Хим.-фарм. журнал, т. 25, №1. 1991, с. 87-88; Тонкопий В. Д., Прозоровский В. Б., Консторум М. Г., Бюлл. экспер. биол. и мед., т. 80, №8, 1975, с. 120-122]. В связи с вышесказанным фармакологические свойства заявляемых соединений представлены в сравнении с аминостигмином.
Аминостигмин, входящий в состав принятого на вооружение профилактического антидота против отравлений фосфорорганическими соединениями, в настоящее время не производится [Гладких В.Д. Острые отравления аварийно-опасными химическими веществами. Диагностика и лечение. Руководство / М.: «Комментарий», 2018, 264 с.]. С целью получения доступных, эффективных, менее токсичных, с широким спектром действия препаратов и были синтезированы заявляемые соединения.
Все соединения синтезировали по единой схеме в две стадии.
Первая стадия представляет собой реакцию Манниха соответствующего замещенного фенола или нафтола с диметиламином и формальдегидом по Терентьеву А.П. с соавт.[Терентьев А.П., Рухадзе Е.Г., Заенолова С.Ф. В сб. Проблемы органического синтеза. М., Наука, 1965, 122 с.]. Полученный таким образом (о-диметиламинометил)замещенный фенол (или нафтол) на второй стадии в реакции с N,N-диметиламинокарбамоилхлоридом в среде пиридина дает целевые продукты, которые затем выделяют в виде гидрохлоридов.
Пример 1. Синтез 2-[(диметиламино)метил]фенил диметилкарбамата.
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 19 г (0.2М) фенола и 40 мл 33% водного раствора (0.3М) диметиламина. Перемешивают 30 мин при 40°С, после чего медленно добавляют 20 мл формалина (37% водного раствора формальдегида, 0.25М). Реакционную смесь нагревают до 90°С, добавляют 0.5 г KOH в 5 мл воды и кипятят 4 часа, а затем переносят в делительную воронку. Экстрагируют горячим толуолом дважды по 20 мл, толуол отгоняют. Остаток перегоняют в вакууме водоструйного насоса, собирая фракцию с 130-143°С/10 мм. Получают продукт в виде 16.45 г бесцветного масла (54% от теории).
В трехгорлой колбе, снабженной мешалкой и обратным холодильником, растворяют полученное основание Манниха (17.1 г, 0.11 М) в 60 мл пиридина, медленно по каплям прибавляют при охлаждении льдом с водой диметилкарбамоилхлорид (18.3 г, 16 мл, 0.17 М). Реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре 4.5 часа. Пиридин испаряют в вакууме водоструйного насоса. Остаток дважды обрабатывают 20 мл толуола, толуольные экстракты объединяют, после чего также испаряют толуол в вакууме водоструйного насоса. К полученному остатку добавляют воду (60 мл), подщелачивают 10% раствором соды и экстрагируют эфмиром (2×40 мл). Эфирный раствор сушат над безводным сульфатом магния, эфир испаряют, а остаток перегоняют в вакууме, собирая фракцию с Тпл, 130-143°С/4 мм. Продукт в виде масла (16.0 г) с помощью спиртового раствора HCl переводят в гидрохлорид. В итоге получают белый кристаллический продукт (14.3 г, 44%) с Тпл 178-179.5°С (ацетон).
Все остальные карбаматы заявляемого ряда (таблица 1) были получены аналогичным образом из соответствующих фенолов (нафтолов), их выделяли и характеризовали в виде гидрохлоридов.
Индивидуальность соединений контролировалась методом ТСХ и подтверждена данными спектроскопии 1Н ЯМР (разрешение 500 Мгц, ДМСО).
Физико-химические характеристики и спектральные данные представлены в таблице 1.
Для подтверждения целевого назначения заявляемых карбаматов необходимо было выявить и определить их антихолинэстеразную активность в сравнении с аминостигмином в опытах in vitro и in vivo (см. табл. 2)
Пример 2.
Определение антихолинэстеразной активности заявляемых соединений и аминостигмина в условиях in vitro.
Антихолинэстеразную активность замещенных 2-[(диметиламино)метил]арил диметилкарбаматов (соединения Ia-о) и аминостигмина определяли при взаимодействии последних с частично очищенной (удельная активность 2,3 мкмоль/мин на 1 мг белка) АХЭ эритроцитов человека (производитель - ФГУП "Пермское НПО "Биомед", Россия). Обратимое ингибирование характеризовали константой ингибирования (К;), определяемой графически методом Лайнуивера-Берка [А. Ленинджер, Биохимия. Мир, М. 1974, с. 191.; Корниш-Бодуэн Э. Основы ферментативной кинетики. Мир, М. 1979, с. 45-46.; IPCS Int. Progr. Chem. Safety., Carbamate Pesticides: a general introduction., World Health Organ., 1986, p.37]
Концентрации добавляемого в раствор АХЭ ацетилхолина (АХ) варьируют в пределах (1-8)⋅10-4 М.
Скорость гидролиза АХ определяют в условиях постоянства субстрата и рН=7.0, при температуре 37°С, ионной силе 0,225 на автотитраторе «Радиометр» в токе аргона.
Полученные значения констант (K1), подтверждающие ингибирующую активность карбаматов приведены в таблице 2.
Защитный эффект заявляемых соединений и аминостигмина в качестве ОИХЭ на фоне необратимого фосфорилирования АХЭ S-диметиламиноэтилового O-2-метилпропилового эфира метилтиофосфоновой кислоты (далее - ФОС) или фосфакола определяли in vitro, по активностям АХЭ аналогично примеру 2.
Конкурентное ингибирование с ФОС определяли в опытах in vitro и in vivo (примеры 3-4). Опыты in vivo связаны с расчетом индекса защиты, определяемом на фоне введения животным ОИХЭ в стандартной дозе 
ЛД50 и измеряемом как отношение ЛД50 ФОС в опыте на фоне ОИХЭ и ЛД50 ФОС в контроле. Индексы защиты являются подтверждением центральных эффектов, коррелирующих в основном со степенью ингибирования ХЭ мозга.
Пример 3.
Способность обратимых ингибиторов уменьшать степень необратимого фосфорилирования активных центров АХЭ ФОС.
Эксперименты выполняли при 37°С, рН 7,0 и ионной силе - 0,225. Активность холинэстеразы определяли по вышеуказанной методике (пример 2). Полученные результаты величин констант декарбамилирования (кгидр.) и индексов защиты представлены в табл. 2.
Пример 4.
Скорость декарбамилирования АХЭ.
Полученные константы кгидр определены в условиях частичного угнетения активности АХЭ (на 50-70%) с последующим разведением ингибированного фермента в 50-100 раз. Полученный раствор АХЭ выдерживали при 37°С, рН 7.0 и значении ионной силы 0.225. Затем через равные промежутки времени (1, 2, 3, 5, 10, 60 мин) отбирали необходимое количество раствора и определяли активность восстановленного фермента -АХЭ. Значения кгидр приведены в Табл. 2
Токсичность заявляемых соединений и аминостигмина.
Пример 5.
Острую токсичность заявляемых соединений и аминостигмина определяли в экспериментах на белых мышах-самцах массой 16-20 грамм, содержащихся в стандартных условиях вивария. Исследуемые препараты разводили в физиологическом растворе, готовя различные концентрации. Экспериментальным животным тестируемые соединения вводили внутримышечно в увеличивающихся дозах (от ЛД0 до ЛД100) из расчета 0,1 мл раствора на 10 грамм массы животного. На каждую дозу брали 6 животных. Наблюдение за животными осуществляли в течение суток, после истечения суток учитывали результат (выжило/погибло). Расчет ЛД50 проводили по методу Прозоровского В.Б. с соавторами [Прозоровский В.Б., Прозоровская М.П., Демченко В.М. Фармакология и токсикология, 1978, т. XLI, №4, с. 497-592.]
Результаты представлены в табл. 2:
Формула изобретения
1. Применение гидрохлоридов замещенных 2-[(диметиламино)метил]арил-диметилкарбаматов общей формулы I
,
где
в качестве обратимых ингибиторов ацетилхолинэстеразы центрального действия.
2. Замещенные гидрохлориды 2-[(диметиламино)метил]арилдиметилкарбаматов Iд, Iж, Iи, Iн, Iо общей формулы I, обладающие антихолинэстеразной активностью центрального действия.
Медаль Альфреда Нобеля