производные 4,4,7-триметил-2-фенил-4a,5,8,8a-тетрагидро-4н-бензо[1,3]диоксин-8-ола в качестве анальгезирующих средств

Формула изобретения

Производные 4,4,7-триметил-2-фенил-4а,5,8,8а-тетрагидро-4Н-бензо[1,3]диоксин-8-ола общей формулы 1



где R может быть нитрогруппой или атомом галогена; включая пространственные изомеры соединений общей формулы 1, в том числе оптически активные формы, в качестве анальгезирующих средств.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химии и медицины, а именно к новым лекарственным средствам, обладающим анальгезирующим действием.

Известны анальгезирующие средства, являющиеся по фармакологическому действию ненаркотическими анальгетиками, такие как ацетилсалициловая кислота, анальгин и другие [1]. Данные по активности на модели «уксусные корчи» (ED₅₀ ) и острой токсичности (LD₅₀) известных лекарственных средств приведены в [2].

Недостатками ацетилсалициловой кислоты являются низкая активность и гастротоксичность; анальгина - возможное угнетение кроветворения, вплоть до полного агранулоцитоза.

Наиболее ближайшим к заявляемому средству по фармакологическому действию - прототипом, является диклофенак натрия [3].

Недостатками диклофенака натрия являются желудочно-кишечные расстройства и гастротоксичность.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в поиске новых эффективных низкотоксичных лекарственных средств, обладающих анальгезирующей активностью.

Поставленная задача решается путем использования в качестве анальгезирующих средств производных 4,4,7-триметил-2-фенил-4а,5,8,8а-тетрагидро-4H-бензо[1,3]диоксин-8-ола общей формулы 1

где R может быть нитрогруппой или атомом галогена; включая пространственные изомеры соединений общей формулы 1, в том числе оптически активные формы.

Соединения общей формулы 1 могут быть получены из эпоксида вербенола в присутствии катализатора по общей методике [4], данные об их биологической активности в литературе отсутствуют.

Схема получения соединений общей формулы 1 представлена на фиг.1.

Эпоксид вербенола, в свою очередь, может быть синтезирован в соответствии со схемой, представленной на фиг.2, исходя из монотерпена -пинена, широко распространенного в отечественном растительном сырье, с использованием доступных реагентов по ранее описанным методикам [4, 5].

Анальгетическая активность соединений общей формулы 1 изучалась на моделях висцеральной боли «уксусные корчи» и термического раздражения «горячая пластинка» путем однократного введения в диапазоне доз с 1 по 10 мг/кг.

«Уксусные корчи» воспроизводили путем внутрибрюшинного введения 0.75% уксусной кислоты по 0.1 мл на одно животное. Оценка активности осуществлялась по количеству корчей в течение 3 мин.

«Горячая пластинка» - тест, характеризующий термическое раздражение. Животных помещали на медную пластину, Т=54°С. Эффект оценивали по продолжительности нахождения животного на горячей пластине до первой «вокализации» в секундах.

Показано, что соединения 1a (R=F), 1б (R=Cl) и 1в (R=NO₂) обладают в дозе 10 мг/кг достоверной анальгетической активностью в тесте «уксусные корчи». Изучение дозозависимого эффекта соединения 1б в этом тесте показало, что его ED₅₀ составляет 4.5 мг/кг, то есть оно превосходит по активности в этом тесте все препараты сравнения.

Обнаружено, что соединение 1в обладает в дозе 10 мг/кг достоверной анальгетической активностью в тесте «горячая пластинка», тогда как соединения 1а, 1б не проявили в этом тесте анальгетической активности.

Острая токсичность соединения 1а определялась на белых беспородных мышах массой 20-22 г при однократном внутрижелудочном введении по методу Кербера. Показано, что соединение 1а является умеренно токсичным веществом: LD₅₀ превышает 1000 мг/кг.

Можно заключить, что соединения 1а-в обладают высокой анальгетической активностью в тесте «уксусные корчи», а соединение 1в обладает высокой анальгетической активностью также и в тесте «горячая пластинка». Соединение 1a (R=F) сочетает высокую анальгетическую активность с низкой токсичностью.

Таким образом, заявляемые соединения общей формулы 1 являются перспективными для создания на их основе новых эффективных низкотоксичных анальгезирующих лекарственных средств.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез 4а,5,8,8а-тетрагидро-2-(4-фторфенил)-4,4,7-триметил-4H-1,3-бензодиоксин-8-ола (1а).

К суспензии 2.5 г глины К-10 в 15 мл CH ₂Cl₂ прибавили раствор 0.5 г пара-фторбензальдегида в 5 мл CH₂Cl₂, затем прибавили по каплям раствор 0.5 г эпоксида вербенола ( (с 12, CHCl₃)) в 5 мл CH₂Cl ₂, перемешивали 1 час при комнатной температуре. Добавили 5 мл диэтилового эфира. Катализатор отфильтровали, растворитель отогнали. Полученную реакционную смесь делили на колонке с 10 г силикагеля (60-200 µ, Masherey-Nagel) (элюент - гексан с градиентом диэтилового эфира от 0 до 100%). Схема синтеза соединения 1а представлена на фиг.3.

Получили 0.132 г (15%) 4а,5,8,8а-тетрагидро-2-(4-фторфенил)-4,4,7-триметил-4H-1,3-бензодиоксин-8-ола (1а). Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃+CCl₄ ), , м.д.: 1.24 с (С¹⁸Н₃), 1.50 д.д.д (H^6a, J_6a,7a 10.8, J_6a,7e 6.0, J_6a,1 2.0 Гц), 1.51 с (С¹⁷Н₃ ), 1.80 м (С¹⁹Н₃), 2.04 д.д.д.к (H ^7e, ²J 17.7, J_7e,6a 6.0, J_7e,8 5.3, J_7e,19 1.2 Гц), 2.42 д.д.д.к.д (H^7a , ²J 17.7, J_7a,6a 10.8, J_7a,8 2.3, J_7a,19 2.3, J_7a,10e 1.5 Гц), 3.82 м (H^10e), 4.29 д.д (Н¹, J_1,10e , 2.5, J_1,6a 2.0 Гц), 5.61 д.м (Н⁸, J _8,7e 5.3 Гц), 5.73 с (Н³), 6.98 д.д (Н¹³ , Н¹⁵, J_13,12=J_15,16=8.7, ³J_H,F 8.7 Гц), 7.39 д.д (Н¹², Н ¹⁶, J_12,13=J_16,15=8.7, ⁴ J_H,F 5.5 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl ₃+CCl₄), , м.д.: 75.08 д (С¹), 95.21 д (С³ ), 74.58 с (С⁵), 34.04 д (С⁶), 23.08 т (С⁷), 125.26 д (С⁸), 130.93 с (С⁹ ), 70.44 д (С¹⁰), 134.95 д (С¹¹, ⁴ J_C,F 3.1 Гц), 128.21 д (С¹², С¹⁶ , ³J_C,F 8.0 Гц), 114.88 д (С¹³ , С¹⁵, ²J_C,F 21.2 Гц), 162.90 д (С¹⁴, ¹J_C,F 247.2 Гц), 22.79 к (С¹⁷), 27.30 к (С¹⁸), 20.64 к (С ¹⁹). Найдено М-[Н] 291.1394. C₁₇H₂₀ O₃F. Вычислено М-[Н] 291.1396. -66 (с 26, CHCl₃).

Пример 2. Синтез 4а,5,8,8а-тетрагидро-2-(4-хлорфенил)-4,4,7-триметил-4H-1,3-бензодиоксин-8-ола (1б).

К суспензии 2.5 г глины К-10 в 15 мл CH ₂Cl₂ прибавили раствор 0.5 г пара-хлорбензальдегида в 5 мл CH₂Cl₂, затем прибавили по каплям раствор 0.5 г эпоксида вербенола ( (с 12, CHCl₃)) в 5 мл CH₂Cl ₂, перемешивали 1 час при комнатной температуре. Добавили 5 мл диэтилового эфира. Катализатор отфильтровали, растворитель отогнали. Полученную реакционную смесь делили на колонке с 10 г силикагеля (60-200 µ, Masherey-Nagel) (элюент - гексан с градиентом диэтилового эфира от 0 до 100%). Схема синтеза соединения 16 представлена на фиг.4.

Получили 0.069 г (7.5%) 4а,5,8,8а-тетрагидро-2-(4-хлорфенил)-4,4,7-триметил-4H-1,3-бензодиоксин-8-ола (1б). Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃+CCl₄ ), , м.д.: 1.24 с (С¹⁸Н₃), 1.49 д.д.д (H^6a, J_6a,7а 10.6, J_6a,7е 6.0, J_6a,1 2.0 Гц), 1.50 с (С¹⁷Н₃ ), 1.79 м (С¹⁹Н₃), 2.03 д.д.д.к (H ^7e, ²J 17.5, J_7e,6a 6.0, J_7e,8 5.2, J_7e,19 1.2 Гц), 2.39 д.д.д.к.д (H^7a , ²J 17.5, J_7a,6a 10.6, J_7a,8 2.5, J_7a,19 2.5, J_7a,10e 1.5 Гц), 3.80 м (H^10e), 4.26 д.д (H^1e, J_1e,10e 2.5, J_1e,6a 2.0 Гц), 5.60 д.м (Н⁸, J _8,7e 5.2 Гц), 5.71 с (Н³), 7.27 д (Н¹² , Н¹⁶, J_12,13=J_16,15=8.3 Гц), 7.35 д (Н¹³, Н¹⁵, J_13,12=J _15,16=8.3 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃ +CCl₄), , м.д.: 75.07 д (С¹), 94.99 д (С³ ), 74.58 с (С⁵), 33.98 д (С⁶), 23.00 т (С⁷), 125.12 д (С⁸), 130.84 с (С⁹ ), 70.29 д (С¹⁰), 137.44 с (С¹¹), 127.77 д (С¹², С¹⁶), 128.14 д (С¹³, С¹⁵), 134.38 с (С¹⁴), 22.71 к (С¹⁷ ), 27.23 к (С¹⁸), 20.61 к (С¹⁹). Найдено М 308.1174. C₁₇H₂₁ClO₃. Вычислено М 308.1174. -67 (с 2, CHCl₃).

Пример 3. Синтез 4а,5,8,8а-тетрагидро-2-(4-нитрофенил)-4,4,7-триметил-4H-1,3-бензодиоксин-8-ола (1в).

К суспензии 2.5 г глины К-10 в 15 мл CH ₂Cl₂ прибавили раствор 0.5 г пара-нитробензальдегида в 5 мл CH₂Cl₂, затем прибавили по каплям раствор 0.5 г эпоксида вербенола ( (с 12, CHCl₃)) в 5 мл CH₂Cl ₂, перемешивали 1 час при комнатной температуре. Добавили 5 мл диэтилового эфира. Катализатор отфильтровали, растворитель отогнали. Полученную реакционную смесь делили на колонке с 10 г силикагеля (60-200 µ, Masherey-Nagel) (элюент - гексан с градиентом диэтилового эфира от 0 до 100%). Схема синтеза соединения 1в представлена на фиг.5.

Получили 0.049 г (5%) (2R,4aR,8R,8aR)-4а,5,8,8а-тетрагидро-2-(4-нитрофенил)-4,4,7-триметил-4H-1,3-бензодиоксин-8-ола (1в). Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃+CCl₄ ), , м.д.: 1.25 с (С¹⁸Н₃), 1.52 с (С ¹⁷Н₃), 1.53 д.д.д (H^6a, J_6a,7a 10.8, J_6a,7e 6.0, J_6a,1 2.0 Гц), 1.79 м (С¹⁹Н₃), 2.04 д.д.д.к (H^7e , ²J 17.6, J_7e,6а 6.0, J_7e,8 5.3, J_7e,19 1.2 Гц), 2.35 д.д.д.к.д (H^7a , ²J 17.6, J_7a,6a 10.8, J_7a,8 2.5, J_7a,19 2.5, J_7a,10e 1.5 Гц), 3.83 м (H^10e), 4.33 д.д (H^1e, J_1e,10e 2.5, J_1e,6a 2.0 Гц), 5.59 д.д.к (Н⁸, J _8,7e 5.3, J_8,7a 2.5, J_8,19 1.3 Гц), 5.81 с (Н³), 7.58 д (Н¹², Н¹⁶ , J_12,13=J_16,15=8.8 Гц), 8.14 д (Н ¹³, Н¹⁵, J_13,12=J_15,16 =8.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃+CCl ₄), , м.д.: 75.19 д (С¹), 94.25 д (С³ ), 75.04 с (С⁵), 34.00 д (С⁶), 22.98 т (С⁷), 125.11 д (С⁸), 130.89 с (С⁹ ), 70.30 д (С¹⁰), 145.39 с (С¹¹), 127.34 д (С¹², С¹⁶), 123.17 д (С¹³, С¹⁵), 148.08 с (С¹⁴), 22.70 к (С¹⁷ ), 27.17 к (С¹⁸), 20.59 к (С¹⁹). Найдено М 319.1412. C₁₇H₂₁NO₅. Вычислено М 319.1414. -59 (с 12, CHCl₃).

Пример 4. Исследование анальгетической активности соединений 1а-в в тесте «уксусные корчи».

Эксперимент проводили на беспородных мышах-самцах массой 22-25 г. Экспериментальные группы были сформированы по 8 животных в каждой. «Уксусные корчи» воспроизводили путем внутрибрюшинного введения 0.75% уксусной кислоты по 0.1 мл на одно животное. Исследуемые соединения 1а-в (агенты) вводились однократно внутрижелудочно за час до воспроизведения модели. Контролем являлись животные с введением только уксусной кислоты. Оценка активности осуществлялась по количеству корчей в течение 3 мин. Установлено, что соединения 1а-в проявляют достоверный анальгетический эффект на модели «уксусные корчи» (таблица 2), ED₅₀ соединения 16 составляет 4.5 мг/кг. Соединения 1а-в блокируют развитие болевого эффекта, вызванного введением уксусной кислоты, и проявляют высокую анальгетическую активность. В таблице 1 представлены данные по анальгетическому действию агентов 1а-в в тесте «уксусные корчи».

Таблица 1
Группа/агент (доза)	Уксусные корчи (количество)
Контроль	9.1±0.7
1а (10 мг/кг)	5.5±1.1*
Контроль	8.4±0.84
1б (10 мг/кг)	1.0±0.1*
1в (10 мг/кг)	2.87±1.2*
Контроль	5.1±1.2
1б (5 мг/кг)	0.62±0.3*
1б (1 мг/кг)	5.9±1.2
* Р<0.01 относительно контроля

В таблице 2 представлены данные по токсичности и анальгетическому действию известных коммерческих препаратов [2].

Таблица 2
Препарат	ED 50, мг/кг	LD50, мг/кг
Ацетилсалициловая кислота	155	1600
Анальгин	55	3300
Диклофенак натрия	5	370

Из таблиц 1, 2 видно, что соединения 1а-в обладают достоверной высокой анальгетической активностью в тесте уксусные корчи. Соединение 1б превосходит по значению ED₅₀ все препараты сравнения.

Пример 5. Исследование анальгетической активности соединений 1а-в в тесте «горячая пластинка».

Опыты проводили на беспородных мышах-самцах массой 22-25 г. Экспериментальные группы были сформированы по 8 животных в каждой. Животных помещали на медную пластину Т=54°С. Эффект оценивали по продолжительности нахождения животного на горячей пластине до первой «вокализации» в секундах.

Исследуемые соединения 1а-в вводились однократно внутрижелудочно за час до воспроизведения модели. Контрольным животным вводили соответствующий растворитель. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3
Группа/агент (доза)	Горячая пластинка (сек)
Контроль	19.3±9.1
1а (10 мг/кг)	19.5±2.1
Контроль	20.4±2.2
1б (10 мг/кг)	22.0±2.6
1в (10 мг/кг)	37.5±4.1*
Контроль	22.0±3.7
1б (5 мг/кг)	18.4±2.2
1б (1 мг/кг)	28.6±4.4
* Р<0.05 относительно контроля

На основании полученных данных можно сделать заключение, что самой высокой анальгетической активностью в тесте «горячая пластинка» обладает соединение 1в.

Таким образом, заявляемые соединения обладают высокой анальгетической активностью, низкой токсичностью, могут быть получены из доступного природного соединения -пинена и являются перспективными для создания на их основе новых эффективных низкотоксичных анальгезирующих лекарственных средств.

Источники информации

1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т.1. М.: Медицина. 2007.

2. Сюбаев Р.Д., Машковский М.Д., Шварц Г.Я., Покрышкин В.И. Сравнительная фармакологическая активность современных нестероидных противовоспалительных препаратов. Хим.-фарм. журн. 1986. Т.20. № 1. С.33-39.

3. Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России: Справочник. М.: АстраФармСервис. 2002. З-90.

4. Il ina I.V., Volcho K.P., Korchagina D.V., Barkhash V.A., Salakhutdinov N.F. Helv. Chim. Acta, 2007, V.90, № 2, P.353-368.

5. Волчо К.П., Рогоза Л.Н., Салахутдинов Н.Ф., Толстиков А.Г., Толстиков Г.А. Препаративная химия терпеноидов. Часть 1. Бициклические монотерпеноиды. Новосибирск: ГУ Издательство СО РАН, 2006, 280 с.