ПРОИЗВОДНЫЕ 5-ЗАМЕЩЕННЫХ ИНДОЛ-3-КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ, ОБЛАДАЮЩИЕ ПРОТИВОВИРУСНОЙ АКТИВНОСТЬЮ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ
5-SUBSTITUTED INDOLE-3-CARBOXYLIC ACID DERIVATIVES, HAVING ANTIVIRAL ACTIVITY, SYNTHESIS METHOD THEREOF AND USE

Изобретение относится к новым производным 5-гидроксииндол-3-карбоновой кислоты с противовирусным действием, которые могут найти применение для профилактики и лечения такого распространенного вирусного заболевания, как грипп.
Существующие противовирусные препараты, как правило, активны только в отношении определенных вирусов. В настоящее время обнаружено уже более тысячи разновидностей вирусов, причем около половины из них представляют опасность для человека. Поэтому создание новых противовирусных препаратов просто необходимо. Механизм действия современных противовирусных препаратов заключается в блокировании одного из этапов воспроизводства вирусов в клетках вирусоносителя (человека), которые включают этап прикрепления вируса к клетке и проникновение внутрь ее, встраивание нуклеиновой кислоты вируса в геном клетки хозяина, синтез собственной ДНК и РНК, синтез и сборку собственных белков вируса. Большинство имеющихся противовирусных препаратов представляют собой аналоги нуклеозидов. Они эффективны, однако после их применения у ряда больных наблюдаются рецидивы, возможен феномен рикошета, приводящий к обострению болезни. Кроме того, для ряда противовирусных препаратов характерно развитие устойчивости вирусов к ним. Все перечисленные факторы являются свидетельством того, что только создание новых противовирусных препаратов может обеспечить прогресс в лечении вирусных заболеваний.
Имеется множество публикаций, описывающих производные 6-галоген-5-гидроксииндол-3-карбоксилатов.
Наиболее известным и эффективным соединением, обладающим противовирусным действием, является Арбидол (1-метил-2-фенилтиометил-3-карбэтокси-4-диметиламинометил-5-гидрокси-6-броминдол) (см., например, патент RU 2033156). Арбидол способен стимулировать различные функции иммунитета, хорошо переносится при использовании для профилактики и лечения вирусных инфекций. Однако арбидол недостаточно эффективен к некоторым штаммам вирусов, например штаммам вирусов гриппа А и В.
Цышкова Н.Г. и др. в статье «Синтез и фармакологическое изучение 1,2,3,4-тетрагидропиразино[1,2-а]индолов», Химико-фармацевтический журнал, 1992, 26(9-10), описывают соединения общей формулы (3)
,
2
2
где Х-Н, Br, В- OEt, R-H, Alk-CHCHBr в качестве промежуточных продуктов для получения биологически активных соединений.
1
2
1
2
Синтез и антибактериальную активность соединений общей формулы (3), где X-Br, R-OR, SR, R (R-Ph, 2(4)Cl-Ph, β-нафтил и др., R-Ph, 4-ClPh, R-NMePh, 4-Br-PhNH и др.), B-OEt, Alk-н-бутил, описывают Gadaginamatsh. G.S. и др. в Polish Journal of chemistry, 1997, 71(7)923-28.
WO 2006/42045 A1 раскрывает синтез и свойства 6-F-индолкарбоксилатов в качестве антагонистов рецепторов CCR-5 хемокина.
2-6
WO 2007/014851 A2 описывает N-(С-алкил)индол-3-илкарбонилпиперазин и 3-карбонилпиперидинпроизводные, возможно замещенные во втором положении индола алкилкарбонильной, аминоалкилкарбонильной или алкильной группой, возможно замещенной атомами галогена, амино, алкилкарбонилокси, алкил-, арил- или гетероарилкарбониламиногруппой. Известные соединения могут быть использованы для приготовления лекарственных средств при лечении различных заболеваний, например при лечении депрессий, гипертензии и. т.д.
UA 78317 C2 описывает незамещенные во втором положении производные 1-[(индол-3-ил)карбонил]пиперазина, которые могут быть использованы как болеутоляющие, а также фармацевтические композиции и способ получения соединений.
JP 06-199784, опубл. 19.07.1994, описывает арилэтиламины формулы I:
2
2
2
1
Ar' -CHCH-N-(R)-R,
где Ar' - группа формулы II
3
1-6
4
1-6
5
1-6
6
1-6
1
7
7
2
1-6
R- Н, ОН, галоген, Cалкил, арил, R-Н, ОН, галоген, Салкокси, R - Н, галоген, Салкил, R, -Н или Cалкил, R - группа формулы III -COR, где R- например, трифторметил, R-H, Cалкил. В частности, раскрывается такое соединение, как N-[2-(5-метоксииндол-3-ил)этил]-циклопропил-карбоксамид, а также их получение и фармацевтические композиции на их основе. Указанные соединения являются малотоксичными, обладают превосходной селективной совместимостью с рецептором серотонина и могут быть использованы в качестве успокоительного средства и средства, снижающего тревожность, а также как антипсихотические агенты.
Задачей настоящего изобретения является изыскание новых производных 5-замещенных индол-3-карбоновой кислоты, обладающих высокой противовирусной активностью и низкой токсичностью. При этом соединения изобретения обладают вирусоспецифической активностью, сравнимой с активностью арбидола, и превосходят активность некоторых известных соединений с противовирусным действием.
Согласно настоящему изобретению предлагаются соединения общей формулы (I)
2
где В означает группу -N(R),
1-4
каждое из R независимо выбирается из Салкила и может быть одинаковым или различным
1-4
либо обе группы R вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5-6-членное гетероциклическое кольцо, содержащее 1-2 гетероатома, выбранных из азота, кислорода и серы, такое как пирролидин, пиперидин, пиперазин, морфолин. При этом каждое из указанных гетероциклических колец может быть замещено Салкилом, фенилом, бензилом, фенетилом, карбониламино,
1-4
1-4
1-4
1-4
-СООСалкильной группой или -СООСалкильной группой и фенилом. При этом фенильное кольцо в указанных группах может иметь заместители, выбранные из галогена, Салкила, Салкокси, а алкил может быть линейным или разветвленным;
1
1-4
1-4
1-4
R означает Салкил, фенил, возможно замещенный Салкилом или Салкокси, атомами галогена, нафтил;
2
1-4
1-4
R означает Салкил, -S-фенил, -S-бензил, -O-фенил, причем в каждой из указанных групп фенильное кольцо возможно замещено Салкилом,
1-4
Салкокси, атомами галогена, либо
2
2
1-4
R означает группу -N(R), в которой каждое из R независимо выбирается из Салкила и может быть одинаковым или различным,
2
либо обе группы R вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5-6-членное азотсодержащее гетероциклическое кольцо, имеющее указанное выше значение для группы N(R);
Х означает водород или атом галогена, выбранный из Br, Cl, 1, и их фармацевтически приемлемые соли.
Изобретение также относится к соединениям общей формулы (VI)
1
2
где значения X, R, R имеют значения, указанные выше, а В' означает гидроксигруппу, которые являются промежуточными продуктами для получения соединений формулы (I). Ранее не были получены соединения формулы (I) и (VI) и неизвестна противовирусная активность заявленных соединений формулы (I).
Изобретение также относится к способам получения соединений формулы (I). Соединения формулы (I) могут быть получены согласно нижеуказанным схемам:
1
X, В, R, R имеют значения, указанные выше для соединений (I).
Согласно общей схеме 1 низший алкиловый эфир соответствующей N-замещенной 2-бромметил-5-метокси-6-галоидиндол-3-илкарбоновой кислоты подвергают взаимодействию с соответствующим нуклеофильным реагентом, выбранным из соответствующего тиофенола, фенола, вторичного амина, затем омыляют эфирную группу для получения соответствующей промежуточно образующейся индол-3-илкарбоновой кислоты. Последнюю подвергают взаимодействию с соответствующим вторичным амином непосредственно или после превращения в соответствующий галогенид. При использовании в реакции непосредственно промежуточно образующейся кислоты с амином возможно добавление дегидратирующего агента.
Полученный при этом амид формулы I выделяют или, при необходимости, переводят в соль. Соли могут быть приготовлены обычными методами, например обработкой соединения формулы I соответствующей кислотой.
К солям относятся, например, гидрохлориды, мезилаты, оксалаты, сульфаты и др.
Более подробно способ осуществляется следующим образом.
2
3
4
1-4
1-4
Согласно нижеуказанной схеме 2 могут быть получены соединения (1) и (2), где R означает -S-фенил, -S-бензил, -O-фенил, -NRR, причем в каждой из указанных групп фенильное кольцо возможно замещено Салкилом, Салкоксилом, атомами галогена.
2
1
3
4
X, N(R) и R, R, R имеют значения, указанные выше.
2
Способ по схеме 2 осуществляют исходя из этилового эфира соответствующей N-замещенной 2-метил-5-гидроксииндол-3-илкарбоновой кислоты (II) путем метилирования гидроксигруппы, с последующим последовательным бромированием полученного продукта, взаимодействием с нуклеофильным реагентом, выбранным из соединений, позволяющих получить соответствующие соединения формулы I с вышеуказанным значением R.
В качестве исходного соединения может быть использован описанный в литературе (ХГС, 1973, №3, с.308-311) этиловый эфир 6-бром-2-бромметил-1-метил-5-этоксииндолил-3-карбоновой кислоты, который после взаимодействия с соответствующими нуклеофильными реагентами (амины, фенолы, тиофенолы) подвергают омылению. Полученные кислоты, взаимодействуя с хлористым тионилом, а затем со вторичными аминами, дают соответствующие амиды.
Синтез согласно схеме 2. Исходное соединение согласно примеру 1 - этиловый эфир 6-бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометилиндол-3-карбоновой кислоты (IV) получают способом с использованием стадий, описанных в схеме 2, и раскрытом Ф.А.Трофимовым и др. в ХГСЛ973, №3, 308-311.
Пример 1
6-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометилиндол-3-карбоновая кислота (VI).
Раствор 3,8 г (0,009 моль) этилового эфира 6-бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-индол-3-карбоновой кислоты, 5 г едкого натрия, 3 мл воды в 100 мл этилового спирта кипятят 3 часа. Частично упаривают в вакууме, добавляют воду до растворения соли и подкисляют концентрированной соляной кислотой при охлаждении. Осадок отфильтровывают, промывают водой. Выход 3,4 г (92%). Температура плавления 213°С (разложение, из диоксана).
18
16
3
Найдено, %: С 52,97; Н 3,94. CHBrNOS. Вычислено, %: С 53,91; Н 3,96.
Аналогично получают:
23
28
3
6-бром-5-метокси-1-фенил-2-фенилтиометил-индол-3-карбоновую кислоту, т.пл. 200-202°С (из диоксана), найдено, %: С 59,03, Н 4,22, CHBrNOS. Вычислено, %: С 58,96; Н 3,88.
Пример 2.
Хлорангидрид 6-бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометилиндол-3-карбоновой кислоты (VII).
К суспензии 2,03 г (0,005 моль) соединения VI в 20 мл диоксана при комнатной температуре добавляют 2 мл хлористого тионила и 1 каплю диметилформамида. Подогревают до растворения на водяной бане и оставляют при комнатной температуре на сутки. Отгоняют диоксан и избыток хлористого тионила в вакууме, к остатку добавляют гексан. Выпавший в осадок хлорангидрид 6-бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометилиндол-3-карбоновой кислоты (VII) отфильтровывают, промывают гексаном и используют в следующей стадии без очистки.
Пример 3
1-{[3-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-бензилпиперазин (А)
К раствору 1,3 г (0,00306 моль) VII в 10 мл бензола добавляют 0,54 г (0,00306 моль) 4-бензилпиперазина в 5 мл бензола и 0,45 мл триэтиламина. Оставляют при комнатной температуре на сутки. Отгоняют бензол в вакууме, к маслянистому остатку добавляют воду, дважды декантируют с маслянистого осадка. К остатку добавляют этанол, смесь охлаждают, осадок отфильтровывают. Выход 1,35 г (78,4%), температура плавления 167-169°С (из ацетона).
Гидрохлорид получают при добавлении концентрированной соляной кислоты к раствору основания в ацетоне, температура плавления 220°С (из водного спирта)
29
31
3
2
Найдено, %: С 58,71; Н 5,24; N 6,84; S 5,28. CHBrClNOS. Вычислено, %: С 57,96; Н 5,20; N 6,99; S 5,33.
Аналогично получают:
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}пирролидин (В), т. пл. 150°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}пиперидин(С), т. пл. 165°С (из спирта с ацетоном)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}морфолин, т. пл. 147°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-метилпиперазин, т. пл. 156°С (из водного спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-фенилпиперазин, гидрохлорид, т. пл. 120°С (из iso-пропилового спирта)
1-{[6-Йод-1-метил-5-метокси-2-фенилтиометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-фенилпиперазин, т. пл. 163°С (из спирта)
1-{[6-Бром-2-метил-5-метокси-1-фенил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-фенил-4-этоксикарбонилпиперидин, т. пл. 128°С (из спирта)
1-{[2-Метил-5-метокси-1-фенил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-фенил-4-этоксикарбонилпиперидин, т. пл. 140°С (из спирта)
1
1-{[2-Метил-5-метокси-1-фенил-1-(4-метоксифенил)-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4-фенил-4-карбэтоксипиперидин, т. пл. 130°С (из спирта).
Осуществление синтеза согласно схеме 3
Пример 4
Гидрохлорид 6-бром-1-метил-5 -метокси-2-пиперидинометилиндолил-3-карбоновой кислоты (X)
Раствор 4,1 г (0,01 моль) этилового эфира 6-бром-1-метил-5-метокси-2-пиперидинометилиндолил-3-карбоновой кислоты, 6,0 г едкого натра, 3 мл воды и 60 мл этилового спирта кипятят в течение 3-х часов, затем добавляют 10 мл воды, смесь подкисляют концентрированной соляной кислотой до кислой реакции при охлаждении. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из водного спирта. Выход 4,1 г (98%), температура плавления 236-238°С (из водного спирта).
Пример 5
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-пиперидинометил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-пиперидин (XII)
Смесь 1,25 г (0,003 моль) соединения X, 2 мл хлористого тионила, 1 мл диметилформамида в 20 мл диоксана греют на водяной бане 3 часа. Упаривают досуха при пониженном давлении, осадок гидрохлорида хлорангидрида XI промывают эфиром. К полученному осадку добавляют 15 мл бензола и смесь 0,51 г (0,006 моль) пиперидина, 0,8 мл триэтиламина в 5 мл бензола. Реакционную массу греют на водяной бане 2 часа, отфильтровывают осадок гидрохлорида триэтиламина, промывают горячим бензолом. Бензольный раствор упаривают в вакууме, добавляют гексан. Выпавший в осадок продукт отфильтровывают, промывают гексаном. Температура плавления 156-157°С (из смеси спирта и гексана).
Выход 0,7 г (52%).
Аналогично получают 1-{[6-бром-1-метил-5-метокси-2-морфолинометил-1Н-индол-3-ил]-карбонил}морфолин (XII), т. пл. 155°С (из спирта с гексаном).
Осуществление синтеза согласно схеме 2 с использованием в качестве нуклеофильного реагента соответствующих гидроксисоединений (например, 4-хлорфенола, 4-гидроксипиперидина и др.).
Пример 6
Этиловый эфир 6-бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-хлорфенилоксиметил)индолил-3-карбоновой кислоты (XIII).
Смесь 2,0 г (0,005 моль) этилового эфира 6-бром-2-бромметил-1-метил-5-метоксииндолил-3-карбоновой кислоты 0,13 г (0,01 моль) 4-хлорфенола, 3,5 г безводного углекислого калия в 30 мл ацетона кипятят 7 часов. Смесь охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают, тщательно промывают водой и спиртом. Выход 1,85 г (81,8%), температура плавления 159-160°С (из ацетона).
Пример 7
6-бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-хлорфенилоксиметил)индолил-3-карбоновая кислота (XV).
Раствор 0,9 г (0,002 моль) соединения XIII, 1,2 г едкого натрия, 0,6 мл воды в 10 мл этилового спирта и 5 мл ацетона кипятят 2 часа. Затем добавляют 10 мл воды и при охлаждении подкисляют концентрированной соляной кислотой. Осадок отфильтровывают, промывают водой. Выход 0,78 г (91,7%). Температура плавления более 270°С (разложение).
Аналогично получают:
6-бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)индолил-3-карбоновая кислота, т. пл. 220°С (из диоксана)
Пример 8
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-хлорфенилокси)-метил-1-Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-метилпиперазин
К раствору 0,63 г (0,0015 моль) соединения XV в 10 мл диоксана добавляют 1 мл хлористого тионила. От полученного хлорангидрида отгоняют диоксан, избыток хлористого тионила, к остатку добавляют гептан, осадок отфильтровывают и растворяют в 10 мл бензола. К раствору добавляют 0,3 г (0,003 моль) 4-метилпиперазина и смесь оставляют на сутки при комнатной температуре. Смесь упаривают и к остатку добавляют воду. Осадок отфильтровывают, промывают водой. Выход 0,5 г (65,7%). Температура плавления 158-160°С (из смеси этилацетата и петролейного эфира).
Аналогично были получены:
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-бензилпиперазин, т. пл. 155°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-этоксикарбонилпиперазин, т. пл. 163°С (из iso-PrOH)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-морфолин, т. пл. 149°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-(2-метилфенил)пиперазин, т. пл. 184°С (из спирта)
1-{[6-Хлор-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-морфолин, т. пл. 165°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-фенилпиперазин, 175°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил] карбонил}-4'-метилпиперазин, т. пл. 143°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-(4-метилфенил)пиперазин, т. пл. 178°С (из спирта)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метоксифенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-(4-аминокарбонил)пиперидин, т. пл. 163°С (из гексана)
1-{[6-Бром-1-метил-5-метокси-2-(4'-метилфенилоксиметил)-1Н-индол-3-ил]карбонил}-4'-фенил-4'-этоксикарбонилпиперидин, т. пл. 92°С (из гексана с iso-PrOH).
Структуры полученных соединений подтверждены данными спектров ПМР, элементным анализом, индивидуальность тонкослойной хроматографией на пластинках Silufol UV254.
Испытания биологической активности.
1. Влияние аналогов арбидола на репродукцию вируса гриппа в клетках культуры ткани МДСК
В предварительных экспериментах было исследовано цитоксическое действие соединений и установлены максимально переносимые концентрации (МПК) (табл.1).
50
50
Испытания противовирусной активности были проведены на эталонном штамме вируса гриппа А/Новая Каледония/20/99 (H1N1) в условиях одинаковой множественности заражения вирусом. Для препарата сравнения (арбидол) и испытуемых соединений были определены концентрации (мкг/мл), ингибирующие вирусную репродукцию на 50% (МИК), и рассчитан химиотерапевтический индекс (отношение МПК к МИК), а также изучена активность веществ при концентрации 10 мкг/мл (табл.1).
Из данных, представленных в таблице 1, видно, что соединения А и B в отношении эталонного штамма вируса гриппа А (H1N1) обладают высокой специфической активностью, соизмеримой с активностью арбидола.
50
По показателю МИК и химиотерапевтическому индексу соединения А и В даже несколько превосходили арбидол. В концентрации же 10 мкг/мл соединение А по эффективности уступало арбидолу, а соединение В не отличалось от него. Соединение С показало низкую активность.
Таблица 1
Ингибирование аналогами арбидола репродукции эталонного штамма вируса гриппа А/Новая Каледония/20/99 (H1N1) в клетках культуры ткани МДСК
Соединения
МПК соединений, мкг/мл
МИК<sub>50</sub>, мкг/мл
Химиотерапевтический индекс
Активность при 10 мкг/мл, %
Арбидол
40
6,0
6,7
100,0
С
25
9,2
2,7
52,1
В
15
2,0
7,5
100,0
А
40
5,8
6,9
64,4
2. Определение эффективности соединений на модели гриппозной пневмонии мышей.
Мыши инфицировались интраназально под легким эфирным наркозом вирусом гриппа А/Аичи/2/69 (H3N3). Контрольные животные не получали никакого лечения, а опытным вводили per os арбидол или соединение А в дозе 60 мг/кг/день за 24 и 1 час до заражения, затем через 24 часа после инфицирования и в последующие 4 дня. Эффективность действия соединений на модели гриппозной пневмонии оценивались по количеству мышей, выживших после инфицирования вирусом, и увеличению средней продолжительности жизни.
Средняя продолжительность жизни мышей высчитывалась по формуле: MSD=Σf(d-1)/n, где f - количество мышей, умерших на день d, выжившие мыши также включены в f, и d в этом случае равно 15, n - количество мышей в группе.
Таблица 2
Эффективность соединений на модели гриппозной инфекции у мышей (вирус А/Аичи/2/69)
Соединения
n
Выжило
Смертность, %
Показатель снижения смертности, %
Продолжительность жизни (сутки)
Инфицированный контроль
16
3
81
8,1
Арбидол
10
8
20
61
12,2
А
10
8
20
61
13,1
Из таблицы 2 видно, что соединение А при испытании химиотерапевтического действия на модели гриппозной пневмонии мышей по эффективности не уступает арбидолу - известному противовирусному средству.