Синтез 5, 5’-модифицированных производных 2’-дезоксиуридина - потенциальных ингибиторов M . Tuberculosis Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

_Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 9_

УДК 577.113.3.13

С. Д. Негря*, Л. А. Александрова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125047, Москва, Миусская пл., д.9

E-mail: [email protected]

СИНТЕЗ 5, 5' -МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 2' -ДЕЗОКСИУРИДИНА - ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ M. tuberculosis

Аннотацият

В результате проделанной работы предложена эффективная схема синтеза 5'-модифицированных производных 5-алкилтриазолилметил-2'-дезоксиуридина. Синтезировано 6 новых производных соединений 2',5'-дидезоксиуридина, структура которых подтверждена спектрами УФ, 1Ы-ЯМР и масс-спектрами высокого разрешения. Цитотоксичность синтезированных соединений была оценена в ИМБ РАН по МТТ-тесту5 на культурах клеток Vero и K562. Для всех соединений значение CD5o было равно или более 100 мкг/мл, что близко величинам CD50 описанных в литературе соединений, проявляющих противобактериальную активность.

Ключевые слова: Туберкулез, нуклеозид, синтез, ингибитор, модификация

В настоящее время около трети мирового населения инфицированы M. tuberculosis. Смертность от туберкулеза составляет около 2 млн. человек в год, что ставит это заболевание на второе место после СПИДа среди основных причин смертности от инфекционных заболеваний.

Создание лекарственных препаратов для лечения туберкулеза осложнено возникновением

лекарственно-устойчивых штаммов M. tuberculosis: «значительно лекарственно устойчивого» (MDR-TB), для которого не применимы стандартные схемы химиотерапии, и малоизлечимого «экстенсивно лекарственно устойчивого» (XDR-TB). Существует острая необходимость в принципиально новых лекарствах, эффективных по отношению к резистентным штаммам за счет действия на новые мишени в M. tuberculosis.

Целью данной работы являлся синтез 5'-[4-замещенных- 1,2,3-триазол-1 -ил] -5-[4-( 1 -децил)-

Катализируемое солями меди(1) 1,3-диполярное циклоприсоединение органических азидов и алкинов («клик-химия») широко используется в органической химии, в том числе и для создания новых лекарственных препаратов. Синтезируемые в результате производные 1,2,3-триазола способны улучшать связывание полученных соединений с биологическими мишенями благодаря образованию дополнительных водородных связей и дипольным взаимодействиям. Помимо изложенных фактов предполагается, что нуклеозиды содержащие гидрофобные заместители, введенные посредством триазолильного линкера, обладают повышенной

(1,2,3-триазол-1 -ил)-метил] -2',5' -дидезоксиуридина для изучения влияния различных модификаций углеводного фрагмента нуклеозида на ингибирование роста M. tuberculosis.

Исходным соединением для синтеза мы выбрали 5-[4-(1 -децил)- (1,2,3 -триазол-1 -ил)метил] -2' -

дезоксиуридин (1), показавший наилучшую способность ингибировать рост двух штаммов M. tuberculosis H37Rv и MS-115 MDR in vitro1. Йодирование соединения (1) было осуществлено по методу Моффатта и сотр.2 действием на раствор нуклеозида в диоксане йода в присутствии трифенилфосфина и имидазола (схема 1) с выходом 72%. Последующее нагревание при 70 °С йодида (2) с азидом натрия в диметилформамиде в течение 4 часов по методу Волкера и сотр.3 привели к получению ключевого 5'-азидопроизводного (3) с выходом 93%.

C10H21

растворимостью в водных средах. Поскольку водорастворимость 5-модифицированных

нуклеозидов, полученных ранее1, крайне низкая, то следующим этапом был синтез триазолильных производных нуклеозидов.

Обычно «клик-реакция» проводится в мягких условиях при комнатной температуре в воде или органических растворителях (DMSO, THF, CH3CN и др.). Сначала реакция проводилась нами в хлористом метилене при катализе CuBr. Однако в данном случае время и выход реакции были не удовлетворительными. Поэтому для синтеза 5'-[4-замещенных 1,2,3 -триазол-1 -ил] -5-[4-(1-децил)-

Схема 1

O O

HN^-^N'^ HN^|^N'Nnv HN

HO^ O N ^ -^ к O N ^ N3 O N

C10H21 y^i C10H21 y^i

C10H2

HO HO HO

1 2

Реагенты и условия: (i) I2, РИзР, диоксан, имидазол, 70 °C; (ii) NaN3, DMF, 50 °C.

3

Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 9

(1,2,3-триазол-1 -ил)метил] -2' -дезоксиури-динов (схема 2) был использован вариант этого метода, разработанный Ли и др.4

1,3-Диполярная циклоконденсация азида 3 с подходящими олефинами в двухфазной системе хлористый метилен — вода при катализе Cu(I), полученной in situ из медного купороса и аскорбината натрия, привела к 5'-алкилтриазолильным

производным 5 -децилтриазолильметил-2' -

дезоксиуридина 1 с выходами 92-95%. Реакция эфира (5) с аммиаком в метаноле не давала ожидаемых продуктов, тогда как обработка эфира (5) водно-диоксановым раствором аммиака привела к синтезу амида (6), а мягкий щелочной гидролиз позволил получить кислоту (7).

Схема 2

HN

O

-V^n-N

a a i N

O N W

C10H21

HN

HO

-Л.

N' N

HO

O

-V^n-N*

a a i N

O N «üs/

C10H21

3

R=CH2OH (4), Г C(O)OEt (5), x ü iii ( C(O)NH2 (6), / 4 COOH (7)

Реагенты и условия: (i) HC=CCH2OH (для 4,), HC=CCO2Et (для 5), CuSO4'5№O, аскорбинат натрия, CH2Cl2,20oC; (ii) aq.NH3/20oC диоксан, 20оС; (iii) 0.5 M KOH/ диоксан 20оС.

Масс-спектры высокого разрешения строго подтверждают элементный состав полученных соединений.

Цитотоксичность синтезированных соединений была оценена в ИМБ РАН по МТТ-тесту5 на культурах клеток Vero и K562. Для всех соединений значение CD5o было равно или более 100 мкг/мл, что близко величинам CD50 описанных в литературе соединений, проявляющих противобактериальную активность.

В зарегистрированных 1Н-ЯМР спектрах наблюдаются как сигналы протонов исходного соединения (за исключением 5'-гидроксила), так и сигналы, принадлежащие протонам 5'-триазолильных заместителей в случае соединений 47. Введение заместителей в 5'-положение приводит к заметному сдвигу сигналов 4'- и 5'- протонов в область слабого поля.

Спектры УФ исходного вещества и полученных соединений практически не имеют отличий, что указывает на отсутствие модификаций по нуклеиновому основанию.

Негря Сергей Дмитриевич - студент 4 курса ВХК РАН, Россия Москва

Александрова Людмила Александровна - к.х.н., с.н.с. лаборатории МОДФАС Института Молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН

Литература

1. L.A.Alexandrova, E.R.Shmalenyuk, S.N.Kochetkov, V.V.Erokhin, T.G.Smirnova, S.N.Andreevskaia, L.N.Chemousova. Acta Naturae 2, 108 (2010).

2. Owen G.R., Verheyden J.P.H., Moffatt J.G. 4'-Substituted nucleosides. 3. Synthesis of some 4'-fluorouridine derivatives // J. Org. Chem. American Chemical Society, 1976. Vol. 41, № 18. P. 3010-3017.

3. Ward, D.I.; Jeffs, S.M.; Coe, P.L.; Walker, R.T.; Tetrahedron Lett. 1993, 34, 6779-6782.

4. B.-Y.Lee, S.R.Park, H.B.Jeon, K.S.Kim. Tetrahedron Lett. 47, 5105 (2006).

5. Niks M, Otto M.; J Immunol Methods, 1990; 130:149

N

Negrya Sergey Dmitrievich*, Alexandrova Lyudmila Alexandrovna D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: [email protected]

5,5'-MODIFIED 2',5'-DIDEOXYURIDINES: SYNTHESIS AND BIOLOGICAL PROPERTIES

Abstract

An effective synthesis scheme of a set of 5'-modified 5-alkyltriazolidomethyl derivatives of 2',5'-dideoxyuridine was proposed. 6 new derivatives were synthesized and were sent for impact of modifications on antituberculosis activity evaluation. The compounds did not show any cytotoxicity on Vero and K562 cells at the concentrations of 0 to 100 ^g/mL and A549 at the concentrations af 0 to 50 ^g/mL. The structure of the compounds was confirmed with UV, 1H-NMR and MS (ESI).

Keywords: tuberculosis, nucleoside, synthesis, inhibitor, modification