RU2054002C1 - Isonicotinoylhydrazones showing antituberculosis activity - Google Patents

Abstract

FIELD: organic chemistry. SUBSTANCE: product: isonicotinoylhydrazones of the general formula (I) R₁ where R - H or Me;

-

;

;

;

Description

Изобретение относится к новым биологически активным соединениям, производным гидразида изоникотиновой кислоты (изониазида) изоникотиноилгидразонам полиеновых карбонильных соединений (ретиноида и его аналогов), проявляющих высокую противотуберкулезную активность, формулы I а-г;
N

C

-N C

=

Из известных к настоящему времени противотуберкулезных препаратов наиболее высокой бактериостатической активностью обладает изониазид, он является в течение последних почти сорока лет основным препаратом, особенно при лечении впервые выявленных больных туберкулезом. Однако за этот период накопилось и достаточно информации о его токсичности и некоторых побочных эффектах его длительного применения: нарушение нервной системы, опорно-двигательного аппарата и др. По химиотерапевтическим свойствам и показаниям к применению существенно не отличаются от изониазида, но менее токсичны его синтетические производные, такие как салюзид, фтивазид, являющиеся наиболее близкими аналогами заявляемых нами соединений по химической структуре [1]
Несмотря на то, что все указанные препараты обладают высокой эффективностью, современная химиотерапия туберкулеза является практически всегда комплексной. В исследованиях последних лет прорабатываются новые направления в этой области, связанные с представлениями о том, что одной из основных причин неудовлетворительных результатов консервативного лечения этого заболевания является расстройство иммунной системы организма, требующее адекватной иммунокорригирующей терапии, направленной на стимуляцию защитных сил организма и антиинфекционной резистентности. С другой стороны, установлено, что у большинства больных туберкулезом легких значительно активизируются процессы свободно-радикального окисления в бронхолегочном пространстве перекисного окисления липидов в крови с нарушением систем и механизмов антирадикальной защиты организма. Отсюда, учитывая роль свободно-радикальных реакций в патогенезе туберкулеза, а также важность репаративных процессов, предлагается [2-4] при лечении этого заболевания использовать в комплексной химиотерапии различные оксиданты и иммунокорригирующие препараты.The invention relates to new biologically active compounds, derivatives of isonicotinic acid hydrazide (isoniazid) isonicotinoylhydrazones of polyene carbonyl compounds (retinoid and its analogues) exhibiting high anti-tuberculosis activity, formulas Ia-d;
N

C

-NC

=

Of the currently known anti-tuberculosis drugs, isoniazid has the highest bacteriostatic activity, it has been the main drug for the past almost forty years, especially in the treatment of newly diagnosed patients with tuberculosis. However, during this period, enough information has accumulated about its toxicity and some side effects of its long-term use: violation of the nervous system, musculoskeletal system, etc. According to chemotherapeutic properties and indications for use, they do not differ significantly from isoniazid, but its synthetic derivatives are less toxic, such as saluside, phtivazide, which are the closest analogues of the claimed compounds in chemical structure [1]
Despite the fact that all of these drugs are highly effective, modern chemotherapy for tuberculosis is almost always complex. Recent studies have been exploring new directions in this area, associated with the notion that one of the main reasons for the unsatisfactory results of conservative treatment of this disease is a disorder of the body's immune system, which requires adequate immunocorrective therapy aimed at stimulating the body's defenses and anti-infectious resistance. On the other hand, it was found that in most patients with pulmonary tuberculosis, the processes of free radical oxidation in the bronchopulmonary space of lipid peroxidation in the blood are significantly activated with a violation of the systems and mechanisms of anti-radical defense of the body. Hence, taking into account the role of free-radical reactions in the pathogenesis of tuberculosis, as well as the importance of reparative processes, it is proposed [2–4] to use various oxidizing agents and immunocorrective drugs in the treatment of this disease.

Одновременно многочисленные публикации последнего десятилетия [например, 5-8] касающиеся биохимической и фармакологической активности ретиноидов (витамина А и его аналогов), указывают на то, что эти соединения могут быть со всей определенностью отнесены к средствам, способным стимулировать иммунные защитные силы и играют важную роль в коррекции свободно-радикального окисления клеточных структур, в сохранении антиоксидантной системы живого организма. At the same time, numerous publications of the last decade [for example, 5–8] concerning the biochemical and pharmacological activity of retinoids (vitamin A and its analogs) indicate that these compounds can with certainty be classified as agents that can stimulate the immune defenses and play an important role in the correction of free-radical oxidation of cellular structures, in maintaining the antioxidant system of a living organism.

Целью изобретения являются изыскания в ряду полиеновых изоникотиноилгидразонов, обладающих комплексом биологической активности (противотуберкулезной, иммуностабилизирующей и антиоксидантной) и пониженной токсичностью. The aim of the invention is the research in a series of polyene isonicotinoylhydrazones with a complex of biological activity (anti-tuberculosis, immunostabilizing and antioxidant) and reduced toxicity.

Заявляемые новые соединения I а-г (N гос. рег. 9623690-9623990) в отличие от ближайших аналогов (салюзида, фтивазида), содержат химическую комбинацию 2-х биологически активных центров -ретиноида (или его аналога) и изониазида и могут быть получены в результате конденсации последнего с соответствующим полиеновым карбонильным соединением по химической схеме:
N

CO-NH-NH₂+RCOR¹ ___→ N

H-N C

П р и м е р 1. Изоникотиноилгидразон 3,7-диметил-9-(2',6',6'-триметилциклогек- сен-1'-ил-1')-2,4,6,8-нонатриен-1-аля (I а).The claimed new compounds I a g (N state reg. 9623690-9623990), unlike the closest analogues (saluside, phtivazide), contain a chemical combination of 2 biologically active centers of β-retinoid (or its analogue) and isoniazid and can be obtained as a result of condensation of the latter with the corresponding polyene carbonyl compound according to the chemical scheme:
N

CO-NH-NH ₂ + RCOR ¹ ___ → N

Hn c

PRI me R 1. Isonicotinoylhydrazone 3,7-dimethyl-9- (2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexene-1'-yl-1 ') - 2,4,6,8-nonatriene- 1-ala (I a).

14,4 г (0,05 г-моль) ретиналя растворяют в 100 мл этанола и добавляют 6,85 г (0,05 г-моль) гидразида изоникотиновой кислоты. Смесь перемешивают в токе инертного газа при 58-60^оС. После окончания реакции (контроль ТСХ) через 1-1,5 ч, реакционную массу охлаждают до 9-10^оС, выдерживают 3-4 ч. Выпавший осадок оранжевого цвета отфильтровывают, сушат в вакууме при комнатной температуре. Получают 19,1 г (94,5%) технического продукта. После перекристаллизации из этанола получено 14,9 г изоникотиноилгидразона с т.пл. 140-142^оС.14.4 g (0.05 g mol) of retinal are dissolved in 100 ml of ethanol and 6.85 g (0.05 g mol) of isonicotinic acid hydrazide are added. The mixture was stirred in a stream of inert gas at 58-60 ° ^C. After completion of the reaction (TLC monitoring) 1-1.5 hours, the reaction mass is cooled to 9-10 ^{° C,} maintained 3-4 hours. The orange precipitate was filtered off, dried in vacuo at room temperature. 19.1 g (94.5%) of the technical product are obtained. After recrystallization from ethanol, 14.9 g of isonicotinoylhydrazone were obtained with mp. 140-142 ^about S.

ИК-спектр (см^-1): 1650 (>C=0), 1640 (>C=N), 1510-1600 (>C=C<).IR (cm ^-1 ): 1650 (> C = 0), 1640 (> C = N), 1510-1600 (> C = C <).

УФ-спектр: λ_мах 396 нм (этанол).UV spectrum: λ _max 396 nm (ethanol).

П р и м е р 2. Изоникотиноилгидразон 6-метил-8-(2',6',6'-триметилциклогексен-1'-ил-1')-3,5,7-октатриен-2-она (I б). PRI me R 2. Isonicotinoylhydrazone 6-methyl-8- (2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen-1'-yl-1 ') - 3,5,7-octatrien-2-one (I b )

15,48 г (0,06 г-моль) β-кетона С₁₈ растворяют в 70 мл этанола и добавляют 8,22 г (0,06 г-моль) гидразида изоникотиновой кислоты, затем приливают 1,5 мл уксусной кислоты. Смесь перемешивают при температуре 58-60^оС в атмосфере инертного газа до полного исчезновения кетона (контроль ТСХ). После окончания реакции (2,5-3 ч) массу охлаждают до 9-10^оС. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат в вакууме. Получают 20,61 г (91%) оранжевого кристаллического вещества. После перекристаллизации из этанола т.пл. 167-168^оС.15.48 g (0.06 g-mol) of β-ketone C _{18 is} dissolved in 70 ml of ethanol and 8.22 g (0.06 g-mol) of isonicotinic acid hydrazide are added, then 1.5 ml of acetic acid are added. The mixture was stirred at 58-60 ^{° C} in an inert gas atmosphere until complete disappearance of the ketone (TLC control). After completion of the reaction (2.5-3 h) the mass is cooled to 9-10 ° ^C. The precipitate was filtered off and dried in vacuo. 20.61 g (91%) of an orange crystalline solid are obtained. After recrystallization from ethanol, so pl. 167-168 ^about S.

ИК-спектр (см^-1): 1673 (>С=0), 1660 (>C=N), 1520-1630 (>С=С<).IR spectrum (cm ^-1 ): 1673 (> C = 0), 1660 (> C = N), 1520-1630 (> C = C <).

УФ-спектр: λ_мах 366 нм (этанол).UV spectrum: λ _max 366 nm (ethanol).

Аналогично гидразону I б получены соединения I в и г. Similarly to hydrazone I b, compounds I c and d were obtained.

Изоникотиноилгидразон 2-метил-4-(2', 6',6'-триметилциклогексен-1'-ил-1')-2-бу- тен-1-аля (I в), т.пл. 186-187^оС.Isonicotinoylhydrazone 2-methyl-4- (2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen-1'-yl-1 ') - 2-butene-1-ala (I c), mp. 186-187 ^about S.

ИК-спектр (см^-1): 1640 (>С=О), 1620 (>С=N), 1533-1595 (>С=С<).IR spectrum (cm ^-1 ): 1640 (> C = O), 1620 (> C = N), 1533-1595 (> C = C <).

УФ-спектр: λ_мах 293 нм (этанол).UV spectrum: λ _max 293 nm (ethanol).

Изоникотиноилгидразон 4-(2', 6',6'-триметилциклогексен-1'-ил-1')-3-бутен-2-она (I г), т.пл. 172-173^оС.Isonicotinoylhydrazone 4- (2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen-1'-yl-1 ') - 3-buten-2-one (I g), mp 172-173 ^about S.

ИК-спектр (см^-1): 1653 (>С=О), 1646 (>С=N), 1520-1633 (>С=С<).IR spectrum (cm ^-1 ): 1653 (> C = O), 1646 (> C = N), 1520-1633 (> C = C <).

УФ-спектр: λ_мах 315 нм (этанол).UV spectrum: λ _max 315 nm (ethanol).

Новые соединения хорошо кристаллизующиеся вещества с четкой температурой плавления, легко растворимые в традиционных органических растворителях, плохо в воде. New compounds are well crystallizable substances with a clear melting point, easily soluble in traditional organic solvents, poorly in water.

Химиотерапевтическую эффективность новых соединений определяли в опытах in vivo на 2-х видах лабораторных животных в два этапа в зависимости от применяемой дозы после определения бактериостатической активности препаратов in vitro по отношению к микобактериям туберкулеза:
I этап морские свинки доза 20 мг/кг массы животного;
II этап мыши линии СВА доза 10 мг/кг массы животного.The chemotherapeutic efficacy of the new compounds was determined in experiments in vivo in 2 types of laboratory animals in two stages, depending on the dose used, after determining the bacteriostatic activity of the drugs in vitro with respect to tuberculosis mycobacteria:
Stage I guinea pigs dose of 20 mg / kg of animal weight;
II stage mouse line CBA dose of 10 mg / kg animal weight.

Всего использовано 60 морских свинок и 60 мышей линии СВА. Животные были разделены на 6 групп по 10 морских свинок и 60 мышей в каждой: 1-4 опытные, получавшие препараты I а-г, соответственно; 5 контрольная группа, получавшая препарат "изониазид" и 6-контрольная нелеченные животные. A total of 60 guinea pigs and 60 CBA mice were used. The animals were divided into 6 groups of 10 guinea pigs and 60 mice each: 1-4 experimental, receiving preparations I a-g, respectively; 5 control group treated with isoniazid and 6 control untreated animals.

Заражение морских свинок проводилось в паховую область в дозе 0,025 мг в 0,5 мл взвеси физиологического раствора штаммом человеческого вида Erdman. Заражение мышей проводилось в хвостовую вену в дозе 0,25 мг в 0,2 мл взвеси физиологического раствора также штаммом Erdman. Лечение морских свинок было начато на 10-й день после заражения и проводилось в течение 90 дней ежедневно, кроме субботы и воскресенья. Лечение мышей проводилось по такой же схеме в течение 30 дней. По истечении указанного срока животных забивали с использованием эфирного наркоза. Паренхиматозные органы изучали микробиологическими методами. С этой целью гомогенат легких, печени и селезенки обрабатывали 3% -ной серной кислотой и засевали на плотные яичные питательные среды Левенштейна-Йенсена, Попеску, Финн-П. Посевы помещали в термостат при 37^оС и просматривали ежедневно в течение 3 мес. Из осадка обработанного материала готовили мазки, которые окрашивали люменисцентным методом по Бою. Макроскопический индекс эффективности лечения оценивали по А.И. Тогуновой. Данные по изучению химиотерапевтической эффективности новых препаратов приведены в таблице.Infection of guinea pigs was carried out in the inguinal region at a dose of 0.025 mg in 0.5 ml of a suspension of physiological saline with a human strain of Erdman. Infection of mice was carried out in the tail vein at a dose of 0.25 mg in 0.2 ml of a suspension of physiological saline also with Erdman strain. Guinea pigs treatment was started on the 10th day after infection and was carried out for 90 days daily, except Saturday and Sunday. The treatment of mice was carried out according to the same scheme for 30 days. After this period, the animals were killed using ether anesthesia. Parenchymal organs were studied by microbiological methods. For this purpose, the homogenate of the lungs, liver, and spleen was treated with 3% sulfuric acid and sown on dense egg culture media of Levenshtein-Jensen, Popescu, Finn-P. Crops were placed in a thermostat at ³⁷ ° C and examined daily for 3 months. Smears were prepared from the sediment of the processed material, which were stained with the luminescent method according to Boy. The macroscopic treatment efficacy index was evaluated by A.I. Togunova. Data on the study of chemotherapeutic efficacy of new drugs are shown in the table.

Морские свинки, получавшие новые лекарственные препараты I в и г к моменту забоя были живы. Контрольные (не леченные, леченные изониазидом) и леченные препаратами I а и б пали в более ранние сроки лечения. Guinea pigs receiving the new drugs I c and d were alive at the time of slaughter. Control (untreated, treated with isoniazid) and treated with drugs I a and b fell at an earlier stage of treatment.

Все синтезированные соединения проявляют химиотерапевтическую активность при лечении туберкулеза у опытных животных. Уменьшение в 2,75-3 раза содержания в молях звена изониазида в соединениях I а и б приводит к снижению индекса эффективности. Изоникотиноилгидразоны I в и г проявляют химиотерапевтическую активность, превышающую эффективность изониазида при лечении как морских свинок, так и мышей линии СВА дозами 20 мг/кг и 10 мг/кг, несмотря на уменьшенное в 2,3-2,4 раза, в сравнении с изониазидом, содержание в них молярной доли изониазидного звена. Пересчет полученных экспериментальных данных в виде удельной эффективности (соотношение индекса эффективности к мольной доле изониазидного звена в каждом из препаратов) показывает, что все синтезированные соединения находятся на одном уровне по своей химиотерапевтической активности, которая во всех случаях выше, чем у изониазида, в несколько раз. All synthesized compounds exhibit chemotherapeutic activity in the treatment of tuberculosis in experimental animals. A decrease of 2.75-3 times the content in moles of the isoniazid unit in compounds Ia and b leads to a decrease in the efficiency index. Isonicotinoylhydrazones I c and d exhibit chemotherapeutic activity exceeding the effectiveness of isoniazid in the treatment of both guinea pigs and CBA mice with doses of 20 mg / kg and 10 mg / kg, despite a decrease of 2.3-2.4 times, compared with isoniazid, the content in them of the molar fraction of the isoniazid link. Recalculation of the obtained experimental data in the form of specific efficiency (the ratio of the efficiency index to the molar fraction of the isoniazid unit in each of the preparations) shows that all synthesized compounds are at the same level in their chemotherapeutic activity, which in all cases is several times higher than that of isoniazid .

Данные бактериоскопического исследования мазков внутренних органов экспериментальных морских свинок и мышей, а также изучение посевного материала подтверждают результаты макроскопических исследований. The data of bacterioscopic examination of smears of the internal organs of experimental guinea pigs and mice, as well as the study of inoculum confirm the results of macroscopic studies.

Claims (1)

Изоникотиноилгидразоны общей формулы

где R - H или Ме,

проявляющие противотуберкулезную активность.Isonicotinoylhydrazones of the general formula

where R is H or Me,

exhibiting anti-tuberculosis activity.

Images