Производные 2-аминобензотиазола, обладающие противогипоксической активностью, и способ их использования

Производные 2-аминобензотиазола, обладающие противогипоксической активностью, и способ их использования

Реферат

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 90-100^оС. Выпавший при охлаждении осадок отделяли и перекристаллизовывали из спирта. Получали белые кристаллы. Выход составлял 1,44 г (92,3%). Т_пл=136-138^оС. 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 %). Т_пл.=264-266°С. R_f =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%). Т_пл=190-192^оС. 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 %). Т_пл.=223-225°С. R_f = 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, R_x=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.