ПРОИЗВОДНЫЕ 1-АЛКЕНИЛИМИДАЗОЛА
1-ALKENYLIMIDAZOLE DERIVATIVES

Изобретение относится к новым соединениям из числа металлокомплексов производных 1-алкенилимидазола, обладающих биологической активностью, в частности антигипоксической.
Внедренные в медицинскую практику антигипоксанты не удовлетворяют запросам врачей из-за низкой эффективности и узкого диапазона действующих доз или неспособности оказывать лечебное действие при гипоксиях различного генеза. Поэтому поиск новых химических соединений, обладающих большой антигипоксической активностью при различных видах гипоксии, является актуальной проблемой современной фармакологии.
Известны металлокомплексы цинка с производными бис- 1-винилимидазола и -этилвинилимидазола, обладающие антигипоксичесими свойствами при отравлениях монооксидом углерода (патенты №2038079, №2115653), и кобальта в качестве гемостимулятора (патент №2157813).
Цель изобретения - новые металлокомплексные соединения производных 1-алкенилимидазола, обладающих ценной биологической активностью, в частности антигипоксическими свойствами при различных видах гипоксии.
Поставленная цель достигается путем синтеза новых металлокомплексов с производными 1-алкенилимидазола и изучения их биологической активности в экспериментальных фармакологических исследованиях.
Ниже приведены примеры синтеза новых производных 1-алкенилимидазола и результаты исследования их фармакологической активности.
Синтез комплексов на основе 1-винил-, 1-алленил- и 1-изопропенил-имидазолов
20
24
8
3
Пример 1. Тетра(1-винилимидазол)железотрихлорид (шифр F4). При комнатной температуре при перемешивании к 50,0 г (0,52 моль) 1-винилимидазола постепенно прибавляют 17,57 г (0,065 моль) гидрата хлорида железа(III). По окончании реакции из реакционной колбы при остаточном давлении 10-20 мм рт.ст. отгоняют азеотропную смесь 1-винилимидазола с водой, отделяют осадок желто-коричневого цвета, сушат. Получают 33,37 г тетра(1-винилимидазол)железотрихлорид (98,79%) комплекса с т.пл. 155-157°С. Найдено, %: С 44,61; Н 4,88; N 28,77; Cl 20,14. CHNClFe. Вычислено, %: С 45,3; Н 4,71; N 28,81; Cl 20,51.
Структурная формула
16
18
8
4
Пример 2. Бис(1-алленилимидазол)цинкдиацетат (шифр AL1). 5,11 г (0,051 моль) 1-алленилимидазола растворяют в 200 мл раствора смеси абсолютных эфира и ацетона (3:1). К полученному раствору прибавляют при комнатной температуре при перемешивании 4,69 г (0,025 моль) диацетата цинка. Через 2 часа отделяют образовавшийся белый осадок, промывают его эфиром, сушат, получают 8,18 г (85,83%) бис(1-алленилимидазол)цинкдиацетат с т.пл. 122-124°С. Найдено, %: С 48,17; Н 4,35; N 14,21; Zn 16,62 CHNOZn. Вычислено, %: С 48,56; Н 4,55; N 14,16; Zn 16,54.
Структурная формула
11
14
2
4
Пример 3. (1-Алленил-5-метилимидазол)цинкдиацетат (шифр AL2). 6,90 г (0,0575 моль) 1-алленил-5-метилилимидазола растворяют в 350 мл раствора смеси абсолютных эфира и ацетона (3:2). К полученному раствору прибавляют при комнатной температуре при перемешивании 6,35 г (0,0351 моль) диацетата цинка. Через 3 часа отделяют образовавшийся белый осадок, промывают его эфиром, сушат, получают 13,45 г (77,12%) 1-алленил-5-метилимидазол)цинкдиацетата с т.пл. 123-124°С. Найдено, %: С 43,17; Н 4,65; N 9,17; Zn 21,43. CHNOZn. Вычислено, %: С 43,59; Н 4,97; N 9,23; Zn 21,55.
Структурная формула
10
14
2
4
Пример 4. (1-Изопропенилимидазол)цинкдиацетат (шифр PL1). 5,70 г (0,052 моль) 1-изопропенилимидазола растворяют в 300 мл раствора смеси абсолютных эфира и ацетона (2:1). К полученному раствору прибавляют при комнатной температуре при перемешивании 9,54 г (0,052 моль) диацетата цинка. Через 24 часа отделяют образовавшийся белый осадок, промывают его эфиром, сушат, получают 14,27 г (92,72%) (1-изопропилимидазол)цинкдиацетат с т.пл. 124-125°С. Найдено, %: С 41,37; Н 4,53; N 9,42; Zn 22,27. CHNOZn. Вычислено, %: С 41,18; Н 4,80; N 9,61; Zn 22,44.
Структурная формула
11
16
2
4
Пример 5. (1-Изопропенил-2-метилимидазол)цинкдиацетат (шифр PL2). 3,00 г (0,0246 моль) 1-изопропенил-2-метилимидазола растворяют в 140 мл раствора смеси абсолютных эфира и ацетона (3:1). К полученному раствору прибавляют при комнатной температуре при перемешивании 4,52 г (0,0246 моль) диацетата цинка. Через 24 часа отделяют образовавшийся белый осадок, промывают его эфиром, сушат, получают 5,97 г (79,49%) (1-изопропенил-2-метилимидазол)цинкдиацетата с т.пл. 114-115°С. Найдено, %: С 43,28; Н 5,25; N 9,31; Zn 21,63. CHNOZn. Вычислено, %: С 43,22; Н 5,24; N 9,17; Zn 21,41.
Изучение биологической активности производных винилимидазола
Исследования проводились в соответствии со статьей 11-й Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964), Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985) и Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ №267 от 19.06.2003).
Методика исследования
Эксперимент проводился на 260 белых беспородных мышах-самцах массой 20-23 г с использованием адекватных методов экспериментальной острой гипоксии [1]. У мышей вызывали острую гипобарическую гипоксию (ОГБГ), острую гистотоксическую гипоксию (ОГТГ) введением под кожу спины натрия нитропруссида (200 мг/кг). Подопытным мышам за 1 час до острой гипоксии вводили внутрибрюшинно в дозах 5-200 мг/кг исследуемые соединения, а контрольным животным в тот же срок и тем же путем - равный объем дистиллированной воды. Антигипоксическое действие веществ оценивали по продолжительности жизни мышей в минутах.
Цифровые данные опытов обрабатывали статистически с использованием t критерия Стьюдента [2].
Результаты исследования
Установлено, что исследованные металлокомплексные соединения производные винилимидазола обладают антигипоксической активностью, степень выраженности которой зависит от соединения, дозы и модели гипоксии (табл.1).
Наибольший антигипоксический эффект при 4 моделях гипоксии проявлял ацизол. Защитное действие ацизола проявлялось при ОГсГК в 6 дозах, ОГБГ и ОГТГ - в 5 дозах, ОГеГ - в 3 дозах. Антигипоксическое действие соединения по изобретению тетра(1-винилимидазол)железотрихлорида (F4) было статистически достоверным при ОГТГ в 3 дозах, ОГБГ и ОГсГК - в 2 дозах, ОГеГ - в 1 дозе. Кобазол оказывал антигипоксический эффект при ОГБГ в 5 дозах, при ОГТГ - в 3 дозах, при ОГсГК и ОГеГ - в 1 дозе. Степень выраженности антигипоксического действия была больше у ацизола при ОГБГ, а затем следуют ОПТ, ОГеГ и ОГсГК. Под влиянием F4 наиболее выраженный антигипоксический эффект был при ОГБГ по сравнению с ОГТГ, ОГсГК и ОГеГ. Кобазол по сравнению с ацизолом и F4 проявлял более выраженное антигипоксическое действие при ОГБГ, чем при ОГТГ и особенно ОГеГ и ОГсГК.
Лекарственные средства сравнения оказывали различное влияние на продолжительность жизни мышей в зависимости от модели гипоксии, препарата и дозы. Антигипоксическое действие нооглютила проявлялось при ОГсГК в 3 дозах, ОГБГ, ОГеГ и ОГТГ - в 2 дозах. Гипоксен оказывал защитный эффект при ОГБГ в 3 дозах, а при ОГсГК, ОГеГ и ОГТГ - в 2 дозах.
Таким образом, металлокомплексное соединение F4 является малотоксичным (табл.8) по сравнению с другими препаратами, обладает выраженным антигипоксическим действием в моделях острой гипоксии и может быть рекомендован для дальнейшего более глубокого изучения в качестве возможного лекарственного средства, повышающего резистентность организма в условиях острой гипоксии различного генеза.
Изучение биологической активности производных алленил- и изопропенилимидазола
Методика исследования
Опыты проведены на 2100 белых беспородных мышах-самцах массой 20-23 г. Использовали адекватные методы экспериментальной острой гипоксии [1]. У мышей вызывали острую гипобарическую гипоксию (ОГБГ) «подъемом» со скоростью 50 м/с на высоту 10000 м над уровнем моря в барокамере «Вита», острую гипоксию с гиперкапнией (ОГсГК) - помещением каждой мыши в стеклянный прозрачный сосуд емкостью 250 мл, острую гемическую гипоксию (ОГеГ) - введением под кожу спины натрия нитрита (400 мг/кг), острую гистотоксическую гипоксию (ОГТГ) - введением под кожу спины натрия нитропруссида (200 мг/кг). Подопытным мышам за 1 час до острой гипоксии вводили внутрибрюшинно в дозах 5-200 мг/кг исследуемые соединения, а контрольным животным в тот же срок и тем же путем равный объем дистиллированной воды. Антигипоксическое действие веществ оценивали по продолжительности жизни мышей в минутах. Потребление кислорода лабораторными животными определяли с помощью аппарата закрытого типа в модификации Миропольского (И.В. Саноцкий, 1970) в течение 10 минут после 10-минутной адаптации в рабочей камере. Результаты измерений рассчитывали в мл за 1 минуту на 100 г массы тела. Температуру тела измеряли электрическим термометром в прямой кишке (О.Н. Елизарова, 1974). Параметры острой токсичности определяли по методу Литчфильда-Уилкоксона (М.Л. Беленький, 1963).
Результаты исследования
Установлено, что величина и степень выраженности противогипоксического эффекта зависят от соединения, дозы и модели гипоксии.
В условиях ОГеГ продолжительность жизни мышей повышали все четыре исследованных производных алленил- и изопропенилимидазола (табл.2). Более выраженное антигипоксическое действие как по широте действующих доз, так и степени выраженности эффекта оказывало соединение под шифром AL2. Так, AL2 в трех дозах 10, 25 и 50 мг/кг повышал время жизни животных соответственно на 49, 63 и 42%. Соединение под шифром AL1 в дозах 50 и 100 мг/кг увеличивал время жизни мышей на 27 и 36%, PL1 в дозах 50 и 100 мг/кг - на 82 и 42%; PL2 в дозах 50 и 100 мг/кг - на 66 и 36% соответственно.
На модели ОГсГК увеличивали время жизни мышей три из четырех соединений: AL1, AL2 и PL2 (табл.3). Степень выраженности антигипоксического действия и широта эффективных доз была больше у комплексного соединения алле-нилимидазола под шифром AL1. Так, AL1 в четырех дозах, равных 10, 25, 50 и 100 мг/кг, увеличивал продолжительность жизни мышей соответственно на 23, 79, 94 и 91%. AL2 также увеличивал продолжительность жизни мышей в четырех дозах 25, 50, 100 и 150 мг/кг соответственно на 24, 96, 95 и 70%. Соединение под шифром PL2 проявляло противогипоксический эффект в трех дозах (25, 50 и 100 мг/кг), повышая время жизни животных соответственно на 25, 54 и 88%. Лекарственное средство сравнения гипоксен оказывал антигипоксическое действие, увеличивая продолжительность жизни мышей на 20-33 и 27%.
Противогипоксический эффект в условиях ОГБГ проявляли все четыре соединения, которые в трех дозах увеличивали время жизни мышей на 269, 197, 169 и 255% (табл.4). Среди изученных препаратов сравнения выраженное антигипоксическое действие оказывал гипоксен, увеличивая продолжительность жизни подопытных мышей в дозах 50, 100 и 150 мг/кг на 144, 151 и 166%.
В условиях ОГТГ продолжительность жизни мышей повышали также все четыре исследованных производных алленил- и изопропенилимидазола (табл.5). Наиболее активным по степени выраженности эффекта было соединение под шифром PL1, которое увеличивало время жизни мышей в трех дозах, равных 10, 25 и 50 мг/кг на 55, 76 и 48% соответственно. AL1 в трех дозах 25, 50 и 100 мг/кг повышал время жизни животных соответственно на 35, 56 и 24%. AL2 в дозах 25, 50 и 100 мг/кг на 20, 57 и 63%. PL2 в дозах 10, 25 и 50 мг/кг на 45, 63 и 27%. Среди лекарственных препаратов сравнения выраженное антигипоксическое действие оказывал гипоксен, повышая время жизни животных в дозах 50 и 100 мг/кг соответственно на 40 и 94%.
Все исследованные соединения достоверно снижали потребления кислорода и температуры тела (табл.6, 7), что также свидетельствуют об их антигипоксической активности.
Параметры острой токсичности приведены в табл.8. Наименьшей токсичностью обладает тетра(1-винилимидазол)железотрихлорид - определение токсичности было приостановлено после внутрибрюшинного введения препарата в дозе 1 г/кг веса.
Таким образом, результаты проведенных опытов позволяют заключить, что вновь синтезированные металлокомплексы производных винил-, алленил- и изопропенилимидазола являются малотоксичными и оказывали выраженное защитное действие на четырех моделях острой гипоксии. Противогипоксический эффект этих соединений по широте действующих доз и степени выраженности значительно превосходит таковой у известного антигипоксанта гипоксен.
Источники информации
1. Лукьянова Л.Д. Методические рекомендации к экспериментальному изучению препаратов, предназначенных для клинического изучения в качестве антигипоксических средств. - М., 1990. - 18 с.
2. Самойлов Н.Н. Таблицы значений средней ошибки и достоверного интервала средней арифметической величины вариационного ряда. - Томск, 1970. - 63 с.
Таблица 1
Сравнительная антигипоксическая активность новых металлокомплексных соединений производных винилимидазола и антигипоксантов при различных моделях гипоксии по отношению к контролю, принятому за 100%
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
Модель гипоксии
ОГБГ
ОГсГК
ОГеГ
ОГТГ
1
2
3
4
5
6
Производные винилимидазола
Ацизол
5
98±13
93±7
-
114±4*
10
216±4*
119±3*
-
143±7*
25
374±6*
139±8*
104±6
172±8*
50
305±13*
153±5*
179±3*
224±9*
100
137±6*
157±4*
174±3*
126±3*
150
126±7*
157±4*
149±7*
107±7
200
106±11
156±4*
104±3
-
F4
10
-
-
-
103±8
25
106±3
113±6
113±3
127±7*
50
377±5*
128±8*
141±3*
133±5*
100
364±8*
135±4*
111±6
115±4*
150
95±12
111±7
-
94±7
Кобазол
5
118±5*
88±5
-
-
10
138±6*
115±2*
-
96±6
25
158±2
116±5
100±7
130±5*
50
230±8*
-
142±5*
174±8*
100
268±9*
-
94±7
133±4*
150
124±15*
-
-
110±8
200
101±12
-
-
-
Нооглютил
25
104±9
119±5*
99±12
104±5
50
144±10*
128±6*
118±4*
113±7*
100
139±7*
133±7*
119±3*
129±5*
Гипоксен
25
110±18
-
-
101±8
50
224±9*
-
-
140±6*
100
251±7*
99±2
111±2*
194±7*
150
266±8*
133±2*
119±2*
115±9
200
123±18
128±6*
110±6
-
(*)Р<0,05 по сравнению с контролем.
Таблица 2
Сравнительное влияние новых металлокомплексных соединений производных алленил- и пропенилимидазола и лекарственных средств сравнения на продолжительность жизни мышей в условиях острой гемической гипоксии по сравнению с контролем, принятым за 100% (n=10)
№ п/п
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
0,5
1
5
10
25
50
100
150
200
1
AL1
99±9
101±2
120±6*
127±7*
136±5*
92±3
2
AL2
106±3
149±3*
163±4*
148±4*
99±2
-
3
AP1
-
107±2
123±7*
182±3*
142±4*
97±3
4
АР2
98±3
136±3*
166±5*
169±4*
136±7
-
5
Гипоксен
111±2*
119±2*
110±6
1. Звездочкой (*) отмечены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с контролем.
2. Знаком (-) отмечены не использованные в опытах дозы.
Таблица 3
Сравнительное влияние новых металлокомплексных соединений производных алленил- и пропенилимидазола и лекарственных средств сравнения на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипоксии с гиперкапнией по сравнению с контролем, принятым за 100% (n=10)
№ п/п
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
1
5
10
25
50
100
150
200
1
AL1
-
105±4
123±4*
179±23*
194±10*
191±7*
-
2
AL2
-
-
110±7
124±9*
196±13*
195±10*
170±7*
-
3
AP1
-
107±8
110±7
100±6
-
-
-
-
4
АР2
-
-
100±5
125±2*
154±7*
188±7*
194±3*
-
5
Гипоксен
-
-
-
-
99±2
120±7
133±2*
127±5*
1. Звездочкой (*) отмечены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с контролем.
2. Знаком (-) отмечены не использованные в опытах дозы.
Таблица 4
Сравнительное влияние новых металлокомплексных соединений производных алленил- и пропенилимидазола и лекарственных средств сравнения на продолжительность жизни мышей в условиях острой гипобарической гипоксии по сравнению с контролем, принятым за 100% (n=10)
№ п/п
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
0,5
1
5
10
25
50
100
150
200
1
AL1
117±7
319±4*
369±2*
279±10*
107±3
-
2
AL2
98±4
143±3*
167±8*
191±14*
297±12*
117±14
3
AP1
94±13
123±3*
127±6*
323±2*
269±5*
134±10*
97±10
4
АР2
103±5
142±6*
219±11*
310±8*
355±8*
274±15*
228±7*
109±2
5
Гипоксен
110±18
244±9
251±7*
266±8*
123±18
1. Звездочкой (*) отмечены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с контролем.
2. Знаком (-) отмечены не использованные в опытах дозы.
Таблица 5
Сравнительное влияние новых металлокомплексных соединений производных алленил- и пропенилимидазола и лекарственных средств сравнения на продолжительность жизни мышей в условиях острой гистотоксической гипоксии по сравнению с контролем, принятым за 100% (n=10)
№ п/п
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
0,5
1
5
10
25
50
100
150
200
1
AL1
-
-
-
118±4*
135±3*
156±3*
124±5*
105±9
-
2
AL2
-
-
-
105±3
120±7*
157±4*
163±4*
114±5
-
3
AP1
101±4
118±4*
123±4*
155±2*
176±2*
148±1*
-
-
-
4
АР2
117±4*
139±4*
145±5*
163±3*
127±2*
110±6
-
-
-
5
Гипоксен
-
101±5
140±3*
194±2*
115±8
-
1. Звездочкой (*) отмечены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с контролем.
2. Знаком (-) отмечены не использованные в опытах дозы.
Таблица 6
Потребление кислорода мышами при внутрибрюшинном введении новых металлокомплексных соединений производных имидазола
№ п/п
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
Потребление кислорода, %
Исходное
Через 1 час
Через 3 часа
Через 6 часов
Через 24 часа
1
AL1
50
100
68±4*
64±4*
70±8*
95±3
2
AL2
50
100
76±3*
73±4*
81±7*
99±3
3
AP1
50
100
63±4*
65±4*
73±3*
94±2
4
AP2
50
100
73±4*
66±4*
77±3*
96±3
5
F4
50
100
88±5*
86±4*
104±3
91±4
6
Кобазол
50
100
68±5*
82±8*
69±4*
96±3
7
Ацизол
50
100
59±5*
63±4*
56±5*
98±3
Звездочкой (*) отмечены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с исходным значением.
Таблица 7
Ректальная температура мышей при внутрибрюшинном введении новых металлокомплексных соединений производных имидазола
№ п/п
Шифр химического соединения
Доза, мг/кг
Ректальная температура, %
Исходная
Через 1 час
Через 3 часа
Через 6 часов
Через 24 часа
1
AL1
50
100
95±0,7*
90±0,7*
97±0,7*
99±1
2
AL2
50
100
95±0,7*
77±2*
96±0,7*
96±1
3
AP1
50
100
95±1*
89±1*
91±1*
99±1
4
AP2
50
100
94±1*
89±1*
95±0,7*
101±0,6
5
F4
50
100
96±0,6*
95±1*
97±1
98±1
6
Кобазол
50
100
88±1*
92±1*
93±1*
98±0,6
7
Ацизол
50
100
90±0,7*
89±0,2*
94±1*
99±1
Звездочкой (*) отмечены достоверные различия (Р<0,05) по сравнению с исходным значением.
Таблица 8
Острая токсичность новых металлокомплексных соединений производных имидазола при внутрибрюшинном введении мышам
№ п/п
Шифр химического соединения
Токсичность, мг/кг
ЛД<sub>16</sub>
ЛД<sub>50</sub>
ЛД<sub>84</sub>
1
AL1
105
130
165
2
AL2
165
200
245
3
AP1
92,5
105
115
4
AP2
100
190
325
5
F4
Больше 1000 мг/кг
-
-