ПРОИЗВОДНЫЕ 2-БРОМ-1-(ТИЕТАНИЛ-3)ИМИДАЗОЛ-4,5-ДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ АНТИДЕПРЕССИВНУЮ АКТИВНОСТЬ
2-BROMO-1-(THIETANYL-3)IMIDAZOLE-4,5-DICARBOXYLIC ACID DERIVATIVES EXHIBITING ANTIDEPRESSANT ACTIVITY

Изобретение относится к медицине, а именно к фармацевтической химии и фармакологии, касается новых производных 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты и может быть использовано для создания новых лекарственных препаратов, применяемых в терапии депрессивных расстройств.
Одной из глобальных проблем фармакотерапии социально значимых заболеваний является разработка новых способов лечения депрессий, что обусловлено высокой распространенностью депрессивных расстройств (их частота соотносима с распространенностью тяжелых соматических заболеваний [Colman, I. Life course perspectives on the epidemiology of depression / I. Colman, A. Ataullahjan // Can. J. Psychiatry. - 2010. - Vol.55, №10. - P. 622-632]), неуклонным ростом их частоты и огромным экономическим бременем, которое несет общество. Согласно докладам ВОЗ депрессия занимает 3 место в мире и первое место в развитых странах по причинам временной нетрудоспособности, и по прогнозам к 2030 году она выйдет на первое место в этом списке во всем мире [The Global Burden of Disease: 2011 update. - Geneva: WHO Press, 2012. URL: http://www.who.int/iris/handle/10665/25790 (дата обращения: 27.01.2014)]. В то же время эффективность и безопасность антидепрессантов не удовлетворяет современным потребностям клиники: лишь 50% пациентов, получающих лечение антидепрессантами, достигают полной ремиссии [Cost-utility estimates in depression: does the valuation method matter? / C.C. Jonkers, F. Lamers, S.M. Evers [et al.] // J. Ment. Health Policy Econ. - 2010. - Vol.13, №4. - P. 189-197], a низкая безопасность служит причиной многочисленных осложнений и суицидов [Tandt, Н. SSRIs (selective serotonin reuptake inhibitors) and suicidality in adults, adolescents and children / H. Tandt, K. Audenaert, C. van Heeringen // Tijdschr. Psychiatr. - 2009. - Bd. 51, №6. - S. 387-393. Antidepressants: Types, Efficiency and Possible Side Effects (Depression-Causes, Diagnosis, and Treatment) / by edit. Jayden T. Van Leeuwen. - Nova Science Pub Inc; 1 edition, 2010. - 236 p.].
Прототипом изобретения являются производные 5-бром-2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-она (Ia, b) формулы
проявляющие антидепрессивную активность [Патент RU 2459818, 2012 г.].
Задачей изобретения является расширение арсенала средств, используемых для коррекции депрессивных расстройств, путем создания новых эффективных и безопасных антидепрессантов.
Технический результат при использовании изобретения - получение низкотоксичных веществ, проявляющих выраженную антидепрессивную активность.
Сущность изобретения: производные 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты общей формулы
проявляющие антидепрессивную активность.
В качестве препарата сравнения использован имипрамин (Imipramine, 10,11-Дигидро-N,N-диметил-5Н-дибенз[b,f]азепин-5-пропанамин) (в основном, моногидрохлорид; раствор для внутримышечного введения 25 мг/2 мл; ампула 2 мл, «EGIS Pharmaceuticals PLC», Венгрия), который длительное время применяется в клинике как эффективный антидепрессант [Смулевич А.Б. Депрессии в общей медицине. Руководство для врачей // А.Б. Смулевич. - М.: Медицинское информационное агентство, 2001. - 782 с.].
Заявляемые соединения синтезируются следующим образом.
Взаимодействием диметилового эфира 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты (Валиева А.Р. Исследование реакции диметилового эфира 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты с гидразин-гидратом / А.Р. Валиева, Ф.А. Халиуллин, Г.Ф. Магадеева // Башкирский химический журнал. - 2012. - Т.19, №1. - С.214-216.) с раствором гидроксида калия в присутствии водного этанола синтезируют дикалиевую соль 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты.
Взаимодействием дигидразида 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты (Валиева А.Р. Исследование реакции диметилового эфира 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты с гидразин-гидратом / А.Р. Валиева, Ф.А. Халиуллин, Г.Ф. Магадеева // Башкирский химический журнал. - 2012. - Т.19, №1. - С.214-216.) с n-диметиламинобензальдегидом в разбавленном растворе хлористо-водородной кислоты в присутствии этанола синтезируют ди[(4-диметиламинофенил)метилиденгидразид] 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-ди-карбоновой кислоты.
Пример 1. Синтез соединения Iа
разл.
К раствору 0,67 г (12 ммоль) калия гидроксида в 10 мл воды и 25 мл этанола добавляют 1,0 г (3 ммоль) диметилового эфира 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 5 часов. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают этанолом, сушат. Получают 0,9 г (78%) дикалиевой соли 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты. Очищают высаживанием из водного раствора ацетоном. Т=270-273°C.
Элементный анализ.
8
5
2
4
1
1
2
Найдено, %: C 25,11%; H 1,30%; N 7,28% - CHNOBrSK.
Вычислено, %: C 25,06%; H 1,31%; N 7,31%.
max
-1
ИК-спектр ν см: 1594, 1541 (C=O, C=N).
1
2
2
2
Спектр ЯМР H (DO), δ, м.д.: 3,47-3,53 (2Н, м, S(CH)), 4,34-4,41 (2Н, м, S(CH)), 5,87-5,96 (1H, м, NCH).
Заявляемое соединение представляет собой порошок белого цвета, растворимый в воде и не растворимый в органических растворителях.
Пример 2. Синтез соединения Ib
разл.
К 0,39 г (1,2 ммоль) дигидразида 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты добавляют 2 мл разбавленного раствора хлористо-водородной кислоты, 20 мл этанола и 0,53 г (3,6 ммоль) n-диметиламинобензальдегида в 5 мл этанола. Реакционную смесь перемешивают 10 минут при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают этанолом, сушат. Получают 0,46 г (78%) ди[(4-диметиламинофенил)метилиденгидразида] 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты. Очищают перекристаллизацией из бензола. Т=170-173°C.
Элементный анализ.
26
29
8
2
1
1
Найдено, %: C 52,10%; H 4,87%; N 18,78% - CHNOBrS.
Вычислено, %: C 52,26%; H 4,86%; N 18,76%.
max
-1
ИК-спектр ν см: 1605, 1595, 1524 (C=O, C=N), 2600-3300 (NH).
1
3
3
2
3
2
2
2
ар
ар
Спектр ЯМР H (CDCl), δ, м.д.: 3,00 с (6Н, N(CH)), 3,02 с (6H, N(CH)), 3,38-3,44 (2Н, м, S(CH)), 4,44-4,50 (2Н, м, S(CH)), 6,68 д (4Н, J=8,1 Гц, СН), 7,15-7,25 (1Н, м, NCH), 7,66-7,70 м (4Н, СН), 8,09 с (1Н,=СН), 8,27 с (1H,=СН), 10,36 с (1Н, NH), 14,23 с (1H, NH).
Заявляемое соединение представляет собой порошок оранжевого цвета, растворимый в хлороформе и диметилформамиде, при нагревании в этаноле и бензоле, не растворимый в воде и гексане.
Пример 3. Исследование антидепрессивной активности в тесте принудительного плавания.
Объект исследования - белые неинбредные половозрелые мыши-самцы массой 18-20 г, полученные из Дочернего предприятия (подсобное сельское хозяйство, питомник лабораторных животных Государственного унитарного предприятия "Иммунопрепарат") (Башкортостан).
Все животные содержались в стандартных условиях вивария с естественным световым режимом на полнорационной сбалансированной диете (ГОСТ Р 50258-92) при свободном доступе к воде и пище. Эксперименты проведены с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1998), а также Правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ [Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 23 августа 2010 г. №708н «Об утверждении Правил лабораторной практики»].
Тест принудительного плавания (FST) [Porsolt, R.D. Behavioral despair in mice: a primary screening test for antidepressants / R.D. Porsolt, A. Bertin, M. Jalfre // Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. - 1977. - Vol. 229, №2. - P. 327-336. в модификации (Щетинин E.B. Биоритмологический подход к оценке принудительного плавания как экспериментальной модели депрессивного состояния / Е.В. Щетинин, В.А. Батурин, Э.Б. Арушанян // Журнал высшей нервной деятельности. - 1989. - Т. 39, №5. - С.958-964)] рекомендован для изучения антидепрессивной активности новых веществ на этапе скрининга [Андреева Н.И. Методические указания по изучению антидепрессантной активности фармакологических веществ / Н.И. Андреева // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Р.У. Хабриева. - М.: ОАО "Издательство "Медицина", 2005. - 832 с.] и является высокочувствительным методом для обнаружения антидепрессантов с разным механизмом и профилем фармакологического действия.
Заявляемые соединения вводили животным однократно внутрибрюшинно в дозе 2 мг/кг за 30 мин до начала теста, предварительно ex tempore суспендировав их с 1-2 каплями твина-80 (Полисорбат Lauropan Т/80, Италия). В качестве препарата сравнения использовали имипрамин (Мелипрамин, EGIS Pharmaceuticals PLC (Венгрия), раствор для внутримышечного введения 25 мг/2 мл; ампула 2 мл). Имипрамин вводили внутрибрюшинно однократно за 30 мин до тестирования в оптимально эффективной для животных дозе 10 мг/кг. Контрольные животные получали эквиобъемные количества изотонического раствора натрия хлорида с 1-2 каплями твина-80.
В FST оценивали общее время иммобилизации (стандартный предиктор антидепрессивной активности) и индекс депрессивности (ИД, отношение числа коротких периодов иммобилизации к количеству периодов активного плавания), который является более чувствительным прогностическим критерием антидепрессивной активности, чем продолжительность иммобилизации [Щетинин Е.В. Биоритмологический подход к оценке принудительного плавания как экспериментальной модели депрессивного состояния / Е.В Щетинин, В.А. Батурин, Э.Б. Арушанян [и др.] // Журн. высш. нервной деятельности. - 1989. - №5. - С.958-964].
Ход экспериментов записывали на цифровую видеокамеру (Panasonic NV-GS330 со штативом), визуальную оценку поведения животных проводили путем анализа видеофайлов с помощью программы «BrainTest» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008610170).
Статистическую обработку данных проводили с помощью программы "Statistica 8.0" ("StatSoft", USA): для описания вариационных рядов рассчитывали медиану (Me) и квартили, нормальность распределения оценивали с помощью критерия Шапиро-Уилка. Для сравнения выборок групп применяли Q-критерий Дана и U-критерий Манна-Уитни [Гланц С. Медико-биологическая статистика. - Практика, М., 1998. - 459 с.]. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
1-3
1-4
1-2
2-3
2-4
Оба заявляемых соединения вызвали выраженный антидепрессивный эффект - ИД FST статистически значимо снизился (↓ на 21.7% - Iа р=0,013; ↓ на 21,6% - Ib p=0,002 по сравнению со значением контрольной группы - 100%, табл.) и по величине был сравним с ИД FST в группе, получавшей имипрамин (↓ на 20.1% р=0,002; р=0,365; р=0,663).
1-4
1-3
Статистически значимо длительность иммобилизации FST снижал только Ib (↓ на 63.1% p=0,0004). Ia вызывал эффект, равный по величине имипрамину, но статистически не отличающийся от контроля (↓ на 26,1% р=0,061).
1-2
2-3
2-4
Препарат сравнения имипрамин уменьшал продолжительность иммобилизации на 23.3% (p=0,047). Статистически значимой разницы между имипрамином, Iа (р=0,745) и Ib (р=0,065) не выявлено.
Пример 4. Исследование антидепрессивной активности в тесте подвешивания за хвост.
Объект исследования, дозы и режим введения соединений и имипрамина см. пример 3.
Тест подвешивания за хвост (TST), как и FST, рекомендован для изучения антидепрессивной активности новых веществ на этапе скрининга [Андреева Н.И. Методические указания по изучению антидепрессантной активности фармакологических веществ / Н.И. Андреева // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Р.У. Хабриева. - М.: ОАО "Издательство "Медицина", 2005. - 832 с.] и позволяет выявить антидепрессивную активность соединений, не проявивших себя в FST.
TST проводили в камере в условиях звукоизоляции при искусственном освещении. Поведение животного записывали с помощью видеокамеры (Panasonic NV-GS330 со штативом) в течение 6 мин, визуальную оценку поведения животных проводили путем анализа видеофайлов с помощью программы «AutoTST 1.0». Регистрировали периоды неподвижности животного и подсчитывали общую продолжительность иммобилизации животного в тесте.
1-3
1-2
2-3
2-4
Заявляемые соединения вызывали снижение длительности иммобилизации TST, наиболее выраженный статистически значимый эффект зарегистрирован в группе, получавшей Iа (на 59% по сравнению с контролем, p=0,048). Однако достоверных отличий между эффектом имипрамина и Iа не выявлено: имипрамин, сокращая на 60% продолжительности иммобилизации, вызывал эффект, статистически значимо не отличающийся от контрольных значений (р=0,132) и значений групп животных, получавших заявляемые соединения (р=0,747; р=0,349).
Пример 5. Изучение острой токсичности.
50
Острую токсичность соединений определяли по методу Личфилда-Уилкоксона при однократном внутрибрюшинном введении неинбредным мышам-самцам [Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта / М.Л. Беленький. - Государственное издательство медицинской литературы, 1963. - 151 с.]. Для расчета LD использовали программу Pharmacologia Calculation System - Version 4.1 модуль Quantal Dose-Response: Probits (by R.J. Tallarida and R.B. Murray Springer Verlag, New York, 1986).
Соединения ex tempore суспендировали с 1-2 каплями твина-80 (Полисорбат Lauropan Т/80, Италия), разводили изотоническим раствором натрия хлорида (Изотонический раствор для инъекций NaCl, «Фармстандарт - Уфимский витаминный завод ОАО», Россия, ампулы по 10 мл) и вводили из расчета 0,4 мл на 20 г веса мыши в дозах 100, 200, 400, 800, 1200, 1600 мг/кг.
Установлено, что токсичность заявляемых соединений существенно меньше токсичности препарата сравнения - имипрамина. По классификации И.В. Березовской [Березовская И.В. Классификация химических веществ п параметрам острой токсичности // Хим. - фарм. журнал. - 2003. - Т.37, №3. -С.32-34.] при внутрибрюшинном введении Ib отнесен нами к IV классу опасности (малотоксичные соединения), тогда как Iа и имипрамин - к III классу опасности (умеренно токсичное соединение).
LD50 Iа при внутрибрюшинном введении мышам-самцам 1171÷106.5 мг/кг (LD84=1365 мг/кг, LD 16=987 мг/кг).
LD50 Ib>1600 мг/кг, гибели животных при внутрибрюшинном введении максимально возможной дозы 1600 мг/кг не наблюдалось.
LD50 имипрамина при внутрибрюшинном введении неинбредным мышам-самцам - 104 мг/кг [Imipramine Hydrochloride. Material Safety Data Sheet. URL: http://datasheets.scbt.com/sc-207753.pdf (дата обращения: 27.01.2014)].
Таким образом, заявляемые производные 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты Iа и Ib, проявляя выраженный антидепрессивный эффект, сравнимый с эффектом классического антидепрессанта имипрамина, характеризуются низкой токсичностью, что является их преимуществом.
Таблица
Влияние производных 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты на показатели TST и FST при однократном внутрибрюшинном введении в дозе 2 мг/кг
Шифры со-
FST
№
единений
TST
иммобилизация
ИД
100,0(62,0-105,0)
101,5(76,0-128,0)
1,06(0,94-1,12)
1
контроль
n=14
n=14
n=13
40,0(24,0-106,0)
78,0*(26,0-82,0)
0,85*(0,76-0,89)
2
имипрамин
n=15
n=13
n=13
41,0*(20,0-68,0)
75,0(51,5-96,5)
0,83*(0,73-0,91)
3
Iа
n=8
n=8
n=7
81,5(35,0-149,5)
37,5*″(12,5-48,5)
0,83*″(0,71-0,89)
4
Ib
n=8
n=8
n=8
Примечание:
* - различия достоверны в сравнении с контролем (р<0,05 для U-критерия Манна-Уитни)
" - различия достоверны в сравнении с контролем (р<0,05 для Q-критерия Дана)