Патент на изобретение №2194707

(54) 2-(2′-ГИДРОКСИ-2′-ЗАМЕЩЕННЫЕ)ЭТИЛ-1,2,3,4-ТЕТРАГИДРОПИРРОЛО[1,2-a]ПИРАЗИНЫ ИЛИ ИХ ФУМАРАТЫ, ОБЛАДАЮЩИЕ АНТИАРИТМИЧЕСКОЙ И ПРОТИВОИШЕМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине, конкретно к 2-(2′-гидрокси-2′-замещенным)этил-1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразинам или их фумаратам, обладающим антиаритмической и противоишемической активностью. Соединения обладают повышенной антиаритмической и противоишемической активностью и низкой токсичностью. 8 табл.

Изобретение относится к области биологически активных соединений, конкретно к новой группе 2-(2′-гидpoкcи-2′-зaмeщeнныe)этил-l,2,3,4-тeтpaгидpoпиppoлo [1,2-а]пиразинам и их фумаратам общей формулы I:

где R = метил, фенил, алкокси и арилокси,
обладающих антиаритмической и противоишемической активностью.

Заявляемые соединения в эксперименте обладают выраженной антиаритмической и противоишемической активностью и по интенсивности эффекта превосходят применяемые в клинике верапамил, амиодарон и лидокаин.

Указанные соединения I, их свойства и способ получения в литературе не описаны.

Наиболее близким прототипом по химическому строению являются 1,2-замещенные, 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразины [1]. Описанные ранее соединения отличаются от заявляемых по структуре и по фармакологическим свойствам.

Целью изобретения является синтез новых производных пирроло [1,2-а]пиразинов, обладающих антиаритмическим и противоишемическим действием, в основе которого лежит способность этих соединений влиять на трансмембранные ионные токи и повышать устойчивость мембран кардиомиоцитов к ишемическим воздействия.

2-(2′-гидpoкcи-2′-зaмeщeнныe)этил-l, 2,3,4-тетрагидропирроло [1,2-а]пиразины получают взаимодействием 1,2,3,4-тетрагидропиррол [1,-2-а]пиразина (III) с соответствующим эпоксисоединением (IV), в среде органического растворителя по схеме, приведенной в конце описания.

Процесс получения целевых веществ осуществляют при кипячении 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразина III и соответствующего эпоксисоединения в среде органического растворителя (бензол, изопропанол) в течение 2-6 часов. Затем целевые вещества выделяют перегонкой в вакууме либо путем превращения в соли фумаровой кислоты. Фумараты II (1-7) получают при взаимодействии спиртовых растворов оснований I (1-7) и фумаровой кислоты. Соединения I (1-7) представляют собой вязкие высококипящие масла, не растворимые в воде и растворимые в органических растворителях. Соединения II (1-7) представляют собой кристаллические вещества цвета, растворимые в воде, водном спирте, не растворимые в эфире, бензоле.

Строение соединений I, II подтверждено результатами элементного анализа и спектральными данными. Так, в ПМР спектре вещества 1-2 имеются мультиплеты 6-Н ( 6.51 м.д.), 7-Н ( 6.3 м.д.), 8-Н ( 5.84 м.д.) протонов пиррольного цикла. Протоны фенильного радикала образуют мультиплет при 7.20-7.40 м.д., а протоны пиразинового цикла соответственно два мультиплета при 3.60-4.0 м. д. для протонов при С-3,4 и два мультиплета при 2.6-3.05 м.д. для протонов при С-1. Мультиплет при С-1′, а мультиплет 2.55-2.65 м.д. – протоны при С-1′.

Экспериментальная химическая часть
Пример 1.

2-[(2′-гидpoкcи-2’мeтил)этил] -l, 2,3,4-тeтpaгидpoпиppoлo[1,2-а] пиpaзин(I-1).

Раствор 3,66 г (0,03 моля) 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина и 2,1 г (0,036 моля) 1,2-эпоксипропана в 30 мл изопропанола кипятят 6 часов. Реакционную массу упаривают, остаток обрабатывают 20 мл воды и экстрагируют бензолом (230 мл). Бензол упаривают, остаток перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т. кип. 141-42^oС при 1 мм рт. ст. Выход 3,8 г (70%) I-1. n²² _D 1,5352.

Найдено, %: С 66,74; Н 8,98; N 15,43; C₁₀H₁₆O₁.

Вычислено, %: С 66,63; Н 8,95; N 15,54.

Фумарат. К раствору 3,6 г (0,02 моля) 2-[(2′-гидpoкcи-2’мeтил)этил]-1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразина в 110 мл эфира прибавляют 1,2 г (0,011 моля) фумаровой кислоты в 10 мл этанола. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из этанола. Выход 3,2 г (67,2%) II-1. Т. пл. 129-130^oС.

Найдено, %: С 60,81; Н 7,86; N 11,87; C₁₀H₁₆N₂O₁1/2 С₄Н₄O₄.

Вычислено, %: С 60,48; Н 7,6; N 11,76.

Пример 2.

2-[(2′-гидpoкcи-2′-фeнил)этил] 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразин (1-2).

Раствор 3,66 г (0,03 моля) 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина и 4,3 г (0,036 моля) оксистирола в 30 мл изопропанола кипятят 2 часа. Реакционную массу упаривают, остаток обрабатывают 20 мл воды и экстрагируют бензолом (230 мл). Бензол упаривают, остаток перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т. кип. 206-208^oС при 1 мм рт. ст. Выход 6 г (82,6%) I-2.

Найдено, %: С 74,47; Н 7,58; N 11,43; C₁₅H₁₈N₂O₁.

Вычислено, %: С 74,35; Н 7,49; N11,56.

Фумарат. К раствору 4,8 г (0,02 моля) 2-[(2′-гидpoкcи-2′-фeнил)этил] 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразина в 10 мл изопропанола прибавляют раствор 1,2 г (0,011 моля) фумаровой кислоты в 20 мл изопропанола. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из изопропанола. Выход 4,3 г (71,1%) II-2. Т. пл. 159-60^oС.

Найдено, %: С 67,74; Н 6,68; N 9,35; C₁₅H₁₈N₂O₁1/2 С₄Н₄O₄.

Вычислено, %: С 67,98; Н 6,71; N 9,33.

Пример 3.

2-[(2′-гидpoкcи-2′-мeтилoкcимeтил)этил]-1,2,3,4-тeтpaгидpoпиppoлo[1,2-а] пиразин (I-3).

Раствор 2,44 г (0,02 моля) 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина и 2,1 г (0,024 моля) 2,3-эпоксипропилметилового эфира в 30 мл изопропанола кипятят 4 часа. Реакционную массу упаривают, остаток обрабатывают 20 мл воды и экстрагируют бензолом (230 мл), бензол упаривают, остаток перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т. кип. 185-7^oС при 10 мм рт. ст. Выход 3,2 г (76,2%) I-3, n_D ²⁰ 1.5250.

Найдено, %: С 62,94; Н 8,75; N 13,21; C₁₁H₁₈N₂0₂.

Вычислено, %: С 62,83; Н 8,63; N 13,32.

Гидрофумарат. К раствору 2,1 г (0,01 моля) 2-[(2′-гидpoкcи-2′-метилоксиметил)этил] -1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразина в 5 мл изопропанола прибавляют раствор 1,2 г (0,011 моля) фумаровой кислоты в 10 мл изопропанола. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из изопропанола. Выход 2,1 г (64,2:) II-3. Т. пл. 110-111^oС.

Найдено, %: С 55,53; Н 6,95; N 8,6; C₁₁H₁₈N₂0₂C₄H₄О₄.

Вычислено, %: С 55,20; Н 6,79; N 8,58.

Пример 4.

2-[(2′-гидpoкcи-2’тpeтбyтилoкcмeтил)этил] -1,2,3,4-тeтpaгидpoпиppoлo[l, 2-а]пиразин. Гидрофумарат (II-4).

Раствор 2,44 г (0,02 моля),2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина III и 3,15 г (0,024 моля) 2,3-эпоксипропилтретбутилового эфира в 30 мл изопропанола кипятят 6 часов. Реакционную массу упаривают, остаток обрабатывают 20 мл воды и экстрагируют бензолом (230 мл), бензол упаривают. К остатку, растворенному в 10 мл эфира, прибавляют раствор 2,34 г (0,02 моля) фумаровой кислоты в 20 мл изопропанола. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из изопропанола. Выход 3,1 г (42,1%) II-4. Т. пл. 131-2^oС.

Найдено, %: С 58,91; Н 7,83; N 7,44; C₁₄H₂₄N₂O₂С₄Н₄O₄.

Вычислено, %: С 58,68; Н 7,66; N 7,6.

Пример 5.

2-[(2′-гидрокси-2′-фенилоксиметил)этил] 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а] пиразин. Фумарат (II-5).

Раствор 2,44 г (0,022 моля) 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина III и 3,6 г (0,024 моля) 2,3-эпоксипропилфенилового эфира в 30 мл бензола кипятят три часа. Реакционную массу упаривают, остаток обрабатывают 20 мл воды и экстрагируют бензолом (230 мл), бензол упаривают. К остатку, растворенному в 10 мл изопропанола, прибавляют раствор 1,2 г (0,011 моля) фумаровой кислоты в 10 мл изопропанола. Выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из изопропанола. Выход 5,1 г (77,33%) II-5. Т. пл. 132-3^oС.

Найдено, %: С 65,51; Н 6,48; N 8,12; C₁₆H₂₀N₂0₂¹/₂ С₄Н₄O₄.

Вычислено, %: С 65,44; Н 6,71; N 8,48.

Пример 6.

2-[(2′-гидрокси-2′--нафтилоксиметил)этил-1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина. Фумарат (II-6).

Раствор 2,44 г (0,02 моля) 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина III и 4,8 г (0,024 моля) 2,3-эпоксипропил--нафтилового эфира в 40 мл изопропанола кипятят два часа. Реакционную массу упаривают, обрабатывают 20 мл воды, экстрагируют бензолом (230 мл), бензол упаривают. К остатку, растворенному в 20 мл эфира, прибавляют раствор 1,2 г (0,011 моль) фумаровой кислоты в 20 мл изопропанола. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из изопропанола. Выход 4,3 г (56,6%) II-6. Т. пл. 117-8^oС.

Найдено, %: С 69,18; Н 6,53; N 7,17; C₂₀H₂₂N₂0₂¹/₂С₄Н₄О₄.

Вычислено, %: С 69,45; Н 6,36; N 7,36.

Пример 7.

2-[(2′-гидpoкcи-2′--нaфтилoкcимeтил)этил] -1,2,3,4-тeтpaгидpoпиppoлo[l, 2-а]пиразина. Фумарат (II-7).

Раствор 2,44 г (0,02 моля) 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина III и 4,8 г (0,024 моля) 2,3-эпоксипропил--нафтилового эфира в 40 мл изопропанола кипятят 4 часа. Реакционную массу упаривают, обрабатывают 20 мл воды, экстрагируют бензолом (230 мл), бензол упаривают. К остатку, растворенному в 20 мл эфира, прибавляют раствор 1,2 г (0,011 моль) фумаровой кислоты в 20 мл изопропанола. Выпавший осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из изопропанола. Выход 3,9 г (51,3%) II-7. Т. пл. 111-112^oС.

Найдено, %: С 69,28; Н 6,17; N 7,26; C₂₀H₂₂N₂O₂¹/₂С₄Н₄О₄.

Вычислено, %: С 69,45; Н 6,36; N 7,36.

Фармакологическая часть
Пример 1.

Сравнительное изучение антиаритмической активности заявляемых соединений на модели хлоридкальциевой аритмии.

Полученные результаты представлены в таблице 1.

На модели хлоридкальциевой аритмии активность соединений убывает в порядке II-5>II-2>II-4>II-6>>II-1II-3II-7. Для двух наиболее активных соединений была определена доза ЕД₅₀, которая составляет 6.000.29 (р=86.68) мкМоль/кг для II-2 и 1.62

Пример 2.

Сравнительное изучение антиаритмической активности заявляемых соединений на модели хлоридбариевой аритмии.

Результаты представлены в табл. 2.

В ряду исследуемых соединений активность убывала в порядке II-2>II-5>II-7.

Пример 3.

Сравнительное изучение антиаритмической активности заявляемых соединений на модели аконитиновой аритмии.

Аконитиновую аритмию вызывали по стандартной методике [Каверина Н.В. с соавт., 1998]. Полученные результаты представлены в табл. 3.

По своей активности соединения располагаются в следующем порядке: II-5>II-2>II-7>II-4>II-3. Последние три соединения не препятствуют развитию аритмий, но способствуют выживанию животных. Соединение II-5 превосходит по своей антиаритмической активности как лидокаин, так и амиодарон. ЕД₅₀ составляет 3,150,12 мкМоль/кг для II-2 (р=97.77) и 1,710,49 мкМоль/кг для II-5 (р=61.09).

Пример 4.

Влияние заявляемых соединений на течение аритмий, вызываемых введением строфантина.

Пример 5.

Влияние заявляемых соединений на течение аритмий, вызываемых введением адреналина.

Пример 6.

Изучение антиаритмических свойств соединения II-5 на модели аритмии по A. Harris.

Пример 7.

Изучение влияния заявляемых соединений на течение изадрин-питуитриновой ишемии миокарда.

Изадрин-питуитриновую ишемию миокарда (ИПИМ) вызывали у беспородных белых крыс массой 180-220 г по методике Резникова К.М. и соавт. (А.С. 1019482). Исследуемые соединения вводили дважды за 15 мин до четной инъекции изадрина в дозе 3 мкМоль/кг. У животных фиксировали ЭКГ во II отведении, определяли в миокарде концентрацию диеновых конъюгатов (ДК), гидроперекисей липидов (ГП), малонового диальдегида (МДА). В плазме определяли концентрацию белка биуретовым методом, активность аланинаминотрансферазы (АЛАТ) и аспартатаминотрансферазы (АСАТ). Также записывали коагулограмму, делали общий анализ крови, определяли лейкоцитарную формулу с расчетом лейкоцитарного индекса интоксикации (ЛИИ), исследовали количество влаги в легких.

Полученные результаты представлены в табл. 6.

На фоне ИПИМ наблюдается ряд изменений в формуле крови – умеренный лейкоцитоз, нейтрофилез со сдвигом формулы влево, относительная лимфоцитопения; соответственно значительно возрастает ЛИИ (694% от нормы). При использовании II-2 лейкоцитоз умеренный (такой же, как и у нелеченых животных). Использование соединения полностью нормализует лейкоцитарную формулу и ЛИИ. Влияние II-5 на число клеток красной и белой крови и их формулу принципиально не отличается от такового для II-2.

При инфаркте миокарда одним из механизмов патологического повреждения организма является изменение процессов ПОЛ. В группе животных с ИПИМ наблюдается увеличение образования в миокарде ДК (в 3 раза), ГП (в 1,7 раза), МДА (в 3 раза). II-2 и II-5 угнетают процессы ПОЛ при ИПИМ, нормализуя все показатели (ДК, ГП, МДА).

Развитие ИПИМ сопровождается гипопротеинемией (89,4% от нормы, р<0,05). Эти данные подтверждают повреждение миокарда и тяжелые нарушения пептидного обмена вследствие резкого усиления катаболических процессов в некротических очагах миокарда и возрастании синтеза белка в рубцовой зоне, что приводит к дефициту протеинов в крови из-за их распада до аминокислот, которые затем используются в процессах биосинтеза. Также часть протеинов поступает в очаг ишемии путем диффузии через сосудистую стенку, проницаемость которой вследствие ИМ резко повышена. Соединение II-5 имеет тенденцию к увеличению концентрации белка в крови. II-2 достоверно увеличивает концентрацию белка, доводя ее до нормальных значений, что может свидетельствовать об уменьшении степени повреждения миокарда.

Изучение уровня аминотрансфераз при ИПИМ показало, что концентрация АЛАТ на фоне ИПИМ не меняется, а концентрация АСАТ возрастает на 33%. Применение обоих соединений достоверно снижает количество АСАТ, что подтверждает уменьшение цитолиза под действием соединений.

При развитии ИПИМ наблюдается увеличение количества влаги в легких, что свидетельствует о наличии отека легких. Соединения устраняют данное проявление ИПИМ.

Очень важными при инфаркте миокарда являются изменения в системе гемостаза. При моделировании ИПИМ наблюдается увеличение времени начала свертывания в 2 раза (р<0,05), в 2,3 раза возрастает время начала фибринолиза, причем в 50% наблюдений фибринолиз не идет. Фибиринолитический потенциал, таким образом, снижается в 4,5 раза (р<0,01), а степень фибринолиза – в 2 раза. В 3,5 раза возрастает гемостатический потенциал, в 2,5 раза – время существования плотного сгустка. Имеется тенденция к снижению коагулирующей активности крови (на 15%). Таким образом, на фоне ИПИМ наблюдается снижение интенсивности 1 фазы свертывания с умеренным увеличением коагулирующей активности крови и резкое снижение активности фибринолиза. Соединение II-2 вызывает нормализацию времени начала свертывания, укорачивает время окончания свертывания. Вместе с тем, время начала фибринолиза такое же, как у нелеченых животных, время существования плотного сгустка в 4 раза больше нормы (р<0,01), в 20% случаев фибринолиз отсутствует. На фоне применения II-2 наблюдается увеличение коагулирующей активности крови на 43% по сравнению с нелечеными животными (р<0,01) и гемостатического потенциала – в 2 раза. Применение соединения II-5 для лечения ИПИМ приводит к нормализации времени начала свертывания, не влияя на его продолжительность. Время начала фибринолиза соединение не изменяет, ингибирование фибринолиза имеется в 20% наблюдений. Интегральные показатели коагулограммы по сравнению с нелечеными животными достоверно не изменяются. Таким образом, II-5 оказывает положительное воздействие на гуморальный гемостаз.

Пример 8.

Изучение острой токсичности заявляемых соединений.

Исследования острой токсичности проводили на белых мышах обоего пола весом 18-20 г, разделенных на группы по 10 животных. Результаты представлены в табл. 7.

Соединение II-2. При введении соединения в дозе 300 мкМоль/кг и менее визуальные признаки действия соединения отсутствуют. При использовании соединения в дозе 500 мкМоль/кг через 5 минут после инъекции у животных отмечается заторможенность, нарушение координации движений, неустойчивость позы. Через 15 минут животные неподвижны, лежат на боку, частота и глубина дыхательных движений в норме. Через 2 ч мыши приходят в нормальное состояние. При введении соединения в дозе 1000 мкМоль/кг через 5 минут мыши заторможены, не реагируют на тактильные и болевые раздражители, лапы разъезжаются в разные стороны. В течение 10-15 минут наступает возбуждение, мыши пытаются бегать по клетке (что не получается из-за нарушенной координации движений), появляются судорожные подергивания лап и хвоста, животное падает на бок и замирает. Через 20 минут судороги постепенно прекращаются, дыхание становится глубже и реже, переходя в дыхание Куссмауля, постепенно прекращаясь. Все животные погибают в течение часа, вскрытие не выявило признаков действия соединения. При использовании соединения в дозе 600, 750 и 800 мкМоль/кг часть животных погибает с клинической картиной, аналогичной для животных, получивших соединение в дозе 1000 мкМоль/кг, часть выживает, имея характерную симптоматику действия соединения, отличающуюся лишь незначительно степенью выраженности судорог и длительностью заторможенности. Все выжившие животные (по всем группам) при наблюдении в течение 2 недель имели нормальный аппетит, динамика веса отсутствовала. Поведение животных соответствовало контрольной группе. Животные забиты передозировкой эфирного наркоза; при вскрытии признаков действия соединения не выявлено.

Соединение II-5. При введении соединения в дозе 300 мкМoль/кг признаки действия отсутствуют. При использовании соединения в дозе 500 мкМоль/кг через 5 минут после инъекции мыши с трудом поддерживают нормальное положение тела, заторможены, с опущенными головами; в течение часа приходят в нормальное состояние. В дозе 750 мкМоль/кг через 5 минут после введения соединение вызывает сильную заторможенность, угнетение реакции на тактильные и болевые раздражители, боковое положение животных, судорожные подергивания лап и хвоста. Через час все животные приходят в нормальное состояние. В дозе 1000 мкМоль/кг соединение оказывает аналогичное действие, но заторможенность в первые 5 минут сменяется возбуждением, мыши мечутся по клетке, далее следует потеря позы к 15-й минуте наблюдения, сопровождающаяся судорожными подергиваниями лап и хвоста. Нормализация состояния животных отмечается также в течение часа. Исключение составило одно животное, у которого после принятия боковой позы дыхание постепенно приобрело агональный характер, и в течение часа животное погибло. На вскрытии признаков действия соединения не выявлено. Все выжившие мыши были помещены под наблюдение, в течение 2 недель не было выявлено изменения аппетита и динамики веса животных, поведенческие реакции были в норме. Аутопсия отличий от нормы не выявила.

₅₀ составляет 689.750.04 мкМоль/кг. Для соединения II-5 токсичность была определена с учетом апроксимации кривой по уравнению экспоненциальной зависимости. Этот метод не совсем корректен, но в связи с недостаточной растворимостью соединения в эксперименте не предоставляется возможным получить верхних точек кривой. Для II-5 LD₅₀ составляет 3160 мкМоль/кг. С учетом данных, полученных по антиаритмической активности заявляемых соединений на моделях хлоркальциевой и аконитиновой аритмий, были определены терапевтические индексы соединений (табл. 8). Терапевтические индексы классических антиаритмических средств не превышают 100, следовательно, заявляемые соединения отличаются не только высокой эффективностью, но и низкой токсичностью.

Таким образом, как видно из примеров 1-8, заявляемые соединения характеризуются высокой антиаритмической активностью, превосходя традиционно применяемые в клинике соединения и обладая широким спектром действия. Также у веществ хорошо выражены антиишемические свойства. На основе полученных данных можно утверждать, что 2-(2′-гидpoкcи-2′-замещенные)этил-1,2,3,4-тетрагидропирроло [1,2-а] пиразины и их фумараты обладают антиаритмическими и антиишемическими свойствами. Наибольший интерес представляют 2-[(2′-гидpoкcи-2′-фeнилoкcимeтил)этил] 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина фумарат и 2-[(2′-гидpoкcи-2′-фeнил)этил] 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразин (1-2) фумарат.

Литература

Формула изобретения

2-(2′-Гидрокси-2′-замещенные)этил-1,2,3,4-тетрагидропирроло[ 1, -2-а] пиразины общей формулы I

где R= -CH₃,

-CH₂OCH₃,
-CH₂OC(CH₃)₃,



или их фумараты, обладающие антиаритмической и противоишемической активностью.

РИСУНКИ