БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 1995, том 21, № 10, с. 790 - 794
УДК 547.963.3.057
СОЕДИНЕНИЯ, ПОДОБНЫЕ АЦИКЛОВИРУ. IX*. СИНТЕЗ 7-ГИДРОКСИ-2,5-ДИОКСАГЕПТИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НУКЛЕИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ
© 1995 г. И. П. Смирнов, Т. Л. Цилевич, С. В. Кочеткова, Б. П. Готтих, И. Л. Щавелева, В. Л. Флорентьев#
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, 117984, Москва, ул. Вавилова, 32 Поступила в редакцию 19.12.94 г. После доработки 30.03.95 г.
С использованием в качестве алкилирующих агентов 7-ацетокси-1-хлор-2,5-диоксагептана и 8-ацетокси-2-хлор-3,6-диоксаоктана синтезированы 7-гидрокси-2,5-диоксагептильные и рацемические 7-гидрокси-1-метил-2,5-диоксагептильные производные урацила, тимина, цитозина, аденина, гуанина и 1,2,4-триазол-З-карбоксамида.
Ключевые слова: нуклеиновые основания, ациклонуклеозиды, синтез; ацикловир, рибавирин, аналоги, синтез.
Исследование ациклических аналогов нуклео-зидов с целью поиска новых лекарственных препаратов стало самостоятельным направлением около 15 лет назад. Основанием для начала работ в этой области явилась идея, что нуклеозид с подвижным гидроксиалкильным заместителем, имитирующим гликозидный остаток, обладает в сравнении с природным субстратом существенно большей способностью подстраиваться под активный центр фермента-мишени и за счет большей константы связывания ингибировать ферментативную реакцию [2, 3].
Получение ациклических аналогов с широким спектром противовирусной активности, таких, как ацикловир (9-(2-гидроксиэтоксиметил)гуа-нин) [4, 5], DHPG (9-(1,3-дигидрокси-2-пропокси-метил)гуанин) [6 -10] и другие, стимулировало исследования в этой области. В условиях, когда число публикаций по синтезу аналогов нуклеозидов достигает нескольких десятков в год и синтезируются сотни новых соединений, целенаправленное изучение взаимосвязи структура-активность приобретает особое значение.
Известно, что удлинение алкильной цени в ацикловире (I) резко снижает активность соединений в ряду (I) - (III): ED50 равно 0.1, 5.8,138 мкМ соответственно [11].
НО-1
НО-,
НО
(I)
Gua
Gua
(ID
- Gua (III)
* Сообщение VIII см. [11.
#
Автор для переписки.
Келлером и соавт. [11] было также показано, что при введении в длинную алкильную цепочку атома кислорода (соединение (1Уд)) активность резко возрастает и приближается к таковой у ацикловира (ED50 1.5 мкМ). К сожалению, в работе не содержалось никакой информации ни о синтезе аналога (Г/д), ни о соответствующих аналогах с другими нуклеиновыми основаниями. В связи с этим нами был осуществлен синтез соединений (IV) и изучена их противовирусная активность. Кроме того, с целью выяснения влияния на противовирусную активность алкильного заместителя в 1 '-положении были получены также соответствующие l'-метилзамещенные производные (V).
5, в 5, В
(IV) (V)
В = Ura-1 (a); Thy-1 (б); Cyt-1 (в); Ade-9 (г); Gua-9 (д); 3-H2NCO-Tri-l (е); 5-H2NCO-Tri-l (ж), где Tri - 1,2,4-триазол.
Наиболее удобным оказался путь получения алкилирующих агентов (Villa, б) через соответствующие 1,3,6-триоксацены (Vila, б). Последние были синтезированы по методике, описанной в работе [12], конденсацией диэтиленгликоля (VI) с формальдегидом (в случае (Vila)) либо с ацеталь-дегидом (в случае (VII6)) при кипячении в толуоле в присутствии воздушно-сухого дауэкса 50x8 в Н+-форме. Из-за образования ацетальных полимеров выходы на этой стадии невысокие (41% для (Vila) и 20% для (VII6)). В случае соединения (Vila) при перегонке реакционной смеси происходит
частичная деполимеризация, что подтверждается тем, что температура кипения отгона, состоящего в основном из целевого вещества, существенно превышает температуру его кипения. Чистота продуктов на этой стадии подтверждена данными г азо жид костной хроматографии и 1 Н-ЯМР~спект-ров. Далее триоксацены (Vila, б) размыкались до соответствующих 7-ацетокси-1-хлор-2,5-диокса-гептанов (Villa, б) действием АсС1 в абс. бензоле в присутствии следовых количеств ZnCl2. Полученные продукты (Villa, б), учитывая их высокую термолабильность, использовали в дальнейшем без дополнительной очистки.
ОН
О
RCHO/TsOH
ОН (VI)
-н,о
AcCl/ZnCb
О
R
AcCl/ZnCl2
(Vila, б)
(Villa, б)
I" *R/S R
a: R = H; б = CH3
Алкилирующие агенты (Villa, б) вводили в конденсацию с пертриметилсил ильными производными нуклеиновых оснований, а в случае аде-нина - с его натриевой солью, генерируемой действием NaH. Однако, если выход аналога(IVr) при этом был приемлемым (19%), то для соединения (Vr) он оказался неудовлетворительным (6%), поэтому для получения производного (Vr) использовали также и силильный метод. При гликозилиро-вании 1,2,4-триаюлкарбоксамидных производных обоими методами обычно образуется смесь регио-изомеров. В данной работе, если в случае соединений (IV) мы получили в результате реакции смесь 3- и 5-карбоксамидов (IVe) и (Г/ж) в соотношении I : 1.5 (метод с NaH), разделяемых после удаления защит хроматографически на колонке с силикагелем, то в случае соединений (V) при использовании обоих методов гл и к оз ил иров a i гая нам удалось в чистом виде выделить только 3-кар-боксамид (Ve).
Поскольку большинство синтезированных соединений представляли собой масла либо имели очень низкую температуру плавления, очистка их перекристаллизацией оказалась весьма затруднительной. Поэтому после удаления ацетильных защит соединения (IVa - ж) и (Va - е) выделяли (или доочищали в случае (IVe, ж) и (Ve)) с помощью обращеино-фазовой ВЭЖХ и лиофилизовали.
Строение всех синтезированных соединений было подтверждено данными УФ- и 'Н-ЯМР-спе-ктров.
'Н-ЯМР-спектры позволяли однозначно определить строение гидроксиалкильного заместите-
ля, которое следовало из химических сдвигов, соотношения интегральных интенсивностей и мультиплетности сигналов. Триплет гидроксиль-ной группы с интенсивностью 1Н хорошо идентифицировался в спектрах, снятых в DMSO-d6, так как он быстро исчезал при добавлении D20,
Места присоединения оксиалкильного остатка к нуклеиновым основаниям определяли по данным УФ-спектров.
Выходы и данные УФ-спектров приведены в табл. 1, данные 'Н-ЯМР-спектров - в табл. 2.
Ациклические нуклеозиды (IVa - в, д, е) и (Va - д) были проверены на противовирусную активность в отношении вирусов простого герпеса типов 1 и 2 (HSV-1 и HSV-2), цитомегаловируса (HCMV), вирусов Зостер (VZV), Эпштейна-Барр (EBV), а также вируса гепатита В (HBV). Показано, что соединения (IVe) и (Va) обладают слабой активностью по отношению к EBV (ЕС50 14.4 и 4.1 мкг/мл соответственно). Кроме того, умеренной анти-HBV-aK-тивностЫо (ингибирование на стадии формирования HBV-вириона) обладают соединения (IVa, д), (Va, г) (ЕС50 19,4.5,3.5 и 1.0 мкМ соответственно). Все исследованные соединения были нетоксичны в культурах клеток, использовавшихся при скрининге.
Таблица 1. Выходы и УФ-спектры соединений (IVa - ж) и (Va - е)
Соединение* Выход, % Cc.™ (ex 10 3)
pH 1 (0.125 H. HCl) pH 7 (0.125 H. Nü-фосфат-ный буфер) pH 13 (0.125 H. NaOH)
(IVa) 37 257 (9.4) 257 (9.6) 258 (6,5)
(IV6) 39 263 (9.3) 263 (9.3) 263 (6.3)
(IVB) 35 276(12.3) 268 (8.2) 267 (7,6)
(IVr) 255 (15.8) 257(16.4) 257(16.2)
(IVA) 26 251 (9.8) 249 (9.8) 260 (8.0)
269 (7.2) 266 (8.3)
(JVe)** 62(17***) - 210(7.4)** -
(1Уж)** 24*** - 204 (8.5)** -
(Va) 29 257 (9.4) 257 (9.4) 258 (6.5)
(V6) 37 263 (9.3) 263 (9.3) 263 (6.3)
(Vb) 33 276(12.3) 268 (8.2) 267 (7.6)
(Vr) 37(6***) 255(15.8) 257 (16.4) 257 (16.2)
(Уд) 30 251 (9.8) 249 (9.8) 260 (8.0)
269 (7.2) 266 (8.3)
(Ve)** 40(18***) - 210(7.4)** -
* Для соединения (1Уе) т. пл. 99 динения - в виде лиофилизатов. * * Спектр снят в воде. * * * Метод с гидридом натрия.
100°С, остальные сое-
792
СМИРНОВ и др.
Таблица 2. Спектры 'Н-ЯМР соединений (IVa - ж) и (Va - е) в DMSO-d6 Приведены 6, м. д. (К.ССВ, Гц)
Соединение 1'-СН2(с)или l'-CH (кв) 3'-CH2,4'-CH2,6'-CHi, 7'-CH2 (m) 7-OH (t) H2, H5 или H6* H8, H5 или НЗ* 1"-CH3 (д) Другие сигналы
(IVa) 5.09 3.25 - 3.68 4.55(5) 7.66д (8) 5.60д (8) 11.0 (NH)
(IV6) 5.06 3,32-3.66 4.53(5) 7.52кб (1) 1.82д(5-СН3)(1)
(IVb) 5.06 3.29 - 3.64 4.56(5) 7.56д (7) 5.67д (7) 7.13yc (4-NH2)
(IVr) 5.55 3.28 - 3.70 4,55(5) 8.23c 8.13c 7.22yc (6-NH2)
(IVA) 5.34 3.29 - 3.64 4.54(5) 7.77c • 6.46yc (2-NH2), 10.35 (1-NH)
(IVe) 5.50 3.18-3.72 4,61(5) 8.75c 7.79 и 7.57yc (3-CONH2)
(IVjk) 5.89 3.20-3.60 4.60(5) 8.11c 8.18 и7.96ус (5-CONH2)
(Va) 5.70(6) 3.22-3.68 4.53(5) 7.58д (8) 5.72д (8) 1.42(6) 10.93 (NH)
(V6) 5.73(6) 3.22 - 3.63 4.51(5) 7.45KB (1) 1.43(6) 1.83д (5-Ш3) (1)
(Vb) 5.80(6) 3.25-3.67 4.54(5) 7.53д (7) 5.79д (7) 1.36(6) 7.08yc (4-NHj)
(Vr) 5.88(6) 3.18-3.68 4.54(5) 8.27c 8.12c 1.77(6) 7.2,0yc (6-NH2)
(Уд) 5.61(6) 3.20 -3.68 4.54(5) 7.81c 1.68(6) 6.42yc (2-NH2), 10.27 (1-NH)
(Ve) 5.79(6) 3.20 - 3,68 4.54(5) 8.75c 1.67(6) 7.73 и 7,51yc (3-CONH2)
Н2, Н8 - для пуринов; Н5, Н6 - для пиримидинов и для 1,2,4-триаг«ш-3-карбоксамвдов; НЗ - для 1,2,4-триазол-5-карбоксамида.
Испытания по противовирусной активности были проведены д-ром Е. Кернам (Алабамскрй университет, США) в отношении вирусов группы герпеса HSV-1, HSV-2, HCMV, VZV и EBV и д-ром В. Корба (Джорджтаунский университет, США) в отношении вируса гепатита В.
Работа частично финансировалась грантом OR00033-93C1S023 от ORISE (США) и грантом № SD5000 Международного научного фонда.
Авторы благодарят д-ров К. Ценга, Е. Керна и В. Корба из Национального института здоровья США за организацию и проведение испытаний по противовирусной активности.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Спектры 'Н-ЯМР записывали в CDCí3; для соединений (IVa - ж) и (Va - е) - в DMSO-d6 на спектрометре XL-100 (Varían, США). УФ-спектры регистрировали на приборе Ultrospec (LKB, Швеция). Чистоту соединений (Vila, б) контролировали ГЖХ (ЛХМ-80, Россия, катарометр, газ-носитель - Не, колонки 4 мм х 2 м, Chromosorb W/5% SE-30). ТСХ проводили на пластинках Silufol UV254 (Kavalier, Чехо-Словакия) в системах: ЕЮН-СНС13 (10 или 20% этанола) либо смесь изопропанол-25% аммиак-вода (7:2: 1). Для колоночной хроматографии использовали силикагель L 40/100 (Чехо-Словакия). Смесь, полученную из 5 ммоль нуклеинового
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.