Соли n,n-диметиламиноэтил- -(4-гидрокси-3,5-ди- третбутилфенил)пропионата в качестве ингибитора холинэстеразы

 

Использование: в качестве ингибитора холинэстеразы. Сущность изобретения: продукт - соли N, N-диметиламиноэтил- b -(4-гидрокси-3,5-ди-третбутилфенил)-пропионата ф-лы где R-H, (C₁-C₁₆)Alk X-Cl, Br, J. Реагент 1: {3,5-[C(CH₃)₃]₂-4-OH}C₆H₂CH₂CH₂COOCH₃. Реагент 2: HOCH₂CH₂N(CH₃)₂ в условиях щелочного катализатора при 130 - 140°С в токе аргона при удалении из сферы реакции образующегося метанола с последующей обработкой полученного продукта галоидводородом или алкилгалогенидом в среде ацетона, бензола или эфира. 1 табл.

Изобретение относится к органической химии, а именно к новым соединениям, конкретно к солям N,N-диметиламиноэтил- β-(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропи- оната общей формулы HOH₂CH₂COOCH₂CHX^- где R = H, (C₁-C₁₆)Alk; X = Cl, Br, J, которые могут быть использованы в качестве ингибитора холинэстеразы и основы для противострессового препарата.

Эти соединения не известны, их свойства не описаны ни в патентной, ни в научно-технической литературе.

Известно вещество Physostigmine, представляющее собой производную дигидроизохинолина, которое используется в качестве холинэстеразного ингибитора при лечении болезней Альцгеймера [1].

Однако это вещество токсично, дает побочные эффекты, а также имеет малый срок действия.

Наиболее близким к предлагаемому соединению по технической структуре является калиевая соль фенозан-кислоты, имеющая структуру HOCH₂CH₂COOK где R= C(CH₃)₃, которая используется в медицине и сельском хозяйстве в качестве противострессового и противоожогового средства, а также ростового вещества [2].

Недостатком его является малая эффективность, плохая растворимость солей в воде с образованием неустойчивых растворов, легко подвергающихся гидролизу на щелочь и исходную кислоту, что существенно ограничивает область его использования в медицинской практике. Это вещество обладает малой антихолинэстеразной активностью, что делает его малоэффективным при использовании в качестве потенциальной неврологической субстанции.

Цель изобретения - получение солей N, N-диметиламиноэтил- β-(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата для синтеза соединения, являющегося ингибитором холинэстеразы, растворяющегося в воде с образованием устойчивых нейтральных растворов.

Поставленная цель достигается новой химической формулой вещества: где R=H, (C₁-C₁₆)Alk, X = Cl, Br, J.

Данная структура синтезируется согласно следующей схеме: Соли N, N-диметиламиноэтил-β-(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата получают путем переэтерификации метил- β-(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-про- пионата N,N-диметиламиноэтанолом в условиях щелочного катализа при (130-140)^оС в токе аргона при удалении из сферы реакции образующегося метанола.

Структура полученных солей подтверждена данными элементного анализа, ИК- и ПМР-спектроскопии.

При взаимодействии полученных солей в среде ацетона, бензола или эфира с галоидводородом или алкилгалогенидом образуется галоидгидрат или четвертичная аммониевая соль указанного пропионата.

Предложенный общий принцип синтеза позволяет создавать активные и малотоксичные субстанции, представляющие собой гибридную молекулу, объединяющую в своей структуре два или более фрагментов, ответственных за различную физиологическую активность.

Гибридная структура полученных веществ, а именно наличие в ее составе фрагмента экранированного фенола наряду с фрагментом, обеспечивающим специфическое или неспецифическое взаимодействие с нейрорецептором, предопределяет возможность потенциального использования данного соединения в качестве неврологической субстанции. Механизм его действия, очевидно, может быть обусловлен антихолинэстеразной активностью как и в случае других известных препаратов-ингибиторов.

Наличие изменений холинэстеразной активности хорошо известно для ряда неврологических заболеваний, в частности при болезни Альцгеймера, которая является главной причиной деменции у пожилых людей. При этих патологиях был выявлен холинэргический дефицит в центральной нервной системе (ЦНС), синапсах и эритроцитах крови. Уменьшение уровня ацетилхолина (субстрата ацетилхолинэстеразной реакции) у больных коррелирует с резким нарушением памяти, мыслительных функций и другими расстройствами. Указанные нарушения могут быть снижены с помощью избирательного торможения ацетилхолинэстеразы, сопровождающегося увеличением уровня ацетилхолина в ЦНС.

Одно из основных направлений терапии болезни Альцгеймера включает поиск фармакологических средств, вызывающих торможение гидролиза ацетилхолина в синапсах на основе использования ингибиторов ацетилхолинэстеразы.

В качестве модельной системы для изучения ацетилхолинэстеразной активности синтезированных соединений была использована эритроцитная ацетилхолинэстераза. Изменения холинэстеразной активности в плазме и эритроцитах коррелируют с таковыми в структурах мозга при таких патологиях как болезнь Альцгеймера, поэтому моделирование влияния различных соединений - ингибиторов ацетилхолинэстеразы на активность эритроцитарных мембран является адекватным для выяснения наличия или отсутствия их антихолинэстеразной активности на холинергические функции ЦНС и, следовательно, может быть использовано для скрининга потенциальных неврологических веществ.

В таблице приведены сравнительные показатели антихолинэстеразной активности производных экранированных фенолов по параметру СА₅₀ - концентрация вещества в микромолях, при которой происходит 50%-ная инактивация эритроцитарной ацетилхолинэстеразы.

П р и м е р 1. В 11,0 мл (0,11 моль) диметиламиноэтанола растворяют 0,23 г (0,01 моль) натрия. К полученному раствору добавляют 29,1 г (0,1 моль) метил-β -(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата. Смесь нагревают при 130-140^оС в слабом токе аргона с отгонкой образующегося метанола в течение 3-4 ч. Смесь охлаждают, растворяют в 100 мл эфира, эфирный раствор дважды промывают водой (2 ˙ 200 мл), сушат, упаривают в вакууме. Остаток растворяют при нагревании в 100 мл гексана и оставляют на ночь в морозильнике. Выпавшие кристаллы отделяют, промывают 30 мл гексана, сушат. Получают 19,5 г слегка кремоватых кристаллов. Из гексанового маточника кислой экстракцией с последующим подщелачиванием 5% -ным водным NaOН дополнительно получают 7,8 г аналогичных кристаллов.

Общий выход 27,3 г (78% от теории) N,N-диметиламиноэтил-β-(4-гидрокси- 3,5-дитретбутилфенил)-пропионата, т.пл. 69-70^оС.

Найдено,%: C 72,36; H 9,94; N 4,10.

C₂₁Н₃₅O₂N.

Вычислено,%: C 72,16; H 10,09; N 4,01.

ИК-спектр (КВr): ν_OH = 3640, ν_CO = 1649 см^-1. ПМР-спектр (СDCl₃, δ, м. д. ): C(CH₃)₃ - 1,42; CH₂(б) - 2,61; CH₂COO 2,86 (J = 8,2 Гц); СООСН₂ - 2,54; СН₂N - 4,17 (J = 5,8 Гц); (СН₃)₂N - 2,27; OH 5,02; H_м6,95.

П р и м е р 2. Раствор 3,5 г (0,01 моль) пропионата в 25 мл сухого эфира насыщают сухим НСl до прекращения его поглощения. Смесь выдерживают 30 мин. Выпавшие кристаллы отделяют, промывают 20 мл сухого эфира и 30 мл гексана, сушат в вакууме.

Получают 3,6 г (93% от теории) хлоргидрита N,N-диметиламиноэтил-β-(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата, т.пл. 176-177^оС.

Найдено,%: C 65,08; H 9,31; N 3,76; Cl 8,91.

C₂₁H₃₆O₃NCl.

Вычислено,%: С 65,34; Н 9,40; N 3,63; Cl 9,19.

Аналогично получат бромгидрат N, N-диметиламиноэтил-β -(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата, выход 91% от теории, т.пл. 169-170^оС.

Найдено,%: C 58,48; H 8,25; N 3,00; Br 18,60.

C₂₁H₃₆O₃NBr.

Вычислено,%: C 58,60; H 8,43; N 3,35; Br 18,56.

П р и м е р 3. К раствору 3,5 г (0,01 моль) пропионата в 20 мл бензола добавляют 1 мл (0,015 моль) иодистого метила. Смесь выдерживают 2 ч при 20-25^оС, выпавшие кристаллы отделяют, промывают гексаном, сушат, кристаллизуют из воды.

Получают 4,6 г (98% от теории) пластинчатых кристаллов с т.пл. 169-170^оС.

Найдено,%: C 53,76; H 7,56; N 2,73; J 25,40.

C₂₂H₃₈O₃NJ.

Вычислено,%: C 53,76; H 7,79; N 2,85; J 25,82.

ПМР-спектр (CDCl₃, δ, м.д.): C(CH₃)₃ 1,42; CH₂(б) 2,67, CH₂COO 2,85. (J = 8,2 Гц); (СН₃)₂N 3,49, COOCH₂ 4,09; CH₂N 4,58; OH 5,07; H_м6,95.

П р и м е р 4. К раствору 3,5 г (0,01 моль) пропионата в 25 мл сухого эфира добавляют 1,2 г (0,011 моль) этилбромида. Смесь выдерживают 2 ч при 20-25^оС, выпавший осадок бромида четвертичной аммониевой соли отделяют, промывают гексаном, сушат.

Получают 4,2 г (92% от теории) пластинчатых кристаллов бромида, т.пл. 167-168^оС.

Найдено,%: C 60,02; H 8,48; N 2,79; Br 17,00.

C₂₈H₄₀O₃NBr.

Вычислено,%: C 60,24; H 8,79; N 3,05; Br 17,44.

ПМР-спектр (CDCl₃, δ, м.д.): C(CH₃)₃ 1,41; CH₃CH₂ 0,92; CH₃CH₂ 3,52 (J = 7,1 Гц); СН₂ (δ) 2,67; СН₂СОО 2,85 (J = 8,2 Гц); (СН₃)₂N 3,49; COOCH₂ 4,08; CH₂N 4,56; OH 5,07; Н_м 6,95.

П р и м е р 5. К раствору 3,5 г (0,01 моль) пропионата в 10 мл сухого ацетона добавляют 3,05 г (0,012 моль) гексадецилбромида. Смесь выдерживают при 20-25^оС 5 сут. Выпавшие кристаллы бромида аммониевой соли отделяют, промывают гексаном, сушат.

Получают 3,9 г (59% от теории) мелких пластинчатых кристаллов бромида четвертичной аммониевой соли пропионата с т.пл. 160...161^оС.

Найдено,%: C 68,26; H 10,36; N 2,00; Br 11,95.

C₃₇H₆₈O₃NBr.

Вычислено,%: C 68, 06; H 10,19; N 2,14; Br 12,25.

ПМР-спектр (CDCl₃, δ, м.д.): C (CH₃)₃ 1,41; CH₂C₁₅H₃₁ 0,96; CH₂C₁₅H₃₁ 3,56 (J = 7,3 Гц); СН₂ (δ) 2,67; СН₂СОО 2,85 (J = 8,2 Гц); (СН₃)₂ N 3,45; COOCH₂ 4,07; CH₂N 4,51; OH 5,03; Н_м 6,95.

Целевой продукт - соли N,N-диметиламиноэтил- β -(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата получают в ходе двухстадийного синтеза с выходом до 95% в обычной химической аппаратуре. Процесс легко может быть реализован в промышленном масштабе на основе доступного промышленного сырья метил- β -(4-гидрокси-3,5-дитретбутилфенил)-пропионата.

Таким образом, синтезирована новая субстанция на базе экранированных фенолов и изучены ее антихолинэстеразные свойства, позволяющие рассматривать синтезированное вещество в качестве основы для создания лекарственных препаратов при лечении болезни Альцгеймера и других форм деменции.

Методика проведения испытаний предлагаемых соединений на биологическую активность состоит в следующем.

Для испытаний используют суспензии эритроцитов, выделенных из 3 мл свежей цитратной крови доноров путем осаждения после 3-кратного центрифугирования и отмывания изотоническим раствором хлорида натрия. Антихолинэстеразную активность (АХЭ-активность) до и после обработки препаратами определяют двумя методами.

1. Потенциометрическим методом с автоматической регистрацией кинетики выделения протона в ходе ферментативного гидролиза при 37^оС субстрата ацетилхолина йодида (АХ). Состав инкубиционной смеси: изотонический раствор NaCl (5 мл), содержащий 2,5 моль трис-НCl, рН 8,0; АХ в концентрации от 10^-5 до 5 ˙ 10^-2 моль; 0,1 мл эритроцитарной массы. По экспериментальным кривым выделения протона в процессе феpментативной реакции определяют начальную скорость реакции в контроле и после обработки препаратами (v_k и v_c); отношение этих препаратов характеризует относительную активность в пробе. Реакцию начинают введением АХ после инкубации смеси при 37^оС в течение 2 мин.

Кинетический анализ результатов определения АХЭ-активности до и после обработки препаратами включает расчеты на основе экспериментальных кривых следующих параметров: показателя инактивации фермента на 50% (СА₅₀), константы ингибирования КI, константы Михаэлиса К_м и максимальной скорости реакции V_макс, рассчитываемых графически.

2. Кинетическим методом Элмана с aцетилтиохолином йодидом в качестве субстрата. Реакцию проводят при 32^оС, рН 8 (0,1 моль фосфатный буфер). Реакционная смесь (1,5 мл) содержит 10-20 мкл суспензии эритроцитов, полученной разбавлением исходной эритроцитарной масс в 60-100 раз. Используемые концентрации субстрата - 10^-5 - 10^-3 моль. АО ионол добавляют в суспензию эритроцитов в виде раствора в этаноле. Для включения препарата в липиды эритроцитарных мембран 200 мкл суспензии эритроцитов инкубируют, периодически интенсивно перемешивают, в течение 30 мин при комнатной температуре после добавления 2 мкл спиртового раствора ионола или спирта в случае контрольных эритроцитов. Конечные концентрации ионола составляют 3,3 ˙ 10^-7 - 3,3 ˙ 10^-5 моль. Концентрация ионола в суспензии эритроцитов при инкубации для его включения в мембраны была 2,5 ˙ 10^-5 - 2,5 ˙ 10^-3 моль. Конечная концентрация водорастворимого АО фибган-1 составляет 3 ˙ 10^-5 моль. С ним также проводят 30-минутную инкубацию суспензии эритроцитов, где концентрация препаратов была 2,5 ˙ 10^-3 моль. По зависимости начальной скорости реакция от концентрации субстрата, пользуясь координатами Лайнуивера-Берка и методом Корниш-Боудена, рассчитывают V_макс и К_м.

Формула изобретения

СОЛИ N,N-ДИМЕТИЛАМИНОЭТИЛ- β -(4-ГИДРОКСИ-3,5-ДИ-ТРЕТ БУТИЛФЕНИЛ)ПРОПИОНАТА В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРА ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ.

Соли N, N-диметиламиноэтил- b -(4-гидрокси-3,5-ди - трет. бутилфенил)пропионата общей формулы
где R - водород, C₁ - C₁₆-алкил;
X - хлор, бром, йод,
в качестве ингибитора холинэстеразы.

РИСУНКИ

Рисунок 1