RU2258700C1 - Quaternary ammonium derivative of lidocaine eliciting anti-arrhythmic activity and method for its preparing - Google Patents

Abstract

FIELD: organic chemistry, chemical technology, medicine, pharmacy.

SUBSTANCE: invention relates to a new biologically active compound. Invention describes quaternary ammonium derivative of lidocaine of the formula:

eliciting anti-arrhythmic activity. Also, invention describes a method for preparing quaternary ammonium derivative of lidocaine of the formula (1). Method involves interaction of N-(2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl)-morpholine with allyl bromide in isopropyl alcohol medium at temperature 58-62°C followed by cooling the reaction mixture to room temperature and isolation of N-allyl-(2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl)-morpholinium bromide. Invention provides preparing new compound eliciting useful biological properties.

EFFECT: improved preparing method.

2 cl, 4 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к медицине и может найти применение в медицинской практике для коррекции нарушений ритма сердечной деятельности.The invention relates to medicine and may find application in medical practice for the correction of cardiac arrhythmias.

Известно соединение N-(2,4,6-триметилфенилкарбамоилметил)-N-аллилморфолиний бромид под названием кватернидин, проявляющий противоишемическое и антиаритмическое действие при ишемической болезни сердца (RU 2105554, МПК 6 А 61 К 31/535, С 07 D 29/037, опубл. 1997).A compound N- (2,4,6-trimethylphenylcarbamoylmethyl) -N-allyl morpholinium bromide is known under the name quaternidine, which exhibits anti-ischemic and antiarrhythmic effects in coronary heart disease (RU 2105554, IPC 6 A 61 K 31/535, C 07 D 29/037 publ. 1997).

Недостатком известного решения является его высокая токсичность и малая широта терапевтического действия.A disadvantage of the known solution is its high toxicity and low breadth of therapeutic effect.

Технический результат заключается в уменьшении острой токсичности, увеличении широты терапевтического действия и снижении смертности лабораторных животных при хроническом стрессе.The technical result consists in reducing acute toxicity, increasing the breadth of the therapeutic effect and reducing the mortality of laboratory animals with chronic stress.

Технический результат достигается четвертичным аммониевым производным лидокаина - N-аллил-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил) морфолиний бромидом формулы (1):The technical result is achieved by the quaternary ammonium derivative of lidocaine - N-allyl- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholinium bromide of the formula (1):

обладающим противоаритмической активностью.possessing antiarrhythmic activity.

Способ получения соединения формулы (1) заключается в том, что N-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил)морфолин подвергают взаимодействию с аллилом бромистым в среде изопропилового спирта при температуре 58-62°С с последующим охлаждением реакционной смеси до комнатной температуры и выделением N-аллил-(2,6-диметилфениламинокарбонил-метил)морфолиния бромида.A method of obtaining a compound of formula (1) is that N- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholine is reacted with allyl bromide in isopropyl alcohol at a temperature of 58-62 ° C, followed by cooling of the reaction mixture to room temperature and isolation of N- allyl- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholinium bromide.

Способ по изобретению иллюстрируется следующим примером.The method according to the invention is illustrated by the following example.

Пример. Синтез N-аллил-N-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил)морфолиний бромидаExample. Synthesis of N-allyl-N- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholinium bromide

К 100 г N-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил)морфолина приливают 130 мл спирта изопропилового, к раствору постепенно добавляют 49 мл аллила бромистого. Смесь нагревают до температуры 60°С, перемешивают в течение 5-6 часов, после чего охлаждают, выделившийся продукт отфильтровывают. Получают 133,5 г технического вещества (89,72%), которое очищают перекристаллизацией из изопропилового спирта с добавлением активированного угля. Получают 109,5 г белого кристаллического порошка легкорастворимого в спирте, растворимого в воде, практически нерастворимого в эфире и хлороформе. Т пл. 195-197°С.To 100 g of N- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholine, 130 ml of isopropyl alcohol are poured, 49 ml of allyl bromide is gradually added to the solution. The mixture is heated to a temperature of 60 ° C, stirred for 5-6 hours, then cooled, the precipitated product is filtered off. 133.5 g of a technical substance (89.72%) are obtained, which is purified by recrystallization from isopropyl alcohol with the addition of activated carbon. Receive 109.5 g of a white crystalline powder readily soluble in alcohol, soluble in water, practically insoluble in ether and chloroform. T pl. 195-197 ° C.

Найдено %: С 55,12 Н 6,71 N 7,42 О 8,53, Br 21,52Found%: C 55.12 H 6.71 N 7.42 O 8.53, Br 21.52

Вычислено, %: С 55,29 Н 6,82 N 7,59 О 8,66, Br 21,64Calculated,%: С 55.29 Н 6.82 N 7.59 О 8.66, Br 21.64

C₁₇H₂₅N₂O₂Br, м.м. 369,29C ₁₇ H ₂₅ N ₂ O ₂ Br, m.m. 369.29

ИК-спектр, γ см^-1: 1550 (NHCO), 1670 (C=O), 3280 (NH)IR, γ cm ^-1 : 1550 (NHCO), 1670 (C = O), 3280 (NH)

Исследование фармакологической активности 1Study of pharmacological activity 1

В отличие от кватернидина 1 выгодно отличается меньшей токсичностью при внутрибрюшинном, оральном и внутривенном способах введения, а также большей безопасностью, что иллюстрируется примером 1.In contrast to quaternidine 1, it is favorably characterized by lower toxicity with intraperitoneal, oral and intravenous routes of administration, as well as greater safety, as illustrated by example 1.

Пример 1. Острая токсичность 1 и ближайших аналоговExample 1. Acute toxicity 1 and the closest analogues

Острая токсичность 1 изучена в опытах на мышах (n=440, m=18-20 г) при внутрибрюшинном и оральном способах введения, на кошках (n=15, m=1,5-4,8 кг) при внутривенном введении.Acute toxicity 1 was studied in experiments on mice (n = 440, m = 18-20 g) with intraperitoneal and oral methods of administration, on cats (n = 15, m = 1.5-4.8 kg) with intravenous administration.

Показатель LD₅₀ рассчитывали методом Миллера и Тейнтера (кн. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. - Рига: Изд-во АН ЛССР, 1963. - 130 с.). Для определения острой токсичности при внутривенном введении (LD₁₀₀) растворы в изотоническом растворе хлористого натрия вводили животным до остановки сердечной деятельности. Результаты исследования структурного предшественника лидокаина, кватернидина, а также 1 представлены в табл.1.The LD ₅₀ index was calculated by the Miller and Taint method (Prince M. Belenky. Elements of a quantitative assessment of the pharmacological effect. - Riga: Publishing House of the Academy of Sciences of the LSSR, 1963. - 130 pp.). To determine acute toxicity upon intravenous administration (LD ₁₀₀ ), solutions in an isotonic sodium chloride solution were administered to animals until cardiac arrest was stopped. The results of the study of the structural precursor of lidocaine, quaternidine, as well as 1 are presented in table 1.

Из предлагаемых в таблице данных хорошо видно, что заявляемое соединение более токсично, нежели структурный предшественник лидокаин при внутрибрюшинном введении и менее токсично, чем четвертичный дериват тримекаина - кватернидин. При пероральном введении острая токсичность 1 была меньше аналогичного показателя лидокаина и кватернидина. Летальная внутривенная доза 1 для кошек также ниже таковой кватернидина и лидокаина.From the data proposed in the table, it is clearly seen that the claimed compound is more toxic than the structural precursor lidocaine upon intraperitoneal administration and less toxic than the quaternary derivative of trimecaine - quaternidine. When administered orally, acute toxicity 1 was less than that of lidocaine and quaternidine. A lethal intravenous dose of 1 for cats is also lower than that of quaternidine and lidocaine.

Пример 2. Антиаритмическая активность 1 и ближайших аналогов при желудочковой аритмии в позднюю стадию экспериментального инфаркта миокарда у собакExample 2. Antiarrhythmic activity of 1 and its closest analogues in ventricular arrhythmias in the late stage of experimental myocardial infarction in dogs

Желудочковая аритмия в поздней стадии экспериментального инфаркта миокарда воспроизводилась у половозрелых собак обоего пола массой 7,0-15,0 кг. Нарушение коронарного кровотока у животных вызывали по методу, описанному в источниках: Harris A.S. Delayed development of ventricular ectopic rhythm following experimental coronary occlusion. // Circulation Res. - 1950. - Vol.1. - N6. - P.1318-1328 и Генденштейн Э.И., Костин Я.В. Противоаритмическое действие тримекаина при желудочковых аритмиях // Кардиология. - 1976. - №1. - С.128-131.Ventricular arrhythmia in the late stage of experimental myocardial infarction was reproduced in mature dogs of both sexes weighing 7.0-15.0 kg. Violation of coronary blood flow in animals was caused by the method described in sources: Harris A.S. Delayed development of ventricular ectopic rhythm following experimental coronary occlusion. // Circulation Res. - 1950 .-- Vol. 1. - N6. - P.1318-1328 and Gendenstein E.I., Kostin Y.V. The antiarrhythmic effect of trimecaine with ventricular arrhythmias // Cardiology. - 1976. - No. 1. - S.128-131.

Результаты тестирования заявляемого соединения и аналогов приведены в табл.2.The test results of the claimed compounds and analogues are given in table.2.

Исследование 1. Введение 1 в дозе 4 мг/кг позволило подавить аритмию в 100% опытов. Длительность антиаритмического эффекта составила не менее 500 минут наблюдения. Полный противоаритмический эффект развивался в среднем через 15 минут после введения.Study 1. Introduction 1 at a dose of 4 mg / kg allowed to suppress arrhythmia in 100% of experiments. The duration of the antiarrhythmic effect was at least 500 minutes of observation. The complete antiarrhythmic effect developed on average 15 minutes after administration.

Таким образом, по силе и длительности противоаритмического эффекта 1 не уступает кватернидину и лидокаину. Так же как и четвертичным производным тримекаина (кватернидину) 1 свойственна двухфазность возникновения антиаритмического действия.Thus, the strength and duration of the antiarrhythmic effect 1 is not inferior to quaternidine and lidocaine. Like the quaternary derivative of trimecaine (quaternidine) 1, the two-phase nature of the occurrence of antiarrhythmic action is characteristic.

Пример 3. Активность 1 и кватернидина на модели аконитиновой аритмии у крыс и мышейExample 3. Activity 1 and quaternidine in aconitine arrhythmia model in rats and mice

Аритмию воспроизводили по методу Ю.И.Вихляева и Н.В.Кавериной (1958) (кн. Каверина Н.В., Бердяев С.Ю., Кущук Е.П., Пасхина О.Е. Методические указания по изучению антиаритмической активности новых фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) исследованию новых фармакологических веществ / Под ред. В.П.Фисенко. - М., 2000. - С.210). Нитрат аконитина вводили животным в дозе 50 мкг/кг. Результаты исследований представлены в таблице 3.Arrhythmia was reproduced according to the method of Yu.I. Vikhlyaev and N.V. Kaverina (1958) (Prince Kaverina N.V., Berdyaev S.Yu., Kushchuk E.P., Paschina O.E. Methodological guidelines for the study of antiarrhythmic activity new pharmacological substances // Guide to the experimental (preclinical) study of new pharmacological substances / Edited by V.P. Fisenko. - M., 2000. - P.210). Aconitine nitrate was administered to animals at a dose of 50 μg / kg. The research results are presented in table 3.

Данная модель позволяет судить о широте терапевтического действия представляемого соединения, его ближайших аналогов и структурного предшественника. О широте терапевтического действия судили по величине антиаритмического индекса, определяемого как отношение LD₅₀ при внутрибрюшинном способе введения к ЭД₅₀ на аконитиновой модели аритмий.This model allows us to judge the breadth of the therapeutic effect of the presented compounds, its closest analogues and structural precursor. The breadth of the therapeutic effect was judged by the value of the antiarrhythmic index, defined as the ratio of LD ₅₀ with the intraperitoneal route of administration to ED ₅₀ on the aconitine model of arrhythmias.

Проведенный эксперимент показывает, что 1 эффективно купирует предсердную аритмию, вызванную внутривенным введением нитрата аконитина. При этом значение антиаритмического индекса, рассчитанного для 1, намного превосходит таковые кватернидина и лидокаина, следовательно, 1 обладает большей широтой терапевтического действия, чем сравниваемые аналоги, что свидетельствует о большей его безопасности при эквивалентной активности.The experiment shows that 1 effectively relieves atrial arrhythmia caused by intravenous administration of aconitine nitrate. Moreover, the value of the antiarrhythmic index calculated for 1 is much higher than those of quaternidine and lidocaine, therefore, 1 has a greater breadth of therapeutic effect than the compared analogues, which indicates its greater safety with equivalent activity.

Пример 4. Изучение влияния 1, лидокаина и кватернидина на экспериментальную летальность при длительном введении животным, находящимся в условиях стрессаExample 4. The study of the effect of 1, lidocaine and quaternidine on experimental mortality with prolonged administration to animals under stress

В настоящее время для оценки безопасности проведения длительной антиаритмической терапии используется метод (Балашов В.П., Балыкова Л.А., Шувалова Е.Н. и др. Новый метод оценки безопасности потенциальных противоаритмических средств // Бюлл. Эксп. биол. и мед. - 2002. - Т.133. - №5. - С.598-600) моделирования 6-часового иммобилизационного стресса у белых мышей ежедневно на протяжении 6 недель.Currently, to evaluate the safety of long-term antiarrhythmic therapy, the method is used (Balashov V.P., Balykova L.A., Shuvalova E.N. et al. A new method for assessing the safety of potential antiarrhythmic drugs // Bull. Exp. Biol. And honey . - 2002. - T.133. - No. 5. - S.598-600) modeling of 6-hour immobilization stress in white mice daily for 6 weeks.

Результаты изучения 1, лидокаина и кватернидина представлены в табл.4. Все соединения вводили в дозе, составляющей 5% от LD₅₀ при внутрибрюшинном введении для мышей. 1 - в дозе 4 мг/кг внутрибрюшинно, лидокаин - 10 мг/кг, кватернидин - 2 мг/кг.The results of study 1, lidocaine and quaternidine are presented in table 4. All compounds were administered at a dose of 5% of LD ₅₀ when administered intraperitoneally to mice. 1 - at a dose of 4 mg / kg ip, lidocaine - 10 mg / kg, quaternidine - 2 mg / kg.

В контроле иммобилизация приводила к гибели части животных, и летальность по истечении 6 недель составила 30%. Лидокаин достоверно повышал летальность мышей при стрессе. Кватернидин обнаруживал тенденцию к ее повышению, а процент гибели животных при введении 1 был наименьшим из всех рассмотренных веществ.In the control, immobilization led to the death of some animals, and mortality after 6 weeks was 30%. Lidocaine significantly increased the mortality of mice under stress. Quaternidine showed a tendency to its increase, and the percentage of death of animals with the introduction of 1 was the smallest of all considered substances.

Представленные данные свидетельствуют, что N-аллил-N-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил) морфолиний бромид (1) проявляет выраженные противоаритмические свойства на моделях желудочковых и предсердно-желудочковых (аконитиновых) аритмий, сопоставимые со свойствами ближайшего аналога (кватернидина) и превосходящие противоаритмические свойства структурного предшественника (лидокаина).The data presented indicate that N-allyl-N- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholinium bromide (1) exhibits pronounced antiarrhythmic properties in models of ventricular and atrioventricular (aconitine) arrhythmias, comparable to those of the closest analogue (quaternidino) and superior properties of the structural precursor (lidocaine).

Длительность эффекта 1 соответствует аналогичному показателю кватернидина и существенно превышает длительность эффекта лидокаина. Важным достоинством заявляемого соединения является его большая широта терапевтического действия по сравнению с аналогичным показателем у лидокаина и кватернидина. Кроме того, в условиях длительного иммобилизационного стресса при 6-недельном введении, 1 в отличие от лидокаина не повышает смертность подопытных животных.The duration of effect 1 corresponds to a similar indicator of quaternidine and significantly exceeds the duration of the effect of lidocaine. An important advantage of the claimed compound is its greater breadth of therapeutic effect compared with that of lidocaine and quaternidine. In addition, under conditions of prolonged immobilization stress with a 6-week administration, 1, unlike lidocaine, does not increase the mortality of experimental animals.

Таким образом, модификация морфолинового аналога лидокаина путем присоединения к атому азота аллильной группировки (синтез N-аллил-N-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил) морфолиния бромида) позволяет получить более эффективное и безопасное соединение для терапии нарушений сердечного ритма, чем его структурный предшественник и ближайший аналог.Thus, the modification of the morpholine analog of lidocaine by attaching an allyl group to the nitrogen atom (synthesis of N-allyl-N- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholine bromide) allows one to obtain a more effective and safe compound for the treatment of heart rhythm disturbances than its structural predecessor and the closest analogue.

Таблица 1.Table 1. Четвертичное аммониевое производное лидокаина, обладающее противоаритмической активностью, и способ его полученияQuaternary ammonium derivative of lidocaine with antiarrhythmic activity, and a method for its preparation Изучаемые показателиThe studied indicators ЛидокаинLidocaine КватернидинQuaternidine 11 LD₅₀ в/б, мг/кгLD ₅₀ iv, mg / kg 200±15*200 ± 15 * **54±4** 54 ± 4 **82±5*** 82 ± 5 * (М±m)(M ± m) (173-227)(173-227) (46-62)(46-62) (76-94)(76-94) МышиMice N=80N = 80 n=60n = 60 n=100n = 100 LD₅₀ per os,LD ₅₀ per os, 297±14*297 ± 14 * **450±26** 450 ± 26 **630±26*** 630 ± 26 * Мг/кгMg / kg (271-324)(271-324) (400-500)(400-500) (578-689)(578-689) (М±m)(M ± m)       МышиMice n=80n = 80 n=60n = 60 n=60n = 60 LD₁₀₀ в/в, мг/кгLD ₁₀₀ iv, mg / kg 128±7*128 ± 7 * **47±4** 47 ± 4 **90±4^* ** 90 ± 4 ^* (М±m)(M ± m)       кошкиcats n=5n = 5 n=6n = 6 n=4n = 4 Примечание: * - различия при сравнении с кватернидином достоверны при р<0,05; ** - различия при сравнении с лидокаином достоверны при р<0,05.Note: * - differences when compared with quaternidine are significant at p <0.05; ** - differences when compared with lidocaine are significant at p <0.05.

Таблица 2.Table 2. Четвертичное аммониевое производное лидокаина, обладающее противоаритмической активностью, и способ его полученияQuaternary ammonium derivative of lidocaine with antiarrhythmic activity, and a method for its preparation № п/пNo. p / p Испытуемое соединениеTest compound Характер исходного ритмаThe nature of the initial rhythm Характер ритма после введения веществаThe nature of the rhythm after the introduction of the substance Число животныхNumber of animals Начало эффекта, минThe beginning of the effect, min Длительность эффекта, минThe duration of the effect, min Подавление аритмии, %Arrhythmia Suppression,%     Частота серд. сокращенийHeart rate abbreviations Частота эктопических сокращенийEctopic Contraction Rate ЧССHeart rate ЧЭСBSEC В опытеIn experience С полным эффектом (%)With full effect (%)               1.1. ЛидокаинLidocaine 191±9191 ± 9 143±24143 ± 24 175±3175 ± 3 00 66 2 (33)2 (33) 11 4-64-6 61±1161 ± 11 2.2. КватернидинQuaternidine 206±10206 ± 10 159±25159 ± 25 188±6188 ± 6 00 55 5 (100)5 (100) 16±416 ± 4 536±56536 ± 56 100100 3.3. 11 191±9191 ± 9 143±24143 ± 24 175±3175 ± 3 00 1010 10 (100)10 (100) 15±515 ± 5 500 мин. наблюденя500 minutes observed 100100

Таблица 3.Table 3. Четвертичное аммониевое производное лидокаина, обладающее противоаритмической активностью, и способ его полученияQuaternary ammonium derivative of lidocaine with antiarrhythmic activity, and a method for its preparation Испытуемый препаратTest drug Доза мг/кгDose mg / kg nn С аритмией (%)With arrhythmia (%) Время наступления НР, сOnset time, s Длительность НР, минHP duration, min ЭД₅₀, мг/кгED ₅₀ , mg / kg АИAI КонтрольThe control -- 1919 1919 31±1231 ± 12 90,0±8,090.0 ± 8.0 -- -- ЛидокаинLidocaine 2,52,5 66 66 68±2268 ± 22 67,0±12,067.0 ± 12.0       55 9nine 44 135±15135 ± 15 41,0±6,041.0 ± 6.0 8,47±1,98.47 ± 1.9 23,523.5   1010 9nine 33 186±38186 ± 38 35,0±6,035.0 ± 6.0       15fifteen 9nine 00 -- --     КватернидинQuaternidine 0,50.5 55 55 100±24100 ± 24 136,0±26136.0 ± 26       1,51,5 66 44 140±60140 ± 60 57,0±8,057.0 ± 8.0 2,09±0,582.09 ± 0.58 25,825.8   2,02.0 11eleven 66 200±35200 ± 35 64,0±13,064.0 ± 13.0       4,04.0 66 00 -- --     11 0,50.5 9nine 88 89±2189 ± 21 100,0±13100.0 ± 13       1,51,5 9nine 66 96±3396 ± 33 84,0±18,084.0 ± 18.0 2,0±0,582.0 ± 0.58 43,543.5   2,02.0 9nine 33 154±13154 ± 13 45,0±13,45.0 ± 13       4,04.0 9nine 00 -- --     Примечание: ЭД₅₀ - эффективная доза, НР - нарушения ритма, АИ - антиаритмический индекс.Note: ED ₅₀ - effective dose, HP - rhythm disturbances, AI - antiarrhythmic index.

Таблица 4.Table 4. Четвертичное аммониевое производное лидокаина, обладающее противоаритмической активностью, и способ его полученияQuaternary ammonium derivative of lidocaine with antiarrhythmic activity, and a method for its preparation ГруппаGroup Количество погибших животныхThe number of dead animals Абс.Abs. %% Без иммобилизации (n=20)Without immobilization (n = 20) 00 00 Иммобилизация (контроль; n=40)Immobilization (control; n = 40) 1212 30,030,0 +1 (n=40)+1 (n = 40) 1414 35,035.0 + лидокаин (n=40)+ lidocaine (n = 40) 2121 52,5^* 52.5 ^* + кватернидин (n=40)+ quaternidine (n = 40) 1616 40,040,0 Примечание: ^* р<0,05 при сравнении с контролем.Note: ^* p <0.05 when compared with control.

Claims (2)

1. Четвертичное аммониевое производное лидокаина формулы (1)1. The Quaternary ammonium derivative of lidocaine of the formula (1)

обладающее противоаритмической активностью.possessing antiarrhythmic activity. 2. Способ получения четвертичного аммониевого производного лидокаина формулы 1, отличающийся тем, что N-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил) морфолин подвергают взаимодействию с аллилом бромистым в среде изопропилового спирта при температуре 58-62°С с последующим охлаждением реакционной смеси до комнатной температуры и выделением N-аллил-(2,6-диметилфениламинокарбонилметил) морфолиния бромида.2. A method of producing a quaternary ammonium derivative of lidocaine of formula 1, characterized in that N- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholine is reacted with allyl bromide in isopropyl alcohol at a temperature of 58-62 ° C, followed by cooling of the reaction mixture to room temperature and the isolation of N-allyl- (2,6-dimethylphenylaminocarbonylmethyl) morpholine bromide.