НЕЙРОТРОПНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
NEUROTROPIC DRUG AND METHOD FOR ITS PRODUCTION

Изобретение относится к новым производным гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), которые могут найти применение в фармацевтической промышленности и в медицине, например в неврологии, психиатрии и геронтологиии.
Предлагаемые согласно настоящему изобретению новые соединения представляют собой 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусную кислоту формулы I и ее фармацевтически приемлемые соли
В качестве фармацевтически приемлемых солей могут быть соли соединения I со щелочными, щелочно-земельными металлами или аммониевые соли.
Преимущественные фармацевтически приемлемые соли соответствуют общей формуле II
1/2
1/2
где М означает Na, К, Са, Mg.
Предлагаемые согласно изобретению соединения обладают широким спектром фармакологического действия.
Изобретение также относится к способу получения соединений формулы I, а также к нейротропному средству.
A
Известно, что ГАМК является одним из главных медиаторов торможения в ЦНС, которая регулирует нейрональную возбудимость путем связывания с белковыми мембранами (в частности, с ГАМК-рецепторами), что приводит к открытию ионных каналов. Клетки мозга снабжаются ГАМК главным образом биосинтетически за счет декарбоксилирования глутаминовой кислоты, поскольку из кровяного русла ГАМК плохо проходит через гематоэнцефалический барьер. При целом ряде заболеваний, например эпилепсии, множественном склерозе, треморе, дискинезии, тревожных состояниях, алкоголизме, психических заболеваниях, у больных отмечается низкий уровень ГАМК, что стимулировало большой интерес к получению аналогов и производных ГАМК с более ценными фармацевтическими свойствами в сравнении с исходной молекулой (например, способностью проникать через ГЭБ). В этой связи был синтезирован целый ряд веществ на основе ГАМК с высокой фармакологической активностью.
Известен ноотропный препарат пирацетам, который представляет собой производное 2-оксо-1-пирролидинацетамид, применяемый для улучшения процессов обучения, памяти и когнитивных функций как у здоровых лиц, так и, в особенности, нарушенные при различных заболеваниях [Т.А.Воронина, С.Б.Серединин. Экспериментальная и клиническая фармакология, 61(4), 3-8 (1998)]. Однако пирацетам не обладает противосудорожным действием и, кроме того, повышает готовность к развитию судорожных состояний, что определяет противопоказания к его применению у больных эпилепсией, в том числе и у детей.
Наиболее близким к предлагаемому соединению по структуре и по назначению является аналог ГАМК - 1-(аминометил)циклогексануксусная кислота (габапентин). Габапентин используется в качестве противосудорожного средства и средства для лечения нейропатических болей. Однако применение габапентина сопряжено с развитием не резко выраженного, но достоверного ухудшения внимания и памяти, что существенно для всех возрастных групп: для детского контингента это связано с проблемами обучения, для взрослого - с различными формами исполнительской деятельности, в том числе вождением автомобиля, для пожилых людей с усугублением возрастного мнестического дефицита (Martin R., Meador, К. Turrentine, L. et al. Comparative cognitive effects of carbamazepine and gabapentin in healthy senior adults. Epilepsia 2001 Jun; 42(6):764-771).
Задачей настоящего изобретения является создание нейротропного препарата, обладающего одновременно ноотропным, анксиолитическим и противосудорожным действием.
Указанная задача решается новым соединением формулы I и его фармацевтически приемлемыми солями и способом их получения.
Изобретение также относится к нейротропному средству, представляющему собой соединение формулы I или его фармацевтически приемлемые соли формулы II.
Способ получения соединения формулы I заключается в том, что соль 1-(аминометил)циклогексануксусной кислоты подвергают конденсации с алкиловым эфиром 3-пиридинкарбоновой кислоты (алкилникотинатом) с последующим выделением целевого продукта в свободном виде или в виде фармацевтически приемлемой соли.
Синтез обычно проводят в органических растворителях, таких как низший алифатический спирт или смесь спиртов или в смеси спирта с ароматическим углеводородом, при комнатной температуре или при нагревании. Предпочтительно проводить конденсацию при нагревании в органическом растворителе с последующей обработкой полученной соли 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты минеральной или органической кислотой. Продукт может быть получен в кристаллическом виде.
Для получения фармацевтически приемлемых солей, как правило, проводят обработку соединения I соответствующим металлом, гидроокисью или окисью щелочного или щелочноземельного металла. Фармацевтически приемлемые соли, например калиевую или натриевую соль, обычно получают обработкой 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты гидроокисью калия или натрия. Кальциевую или магниевую соли можно получить в процессе конденсации из соответствующего металла или окиси металла.
Заявляемое соединение и его соли синтезированы впервые, в литературе они не описаны. Полученное соединение представляет собой 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусную кислоту, строение которой подтверждено данными элементного анализа, ИК- и УФ-спектроскопии.
Приведенные ниже примеры 1-6 иллюстрируют получение заявляемого соединения и его солей.
Пример 1
1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусная кислота (лабораторный шифр ВИК-102)
f
Раствор 8.0 г (47 ммолей) габапентина в 10 мл 5 М раствора КОН в метаноле и 30 мл н-бутанола упаривают в вакууме при 70°С до вязкого масла, к остатку добавляют 30 мл толуола и снова упаривают в вакууме. К полученному остатку прибавляют 7 мл (51 ммоль) этилникотината и смесь нагревают при 130°С 4 ч. После охлаждения до комнатной температуры кристаллическую массу растворяют в воде (50 мл) и добавляют 4-5 мл концентрированной соляной кислоты до рН 3,0-5,5. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре до окончания кристаллизации, осадок отделяют, промывают водой, высушивают на воздухе, перекристаллизовывают из воды и получают 6,6 г (51,2%) целевого продукта. Т.пл.151-152°С. R 0,45 (TCX, Merck 60 F254 в системе: бензол-метанол-ацетон-ледяная уксусная кислота, 70:20:5:5).
16
21
2
3
-1
Найдено %: 65,47, Н 7,51, N 10,12. CНNО. Вычислено %: С 65,20. Н 7,30. N 10,14. ИК-спектр, ν, (KBr, см): 3360 (ОН), 1713 (С=O), 1641 (амид I), 1597 (пиридиновое кольцо), 1549 (амид II), 1214 (амид III). УФ-спектр (0,002% HCl, λ max): 262,3 нм.
Пример 2
Раствор 35 г (0.2 моля) габапентина и 8 г NaOH в 30 мл метанола и 100 мл толуола упаривают в вакууме при 50°С, остаток выдерживают в вакууме при 130°С. К остатку приливают 40 мл метилникотината в 50 мл толуола и перемешивают 6 ч при 130°С с отгонкой смеси толуола и спирта. Приливают 50 мл толуола, нагревают при 130°С еще 3 часа, осадок отфильтровывают, промывают смесью толуола с ацетоном и высушивают. Фильтрат промывают водой (2×30 мл) и 1 М NaOH (10 мл), водный раствор подкисляют уксусной кислотой до рН 3,5-5,5, осадок отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают. Получают 24,5 г (45%) 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты.
Пример 3
К раствору 2,88 г NaOH в 100 мл воды прибавляют порциями 20,0 г 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты и перемешивают до полного растворения. Реакционную массу концентрируют в вакууме до начала кристаллизации, прибавляют 100 мл 95% этанола и оставляют кристаллизоваться в течение 12 часов при 0-5°С. Осадок отделяют, промывают 60 мл 95%-ного этанола, сушат в вакууме. Получают 21,22 г (97,8%) натриевой соли 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты.
Пример 4
Аналогично примеру 3 из 4,0 г КОН в растворе 100 мл воды и 20,0 г 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты получают 22,0 г (98%) калиевой соли 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты.
Пример 5
Нагревают 1,5 часа при кипении 2,04 г кальция металлического в 50 мл абсолютированного этанола, затем прибавляют 17,1 г габапентина, смесь перемешивают 2 часа при кипении. К полученной реакционной массе прибавляют 15 мл этилникотината и кипятят 9 часов. Растворитель отгоняют, растворяют в 150 мл воды, экстрагируют хлороформом (3×45 мл). Водный слой концентрируют до 50 мл, охлаждают до 5°С и отделяют 16,25 г (55%) кальциевой соли 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты.
Пример 6
Аналогично примеру 3 из 2,1 г окиси магния и 17,1 г габапентина в 40 мл метанола получают 17,4 г (95%) магниевой соли 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты.
Оценка нейротропной активности 1-((3-пиридилкарбонил)аминометил)-1-циклогексануксусной кислоты (лабораторный шифр ВИК-102) проводилась на основании использования комплекса методических приемов согласно Методическим рекомендациям Фармакологического комитета по экспериментальному изучению препаратов с противосудорожной и ноотропной активностью (Воронина Т.А., Островская Р.У. Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ. В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Ред. Р.У.Хабриев. М. 2005, 308-320).
Эксперименты выполнены на белых беспородных крысах-самцах весом 180-200 г и белых беспородных мышах-самцах весом 18-20 г. Животные содержались в пластиковых клетках в освещенной комнате и имели свободный доступ к воде и к корму.
Неожиданным образом оказалось, что соединение ВИК-102 в отличие от габапентина обладает отчетливой ноотропной активностью как в тесте условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ), так и на двух моделях амнезии: вызванной введением скополамина - блокатора холинергических рецепторов, имитирующей состояние антероградной амнезии; на модели ретроградной амнезии, вызванной корнеальным электрошоком.
ВИК-102 в дозе 100 мг/кг вызывал почти 2-х кратное увеличение латентного периода первого захода в темный отсек при тестировании, уменьшал длительность пребывания в опасной темной камере и увеличивал длительность пребывания на светлой площадке. Полученные данные указывают на способность соединения ВИК-102 оказывать положительное влияние на память, что характерно для действия соединений с ноотропной активностью (табл.1).
Предварительное введение соединения ВИК-102 животным в дозе 100 мг/кг, также получившим и скополамин, увеличивает длительность латентного периода захода в темный отсек при тестировании и повышает число животных, не зашедших в темный отсек камеры при воспроизведении, т.е. помнящих о нанесенном аверсивном стимуле. Полученные данные свидетельствуют об антиамнестичесом эффекте соединения ВИК-102 на модели антероградной амнезии (табл.2). Показатель относительной антиамнестической активности Аа для соединения ВИК-102 в этом тесте составляет 45%.
Предварительное введение соединения ВИК-102 животным в дозе 100 мг/кг, в последующем подвергнутых действию электрошока, увеличивает длительность латентного периода захода в темный отсек при тестировании и повышает число животных, не зашедших в темный отсек камеры при воспроизведении, т.е. помнящих о нанесенном аверсивном стимуле (табл.3). Полученные данные свидетельствуют об антиамнестичесом эффекте соединения ВИК-102 также и на модели ретроградной амнезии. Показатель относительной антиамнестической активности Аа для соединения ВИК-102 в этом тесте составляет 54%.
Показатель Аа для эталонного препарата пирацетама составляет 51% для скополаминовой и 48% для электрошоковой амнезии. При сравнении с полученными показателями для соединения ВИК-102 (45% и 54% соответственно) следует, что по выраженности антиамнестического действия соединение ВИК-102 существенно не отличается от стандартного ноотропа пирацетама.
Для оценки эффективности изучаемых соединений в тесте коразоловых (пентилентетразоловых) судорог изучаемые препараты вводились внутрибрюшинно в дозах 100 мг/кг за 30 минут до коразола. Коразол вводился подкожно в дозе 85 мг/кг. Оценивалось количество мышей, демонстрирующих клонические судороги и количество погибших животных. Эксперименты выполнены на беспородных белых мышах. Установлено, что соединение ВИК-102 в дозе 100 мг/кг проявляет отчетливую противосудорожную активность по показателю устранения судорог на модели коразоловых судорог, рассматриваемых в качестве модели малых эпилептических припадков «absence», незначительно уступая по выраженности защитного эффекта габапентину (табл.4).
Соединение ВИК-102 в дозе 100 мг/кг также проявляет определенную противосудорожную активность на модели максимального электрошока (рассматриваемую в качестве модели «grand mal» - развернутого приступа и эпилептического статуса), проявляющуюся как в виде снижения летальности, так и в снижении частоты развития тонической экстензии (табл.5).
Изучение анксиолитического действия соединения ВИК-102 проводилось в двух тестах: в тесте «темная - светлая камера» и на модели приподнятого крестообразного лабиринта. Из приведенных в таблице 6 данных следует, что ВИК-102 достоверно увеличивал латентный период первого захода крыс в темную камеру и повышал время пребывания в светлой камере, т.е. оказывал действие, характерное для анксиолитиков. В этом тесте ВИК-102 имеет большую активность, чем габапентин. На модели приподнятого крестообразного лабиринта ВИК-102 достоверно увеличивал длительность пребывания крыс в открытых рукавах лабиринта, что характеризует его как достаточно эффективный анксиолитик (табл.7), но уступающий по активности габапентину.
Для оценки возможного нейротоксического действия препарата и сравнения его терапевтической широты он был изучен в дозе 1000 мг/кг, превышающей в 10 раз дозу, эффективную по основным изученным показателям (100 мг/кг). Для оценки возможного нарушения координации движений использовался тест горизонтальной проволоки, описанный J.R.Boissier и P.Simon (1960). Для оценки возможного миорелаксантного эффекта изучалось влияние соединения ВИК-102 на поведение мышей в тесте вращающегося стержня. Из приведенных данных (табл.8) следует, что ВИК-102 в дозе, превышающей в 10 раз эффективную противосудорожную и ноотропную дозу, не нарушает координации движений и не вызывает миорелаксации. В экспериментах с использованием теста Хаффнера (механическое сдавливание корня хвоста) показано, что ВИК-102 вызывает анальгетический эффект у 87%, тогда как габапентин только у 66% животных (табл.8). В использованной дозе препараты не изменяют общего состояния животных. ВИК-102 имеет низкую токсичность. После однократного введения ВИК-102 в дозе 2000 мг/кг внутрь гибели крыс не наблюдается в течение 14 суток последующего наблюдения.
Таким образом, сочетание у соединения ВИК-102 ноотропных свойств с противосудорожной, анксиолитической и анальгетической активностью свидетельствует о преимуществе данного вещества по сравнению с известными нейротропными препаратами. В отличие от габапентина ВИК-102 обладает выраженным ноотропным действием, оказывая влияние на все три фазы процессинга памятного следа (процессы фиксации, консолидации, воспроизведения информации) и восстанавливая амнезию, вызванную различными воздействиями.
Указанная совокупность эффектов может определить показания к применению ВИК-102 при нарушениях памяти различного генеза. Наибольшие перспективы ВИК-102 может иметь при нарушениях памяти у больных, страдающих эпилепсией, в том числе при нарушениях памяти, вызванных стандартными противоэпилептическими препаратами. Кроме того, препарат может быть использован при когнитивных нарушениях, вызванных цереброваскулярной недостаточностью, в том числе при старении, черепно-мозговых травмах, различных интоксикациях.
Таблица 1
Влияние ВПК-102 на поведение беспородных крыс в тесте УРПИ
Вещество
Доза, мг/кг
Латентное время захода в темную камеру при тестировании через 24 ч
Время, проведенное в темной камере при тестировании
Время, проведенное на светлой площадке при тестировании
Контроль
-
64,2±24,1
74,3±21,5
105,7±21,5
Габапентин
100
49,2±22,4
113,3±22,0
66,7±22,0
ВИК-102 + Твин-80
100
114,5±26,8*
50,5±24,4
129,5±24,4
* - достоверные отличия от контрольной группы (лечение 0,85% хлористым натрием) при P<0,05.
Таблица 2
Антиамнестическое действие ВИК-102 на модели скополаминовой антероградной амнезии
Группа
Доза, в/б, мг/кг
Кол-во животных, не зашедших в темный отсек камеры при воспроизведении
Латентное время захода в темную камеру при воспроизведении через 24 часа после обучения
Время, проведенное в темной камере
Время, проведенное на светлой площадке
в абс. единицах
в %
Контроль
физ. р-р
5/10
50
101,5±26,3
36,0±20,1
144,0±20,1
Скополамин
физ. р-р 1,25
2/15
13
40,8±12,9*
126,9±16,6*
53,1±16,6*
ВИК-102 + Скополамин
100
4/15
27
73,3±13,8**
111,7±18,8
68,3±18,8
1,25
* - достоверность различий между группой пассивного контроля (физиологический раствор) и группой активного контроля (физиологический раствор + скополамин), Р<0,05.** - достоверность различий между группой активного контроля (физиологический раствор + скополамин) и группой животных, которым вводилось соединение ВИК-102 и скополамин. Р<0.05
Таблица 3
Антиамнестическое действие ВИК-102 на модели электрошоковой ретроградной амнезии
Группа
Доза, в/б
Кол-во животных, не зашедших в темный отсек камеры при воспроизведении
Латентное время захода в темную камеру при воспроизведении через 24 часа после обучения
Время, проведенное в темной камере
Время, проведенное на светлой площадке
в абс. единицах
в %
Пассивный контроль
физ. р-р
8/10
80
147,0±22,0
33,0±22,0
147,0±22,0
Активный контроль (МЭШ)
физ. р-р
2/10
20
50,9±22,4*
116,1±20,5*
63,9±20,5*
ВИК-102 + МЭШ
100 мг/кг
5/1
50
103,0±15,9**
68,0±13,2
112,0±13,2
* - достоверность различий между группой пассивного контроля (физиологический раствор + ложный электрошок) и группой активного контроля (физиологический раствор + электрошок), Р<0,05.
** - достоверность различий между группой активного контроля (физиологический раствор + электрошок) и группой животных, леченых соединением ВИК-102 и подвергнутых электрошоку, Р<0,05
Таблица 4
Влияние ВИК-102 на выраженность судорожного эффект коразола у мышей
Вещество. Кол-во животных
Доза, мг/кг
Количество мышей с клоническими судорогами
Кол-во погибших животных
в абс. ед.
в %
в абс. ед.
в %
Контроль (коразол) (n=10)
85
7
70
1
10
Габапентин + коразол (n=10)
100
2
20**
0
0
85
Габапентин + Твин-80 + коразол (n=10)
100
3
30*
0
0
85
ВИК-102 + Твин-80 + коразол (n=10)
100
4
40*
1
10
85
* - достоверные (p<0.05 по критерию χ<sup>2</sup>) отличия от контрольной группы (лечение 0.85% хлористым натрием); ** - достоверные отличия, p<0.01
Таблица 5
Влияние ВИК-102 на эффект максимального электрошока у мышей
Вещество, кол-во животных
Доза, мг/кг
Количество мышей с тоническими судорогами
Количество погибших животных
в абс. ед.
в %
в абс. ед.
в %
Контроль (n=10)
-
8
80
8
80
Габапентин (n=6)
100
2
33,3*
1
16,7*
ВИК-102 (n=6)
100
4
66,7
4
66,7
Габапентин (n=10)
200
3
30*
0
0*
ВИК-102 (n=7)
200
5
71,4
2
28,6*
* - достоверные (P<0,05 по критерию χ<sup>2</sup>) отличия от контрольной группы (лечение 0,85% хлористым натрием).
Таблица 6
Влияние ВИК-102 на поведение беспородных крыс в тесте "темная - светлая камера"
Вещество
Доза, мг/кг
Латентное время захода в темную камеру (с)
Время, проведенное в темной камере
Время, проведенное на светлой площадке
Кол-во заходов в темную камеру
Контроль
-
16,4±4,4
158,1±4,8
19,9±4,9
1,4±0,16
Габапентин
100
23,6±5,9
145,1±,4
34,9±6,4
2,3±0,3
ВИК-102 + Твин-80
100
60,0±16,05*
115,5±15,2*
64,5±15,2*
1,3±0,15
* - достоверные (P<0,05 по тесту Mann-Whitney) отличия от контрольной группы (лечение 0,85% хлористым натрием).
Таблица 7
Влияние ВИК-102 на поведение беспородных крыс в приподнятом крестообразном лабиринте
Вещество
Время, проведенное на центр. площадке (с)
Кол-во выходов на центр. площадку
Время, проведенное в открыт. рукавах (с)
Кол-во выходов в открытые рукава
Время, проведенное в закрыт. рукавах (с)
Кол-во заходов в закрыт. рукавах
Контроль
21,7±5,73
2,4±0,8
3,8±2,96
0,3±0,15
274,5±5,68
3,1±0,81
Габапентин
61,1±5,6*
7,6±1,09*
35,2±15,8*
3,2±0,9*
203,7±16,1
6,3±0,7
ВИК-102 + Твин-80
14,7±3,4
0,9±0,4
17,5±9,84*
0,3±0,15
267,8±10,2
1,5±0,27
* - достоверные (P<0.05 по тесту Mann-Whitney) отличия от контрольной группы (лечение 0,85% хлористым натрием)
Таблица 8
Оценка нейротоксических эффектов ВИК-102 в дозе 1000 мг/кг
Вещество
Кол-во животных, удержавшихся на вращающемся стержне
Кол-во животных, подтянувшихся на горизонтальной перекладине
Кол-во животных с отсутствием болевой реакции
Контроль
9/9
9/9
0/9
Габапентин
9/9
9/9
6/9
ВИК-102
8/8
8/8
7/8