дигидрохлорид 1-(3-пиперидинопропил)-2-(4-фторофенил)имидазо[1,2-a]-бензимидазола, обладающий местноанестезирующим действием

Формула изобретения

Дигидрохлорид 1-(3-пиперидинопропил)-2-(4-фторофенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола формулы I

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к новому 1,2-дизамещенному имидазо[1,2-а]-бензимидазола, а именно к водорастворимому дигидрохлориду 1-(3-пиперидинопропил)-2-(4-фторофенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола формулы I:

обладающему местноанестезирующим действием при инфильтрационной и проводниковой анестезиях.

Широкое практическое применение в качестве средства для спинномозговой, эпидуральной, каудальной, внутрисуставной анестезии, при проведении парацервикальной и ретробульбарной блокад находит местный анестетик маркаин (бупивакаин) (Овечкин A.M., Кукушкин А.В., Гнездилов С.И. Современные принципы и методы послеоперационного обезболивания // Materia medica (Бюллетень для врачей и фармацевтов), 1997, №3(15), с.41-55; Машковский, Лекарственные средства, 15-е изд., перераб. и дополн. - М.: Медицина, 1998, ч.1, с.371-382; Alston R.P. Spinal anaesthesis with 0,5% bupivacaine 3 ml: Comparison of plain and hyperbaric solutions administered tj seated patients // Brit. J. Anaesth., 1998, vol.61, №4, p.385-389; Alston R.P. Spinal anaesthesis with 0,5% bupivacaine 3 ml: Comparison of plain and hyperbaric solutions administered tj seated patients // Brit. J. Anaesth., 1998, vol.61, №4, p.385-389; Wolf A.R., Valley R.D., Fear D.W. et al. Bupivacaine for caudal analgesia in infants and children: the optimal effecttive concentration // Anaesthesiology, 1988, vol.69, №1, p.101-105; Вилдсмит Ж.А.В. (Wildsmith J.A.W.) Местные анестетики // В кн.: Руководство по анестезиологии. Под ред. Эйткенхеда А.Р., Смита Г. В 2-х т. - М., Медицина, 1999, т.1, с.300-314). Важно также отметить, что маркаин используется для инфильтрационного и проводникового обезболивания при длительных вмешательствах на верхней челюсти (Рабинович С.А., Зорян Е.В., Сохов С.Т., Анисимова Е.Н., Московец О.Н., Стош В.И. От новокаина к артикаину (к 100-летию синтеза новокаина), М., ООО Медицинское информационное агентство, 2005, 248 с. Так, например, в стоматологической практике основное применение препарат находит в челюстно-лицевой хирургии, где его продолжительное действие после проводниковой анестезии обеспечивает послеоперационное обезболивание.

Следует отметить, что маркаин, подобно дикаину, не только высокоактивный, но и весьма токсичный анестетик (Рациборинская Н.Б.. Местноанестезирующие свойства некоторых новых производных пиперидина и индола. Автореф. дис.... канд. мед. наук. Ростов-на-Дону, 1991; Kambarn J., Mets В., Hickman R. et al. Comparative systemic toxicity of intravenously infused bupivacaine (B), cocaine (C) and lidocaine (L) inpigs: [Abstr.] Int. Anesth. Res. Soc. 66 ^th Congr., San Francisco, Calif., March 13-17, 1992; anesth. and Analg., 1992, Vol.74, №25, p.87), что требует повышенного внимания при его использовании в практической медицине. Кроме того, маркаин может вызывать генерализованную сыпь, отек Квинке, стридор гортани, бронхоспазм (Gall H., Reichert V., Kaufmann R. Localanastheticaintoleranz auf Leitungsanasthesia mit Prilocain und Bupivacain. Allergologie, 1992, Bd. 15, №3, S.89-91).

В ряду 1,2-дизамещенных имидазо[1,2-а]бензимидазола известны соединения, обладающие местноанестезирующим действием. Наиболее близким по структуре веществом среди 1,2-дизамещенных имидазо[1,2-а]-бензимидазола является дигидрохлорид 1-(3-пирролидинопропил)-2-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола, обладающий местноанестезирующим действием [Анисимова В.А., Галенко-Ярошевский А.П., Попков В.А., Каде Е.А., Осипова М.М., Спасов А.А. Дигидрохлорид 1-(3-пирролидинопропил)-2-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола, обладающий местноанестезирующим действием. Патент РФ №2160265 (2000), С07D 487/04, А61К 31/4188, А61Р 23/02].

Техническим результатом изобретения является новое соединение в ряду 1,2-дизамещенных имидазо[1,2-а]бензимидазола, проявляющее местно-анестезирующее действие, более эффективное, чем известный в этом ряду дигидрохлорид 1-(3-пирролидинопропил)-2-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола [Патент РФ №2160265 (2000)], а также более эффективное, чем известный, широко применяемый обезболивающий препарат маркаин.

Технический результат изобретения достигается соединением I, синтез которого заключается во взаимодействии 2-(3-гидроксипропиламино)бензимидазола (III) с 4-фторофенацилбромидом, дальнейшей циклизации образующегося гидробромида 1-(4-фторофенацил)-2-(3-гидроксипропиламино)бензимидазола (IV) с одновременным замещением гидроксигруппы на атом брома при кипячении в конц. HBr. Последующее замещение атома брома в гидробромиде 1-(3-бромопропил)-2-(4-фторофенил)имидазо[1,2-а]-бензимидазола (V) на пиперидин и перевод полученного 1-(3-пиперидино-пропил)замещенного (VI) в дигидрохлорид обычными методами приводит к соединению I:

Ниже приведены методики синтеза предлагаемого соединения.

Пример. Дигидрохлорид 1-(3-пиперидинопропил)-2-(4-фторофенил)-имидазо[1,2-а]бензимидазола (I).

Стадия 1. Гидробромид 2-(3-гидроксипропиламино)-1-(4-фторофенацил)бензимидазола (IV). В нагретый почти до кипения раствор 1,9 г (10 ммоль) 2-(3-гидроксипропиламино)бензимидазола (III) в 15 мл 2-пропанола вносят 2,75 г (10,5 ммоль) 4-фторофенацилбромида, синтезированного бромированием 4-фтороацетофенона эквимолярным количеством брома в этаноле, и смесь кипятят до полного протекания реакции (контроль - ТСХ, 4-5 ч). По окончании реакции массу охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают и тщательно промывают ацетоном. Выход 3,8 г (93,13%). Белоснежные блестящие чешуйки с т.пл. 264-265°С (разложение, из этанола).

Найдено, %: С 52,8; Н 4,9; Br 19,4; F 4,5; N 10,5.

C₁₈H ₁₈FN₃O₂·HBr.

Вычислено, %: С 52,9; H 4,7; Br 19,6; F 4,7; N 10,3.

ИК-спектр (вазелин, масло), см^-1: 1705 (С=O), 1675 (C=N⁺<), 3070-3310 (ОН, NH).

Спектр ¹Н ЯМР (DMSO-d ₆), , м.д.: 1,87 (2Н, кв, СН₂), 3,6 (4Н, к, NCH₂, СН₂О), 6,15 (2Н, с, CH₂СО), 7,1-8,2 (8Н, м, аромат. Н), 9,12 (1Н, т, NH).

Стадия 2. Гидробромид 1-(3-бромопропил)-2-(4-фторофенил)имидазо-[1,2-а]бензимидазола (V). Кипятят 3,05 г (7,5 ммоль) соединения IV в 30 мл конц. HBr до полного протекания реакции (6-8 ч, контроль - ТСХ: Al ₂O₃, CHCl₃; R_f исходного 0,1, R_f конечного 0,85). Выпавший осадок после охлаждения реакционной массы отфильтровывают на стеклянном фильтре, хорошо отжимают и тщательно промывают от кислоты ацетоном. Получают 3,34 г (97,9%) практически чистого гидробромида V, которое можно вводить в дальнейшие реакции без дополнительной очистки. Т.пл. 237-238°С (из этанола).

Найдено, %: С 48,0; Н 3,5; Br 34,8; N 9,5.

C₁₈H₁₅BrFN ₃·HBr.

Вычислено, %: С 47,9; Н 3,6; Br 35,0; N9,3.

ИК-спектр (вазелин, масло), см^-1 : 1500, 1595, 1605 (C=С), 1665 (C=N⁺<).

Спектр ¹H ЯМР (DMSO-d ₆ - CCl₄), , м.д.: 2,05 (2Н, кв, СН₂), 3,62 (2Н, т, СН₂), 4,48 (2Н, т, СН ₂), 7,41-8,28 (9Н, м, аромат. Н), 14,8-15,8 (1Н, широкая полоса, N⁺H).

Стадия 3. Дигидрохлорид 1-(3-пиперидинопропил)-2-(4-фторофенил)-имидазо[1,2-а]бензимидазола (I). Смесь 0,91 г (2 ммоль) гидробромида V и 2,5 мл свежеперегнанного пиперидина кипятят 2 часа, следя за ходом реакции с помощью ТСХ на Al₂О₃ (элюент - хлороформ, R_f исходного IV 0,85, R _f конечного VI 0,4). После окончания реакции массу охлаждают и выливают в 15 мл холодной воды. Выпавший осадок основания VI отделяют, промывают водой для удаления избытка пиперидина и сушат на воздухе, получая 0,75 г (выход количественный) хроматографически чистого вещества. Т.пл. 96-97°С.

Дигидрохлорид I получают подкислением раствора основания VI в сухом ацетоне насыщенным раствором HCl в изопропиловом спирте до рН 1-2, при этом вначале выделяется масло, которое при растирании закристаллизовывается в белоснежные кристаллы. Через 1 ч их отфильтровывают, промывают ацетоном и перекристаллизовывают из ацетонитрила (0,75 г/10 мл). Т.пл. 248-250°С (разл.).

Найдено, %: С 61,6; Н 5,9; Cl 16,0; F 4,1; N 12,7.

C₂₃H ₂₅FN₄·2HCl.

Вычислено, %: С 61,5; H 6,1; Cl 15,8; F 4,2; N 12,5.

ИК-спектр (вазелин, масло), см^-1: 1665 (С=N ⁺<), 2430-2700, 3140-3280 (N⁺Н).

Спектр ¹Н ЯМР (DMSO-d ₆ - CCl₄), , м.д.: 1.28-2.11 (6Н, т, (CH₂) ₃); 2.28-2.53 (2Н, м, СН₂); 2.60-3.58 (6Н, м, N(CH₂)₃); 4.34 (2Н, т, NCH₂); 7.20-8.12 (8Н, м, аром. Н); 8.31 (1Н, с, 3-Н); 11.36 (1Н, ушир. с, N⁺ H), N⁺H в обмене.

В основу проведенных исследований положены Методические указания по изучению местноанестезирующей активности фармакологических веществ (Игнатов Ю.Д., Червякова И.В., Васильев Ю.Н., Галенко-Ярошевский А.П., Жуков В.Н. Методические указания по изучению местноанестезирующей активности фармакологических веществ // В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под общей редакцией чл.-корр. РАМН, проф. Р.У.Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: ОАО "Издательство "Медицина", 2005. - С.364-392).

Эксперименты проведены в соответствии со статьей 11-й Хельсинкской 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 г.).

Инфильтрационную анестезию исследовали в опытах на морских свинках (Игнатов Ю.Д. и соавт., 2005; Bülbring E., Wajda J. Biological comparison of local anaesthetica // J. pharmacol. and exp.therap. - 1945. - Vol.85, №1. - P.78-84)).

Проводниковую анестезию изучали в экспериментах на седалищном нерве кроликов (Прянишникова Н.Т., Шаров Н.А., Тримекаин. Фармакология и клиническое применение. - Л.: Медицина, 1967. - 239 с.).

Местнораздражающее и повреждающее действие изучали в опытах на коже хвоста крыс (Игнатов Ю.Д. и соавт., 2005; Хоппе Дж.О., Александер Е.Б., Миллер Л.С.(Норре J., Alexander E.B., Miller L.C.) Использование трипанового синего при тестировании воспаления глаз кролика // Ж. науч. Амер. Acc. - 1950, №39. - С.147-151; Kolzer P.P., Weher K.N. Fechselbeziehung zwischen dem chemischen Bau und der pharmakologischen Handluhg in verschiedenen Klassen der neuen lokalen Anasthetiken // Arzneim. - Forsch. - 1958. - Bd, 8. - S.181-190.)

Острую токсичность исследовали [определяли среднюю летальную (смертельную) дозу - ЛД₅₀] в опытах на мышах при подкожном введении (Прозоровский В.Б. Использование метода наименьших квадратов для пробит-анализа кривых летальности // Фармакол. и токсикол. - 1962. - Т.25, №1. - С.115-119).

Статистическую обработку данных, учитываемых в градированной форме, проводили по М.Л.Беленькому (Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. - Л., 1963. - 152 с.) и с помощью таблиц Н.Н.Самойлова (Самойлов Н.Н. Таблицы значений средней ошибки и доверительного интервала средней арифметической величины вариационного ряда. - Томск. 1970. - 63 с.).

Учет результатов исследований, выраженных в альтернативной форме, определение ЛД ₅₀, ЭК₅₀, границ доверительного интервала и терапевтического индекса, или широты терапевтического действия (ЛД₅₀/ЭК₅₀) осуществляли по методам, описанным В.Б.Прозоровским (1962) и М.Л.Беленьким (1963).

Установлено, что в условиях инфильтрационной анестезии в экспериментах на морских свинках минимальной обезболивающей концентрацией для соединения I является 0,0039%, для маркаина - 0,0156% и соединения II - 0,0078%. Полный обезболивающий эффект (100%-ная анестезия в течение 30 мин) вызывает соль I в 0,0312% растворе, маркаин - в 0,125%, II - в 0,0625% растворах (табл.1).

Сопоставление ЭК₅₀, выраженных в мМ, показало (табл.2), что I в 6,06 и 1,72 раза более активно, чем маркаин и II, соответственно. При этом по широте терапевтического действия I в 46,3 и 23,8 раза превосходит маркаин и II соответственно.

В условиях проводниковой анестезии в экспериментах на седалищном нерве кроликов выявлено (табл.3), что при применении 0,5% раствора соединения I обезболивающее действие наступает соответственно в 2,39 и 1,35 раза быстрее, чем под влиянием аналогичных растворов маркаина и II. По продолжительности полной анестезии и общей длительности обезболивания дигидрохлорид I статистически значимо в 1,91 и 1,98, 1,54 и 1,56 раза соответственно превосходит маркаин и соль II. По глубине анестезирующего действия I маркаин и II равнозначны.

Соединение I в 0,25, 0,5 и 1,0% растворах не оказывает раздражающего и повреждающего действия на кожу крыс.

Таким образом, соединение I по эффективности и широте терапевтического действия значительно превосходит маркаин и соединение II. На основе его возможно создание местнообезболивающего лекарственного средства, предназначенного подобно маркаину для инфильтрационной и проводниковой анестезии.

Таблица 1 Активность (по индексам Бюльбринг и Уэйд) соединений I, II и маркаина при инфильтрационной анестезии в опытах на коже морских свинок
Соединение и препарат	Индексы Бюльбринг и Уэйд при концентрациях раствора, %
	0,0039	0,0078	0,0156 1	0,0312	0,0625	0,1250
I	5,6 [15,6]	11,8 [32,8]	27,4 [76,1]	36,0 [100,0]
	(3,4÷7,8)	(10,0÷13,6)	(23,8÷31,0)
II		7,3 [20,4]	21,7 [60,2]	35,3 [98,1]	36,0 [100,0]
		(5,0÷9,7)	(17,2÷26,2)	(33,7÷36,9)
Маркаин	-	-	6,4 [17,8]	10,8 [30,0]	32,6 [90,6]	36,0 [100,0]
			(4,8÷8,0)	(9,0÷12,6)	(29,6÷35,6)
Примечание. В скобках: круглых - доверительные границы при р=0,05, квадратных - индексы Бюльбринг и Уэйд, выраженные в %.

Таблица 2 Сравнительная активность [по ЭК50 и терапевтическому индексу (широте терапевтического действия)] соединений I, II и маркаина при инфильтрационной анестезии в опытах на коже морских свинок
Соединение и препарат	Местноанестезирующая активность			Токсичность 0,5% раствора при подкожном введении мышам			Терапевтический индекс
	ЭК 50		относительная 1	ЛД50		относительная 1	абсолютный	относительный1
	%	мМ		мг/кг	мМ/кг
I	0,008 [24] (0,005÷0,011)	0,18		67,5 [30] (62,7÷72,3)	0,150		84375,0
II	0,013 [18] (0,011÷0,015)	0,31		46,0 [30] (42,4÷49,9)	0,110		3538,5
Маркаин	0,034 [15] (0,025÷0,045)	1,09		62,0 [30] (54,7÷70,2)	0,202		1823,5
1Над чертой - по отношению к маркаину, под чертой - к II.
Примечание. В скобках: круглых - доверительные границы при р=0,05, квадратных - количество опытов.

Таблица 3 Сравнительная активность соединений I, II и маркаина при проводниковой анестезии в опытах на кроликах (М±m, n=5)
Соединение и препарат	Концентрация, %	Анестезия
		наступление, мин	глубина, %	полная, мин	общая длительность, мин
I	0,5	4,6±0,21 (4,0÷5,2)	100,0	545,0±6,44 (527,1÷562,9)	685,0±10,7 (655,2÷714,8)
II	0,5	6,2±0,43 (5,0÷7,4)	100,0	355,0±5,36 (330,0÷380,0)	438,0±9,44 (382,0÷482,0)
Маркаин	0,5	11,0±0,64 (9,2÷12,7)	100,0	285,0±4,29 (265,0÷305,0)	346,0±7,51 (311,0÷381,0)
Примечание. В скобках - доверительные границы при р=0,05.