Способ получения комплекса 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5- нитроимидазола с поливинилпирролидоном

 

Описывается способ получения комплекса метронидазола с поливинилпирролидоном мол. м. 9000-60000, заключающийся в том, что (1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5- нитроимидазол подвергают взаимодействию с поливинилпирролидоном в водной среде с использованием микроволнового воздействия: выходная частота микроволн 2450 МГц, выходная мощность микроволн 850 Вт, в течение 20-30 мин. Способ позволяет быстро получить продукт, полностью идентичный аналогичному продукту, получаемому при длительном нагревании. 1 табл.

Изобретение относится к получению пролонгированных антимикробных препаратов.

Известно, что инфекции, вызываемые клостридиальными анаэробами, а также их ассоциатами с анаэробами, представляют одну из наиболее грозных категорий гнойно-воспалительных заболеваний. Их клиническая картина многообразна, течение заболеваний тяжелое, часто с летальными исходами, а выбор лекарственных препаратов ограничен.

В клинической практике для лечения анаэробной и смешанной инфекции наиболее широко применяется 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол (метронидазол, флагил) (Ивченко В.Н., Мельник В.М. Применение метронидазола и его аналогов в хирургии. Клиническая хирургия, 1983, 1, стр. 45-48; Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, т. 2, с. 576; Кузин М.И., Вандяев Г.К., Блатун Л.А. Хирургия, 1983, 6, с. 106).

Его используют для лечения гнойных поражений органов грудной и брюшной полости, мочеполовых путей, при неотложной аппендэктомии, перед операцией для предупреждения возникновения инфекции (Широкова К.Н., Филимонова Р.М., Полякова Л.В. Применение метронидазола в лечении больных язвенной болезнью. Клиническая медицина, 1981, 2, стр. 48-50).

Недостатком этого препарата является его малая растворимость в воде и сравнительно быстрая элиминация. Период полувыведения метронидазола из организма равен 6-8 часам, что требует 3-4-кратного введения в сутки для поддержания в биосредах концентраций, подавляющих рост микробов (Гусель В.А., Маркова И.В. Справочник педиатра по клинической фармакологии. Л.: Медицина, 1989, с. 223).

Наиболее близким по сущности к заявленному изобретению является комплекс 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазола с поливинилпирролидоном, обладающий антимикробным действием (Патент на изобретение 2157384, 10.10.2000, Бюл. 28).

По этому патенту комплекс 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазола с поливинилпирролидоном получают выдерживанием водного раствора компонентов в течение 6 часов при 60-70^o или перемешиванием в мельнице Pulverisette в течение 12 часов.

Указанный прототип обладает следующим недостатком: длительное время получения: от 6 до 12 часов.

Целью настоящего изобретения является нахождение менее продолжительных способов получения этого комплекса.

Указанная цель достигается тем, что для получения комплекса метронидазола с поливинилпирролидоном мол. м. от 9000 до 60000 используется микроволновое воздействие бытовой СВЧ-печи в течение примерно 30 мин.

Структурная формула полученного комплекса: где n=81-539.

Строение инклюзионного комплекса поливинилпирролидона с метронидазолом доказывается физическими методами.

В ИК-спектрах образование комплекса характеризуется уменьшением интенсивности или исчезновением полосы поливинилпирролидона при -2930 см^-1, относящийся к внутримолекулярной водородной связи, и смещением полосы межмолекулярной Н-связи полимера из области 3430 см^-1 в 3390 см^-1.

Кроме того, в УФ-спектрах поглощения наблюдается смещение максимума, характерного для метронидазола с 319 до 325 нм.

Об образовании комплекса свидетельствует также увеличение предельной растворимости метронидазола в водных растворах при добавлении поливинилпирролидона.

Используемый в синтезе комплекса в качестве полимерной матрицы поливинилпирролидон - водорастворимый полимер, выпускаемый отечественной промышленностью, применяется в медицине в качестве плазмозаменителя - дезинтоксикатора (Платэ Н. А. , Васильев А.Е. Физиологические полимеры. М.: Химия, 1986, стр. 13-14). Растворы поливинилпирролидона снижают токсичность кишечной палочки и протея, а также оказывают агглютинирующее действие на микробные клетки (Мальцев В.Н., Стрельников В.А., Федоровский Я.Я. Влияние поливинилпирролидона на микробные клетки. Журнал микробиологии, 1987, 4, стр. 9-11).

Полученный новым способом комплекс метронидазола с поливинилпирролидоном является полным аналогом по химическим и биологическим свойствам комплекса, описанного в прототипе. Изложенное выше иллюстрируется следующими примерами.

1. Получение комплекса метронидазола с поливинилпирролидоном мол. м. 35000 (n= 315). 1 г метронидазола и 10 г поливинилпирролидона мол.м. 35000 растворяют в 100 мл воды, помещают в СВЧ-печь, выходная частота микроволн 2450 МГц, выходная мощность микроволн 850 Вт, и выдерживают 30 минут. Затем охлаждают, завернув реакционный сосуд в асбестовое полотно.

Получение комплекса метронидазола с поливинилпирролидоном мол. м. 12600 (n= 113). 1 г метронидазола и 10 г поливинилпирролидона мол. м. 12600 растворяют в 100 мл воды, помещают в СВЧ-печь, выходная частота микроволн 2450 МГц, выходная мощность 850 Вт, и выдерживают 30 минут. Затем реакционную смесь охлаждают, завернув реакционный сосуд в асбестовое полотно.

Аналогично были получены комплексы с поливинилпирролидоном других молекулярных масс.

2. Определение среднего значения молекулярной массы. 100 мл раствора комплекса метронидазола с поливинилпирролидоном мол. м. 12600 помещают в мерную колбу вместимостью 200 мл, прибавляют 100 мл воды и встряхивают. Из полученного раствора готовят 1, 2, 3, 4 и 5% растворы препарата и определяют их концентрации рефрактометрически.

Измеряют время истечения каждого раствора (объем раствора 5 или 10 мл) при (250,1)^oС в вискозиметре Оствальда со временем истечения воды от 80 до 120 с (ГФ XI, вып. I, с. 87). Величины приведенной вязкости рассчитывают по формуле _прив = _отн-1/C, где С - концентрация препарата в граммах в 100 мл раствора.

Строят график, на оси абсцисс которого откладывают концентрацию препарата, на оси ординат - значение приведенной вязкости.

Через точки проводят прямую до пересечения с осью ординат, точка пересечения определяет величину характеристической вязкости.

Величина характеристической вязкости [] должна быть от 0,088 до 0,112. Среднее значение молекулярной массы препарата рассчитывают по формуле Шольтана: [] =1,410^-4M_w ^0,7.

Среднее значение молекулярной массы должно быть 126002700.

3. Определение среднего значения молекулярной массы. Около 10 г сухого комплекса, полученного из метронидазола и поливинилпирролидона молекулярной массы 35000 (субстанции) (точная навеска), помещают в мерную колбу вместимостью 200 мл, прибавляют 100 мл воды и встряхивают. После растворения субстанции доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. Из полученного раствора готовят 1, 2, 3, 4 и 5% растворы субстанции и определяют их концентрации рефрактометрически.

Измеряют время истечения каждого раствора (объем раствора 5 или 10 мл) при (250,1)^oС в вискозиметре Оствальда со временем истечения воды от 80 до 120 с (ГФ XI, вып. I, с. 87). Величины приведенной вязкости рассчитывают по формуле _прив = _отн-1/C, где С - концентрация субстанции в граммах в 100 мл раствора.

Строят график, на оси абсцисс которого откладывают концентрацию субстанции, на оси ординат - значение приведенной вязкости.

Через точки проводят прямую до пересечения с осью ординат, точка пересечения определяет величину характеристикой вязкости.

Величина характеристической вязкости [] должна быть от 0,191 до 0,234. Среднее значение молекулярной массы субстанции рассчитывают по формуле Шольтана: [] =1,410^-4M_w ^0,7 Среднее значение молекулярной массы должно быть 350005000.

4. Количественное определение. 0,5 г субстанции (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 50 мл воды и встряхивают. Доводят объем раствора водой до метки.

2 Мл полученного раствора пипеткой помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора 0,1 М раствором кислоты хлористоводородной до метки и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 277 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.

В качестве раствора сравнения используют 0,1 М раствор кислоты хлористоводородной.

Содержание метронидазола в субстанции в процентах (X) вычисляют по формуле

где D - оптическая плотность испытуемого раствора;
а - навеска субстанции в граммах;
380 - удельный показатель метронидазола при 277 нм.

Х9,1%
Содержание метронидазола в комплексе составляет ~9,1%.

n=M/m,
где n - число звеньев в полимере,
М - молекулярная масса поливинилпирролидона,
m - молекулярная масса звена.

Для подтверждения идентичности комплексов с поливинилпирролидоном, полученных предлагаемым методом с комплексами, описанными в прототипе, проведены испытания биологической активности, что иллюстрируется приведенными ниже примерами.

5. Определение параметров острой токсичности.

Параметры острой токсичности определяли на беспородных белых мышах обоего пола массой тела 20-24 г при внутрибрюшинном и внутривенном введении комплексов 1% метронидазола с поливинилпирролидоном молекулярной массой 12600 и 35000 в соотношении 1:10, полученных новым и старым способом. Концентрация комплексов 900 мг/кг не вызывала гибели животных ни в каком случае. По внешнему виду и по поведению подопытные особи не отличались в экспериментальных группах от контрольных в течение двухнедельного наблюдения.

6. Изучение антибактериальной активности.

Для подтверждения идентичности комплекса метронидазола с поливинилпирролидоном, полученного при воздействии микроволн (I способ) с аналогичным комплексом, полученным при длительном нагревании (II способ), было проведено изучение антибактериальной активности in vitro стандартными методами с использованием серийных разведений в жидкой тиогликолевой или полужидкой среде АС, а также серийных разведений в плотной питательной среде - 5% кровяном анаэробном гемагаре с гемином и менадионом (в соответствии с требованиями Международной фармакопеи). Для тестирования использовали взвесь микроорганизмов по оптическому стандарту мутности. Учет результатов проводили через 24 часа для аэробов и через 2-7 суток для облигатных анаэробов.

Полученные данные представлены в таблице.

Как видно из таблицы, антимикробная активность комплексов, полученных по методу I и II как в отношении облигатных, так и факультативных анаэробов, совершенно одинакова.

Таким образом, предлагаемый способ получения комплексов метронидазола с поливинилпирролидоном с применением микроволн дает продукт, полностью идентичный полученному способом длительного нагревания.

Формула изобретения

Способ получения комплекса 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазола с поливинилпирролидоном мол. м. 9000-60000, заключающийся в том, что 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол подвергают взаимодействию с поливинилпирролидоном в водной среде с использованием микроволнового воздействия: выходная частота микроволн 2450 МГц, выходная мощность микроволн 850 Вт, в течение 20-30 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1