ГИДРОХЛОРИД N-1-[(4-ФТОРФЕНИЛ)-2-(1-ЭТИЛ-4-ПИПЕРИДИЛ)-ЭТИЛ]-4-НИТРОБЕНЗАМИД, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ АНТИАРИТМИЧЕСКУЮ И АНТИФИБРИЛЛЯТОРНУЮ АКТИВНОСТЬ
N-1-[(4-FLUOROPHENYL)-2-(1-ETHYL-4-PIPERIDYL)-ETHYL]-4-NITROBENZAMIDE HYDROCHLORIDE EXHIBITING ANTIARHYTHMIC AND ANTIFIBRILLATORY ACTIVITY

Изобретение относится к новому химическому соединению - гидрохлориду N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамиду формулы
которое проявляет антиаритмическую и антифибрилляторную активность и может быть использовано в медицине. Указанное соединение и его свойства в литературе не описаны.
В конце 80-х годов начался активный поиск эффективных лекарственных средств, относящихся к группе антиаритмических препаратов III класса, обусловленный появлением первых убедительных данных о потенциальном риске развития угрожающих жизни побочных аритмогенных эффектов при использовании широко применявшихся тогда во всем мире препаратов I класса [1]. Такие антиаритмики как энкаинид, флекаинид, хинидин и другие были высокоэффективны при лечении нарушений сердечного ритма, в том числе и мерцательной аритмии (МА), однако их применение у лиц с органическим поражением сердца, особенно перенесших инфаркт миокарда, не только не снижает, но и может увеличить смертность больных как с желудочковыми, так и с суправентрикулярными аритмиями [2].
Особая проблема - антиаритмическое лечение больных с МА, которая является самым распространенным видом нарушений ритма сердца. Эпидемиологические данные свидетельствуют о наличии МА в среднем у 0.5% людей, причем доля больных увеличивается с возрастом до 6-7% у 80-летних [3]. Опасность МА связана с высоким риском инвалидизации и смерти в связи с ишемическими инсультами, частота которых в несколько раз выше, чем в сопоставимых возрастных группах без МА [4].
Отсутствие эффективных и безопасных антиаритмических средств послужило поводом к многочисленным исследованиям в 90-е годы, в результате которых были синтезированы и активно изучаются антиаритмические средства III класса дофетилид, сематилид, ибутилид, азимилид и многие другие [5-8]. Однако существенного успеха достигнуто не было в связи с трудностью синтеза препаратов селективного действия, что позволило бы избежать специфических для III класса серьезных проаритмических побочных эффектов в виде полиморфной желудочковой тахикардии.
В конце 80-х был синтезирован первый отечественный препарат III класса нибентан, высокоэффективный в отношении различных форм МА. Препарат эффективно купирует пароксизмальную МА в 80-85% случаев и, что особенно важно, обладает способностью к медикаментозной кардиоверсии хронических форм МА с эффективностью 75-80% [9]. Этот показатель в 2-2.5 раза превышает эффективность зарубежных препаратов, что ставит препарат на первое место из всех синтезированных и испытанных в клинике лекарственных средств этого класса. Однако нибентан не лишен типичных проаритмических эффектов препаратов III класса (хотя их вероятность оказалась меньше, чем у аналогов), в связи с чем для его применения требуются условия специализированных кардиологических палат и блоков интенсивного наблюдения. Недостатком нибентана является также его токсичность, что не позволило создать таблетированную лекарственную форму и использовать его не только для купирования, но и для профилактики рецидивов ФП.
Таким образом, в настоящее время для широкого применения имеется лишь 2 препарата этого класса: мультиблокатор амиодарон и соталол. Применение первого, в том числе при МА, существенно ограничено внекардиальными побочными эффектами, а эффективность соталола невысока. Дофетилид и ибутилид нашли ограниченное применение за рубежом и недоступны в РФ.
Задачей изобретения является поиск в ряду производных пиперидил-4-этана соединений, обладающих высокой антиаритмической и антифибрилляторной активностью и не проявляющих или минимально проявляющих проаритмические и токсические свойства.
Поставленная задача решается созданием соединения - гидрохлорида N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамида, представленного формулой I. Из уровня техники не следовало, что введение заместителей, содержащихся в заявляемом соединении по сравнению, например, с нибентаном, приведет к его свойствам, описанным далее.
Схема синтеза соединения формулы I
Ключевым соединением при синтезе соединения I является 1-(4-фторфенил)-2-(4-пиридил)-пропионитрил (VI), который получали из 4-фторфенилацетонитрила (II) и гидрохлорида 4-хлорметилпиридина (IV). Последний переводили в основание и конденсировали с натриевым производным этилового эфира 1-(4-фторфенил)-циануксусной кислоты (III), которое, в свою очередь, получали из 4-фторфенилацетонитрила (II), этилата натрия и диэтил карбоната в толуоле. Декарбоксилирование этилового эфира 1-(4-фторфенил)-1-циан-2-(4-пиридил)-пропионовой кислоты (V) проводили водным раствором гидроксида калия. Выход «пропионитрила» (VI) составляет 90%.
Гидролизом «пропионитрила» (VI) получали «пропионамид» (VII), алкилирование которого приводит к образованию четвертичной соли (VIII). Четвертичную соль (VIII) получали из (VII) и бромистого этила в ацетонитриле с выходом 90-95%.
Путем восстановления пиридинового кольца получали алкилзамещенный пиперидиновый цикл. Был изучен ряд катализаторов и растворителей, при этом лучшие результаты получены при гидрировании (VIII) над оксидом платины в метиловом спирте. Реакция заканчивается за 14-16 часов. Выход продукта - количественный.
После проведения гидрирования гидробромид 1-(4-фторфенил)-2-[4-(N-этилпиперидил)]-пропионамида (IX) перегруппировкой Гофмана превращали в «уретилан» (X) в присутствии метилгипобромида, который получали в процессе реакции из метилата натрия и брома. Выход на стадии составляет 85-90%. Затем «уретилан» (X) гидролизовали до «амина» (XI) в присутствии щелочи в водно-спиртовой среде. 1-(4-фторфенил)-1-амино-2-[4-(N-этилпиперидил)]-этан (XI) очищали перегонкой в вакууме и конденсировали с 4-нитробензоилхлоридом в ацетонитриле, получая конечный продукт (I).
Таким образом, процесс получения образца соединения формулы I состоит из 11 стадий. Все процессы имеют хорошую воспроизводимость по выходам и качеству полупродуктов. Пример иллюстрирует заключительную стадию - получение конечного продукта - соединения формулы I.
Пример. Гидрохлорид N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамида (I)
22
27
3
3
В четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и капельной воронкой, загружают 9,72 г (0,038 моль) 1-(4-фторфенил-1-амино)-2-[4-(N-этилпиперидил)]этана и 15 мл ацетонитрила, перемешивают до полного растворения при 20-25°С. К полученному раствору прибавляют при перемешивании раствор 7,45 г (0,04 моль) п-нитробензоилхлорида в 25 мл ацетонитрила с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 40°С. По окончании прибавления реакционную массу нагревают до 50-52°С и выдерживают при этой температуре 30-40 мин. Реакционную массу при перемешивании самопроизвольно охлаждают до комнатной температуры, затем холодной водой до 5-10°С и при этой температуре выдерживают 1 час. Выпавший гидрохлорид N-1-[(4-фторфенил)-2-(1-этил-4-пиперидил)-этил]-4-нитробензамида отфильтровывают, промывают 25 мл охлажденного ацетонитрила и сушат сначала при 40-45°С в течение 2 ч, затем при 80-85°С до постоянного веса, перекристаллизовывают из этанола с активированным углем, получают 14,3 г гидрохлорида (выход после кристаллизации 86,3%) с т.пл. 218-227°С, БФ CHNOFCl.
общ.
Найдено, %: С 60,74; Н 6,35; N 9,45; Hal 12,42.
общ.
Вычислено, %: С 60,61; Н 6,24; N 9,64; Hal 12,49.
Соединение I представляет собой белый с зеленовато-желтым оттенком цвета кристаллический порошок без запаха, растворимый в воде и спиртах.
-1
ИК-спектр (ν, см): 1605 (С=С); 1655 (C=O); 3280 (NH).
1
+
6
6
4
2
6
4
2
eq
eq
2
3
ax
ax
2
2
2
H
H
Спектр ЯМРН (раств. ДМСО-d, стд. ТМС): 10,08 (ш.с., 1Н, NH; 9,28 (д, 1Н, J=8,3 Hz, NHCO); 8,33 (д, 2Н, J-8,8 Hz) и 8,14 (д, 2Н, J=8,8 Hz): CHNO(р); 7,49 (м, 2Н) и 7,17 (м, 2Н): CHF(р); 5,15 (м, 1Н, C(N)CH); 3,41 (д, 2Н, J=12,0 Hz, HCNCH); 2,99 (м, 2Н, NCCH); 2,80 (м, 2Н, HCNCH); 1,50-2,00 (м, 7Н, СНСН(СН)).
Выход соединения формулы I составляет 34,5%, считая на 4-фторфенилацетонитрил.
Характеристика биологической активности заявляемого соединения
1. Исследование антифибрилляторной активности проводили на модели порога электрической фибрилляции сердца на кошках обоего пола массой 2-3,5 кг. Фибрилляцию сердца вызывали по стандартной методике путем нанесения на сердце электрического раздражения. Оценивали способность исследуемого соединения повышать порог фибрилляции по сравнению с исходным контрольным значением. За исходный порог фибрилляции принимали минимальное значение электрического тока в мА, которое вызывает фибрилляцию. Результаты исследования представлены в таблице 1.
Таблица 1
АНТИФИБРИЛЛЯТОРНАЯ АКТИВНОСТЬ И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ СОЕДИНЕНИЯ I ПРИ ВНУТРИВЕННОМ ВВЕДЕНИИ У НАРКОТИЗИРОВАННЫХ КОШЕК
Вещество
Доза (мкг/кг)
Порог электрической фибрилляции левого желудочка (мА)(М±м)
Длительность действия (мин)
Исходный уровень
Через 5 мин после введения
Соединение I (n=17)
1,0
1,9±0,3
3,3±0,4*
60,0
5,0
2,2±0,2
15,9±1,6*
>240,0
25,0
1,1±0,2
<20,0
>240,0
Сематилид (n=6)
100,0
2,0±0,4
4,9±2,4
90,0
500,0
2,2±0,2
9,6±2,6*
180,0
Д-соталол (n=5)
500,0
1,1±0,4
2,2±0,7
60,0
1000,0
0,9±0,1
13,5±5,1*
120,0
Дофетилид (n=18)
1,0
2,6±0,2
6,8±2,3*
60,0
5,0
2,7±0,3
14,2±1,9*
>240,0
Нибентан (n=16)
25,0
1,3±0,1
7,3±1,6
60,0
100,0
1,2±0,1
18,7±0,9
90,0
*p<0,05 по сравнению с исходным уровнем
Таким образом, доза заявляемого соединения I, при которой начинает изменяться порог фибрилляции, в 100 раз меньше, чем у сематилида, в 500 раз меньше, чем у Д-соталола, в 25 раз меньше, чем у нибентана, и сопоставима с дофетилидом.
2. Антиаритмическую активность соединения I при строфантиновых аритмиях исследовали у морских свинок массой 260-400 г, наркотизированных уретаном (1,6 г/кг). Нарушения ритма сердца вызывали внутривенным введением строфантина G в дозе 8 мкг/кг в течение 30 сек через каждые 1,5 мин вплоть до гибели животных. Установлено, что в исследуемой дозе соединение I предотвращало возникновение экстрасистол и повышало дозы строфантина, вызывающие возникновение фибрилляции желудочков и гибель животных (табл.2). В аналогичных условиях нибентан был неэффективен в отношении возникновения экстрасистол, а в отношении фибрилляции желудочков и гибели животных действовал сходно с соединением I.
Таблица 2
АНТИАРИТМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СОЕДИНЕНИЯ I ПРИ СТРОФАНТИНОВЫХ АРИТМИЯХ У МОРСКИХ СВИНОК
Вещества
Доза, мг/кг внутривенно
Дозы строфантина (в %), необходимые для возникновения:
экстрасистол
фибрилляции желудочков
гибели животных
Контроль
-
100
100
100
Соединение I (n=3)
5
-
120
140
Нибентан (n=6)
5
100
144
134
Таким образом, соединение I, подобно нибентану, оказывало защитное действие при строфантиновых аритмиях, хотя оно проявлялось в дозе (5 мг/кг), значительно превышающей дозы, эффективные на модели порога электрической фибрилляции желудочков.
Исследование антиаритмической активности проводили также на ваготонической модели мерцательной аритмии на беспородных собаках обоего пола массой 10-20 кг, наркотизированных нембуталом и хлоролозой. Вазотоническую фибрилляцию предсердий вызывали введением биполярных электродов в вагосимпатические стволы, краниальные места введения электродов перевязывали. После получения фибрилляции предсердий на протяжении 30 мин (время раздражения нервов) стимуляцию нервов прекращали и через 10 мин процедуру повторяли вновь не менее 4-х раз. Если каждый раз фибрилляция поддерживалась 30 мин, начинали тестирование соединения формулы I. При дозе 5 мкг/кг соединение I прекращало фибрилляцию в 6 из 8 опытов и ни в одном не предотвращало ее повторное появление. При дозе 10 мкг/кг соединение I прекращало фибрилляцию в 7 из 8 опытов и в одном не предотвращало ее. При дозах 20 и 40 мкг/кг соединение I прекращало фибрилляцию во всех опытах и предотвращало ее появление в 3 и 4 случаях соответственно.
3. Аритмогенные свойства соединения I изучали в опытах на кроликах, наркотизированных уретаном (1 г/кг, внутрибрюшинно) и хлоралозой (50 мг/кг) в условиях искусственного дыхания по методу, предложенному Carlsson и соавт. (1990). С этой целью животным вначале начинали инфузионное внутривенное (в наружную яремную вену) введение метоксамина (провоцирующего возникновение аритмий) со скоростью 15 мкг/кг/мин и спустя 10 мин после начала введения альфа-адреномиметика одновременно начинали инфузионное введение (в бедренную вену) соединения I в дозах 0,2, 2, 20 и 200 мМ в течение 30 мин (в объеме 0,1 мл/кг/мин) до момента возникновения желудочковых экстрасистол или тахикардии, которые регистрировали с помощью электрокардиографа ЭК1К-01.
Установлено, что в исследуемом диапазоне доз соединение I не проявляет аритмогенных свойств.
4. Рефракторные периоды предсердий и желудочков у собак. Эффективные рефракторные периоды (ЭРП) предсердий и желудочков определяли у наркотизированных собак со вскрытой грудной клеткой и перикардом. К предсердиям и желудочкам подшивали биполярные электроды и сердцу навязывали ритм на 15-20% выше синусового. Интенсивность стимулов (S1) в 1.5-2 раза выше порога. Через 18 стимулов (S1-S1) наносили стимул S1-S2, при этом S2 был в 3-4 раза выше порога. За ЭРП принимали тот максимальный интервал S1-S2, при котором еще не возникал распространяющийся ответ. Достоверный рост ЭРП в предсердиях отмечен при дозе 5 мкг/кг на 16±5%, р<0.05 по отношению к контролю, и далее ЭРП рос практически линейно до 45±3%, р<0.001 при концентрации 40 мкг/кг. В желудочках достоверный рост ЭРП отмечен при дозе 40 мкг/кг (24±3%, р<0.05), доза 80 мкг/кг не вызывала дальнейшего роста ЭРП.
Соединение I существенно отличается от нибентана по влиянию на рефрактерность предсердий и желудочков: нибентан в дозе 125 мкг/кг увеличивает рефрактерность предсердий на 15-20 мс, тогда как соединение I в дозе 20 мкг/кг - на 40-45 мс, т.е. в дозе, в 6 раз меньшей, увеличивает рефрактерность в 2-3 раза больше, а рефрактерность желудочков достоверно меняется лишь при дозе 40 мкг/кг. Таким образом, соединение I обладает уникальной особенностью влиять преимущественно на рефрактерность предсердий, что резко снижает вероятность развития полиморфной желудочковой тахикардии - основного осложнения при купировании мерцательной аритмии, опасного летальным исходом.
5. Ионные токи сердечного волокна. На ферментативно изолированных кардиомиоцитах в конфигурации hole cell attach применяли стандартный метод фиксации потенциала для измерения трансмембранных ионных токов. Обнаружено дозозависимое блокирование калиевого тока задержанного выпрямления на 10, 12 и 15% (р<0.05) при дозах заявляемого соединения 0.1, 1.0, и 10 мкМ соответственно. Не выявлено изменений кратковременного выходящего калиевого тока (Ito) и калиевого тока аномального выпрямления (IK1). Обнаружено незначительное уменьшение кальциевого тока большой проводимости, который максимально снижался при дозе заявляемого соединения 10 мкМ.
50
Соединение I не проявляет аллергизирующих свойств (тесты общей анафилаксии - аллергический шок, реакция активной кожной анафилаксии, реакция гиперчувствительности «замедленного» типа, псевдоаллергическая реакция на конканавалин А), не обладает способностью индуцировать генные мутации, не обладает цитогенетической активностью. ЛД у мышей при внутривенном введении составляет 39.3 мг/кг.
Настоящее изобретение распространяется также на лекарственные препараты, содержащие в качестве действующего вещества соединение формулы I. При этом последние могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с фармацевтически приемлемыми носителями и компонентами, выбранными исходя из желаемого способа введения и обычной фармацевтической практики. Возможные лекарственные формы - инъекционная (внутривенно), пероральная (таблетки, капсулы).
Соединение формулы I может применяться как для лечения, так и для профилактики различных нарушений сердечного ритма.
В настоящее время лекарственный препарат на основе соединения I проходит разрешенные клинические испытания.
Список литературы
1. The Cardiac Arrhythmias Suppression Trial (CAST) Investigators. // N.Engl. J.Med. 1989; 321:406-12.
2. Mortality in patients treated with flecainide and encainide for supraventricular arrhythmias. Am.J.Cardiol 1991; 67:976-980.
3. Quality of life and exercise performance in patients in sinus rhythm versus persistent atrial fibrillation. J.Am.Coll. Cardiol 2006; 48:721-730.
4. ACC/AHA/ ESC 2006 Guidelines for the management of patients with atrial fibrillation - full text. Europace 2006; 8:651-45.
5. Control of arrhytmias by selective lengthening of cardiac repolarization: theoretical considerations and clinical observations. Am. Heart J. 1993; 109: 421-30.
6. Arrhythmia control by prolonging repolarization: the concept and its potential therapeutic impact. Eur. Heart J. 1993; 14 (Suppl H): 14-23.
7. Efficacy of intravenous ibutilide for rapid termination of atrial fibrillation and atrial flutter: a dose-response study. JACC, 1996 28; №1: 130-6.
8. Antiarrhythmic drug therapy: what is certain and what is to come. Eur. Heart J. Suppl. 2003, 5 H8-H18.
9. Создание оригинальных отечественных антиаритмических препаратов III класса. Вестн. РАМН 2003; 12:61-65.