2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2н-хромен-4,8-диол - новое анальгезирующее средство

Формула изобретения

2-(4-Гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2Н-хромен-4,8-диол общей формулы 1, включая его пространственные изомеры, в том числе оптически активные формы, в том числе в виде солей с катионами металлов по фенольной группе:

,

обладающий анальгезирующей активностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области органической химии, а именно к новым органическим соединениям, конкретно к 2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диолу общей формулы 1 (включая его пространственные изомеры, в том числе оптически активные формы, в том числе в виде солей с катионами металлов по фенольной группе):

обладающему 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] и отражены в таблице 1.

Таблица 1
Токсичность и анальгетическое действие известных препаратов [2]
Препарат	ED50, мг/кг	LD50, мг/кг
Ацетилсалициловая кислота	155	1600
Анальгин	55	3300
Диклофенак натрия	5	370

Недостатками ацетилсалициловой кислоты являются низкое селективное обезболивающее действие и гастротоксичность; анальгина - возможное угнетение кроветворения, вплоть до полного агранулоцитоза.

Наиболее близким 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 создании нового соединения, обладающего анальгезирующей активностью.

Поставленная задача решается 2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диолом общей формулы 1, включая его пространственные изомеры, в том числе оптически активные формы, в том числе в виде солей с катионами металлов по фенольной группе:

Соединение 1 не было ранее описано в литературе, оно может быть синтезировано в соответствии со схемой 1 взаимодействием эпоксида вербенола 2 или 3-метил-6-(проп-1-ен-2-ил)пиклогекс-3-ен-1,2-диола 3 с ванилином (4-гидрокси-3-метоксибензальдегидом) в присутствие кислотного катализатора, предпочтительно монтмориллонитовой глины, с использованием растворителя, предпочтительно хлористого метилена, или в отсутствие растворителя.

Для получения соединения 1 в виде различных стереоизомеров, в том числе и в оптически активном виде, можно использовать в качестве исходных веществ различные пространственные изомеры соединений 2 и 3, в том числе и обладающие оптической активностью.

Эпоксид вербенола 2 и соединение 3, в том числе и в оптически активном виде, могут быть синтезированы в соответствии со схемой 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 дозе 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.

Обнаружено, что соединение (4aR,8R,8aR)-1 обладает в дозе 10 мг/кг высокой анальгетической активностью в тесте «уксусные корчи», не уступая по эффективности диклофенаку натрия (таблица 2). Соединение (4aR,8R,8aR)-1 не проявило существенной анальгетической активности в тесте «горячая пластинка».

Его энантиомер, соединение (4aS,8S,8aS)-1, напротив, проявляет в дозе 10 мг/кг высокую анальгетическую активность в тесте «горячая пластинка» и существенно меньшую - в тесте «уксусные корчи» (таблица 2). Эффективность использования соединения (4aS,8S,8aS)-1 в тесте «горячая пластинка» близка к эффективности применения в этом тесте диклофенака натрия (таблица 2).

Использование смеси соединений (4aS,8S,8aS)/(4aR,8R,8aR)-1 в соотношении 1:4, соответствующем соотношению стереоизомеров в коммерчески доступном вербеноне и распространенном в отечественном растительном сырье -пинене, привело к получению агента, сочетающего высокую эффективность в тесте «горячая пластинка» и несколько меньшую эффективность в тесте «уксусные корчи» (таблица 2) с широкой ресурсной базой.

Острую токсичность соединения 1 определяли на белых беспородных мышах массой 20-22 г при однократном внутрижелудочном введении по методу Кербера. Показано, что соединение 1 является умеренно токсичным веществом: LD₅₀ превышает 1000 мг/кг. Таким образом, соединение 1 существенно менее токсично, чем диклофенак натрия (LD₅₀ 370 мг/кг).

Исходя из вышесказанного, можно заключить, что соединение 1 сочетает высокую анальгетическую активность и низкую токсичность с возможностью регулирования специфической активности варьированием энантиомерного состава и может, после проведения соответствующих испытаний, использоваться как в чистом виде, так и в качестве основы новых низкотоксичных высокоэффективных анальгезирующих лекарственных форм.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез 2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диола 1 из эпоксида вербенола 2

К суспензии 2.5 г глины К-10 в 15 мл СН₂Сl₂ прибавили раствор 0.5 г 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида в 3 мл CH₂Cl₂, затем раствор 0.5 г эпоксида вербенола 2 в 3 мл СН₂Сl₂, перемешивали 1 час при комнатной температуре. Добавили по 10 мл диэтилового эфира и ацетона. Катализатор отфильтровали, растворитель отогнали. Полученную реакционную смесь делили на колонке с 10 г силикагеля (60-200 µ, Masherey-Nagel) (элюенты - гексан с градиентом диэтилового эфира от 0 до 100%, ацетон). Выделили 0.052 г (25%) 2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-H-хромен-4,8-диола 1 в виде смеси двух диастереомеров по положению 4 в соотношении ~2.2:1.

Мажорный диастереомер соединения 1. Спектр ЯМР ¹Н (СDCl₃+d₆-ацетон), , м.д.: 1.46 д (С¹⁷Н₃, J_17,4a 0.7 Гц), 1.59 д.д.д (Н^4e, ²J 13.3, J _4e,3a 2.7, J_4e,6 1.2 Гц), 1.74 т.д (С¹⁸ Н₃, J_18,7 2.0, J_18,8 1.7 Гц), 1.83 ш.т (Н⁶, J_6,7 8.5 Гц), 1.89 д.д (H ^4a,²J 13.3. J_4a,3a 12.0 Гц), 2.14 д.м (2Н⁷, J_7,6 8.5 Гц), 3.76 м (Н¹ ,Н¹⁰), 3.76 с (ОСН₃), 4.34 д.д (Н^3a , J_3a,4a 12.0, J_3a4e 2.7 Гц), 5.53 т.к (H⁸, J_8,7 3.8, J_8,18 1.7 Гц), 6.73 д (Н¹⁵, J_15,16 8.1 Гц), 6.75 д.д (Н ¹⁶, J_16,15 8.1. J_16,12 1.8 Гц), 6.85 д (Н¹², J_12,16 1.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (СОСl₃+d₆-ацетон), . м.д.: 78.93 д (С¹), 77.94 д (С³ ). 43.83 т (С⁴), 70.57 с (С⁵), 39.19 д (С⁶), 23.43 т (С⁷), 124.40 д (С⁸ ), 132.42 с (С⁹), 70.89 д (С¹⁰), 135.03 с (С¹¹), 110.43 д (С¹²), 147.59 с (С ¹³), 146.31 с (С¹⁴), 115.12 д (С¹⁵ ), 119.29 д (С¹⁶), 27.36 к (С¹⁷), 21.11 к (С¹⁸), 56.10 к (С¹⁹). Найдено М 320.1608. С₁₈Н₂₄O₅. Вычислено М 320.1618.

Минорный диастереомер соединения 1. Спектр ЯМР ¹Н (СОСl₃+d₆-ацетон), , м.д.: 1.16 с (С¹⁷Н₃), 1.55 д.д.д (Н^4e, ²J 14.0, J_4е,3а 3.0, J _4е,6 1.3 Гц), 1.66 д.д (Н^4a, ²J 14.0, J_4а,3а 11.5 Гц), 1.68 ш.т (Н⁶, J_6,7 8.5 Гц), 1.74 т.д (С¹⁸Н₃, J_18,7 2.0, J_18,8 1.7 Гц), 1.93 д.м (2Н⁷, J _7,6 8.5 Гц), 3.77 ш.с (Н^10e), 3.78 с (ОСН ₃), 4.18 д.д (Н^1e, J_1e,10e 2.5, J _1e,6a 2.0 Гц), 4.64 д.д (Н^3a, J_3a,4a 11.5, J_3a,4e 3.0 Гц), 5.47 т.к (Н⁸, J _8,7 3.8, J_8,18 1.7 Гц), 6.59 ш.с (С¹⁴ -ОН), 6.69-6.72 м (Н¹⁵, Н¹⁶), 6.76 ш.с (Н¹²). Спектр ЯМР ¹³С (СОСl₃ +d₆-ацетон), , м.д.: 75.71 д (С¹), 75.80 д (С³ ), 42.42 т (С⁴), 70.27 с (С⁵), 37.99 д (С⁶), 24.76 т (С⁷), 123.44 д (С⁸ ), 132.48 с (С⁹), 70.47 д (С¹⁰), 134.98 с (С¹¹), 109.50 д (С¹²), 146.81 с (С ¹³), 145.36 с (С¹⁴), 114.50 д (С¹⁵ ), 118.81 д (С¹⁶), 28.24 к (С¹⁷), 20.97 к (С¹⁸), 55.81 к (С¹⁹). Найдено М 320.1608. C₁₈H₂₄O₅. Вычислено М 320.1618.

Пример 2. Синтез (4аR,8R,8аR)-2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диола(4аR,8R,8аR)-1 из соединения 3

К 0.2 г глины К-10 прибавили раствор 0.1 г 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида и 0.085 г (1R,2R,6S)-3-метил-6-(проп-1-ен-2-ил)циклогекс-3-ен-1,2-диола 3 в 3 мл CH₂Cl₂, растворитель отогнали, реакционную смесь выдержали в течение 14 суток при комнатной температуре. К реакционной смеси добавили по 5 мл диэтилового эфира и ацетона. Катализатор отфильтровали, промыли ацетоном. Растворитель отогнали, остаток делили на колонке с 5 г силикагеля (60-200 µ, Masherey-Nagel) (элюенты - гексан с градиентом диэтилового эфира от 5 до 100%, ацетон). Выделили 0.010 г непрореагировавшего соединения 3 (конверсия 88%) и 0.065 г (46%, в расчете на прореагировавшее соединение 3) (4аR,8R,8аR)-2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диола (4aR,8R,8aR)-1.

Пример 3. Синтез (4аS,8S,8аS)-2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диола (4аS,8S,8аS)-1 из соединения 3

К 0.325 г глины К-10 прибавили раствор 0.13 г 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида и 0.100 г (1S,2S,6R)-3-метил-6-(проп-1-ен-2-ил)циклогекс-3-ен-1,2-диола 3 в 4 мл СН₂Сl₂, растворитель отогнали, реакционную смесь выдержали в течение 14 суток при комнатной температуре. К реакционной смеси добавили по 5 мл диэтилового эфира и ацетона. Катализатор отфильтровали, промыли ацетоном. Растворитель отогнали, остаток делили на колонке с 5 г силикагеля (60-200 µ, Masherey-Nagel) (элюенты - гексан с градиентом диэтилового эфира от 5 до 100%, ацетон). Выделили 0.023 г непрореагировавшего соединения 3 (конверсия 77%) и 0.094 г (64%, в расчете на прореагировавшее соединение 3) (4aS,8S,8аS)-2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-4,7-диметил-3,4,4а,5,8,8а-гексагидро-2H-хромен-4,8-диола (4aS,8S,8aS)-1.

Пример 4. Исследование анальгетической активности соединений общей формулы 1 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 агенты общей формулы 1 вводили 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.

Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2
Анальгетическое действие агентов общей формулы 1
Группа/агент (доза)	Уксусные корчи (количество)	Горячая пластинка (сек)
Контроль	13.5±1.6	18.3±1.5
(4аS,8S,8аS)-1 (10 мг/кг)	9.1±1.0* (-33%)	28.5±4.3* (+56%)
(4aR,8R,8aR)-1 (10 мг/кг)	1.1±0.5* (-92%)	22.3±1.8 (+22%)
Контроль	8.4±0.84	20.4±2.2
Диклофенак натрия (10 мг/кг)	0.75±0.41* (-91%)	33.4±2.3* (+64%)
Контроль	9.1±0.7	19.3±3.8
(4аR,8R,8аR)-1 (8 мг/кг)+(4aS,8S,8aS)-1 (2 мг/кг)	5.7±1.3* (-37%)	32.0±1.8* (+66%)
*Р<0.05; относительно контроля

Установлено, что в данном тесте соединение (4аS,8S,8аS)-1 имеет невысокую (33%), но достоверную, анальгетическую активность, тогда как соединение (4aR,8R,aR)-1 проявило высокую эффективность, не уступая по эффективности диклофенаку натрия. Смесь двух изомеров ((4aS,8S,8aS)-1: (4аR,8R,8аR)-1=1:4) блокирует развитие болевого эффекта, вызванного введением уксусной кислоты, на 37%, проявляя средний обезболивающий эффект. Наибольшей эффективностью в этом тесте обладает соединение (4аR,8R,8аR)-1.

Пример 5. Исследование анальгетической активности соединений общей формулы 1 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 агенты общей формулы 1 вводились однократно внутрижелудочно за час до воспроизведения модели. Контрольным животным вводили соответствующий растворитель. Результаты представлены в таблице 2.

В тесте «горячая пластинка» в дозе 10 мг/кг высокий анальгетический эффект проявили соединение (4aS,8S,8aS)-1 и его смесь с соединением (4aR,8R,8aR)-1 в соотношении 1:4 (увеличение времени до первой «вокализации» на 56 и 66%, соответственно), тогда как индивидуальное вещество (4аR,8R,8аR)-1 оказалось значительно менее эффективно. Эффективность использования соединения (4аS,8S,8аS)-1 в тесте «горячая пластинка» близка к эффективности применения в этом тесте диклофенака натрия.

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.