Схема 1

Рис. 1. Віднесення сигналів і кореляції НМВС сполуки 2.14.

Ряд нових функціоналізованих тіопірано[2,3-d]тіазол-2-онів 2.7-2.20 (схема 2) одержано при використанні як дієнофілів диметилацетилендикарбоксилату, ароїлакрилових кислот, а також N-карбоксиметилмалеїніміду, одержаного іn situ тривалим кип'ятінням малеїнового ангідриду і гліцину в оцтовій кислоті.

Схема 2

Рис.2. РСА сполуки 2.23

Перебіг [4+2]-цикло-приєднання ароїлакрилових кислот, а саме утворення продукту А (схема 2), підтверджено інтерпретацією гетероядерної кореляції спектрів 1Н-13С через один хімічний зв'язок (метод HMQC) та через 2-3 хімічних зв'язки (метод НМВС). За кореляціями аліфатичних протонів тіопіранового циклу з атомом карбону оксогрупи встановлено віднесення сигналів та кореляції НМВС на прикладі сполуки 2.14 (рис 1.). На основі спектрів ПМР сполук 2.11-2.17 за КССВ (J = 10,3 Гц) дублетів протонів 5-Н, 7-Н та триплету 6-Н протону (д = 3,28-4,67 м.ч.) можна констатувати взаємне цис-розташування усіх протонів водню, а для похідних 2.18-2.20 (д = 4,00-4,82 м.ч.) - цис-конфігурацію (J = 8,8 Гц) 5-Н і 6-Н та транс-розташування 6-Н і 7-Н протонів (J = 4,8 Гц).

Взаємодією 5-арил(гетерил)іденізороданінів з 2-норборненом одержано 9-Ar(Het)-3,7-дитіа-5-азатетрацикло[9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8)-они-6 2.21-2.42 (схема 2), стерео-конфігурація яких доведена рентгеноструктурним аналізом (РСА) сполуки 2.23 (рис 2).

На основі ангідриду 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти синтезовано арил- (2.43-2.51) та бензиліміди (2.52-2.58), імідоалканкарбонові кислоти (2.59-2.65), їх естри (2.66-2.69) і аміди (2.70-2.85) та ариліденпохідні циклічного гідразиду (2.86, 2.87), які використані як дієнофіли в [4+2]-циклоконденсаціях (схеми 3, 8), а також для вивчення протисудомної активності. При взаємодії імідів з 5-арил(гетерил)іденізороданінами одержані 3,7-дитіа-5,14-діазапентацикло[9.5.1.02,10.04,8.012,16]гептадецени-4(8) 2.88-2.144. Враховуючи попередні дослідження стереоселективності аналогічної реакції з 2-норборненом та відому стерео-конфігурацію дієнофілів - N-заміщених біцикло[2.2.1]гепт-5-ен-2,3-дикарбоксімідів, можна зробити висновок про аналогічну структуру 2.88-2.144 (схема 3).

Схема 3

При дослідженні взаємодії 5-арил(гетерил)іден-4-тіоксо-2-тіазолідонів з 1,4-нафтохіноном очікувані продукти [4+2]-циклоприєднання зазнають спонтанної оксидації надлишком нафтохінону, що дозволило одержати ряд 11-заміщених 3,5,10,11-тетрагідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріонів 2.145-2.156, які містять у своїй структурі біофорні фрагменти протиракових лікарських засобів - адріаміцину, даунорубіцину, мітоксантрону та мітоміцину С (схема 4).

Схема 4

Підтвердженням проходження спонтанної дегідрогенізації є синглет протону у положенні 11 при 5,40-5,75 м.ч. у спектрах ПМР.

2. Синтез нових тіопірано[2,3-d]тіазолів на основі 5-(цикло)алкіліден- та етоксиметиліден-4-тіоксо-2-тіазолідонів

Сучасні вимоги до нових біологічно-активних сполук обґрунтовують створення «лікоподібних молекул» з невисокою молекулярною масою (до 500). Тому з метою заміни арильних та гетерильних субституентів тіопірано[2,3-d]тіазолів на структурно простіші, як гетеродієни у реакції гетеро-Дільса-Альдера досліджено серію 5-алкілідензаміщених ізороданінів (схема 5). 5-Eтоксиметиліденізороданін 3.5 синтезовано за відомим методом (Ead, 1987), 5-(цикло)алкіліденізороданіни (3.1-3.4) одержано взаємодією ізороданіну з 10-15-кратним надлишком відповідного кетону при кімнатній температурі у присутності моноетаноламіну, а для синтезу 5-метоксикарбонілметиленізороданіну 3.6 використано тіонування його 4-оксоаналогу (Р.Б. Лесик, Б.С. Зіменковський, 2004).

Схема 5

Нові 7-(цикло)алкілтіопірано[2,3-d]тіазол-2-они 3.7-3.22 одержані взаємодією 3.1-3.4, 3.6 з малеїнімідами, ароїлакриловими кислотами та 1,4-нафтохіноном (схема 6).

В спектрах ПМР сполук 3.7-3.14 та 3.19-3.21 протони груп СН у положеннях 5 і 6 тіопірано[2,3-d]тіазольного циклу проявляються двома дублетами при 3,07-5,38 м.ч. з КССВ J = 8,7-10,8 Гц, що свідчить про їх цис-розташування. Крім того, на основі ПМР- та хромато-мас-спектрів сполук 3.8 та 3.9 встановлено, що реакція гетеро-Дільса-Альдера 5-ізопропеніліденізороданіну 3.1 з малеїнімідами проходить з утворенням пари діастереомерів у співвідношенні ~1:1. Стереохімію наведеного процесу можна пояснити симетричністю іліденового фрагменту гетеродієну (2 метильні групи), а отже відсутністю переваги стосовно утворення (4aR,7aR)- чи (4aS,7aS)-аддуктів (схема 7).

5-(Цикло)алкіліденізороданіни 3.1, 3.2, 3.4 та 3.6 реагують з такими дієнофілами як 2-норборнен та іміди 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти (схема 8), на відміну від 5-циклопентиліденізороданіну 3.3, що можна пояснити його низькою конформаційною гнучкістю, утрудненням наближення дієнофілу та утворення перехідного стану.

У реакції гетеро-Дільса-Альдера 5-етоксиметиліден-4-тіоксо-2-тіазолідону 3.5 з дієнофілами в середовищі оцтової кислоти утворений [4+2]-аддукт зазнає відщеплення молекули етанолу з утворенням додаткового ендоциклічного подвійного зв'язку, що підтверджується мас- та ПМР-спектрами (схема 9). Так, при взаємодії 3.5 з акролеїном та кротоновим альдегідом синтезовано гетероциклічні альдегіди 3.46 і 3.47, а використання як дієнофілів 2-норборнену та ряду норборненвмісних імідопохідних дозволило одержати тетра- (3.48) та пентациклічні (3.49-3.58) похідні 3,5-дигідротіопірано[2,3-d]тіазол-2-ону.

При взаємодії ацетилендикарбонової кислоти з 3.5 спостерігається не тільки елімінація молекули етанолу, а й декарбоксилювання інтермедіату з одночасним перегрупуванням системи кратних зв'язків з утворенням 2-оксо-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-6-карбонової кислоти 3.60. На відміну від 3.60, приєднання диметилового естру ацетилендикарбонової кислоти відбувається лише з елімінацією етанолу та перегрупуванням системи спряжених подвійних зв'язків з утворенням сполуки 3.59. Реакція 3.5 з ароїлакриловими кислотами також супроводжується декарбоксилюванням [4+2]-аддуктів з утворенням сполук 3.61 та 3.62. Взаємодія 5-етоксиметиліден-4-тіоксо-2-тіазолідону з 1,4-нафтохіноном проходить з дегідруванням інтермедіату надлишком гідрохінону і утворенням додаткового ендоциклічного подвійного зв'язку та перегрупування системи спряжених подвійних зв'язків (3.63). Перебіг наведених реакцій підтверджено методами 1Н-, 13С-ЯМР та мас-спектроскопії. Процеси декарбоксилювання при одержанні 3.60-3.62 ймовірно можна пояснити утворенням водневого зв'язку в інтермедіаті і протонуванням атому сульфуру, що ініціює перенесення заряду та відщеплення діоксиду карбону (схема 10).

3. Синтетичні дослідження структурної модифікації похідних тіопірано[2,3-d]тіазолів як можливих напрямків оптимізації «сполук-лідерів»

З метою вивчення можливих шляхів хімічної модифікації похідних 9,9-R1,R2-3,7-дитіа-5-азатетрацикло[9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8)-онів-6, які проявили суттєву протиракову та антиоксидантну активності, опрацьовано реакції їх N-алкілювання через відповідні калійні солі. Як алкілюючі агенти для синтезу 4.1-4.7 використано етилхлорацетат та ряд N-арилхлорацетамідів. Гідразинолізом 4.7 одержано гідразид 4.8. З метою синтезу «біфармакофорних» молекул з фрагментом-носієм протипухлинної активності та тіазолідиндіоновим залишком, який повинен забезпечити афінітет до PPAR-г рецепторів, гідразид 4.8 проацильовано хлорангідридом 2,4-тіазолідиндіон-5-оцтової кислоти (4.9). Шляхом нуклеофільного приєднання фенілізотіоціанату (4.10) з наступною циклізацією у лужному середовищі фенілтіосемікарбазидного фрагменту одержано похідне 4.11 з 1-феніл-2-меркапто-1,3,4-тріазолільним фрагментом у молекулі (схема 11).

Схема 11

Відомо, що 5-(2-оксифенілметиліден)ізороданіни при взаємодії з похідними акрилової кислоти (Й.Д. Комариця, 1989; Kassab, 1976) та ангідридами дикарбонових кислот (Р.Б. Лесик, 2004) зазнають каскадної двоетапної реакції, яка проходить за «доміно»-механізмом, з утворенням оригінальних поліциклічних систем. Ми вперше встановили, що взаємодія акролеїну з 5-(2-оксифенілметиліден)ізороданінами проходить в аналогічній манері як тандемні реакції гетеро-Дільса-Альдера та утворення циклічних напівацеталів (4.14, 4.15), що інтерпретовано на основі мас- та 1Н-ЯМР-спектрів (схема 12). Для хімічних перетворень в умовах «доміно»-реакцій ресинтезовано кислоти 4.12 та 4.13. Встановлено, що довготривале нагрівання сполуки 4.13 з ароматичними амінами та гліцином в середовищі оцтової кислоти призводить до неочікуваної рециклізації з розривом ендоциклічного естерного угрупування та утворенням спіро-заміщених сукцинімідів з тіопірано[2,3-d]тіазол-2-оновим фрагментом - 7'-(2-гідроксифеніл)-3',7'-дигідро-2H,2'H,5H-спіро[піролідин-3,6'-тіопірано[2,3-d]тіазол]-2,2',5-тріонів 4.16-4.20. Використання традиційного методу одержання амідів 4.12, 4.13 через відповідні хлорангідриди не мало успіху, тому адаптовано альтернативний підхід ацилювання ароматичних амінів за допомогою N,N-дициклогексилкарбодііміду (DCC).

4. Біологічна активність нових поліциклічних конденсованих систем на основі 4-тіазолідонів

Реалізовані у роботі напрями фармакологічного скринінгу є фрагментами проекту, який базується на багаторічному досвіді наукової школи проф. М. Туркевича з корекцією на сучасні тенденції у світовій науці. Сумарні результати дослідження наведені у таблиці.

Таблиця

Загальні результати фармакологічного скринінгу

Прескринінг протиракової активності сполук (програма DTP, Національний Інститут Раку США (NCI), dr. V.L. Narayanan) проводився на 3 лініях ракових клітин: MCF7 (рак молочної залози), NCI-H460 (рак легень), SF-268 (рак ЦНС) у концентрації 10-4 М. Згідно з критеріями NCI до другого етапу досліджень відібрані сполуки 2.2, 2.7, 2.21-2.23, 2.136, 3.23, на фоні яких мітотична активність хоча б для однієї лінії ракових клітин не перевищує 33%. З 2006 року змінилась методологія прескринінгу, тому ряд сполук тестувались у концентрації 10-5 М на 60 лініях різних видів раку, причому для поглибленого in vitro скринінгу відібрано сполуки 2.150, 2.153 та 4.11. Для деяких сполук поглиблене дослідження протипухлинної активності проводилося без попереднього відбору.

Поглиблене дослідження in vitro полягало у тестуванні сполук у п'яти концентраціях при 10-кратному розведенні на 60 лініях людських ракових клітин, в тому числі лейкемії (6 ліній), недрібноклітинного раку легень (9 ліній), епітеліального раку (7 ліній), раку ЦНС (6 ліній), меланоми (7 ліній), раку яйників (6 ліній), нирок (8 ліній), простати (2 лінії) та молочної залози (7 ліній). Аналіз результатів протипухлинної активності дозволив виділити «сполуки-лідери» 2.22, 2.149, 2.150, 2.153, 4.3 та 4.11, для яких середнє значення lgGI50<-4,80 (рис. 3), та встановити виразну селективність дії деяких речовин. Так, похідні 2.2, 2.10, 2.12, 2.21, 2.24, 2.32, 2.110, 4.3, 4.11 проявляють високу активність до клітинних ліній лейкемії, сполуки 2.150, 2.153, 3.23 - до меланоми, а 2.22 - раку молочної залози. Аналіз селективності дії до індивідуальних ліній пухлинних клітин дозволив відзначити високу чутливість клітинних ліній CCRF-CEM (лейкемія) до сполук 2.10 (lgGI50=-6,11) та 2.110 (lgGI50=-6,40), SR (лейкемія) - 2.32 (lgGI50=-7,37), NCI/ADR-RES (рак молочної залози) - 2.22 (lgGI50<-8,00), UACC-257 (меланома) - 2.153 (lgGI50=-6,65).

Страницы: 1, 2, 3, 4