Производные 2-аминобензотиазола, обладающие противогипоксической активностью, и способ их использования
Владельцы патента RU 2448100:
Иванова Татьяна Николаевна (RU)
Цублова Елена Геннадьевна (RU)
Настоящее изобретение относится к области фармацевтики и медицины и касается фармацевтически приемлемых производных 2-аминобензотиазола общей формулы 1, обладающих выраженной противогипоксической активностью, и способа лечения острой гипоксии с высокой эффективностью лечения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к области фармакологии и применению производных 2-аминобензотиазола для защиты организма от острой гипоксии различного генеза.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Острая гипоксия развивается при воздействии различных факторов на организм, таких как пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, сопряженное с повышенной концентрацией углекислого газа (нормобарическая гипоксия с гиперкапнией), воздействие различных веществ, которые инактивируют гемоглобин (гемическая гипоксия) или нарушают процессы тканевого дыхания (гистотоксическая гипоксия). Подобные процессы могут возникать как самостоятельный процесс (например, при нахождении в гермообъеме, при авариях на химическом производстве и т.д.), так и сопровождать различные патологии (заболевания сердечно-сосудистой системы, различные интоксикации и т.д.). В любом из случаев, гипоксия, как повреждающий фактор, способна приводить к нарушению функций организма вплоть до его гибели, поэтому поиск соединений, обладающих противогипоксической активностью, является актуальным.
Разработка корректоров гипоксических состояний, как новой области фармакологии, была впервые начата в Военно-медицинской академии в начале 1960-х годов. Первая концепция данного класса препаратов была разработана В.М. Виноградовым (Смирнов А.В. и соавт., 1996). По его определению, к антигипоксантам относятся лекарственные вещества, которые способны уменьшать или ликвидировать последствия кислородного голодания (Кораблев М.В., Лукиенко П.И., 1976). Под руководством профессора В.М.Виноградова были созданы первые антигипоксанты: гутимин, а затем амтизол (производное тиазола), активно изучавшиеся впоследствие под руководством профессора А.В.Смирнова. Механизм противогипоксического действия гутимина и амтизола на молекулярном уровне пока до конца не выяснен. Четко установлено положительное поливалентное влияние этих средств на энергетику клетки. Основу такого влияния составляет, очевидно, оптимизация функций митохондрий, в которые препараты активно проникают. При гипоксии они стабилизируют митохондриальные мембраны, уменьшают угнетение дегидрогеназ цикла Кребса, предотвращают разобщение окисления и фосфорилирования, увеличивая тем самым продукцию АТФ на единицу потребляемого дефицитного кислорода. Препараты гутиминового ряда второго поколения (амтизол, тримин) не только активируют гликолиз, но и снижают уровень лактата во внутренней среде, в крови и в органах (за исключением печени), нормализуя, таким образом, нарушенное в результате гипоксии кислотно-основное равновесие. Ресинтез глюкозы при этом идет не за счет переключения цикла Кребса на преимущественное окисление пирувата, а либо в глюкозо-лактатном цикле Кори, либо в глюкозо-аланиновом цикле. Показано, что амтизол сукцинат как циклическое производное гутимина наиболее активен в предупреждении гипоксических осложнений таких состояний, как послеоперационная и посттрансфузионная гипоксия, острое падение сердечной деятельности на фоне инфаркта миокарда и после операций на «открытом сердце», септический шок (Семиголовский Н.Ю., 1987). Амтизол обладает выраженным мембраностабилизирующим действием, о чем судили по антиаритмическому эффекту, скорости регресса гиперферментемии, а также по способности снижать интенсивность перекисного окисления липидов. В непосредственном периоде после длительных операций амтизол оказывает пробуждающий (антинаркотический) эффект, особенно отчетливый при использовании больших доз калипсола (кетамина) (Костюченко А.Л. и соавт., 2000).
Ранее было показано, что наличие в формуле вещества тио- или изотиомочевинного фрагмента обусловливает антигипоксические свойства, а присоединение к изучаемым соединениям янтарной кислоты уменьшало их токсичность. Следовательно, новые производные 2-аминобензотиазола, соответствующие этим требованиям, способны проявлять антигипоксическую активность.
При введении новых производных 2-аминобензотиазола наблюдали положительный эффект в условиях острой гипоксии различного генеза (острая гемическая, острая гистотоксическая и острая нормобарическая гипоксическая гипоксия с гиперкапнией). Кроме того, настоящими изобретателями было обнаружено, что данные соединения также обладают выраженной антиоксидантной активностью, что расширяет возможность их применения.
Таким образом, в данной области техники существует особенно острая необходимость в соединениях, которые обладают выраженной противогипоксической активностью и которые можно применять в значительно меньших дозах, следовательно, уменьшая токсичность при приеме лекарственного средства.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к получению и применению новых производных 2-аминобензотиазола в качестве средств с антигипоксической активностью.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтически приемлемым производным 2-аминобензотиазола общей формулы (I)
где
R= HOOC-(CH2)2-COOH или отсутствует, R1 = C2H5 или H, R2 = H.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтически приемлемым производным 2-аминобензотиазола общей формулы (I), где R = HOOC-(CH2)2-COOH, R1 = C2H5, R2 = H.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтически приемлемым производным 2-аминобензотиазола общей формулы (I), где R = HOOC-(CH2)2-COOH, R1 = H, R2 = H.
В четвертом аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтически приемлемым производным 2-аминобензотиазола общей формулы (I), где R отсутствует, R1 = C2H5, R2 = COCH3.
В пятом аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения острой гипоксии различного генеза, включающему введение эффективного количества фармацевтически приемлемого производного 2-аминобензотиазола общей формулы (I) млекопитающему, нуждающемуся в таком лечении.
В шестом аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения гипоксии, выбранной из группы, состоящей из острой гемической гипоксии, острой гистотоксической гипоксии, нормобарической гипоксической гипоксии.
В седьмом аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения острой гипоксии различного генеза, включающему введение эффективного количества фармацевтически приемлемого производного 2-аминобензотиазола общей формулы (I) человеку, нуждающемуся в таком лечении.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Состояния, которые поддаются лечению антигипоксантами, включают острую гемическую гипоксию, острую гистотоксическую гипоксию, нормобарическую гипоксическую гипоксию.
В соответствии с настоящим изобретением одно или более соединений общей формулы (I) можно использовать для лечения вышеуказанных состояний.
В настоящей заявке под «эффективным количеством», «терапевтическим количеством» или «эффективной дозой» подразумевают то количество, достаточное для того, чтобы добиться желаемого фармакологического или терапевтического воздействий, таким образом, приводя к эффективному предупреждению или лечению состояния.
Настоящее изобретение далее будет более подробно описано посредством примеров, которые не должны быть рассмотрены как ограничение настоящего изобретения.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Примеры 1, 2 и 3 ниже представляют собой способы получения и/или методики очистки указанных в заголовке соединений.
Спектры ЯМР получали на спектрометре 1Н-ЯМР «Bruker» WM-400 (рабочая частота для 1Н 400,132 МГц, внешний стандарт TMS, растворитель - DMSO-d6).
Примеры 4, 5 и 6 ниже относятся к биологическим испытаниям заявленных соединений на разных моделях гипоксии. Исследуемые соединения вводили в виде эмульсии с твин-60 за 1 час до воздействия гипоксии. В качестве эталонного препарата использовали амтизола сукцинат, который вводили тем же путем и в те же сроки в виде эмульсии с твин-60 в дозе 25 мг/кг. Во всех вариантах опытов регистрировали продолжительность жизни мышей в минутах. Противогипоксическое действие соединений изучали на белых беспородных мышах-самцах массой 20-24 г с использованием моделей острой гипоксии (Руководство по экспериментальному доклиническому изучению новых фармакологических веществ. - М., 2000).
Пример 1
Получение сукцината 2-амино-6-этоксибензотиазола (ЭАБТИ-1)
К раствору 0,97 г (0,005 М) 2-амино-6-этоксибензотиазола (Sigma-Aldrich) в 30 мл спирта добавляли раствор 0,59 г (0,005 М) янтарной кислоты в 20 мл спирта и нагревали при перемешивании в течение 25 минут при температуре 90-100оС. Выпавший при охлаждении осадок отделяли и перекристаллизовывали из спирта. Получали белые кристаллы. Выход составлял 1,44 г (92,3%). Тпл=136-138оС. Найдено, %: С, 50,14; H 5,05; N, 9,10. C13H16N2O5S. Вычислено, %: С, 50,00; Н, 5,13; N 8,97.
Пример 2
Получение сукцината 2-амино-6-гидроксибензотиазола (ГАБТИ-1)
А) получение 2-амино-6-гидроксибензотиазола
К раствору 7,6 г (0,1 моль) тиомочевины (Fluka) в 200 мл этанола и 9 мл (0,1 моль) конц. соляной кислоты по каплям добавляли 21,6 г (0,2 моль) 1,4-бензохинона (Sigma-Aldrich), растворенного в 400 мл горячего этанола. Затем смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 24 часов, растворитель удаляли на роторном испарителе. Осадок промывали горячим ацетонитрилом и затем холодным этанолом.
Основание получали нейтрализацией водного раствора его гидрохлорида карбонатом натрия. После перекристаллизации из спирта получали белые кристаллы. Выход 12,92 г (77,55 %). Тпл.=264-266°С. Rf =0,73 (хлороформ : метанол = 5 : 1). Найдено, %: С, 50,49; Н, 3,52; N, 16,74. C7H6N2OS. Вычислено, %: C, 50,60; H, 3,61; N, 16,87. Спектр 1Н-ЯМР, м.д.: 6,89 (1H, д.д., J=8,70, 2,36 Гц, H-5); 7,30 (1H, д., J=2,36 Гц, H-7); 7,35 (1H, д., J=8,70 Гц, H-4); 9,86 (2H, уш.с., NH); 10,11 (1H, уш.с., OH).
Б) получение сукцината 2-амино-6-гидроксибензотиазола
К раствору 0,83 г (0,005 М) 2-амино-6-гидроксибензотиазола в 30 мл спирта добавляли раствор 0,59 г (0,005 М) янтарной кислоты в 20 мл спирта и нагревали при перемешивании в течение 25 минут при температуре 90-100°С. Выпавший при охлаждении осадок отделяли и перекристаллизовывали из спирта. Получали белые кристаллы. Выход составлял 1,34 г (94,3%). Тпл=190-192оС. Найдено, %: С, 46,60; H 4,32; N, 9,73. C11H12N2O5S. Вычислено, %: С, 46,47; Н, 4,22; N 9,86.
Пример 3
Получение 2-Ацетиламино-6-этоксибензотиазола (ЭАБТИ-А1)
Кипятили с обратным холодильником 2,91 г (0,015 моль) 2-амино-6-этоксибензотиазола (Sigma-Aldrich) в 10 мл уксусного ангидрида в течение 7 часов. Добавляли 100 мл воды. Выпавшие кристаллы отфильтровывали и сушили. После перекристаллизации из смеси этилацетата со спиртом получали белые кристаллы. Выход составлял 2,58 г (72,88 %). Тпл.=223-225°С. Rf = 0,78 (хлороформ : метанол = 5 : 1). Найдено, %: С, 55,78; Н, 5,16; N, 11,73. C13H14O4N2S. Вычислено, %: С, 55,93; Н, 5,08; N, 11,86. Спектр 1Н-ЯМР, м.д.: 1,37 (3Н, т, ОСН2СН3); 2,27 (3Н, с, СОСН3); 4,23 (2Н, кв, ОСН2СН3); 7,12 (1Н, д.д. Н-5); 7,38 (1Н, д., Н-7); 8,01 (1Н, д, Н-4); 12,7 (1Н, уш.с, NH).
Пример 4
Противогипоксическое действие в условиях острой гемической гипоксии.
Острую гемическую гипоксию у мышей создавали подкожным введением натрия нитрита в дозе 400 мг/кг (ЛД100). Установлено, что в условиях острой гемической гипоксии продолжительность жизни подопытных животных достоверно повышали соединение 1 в дозе 1 мг/кг, соединение 2 в дозе 1 мг/кг и соединение 3 в дозе 0,5 мг/кг (таблица 1). Положительный эффект составил 22, 24 и 9% соответственно в сравнении с контрольными значениями. Препарат сравнения амтизол сукцинат в указанных условиях опыта оказался неэффективным.
Таблица 1 - Влияние производных 2-аминобензотиазола на продолжительность жизни мышей в условиях острой гемической гипоксии
| Вещество | Доза, мг/кг | |||
| 0,5 | 1 | 5 | 25 | |
| ЭАБТИ-1 | 114 | 122* | 94 | |
| ГАБТИ-1 | 100 | 124* | 119 | |
| ЭАБТИ-А1 | 109* | 104 | 91 | |
| Амтизола сукцинат | 96 | |||
| Примечания. 1 - В этой и последующих таблицах дано процентное соотношение к контролю, принятому за 100%. 2 - (*) - различия достоверны (Р<0,05). |
Пример 5
Противогипоксическое действие в условиях острой гистотоксической гипоксии.
Острую гистотоксическую гипоксию у мышей моделировали подкожным введением раствора натрия нитропруссида в дозе 20 мг/кг. В условиях острой гистотоксической гипоксии (таблица 2) введение вещества 1 в дозах 0,1, 1 и 5 мг/кг увеличивало время жизни мышей на 17, 63 и 28% соответственно, вещества 2 в дозах 0,1, 0,5 и 1 мг/кг - на 29, 75, 20% и вещества 3 в дозе 5 мг/кг - на 25 % соответственно в сравнении с контролем. При данном виде гипоксии амтизол сукцинат превышал контрольные значения на 31%.
Таблица 2 - Влияние производных 2-аминобензотиазола на продолжительность жизни мышей в условиях острой гистотоксической гипоксии
| Вещество | Доза, мг/кг | ||||
| 0,1 | 0,5 | 1 | 5 | 25 | |
| ЭАБТИ-1 | 117* | 104 | 163* | 128* | |
| ГАБТИ-1 | 129* | 175* | 120* | 111 | |
| ЭАБТИ-А1 | 113 | 116 | 125* | ||
| Амтизола сукцинат | 131* |
Пример 6
Противогипоксическое действие в условиях нормобарической гипоксической гипоксии.
Острую нормобарическую гипоксическую гипоксию с гиперкапнией у мышей вызывали помещением каждого животного в стеклянные банки объемом 250 мл. В условиях острой нормобарической гипоксической гипоксии (таблица 3) продолжительность жизни мышей достоверно повышалась под влиянием соединения 1 в дозе 10 мг/кг, соединения 2 в дозе 25 мг/кг, а соединения 3 в дозах 0,5 и 5 мг/кг. При этом мыши подопытной группы жили больше контрольных животных на 33, 26 и 26% соответственно. Амтизола сукцинат повышал продолжительность жизни мышей на 17% в сравнении с контролем.
Таблица 3 - Влияние производных 2-аминобензотиазола на продолжительность жизни мышей в условиях острой нормобарической гипоксической гипоксии и гиперкапнии
| Вещество | Доза, мг/кг | ||||
| 0,5 | 1 | 5 | 10 | 25 | |
| ЭАБТИ-1 | 90 | 71 | 110 | 133* | 109 |
| ГАБТИ-1 | 104 | 102 | 106 | 95 | 126* |
| ЭАБТИ-А1 | 133* | 112 | 126* | ||
| Амтизола сукцинат | 117* |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Было установлено, что все новые соединения имеют низкую токсичность, более чем в 10 раз превышающую диапазон исследованных эффективных доз.
Представленные соединения обладают выраженной противогипоксической активностью в широком диапазоне доз на различных моделях острой гипоксии, превышающей таковую у известного антигипоксанта амтизола сукцината.
Эффективные дозы новых полученных соединений на порядок меньше эффективных доз препарата сравнения (амтизола сукцината), следовательно, они представляют собой перспективные антигипоксанты для дальнейшего изучения фармакологических свойств с целью внедрения в медицинскую практику.
Существенным преимуществом соединений (ЭАБТИ-1, ГАБТИ-1 и ЭАБТИ-А1) перед известными противогипоксическими средствами является то, что они могут применяться в небольших дозах, имеют незначительные побочные эффекты.
1. Фармацевтически приемлемые производные 2-аминобензотиазола общей формулы
где R=НООС-(СН2)2-СООН или отсутствует, R1=С2Н5 или Н, R2=H.
2. Фармацевтически приемлемые производные 2-аминобензотиазола по п.1, где:
R=НООС-(СН2)2-СООН, Rx=C2H5, R2=H.
3. Фармацевтически приемлемые производные 2-аминобензотиазола по п.1, где:
R=НООС-(СН2)2-СООН, R1=H, R2=H.
4. Фармацевтически приемлемые производные 2-аминобензотиазола по п.1, где:
R отсутствует, R1=С2Н5, R2=COCH3.
5. Способ лечения острой гипоксии различного генеза, включающий введение эффективного количества соединения по любому одному из пп.1-4 млекопитающему, нуждающемуся в таком лечении.
6. Способ по п.5, где гипоксия выбрана из группы, состоящей из острой гемической гипоксии, острой гистотоксической гипоксии, нормобарической гипоксической гипоксии.
7. Способ по п.5, где млекопитающим является человек.
