СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ 5,6,7,8-ТЕТРАГИДРОПИРИДО[3,4-D- И 5,6,7,8-ТЕТРАГИДРОПИРИДО[4,3-D]ПИРИМИДИНОВ тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ



На правах р)

Кузнецов Алексей Юрьевич

СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ 5,6,7,8-ТЕТРАГИДРОПИРИДО[3,4-</]- И 5,6,7,8-ТЕТРАГИДРОПИРИДО[4,3-<АПИРИМИДИНОВ

02.00.10 - Биоорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре органической химии Российского Государственного Аграрного Университета-МСХА имени К А Тимирязева и в ООО "АСИНЭКС-Медхим".

Научный руководитель-

кандидат химических наук, доцент Н Л Нам

Официальные оппоненты

доктор химических наук, профессор А В Варпамов

доктор биологических наук, профессор П Б Куралов

Ведущая организация Институт органической химии имени

Н Д Зелинского РАН

Защита диссетрации состоится ^^ " декабря 2006 г в/Г. час на заседапии да I ертационного совета К 220 043 04 при Российском Государствег I Аграрном Университете - МСХА имени К А Тимирязева 1ресу 127550, Москва, Тимирязевская ул , 49

С диссерта! > ожно ознакомиться в ЦНБ МСХА

Авторефер*.. р ~стан " /С "ноября 2006 г

Ученый секретгр

> совета

Диссертацис >го совета ^ П Токмаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Являясь структурными аналогами фолиевой кислоты, пиридо[<Цпиримидины эффективно ингибируют

дегидрофолатредуктазу, подавляя рост многих видов патогенных микроорганизмов (Pneumocystis carnii, Toxoplasma gondii, Parasitic protozoa и др.). Огромный интерес пиридо[с1]пиримщшны привлекли к себе в последние годы как селективные ингибиторы протеинкиназ. В настоящее время многие из этих соединений проходят последние стадии клинических испытаний в качестве противоопухолевых препаратов для лечения всех основных видов злокачественных опухолей. Кроме того, большинство таких соединений являются эффективными препаратами для лечения артритов, астмы, остеопороза, сердечной недостаточности, воспаления легких и атеросклероза.

Особый интерес представляют производные тетрагидропиридо[с!]пирими-динов, имеющие заместители у насыщенного атома азота. Среди соединений этого класса обнаружены вещества обладающие высокой противо-тромботической, противоопухолевой, церебральной активностью, а также антагонисты cti - адренорецепторов. При этом направление и эффективность биологического действия тетрагидропиридо[с1]пиримидинов во многом зависит от заместителей в их гетероциклическом ядре. Поэтому разработка новых универсальных методов синтеза тетрагидропиридо[с1]пиримидинов является актуальной проблемой.

Цель работы заключалась в разработке новых универсальных методов синтеза 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4-<1]- и [4,3-<!]пиримидинов, имеющих самые разнообразные заместители в положениях 2,4,6 и 7 пиридо[ё]пиримиди-нового ядра.

Научная новизна и практическая значимость.

1). Разработан универсальный метод синтеза новых 2-замещенных производных 5,6,7,8-тетрагидро-3#-пиридо[3,4-с1]- и [4,3-с1]пиримидин-4-онов на основе реакций амидинов и гуанидинов с 1-бензил- и \-mpem-бутоксикарбонил-замещенными производными З-оксопиперидин-4-этилкарбо-ксилата и 4-оксопиперидин-З-этилкарбоксилата.

2). Предложен новый эффективный метод мягкого аминирования ЪН-тетрагидропиридо[с!]пиримидин-4-онов по положению 4 пиридопиримидиново-го ядра, используя последовательные реакции 3#-тетрагидропиридо[с1]пири-мидип,! пчпп г тТОЭД^1^метансул ,с

имени К.А. Тимирязева ЦН5 имени н и. Железном Фонд научней лидературы

№

Над

фоновой кислоты и аминами.

3) Разработан новый универсальный метод синтеза разнообразных 6- и 7-арилметилзамещенных производных 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4-{1]- и [4,3-{Цпиримидинов на основе реакций 5,6,7,8-тетрагидропиридо[с1]пиримидинов с альдегидами в присутствии NaHB(OAc)3

4) Предложены методы синтеза новых гетероциклических систем на основе последовательных реакций ЗН-пиридо[с1]пиримидин-4-онов с ангидридом трифторметансульфоновой кислоты, гидразином и различными конденсирующими агентами (1,Г-карбонилдиимидазолом, ß-кетоэфирами, а-хлорацета-нилидами, этилксантогенатом)

В настоящей работе быт еде тан акцент на разработку методов синтеза и изучение свойств именно N-аршшетилзамещешшх тетрагидропиридо[с!]пи-римидинов, которые с одной стороны являются удобными синтонами для получения новых производных этого ряда, а с другой стороны сами интересны как потенциальные биологически активные вешества

В обшей стожности синтезировано и с помошыо элементного анализа, ИК и ЯМР 'Н спектроскопии и масс-спектрометрии доказано строение около 160 новых соединений Среди полученных соединений проведен поиск биологически активных веществ на основе комплексного подхода, включающего стадию предварительного компьютерного скринирования биологической активности (пакет программ SYBYL 7 2, Tripos Inc) и последующих испытаний на биомишенях серотониновых и дофаминовых рецепторов подтипа 5НТ1А и D2 , а также на ряде киназ GSK3B, Р38, Aurora A, CSK, LCK, JNK. и ВТК В результате проведенных испытаний in vitro выявлен ряд соединений, обладающих высоким процентом связывания серотониновых рецепторов (68-82%) и способных, в частности, оказывать терапевтическое воздействие при лечении вегетативных нервных расстройств Кроме того, обнаружено несколько веществ, являющихся селективными ингибиторами протеинкиназ GSK, JNK и LCK

Апробация работы Основные положения диссертации доложены на трех международных конференциях III Международной конференции по химии и биологической активности азотсодержащих гетеропиклов (Черноголовка, 2006), Международной конференщши "Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности" (Санкт-Петербург, 2006) и I Европейском химическом конгрессе (Будапешт, 2006)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи и 3 тезиса докладов на научных конференциях

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 173 машинописных страницах и состоит из введения, литературного обзора по синтезу и свойствам пиридо[<1]пиримидинов, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы. Диссертация содержит 9 таблиц и 3 рисунка. Библиография включает 126 ссылок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Синтез новых 5,б,7,8-тетрагидро-ЗЯ-пиридо[<1]пиримидин-4-онов

Схема 1

з

Исследование реакций Р-кетоэфиров 1 и 2 с амидинами и гуанидинами в присутствии ЫаОЕг показало, что основными продуктами данных реакций с выходом 71-88% являются соответствующие 7-бензил-5,б,7,8-тетрагидро 3Н-пиридо[3,4-с!]пиримидин-4-оны За-ц и 6-бензил-5,6,7,8-тетрагидро-3//-пиридо[4,3-(1]пиримидин-4-оны 4а-] (схема 1) Аналогично были получены с выходом 75-86% новые соединения 1&-А и 8а-ё (схема 1), имеющие легко удаляемые при кистотном гидролизе трет-бутокси карбонильные заместители в положениях 6 или 7 тетрагидропиридопиримидинового ядра

7Ь(А)

Ьос

Ьос

"Ьос

7Ь(С)

Для соединений 3£ и 7Ь были проведении дополнительные иследования с привлечением градиентного метода НБОС 1'Н-'Н (Ю)Установленно, что в области 5н12-13 мд отсутствует ожидаемый сигнал, который можно было бы отнести к группе М-Н Этот факт позволяет утверждать, что в растворе БМСО-06 соединения 31 и 7Ь существуют в енольной форме 31"(С) и 7Ь(С)

2. Синтез 4-амино-5,6,7»8-тетрлгидропнридо[с1]пиримидинов

Наиболее распространенный метод синтеза 4-аминопиридо[с1]пирими-динов включает длительное (10-12 ч) кипячение ЗН-пиридо[с1]гшримидин-4-онов с 5ЮСЬ или РОС13 и последующее нуклеофильное замещение атомов хлора в промежуточно получаемых 4-хлорпиридо[(1]пиримидинах на аминогруппы Протекание последней стадии существенно затрудняется при наличии у 4-хлорпиридо[с1]пиримидинов сильных электроно-донорных заместителей в положении 2 пиридопиримидинового ядра.

С целью разработки эффективного метода синтеза 4-амино-тетрагидропиридо[(1]пиримидинов в мягких условиях нами были изучены реакция соединений За-Г и 4а,Ь,о с ангидридом трифторметансульфоновой кислоты и последующее нуклеофильное замещение СЛТ-группы аминами в 4-

трифторметансульфокситетрагидропиридо[(3]пиримидинах. Проведенное исследование показало, что добавление ангидрида трифторметансульфоновой кислоты к перемешиваемым при -70° С растворам соединений За-Г и 4а,Ь,<1,ё в сухом пиридине и последующее непродолжительное перемешивание реакционной смеси при комнатной температуре позволяет получать трифлатные производные 9а-Г и 10а-11 с выходом 78-92%, Последние при кипячении с аминами в растворе 1,4-диоксана в течение 3 ч образуют 4-аминотетрагидропиридо[с1]пиримидины 11а-я, 12а-и, 13а-1,14а-е, 15,1ба-с, 17 и 18а,Ь с выходом 72-86% (схемы 2 и 3).

Схема 2

N НЧ^Я1

И

13а-1, 14э-о, 16.

«Ж,!»,

-ОС" -ОТ

Мо

о

• -КОДОВОМ», щмлвл НЦВДКаСНаРП

.. «о^ ф .-оо »-оо

о— - ос - -^о -

11: МЯ'й*«

4а,Ь,с1,д

10а-с)

10а Р! = Ме юь (З^Ме,

16 Я з Ме N \l-Me

17 И^Ме МДДО .

18 2-Ру Ш'^-а N^_

10с

Ь- N

4-' М—*

10(1 Я " 2 Ру

•СЬ^

3. Синтез 4-амино-7-арилмстил-5,6,7,8-тстрагндропиридо|3,4-с1]-пиримидинов

Традиционные методы введения заместите пей в положение 7 5,6,7,8-тетрагидопиридо[3,4-с1]пиримидинов включают снятие каталитическим гидрированием бензильной группы при атоме азота в этом положении и последующее алкилирование вторичной аминогруппы хлор- тибо бром-алханами Такие реакции обычно протекают с выходом менее 60% Нами был разработан эффективный метод получения новых 7-арилметилзамещенных производных 5,6,7,8-тетрагидопиридо[3,4-<1]пиримидинов имеющих свободную амино группу в положении 4 на примере соединений 9с и 9(1 на основе реакции восстановительного аминирования альдегидов вторичными аминами в присутствии КаНВ(ОАс)3 (схемы 4 и 5)

Схема 4

от»

СМ.

ОМе

СН-ОН

. Г" ' о

ОЕ»

оме

ГЗ

и-

б

Кипячение трифлатных производных 9с,ё в смеси ДМФА с водным аммиаком в течение 12 ч давало амины 19 и 22 с выходом 70-75%. Гидрирование полученных аминов в растворе метанола в присутствии суспензии палладия на угле удаляло бензильные заместители, давая диамины 20 и 23 с выходом 80 и 88%. Последние легко взаимодействовали с альдегидами в присутствии НаНВ(ОАс)3 при перемешивании при комнатной температуре в растворах СЩСЬ, образуя целевые соединения 21а-г и 24а4 с выходом 72-78%,

Таким образом, нами впервые получены производные типа 21 и 24, содержащие в положении 4 еще один потенциальный реакционный центр — незамещенную аминогруппу. На наш взгляд, такие обьекты перспективны для дальнейших синтетических исследований в области тетрагидропиридо-пиримидинов.

4. Синтез 6-замещсннык-5,6,7,8-тетрагидропиридо[4,3-й1пирнмидинов

На примере соединений 4а,с,(1 в данной работе продемонстрирована также возможность варьирования разнообразных заместителей в положении 6 тетрагидропиридопиримидиновой системы. С этой целью вначале были синтезированы незамещенные вторичные амины 25а-с (схема 6).

Гидрирование соединений 4а,с,й в растворе метанола в присутствии суспензии палладия на угле удаляло бензильные заместители, приводило к аминам 25а-с с выходом 84-92%. Последние являются удобными исходными соединениями для синтеза разнообразных 6-замещенных производных 5,6,7,8-тетрагидро-ЗЯ-пиридо[4,3-с1]пиримидин-4-онов. Так, например, амины 25а-с

легко взаимодействуют с альдегидами в присутствии ЫаНВ(ОАс)з, образуя 6-арилметилзамешенные 5,6,7,8-тетрагидро-ЗН пиридо[4,3-с1]пиримидин-4оны 2ба-с1 с выходом 74-82% С другой стороны, ацилирование аминов 25а-с хлорангидридами карбоновых кислот позволяет получать разнообразные 6-ацилзамещенные производные 5,6,7,8-тетрагидро-ЗН-пиридо[4,3-с1]пиримидин-4-онов Используя данный тип реакций, нами были впервые получены соединения 27а-е с выходом 80-85%

Схема 6

о о

Я'СН=0

В2К Н/Рй С НЦ-"^"^ №НВ(ОАс>з

4а,с,с1 25а-с

№119 I

MвCN

25 а- Мй Ь

26 а к = ^ Ч0 _ —{' \

О Г

-р

Ме

Ь Й = Ме рг = —р с я " Ме " —<» я - мв Я< .

- -Ьь-/-о - Ьт - сЛо

Таким образом, соединения 25а-с проявляют свойства типичные для вторичных диалкиламинов и являются удобными синтонами дтя получения 6-замещенныхтетрагидропиридо[4,3-сЦпиримидинов

5. Синтез 7-арилметилза,мешенных производных 2-пиридил-5,6,7,8-тетрагидро-ЗН-пиридо[3,4-«1]пиримиди11-4-онов

При поиске потенциальных биологически активных веществ особый интерес вызывали 2-пиридилзамещенные производные тетрагидропиридо[с1]-

пиримидинов, Однако, исследования реакций гидрирования соединений Зе^ показали, что наряду с удалением бензильной группы наблюдается частичное гидрирование пиридинового кольца, что приводит к образованию сложной смеси сразу нескольких продуктов. Поэтому в предшествующей части данной работы нами и был разработан метод синтеза соединений 7а-с, имеющих легко удаляемый при кислотном гидролизе отрет-бутоксикарбонильный заместитель в положении 7 тетрагидропиридопиримидинового ядра.

Схема 7

Кипячение соединений 7а-с в диоксане насыщеном НС1 в течение 2-3 ч приводило к аминам 28а-с с выходом 78-84% Полученные амины тегко взаимодействовали с разнообразными альдегидами в присутствии ЬаНВ(ОАс)3, образуя 7-арилметилзамещенные 2-пиридил-5,6,7,8-гетрагидро-ЗН-пиридо[3,4-<1]пиримидин-4оны 29а-Г, 30а-£ и 31а-1 с выходом 82-87% {схемы 7-9)

Строение соединений 29-31 было подтверждено необходимыми физико-химическими методами, в том числе с помощью ПМР спектроскопии и Е-С/МЙ - спектрометрии.

6. Синтез б-арнлметилзамещеиных производных 2-пириднл-5,6,7,8-тетрагидро-ЗН-пиридо[4,3-с!]пиримидин-4-онов

Аналогично описанному выше способу получения соединений 29а^, 30а-£ и 31а-1 нами были впервые синтезированы с выходом 78 84% изомерные тетрагидропиридопиримидины ЗЗа-Г, 34а-с и 35а-с, также представляющие интерес в качестве потенциальных ингибиторов вРСК рецепторов и киназ (схема 10)

Строение целевых продуктов 33-35 потверждено с помощью ПМР спектроскопии и ЬС/МБ - спектрометрии Общими для всех спектров ПМР является наличие уширенного сигнала Ы-Н в области 5 11-12 ч д и три сигнала СНг групп пиперидинового цикта синглет в области 5н 3,5 м д и два искаженных триплета в области 5н 2,7 м д

Ю

Резюмируя последние две части нашей работы, можно утверждать, что производные 28а-с и 32а-с являются удобными интермедиатами дтя по "чтения 7- и 6-арилметитзамешенных 2-пиридил-гетрагидропиридо[«1]пиримидинов

Схема 10

о I? о

9 о

X Ж.

9 м'^/^мн 14-оюхапа ни'

, НС1

ясно

ЫаНВ(ОАс),

ын

1 I 33а » х. ■>

он

я

34а-с N

О О

8с

14-с1|охапв нн'^-^^мн

-I .

ИС1 -ч.

-О-0""

ясн-о

ИаНВ(ОАс),

Я

к.

7. 4-Амино-2-пиридил-5,6,7,8-тстрагидро1шрндо[11]пиримиднны

На примере 2-пиридилпиримидинонов 29а-31а и 33а, 35а нам представля-тось интересным изучить возможность модификации карбонильных групп в положении 4

Действительно, 5,6,7,8-тетрагидро-ЗН-пиридо[с1]пиримидин-4-оны 29а-31а и 33а, 35а оказались удобными исходными соединениями для синтеза разнообразных 4-аминозамещенных тетрагидропиридо[(1]пиримидинов Так, например, используя последовательные реакции этих соединений с ангидридом трифторметансульфоновой кислоты и аминами, нами впервые были потучены 4-аминотетрагидропиридопиримидины 36,37а-с1, 38, 39а,Ь и 40 с выходами 7486% (схемы 11 и 12)

Схема 11

i.Tf,0

N. 2.MeO(CHj)2NH2

29а

1.Tf,0

2.Me2N(CH2)jNHj

30a

1.Tf,0

2.Et,N(CHj)2NHj

37b N

1-TfjO

2.MejN(CHj)aNHMe F

MeN

37c

1-TfjO

2.МеаЫСНгС(СН3)2СН2ЫНх p

N

1.Tf,0

2.ЕЮ(СН2)гЫН2 F

31a

Строение цечевых продуктов 36-40 также подтвержденно ПМР спектроскопии и 1Х/М8 - спектрометрии Как и следовало ожидать, в отличие от исходных соединений 29а-31а и 33а, 35а в спектрах ПМР вешеств 36, 38-40 сигнал экзоциклического М-Н протона проявляется в более сильном поле приблизительно при 5ц 5-6 м д в виде триплета

8. Синтез новых гетероциклических систем на основе трнфлатных производных 5,6,7,8-тетрагидропиридо|4,3-с!]пиримидинов

Чтобы продемонстрировать возможности синтеза других гетероциклических систем на базе трифлатных производных тетрагидропиридопирими-динов 9а-Г и 10а-с на примере соединения 10с мы изучили взаимодействие с 2-фуранбороновой кислотой, а также реакцию с гидразином

При обработке трифлата Юс 2-фуранбороновой кистотой в гетрагидро-фуране в инертной атмосфере в присутствии поташа и каталитических количеств (5 мольных %) тетракис(трифенилфосфин)палладия с высоким выходом был синтезирован фурилзамехценный продукт 41

Непродолжительное кипячение трифлата 10с с гидразингидратом в этаноле давало 4-гидразино-5,6,7,8-тетрагидропиридо[4,3-с1]пиримидин 42 с выходом 65% (схема 13). Последний вступал в реакцию с этилксантогенатом калия при кипячении в этаноле, образуя тиол 43 с хорошим выходом. Алкилирование данного тиола 2-хлор-Ы-циклопропилацетамидом по БН-группе давало соединение 44 с выходом 60%. С другой стороны, реакция гидразина 42 с р-кетоэфиром при кипячении в этаноле в присутствии каталитических количеств толуолсульфокислоты приводила к образованию 4-пиразолил-замещенного производного 45 с выходом 67%. Гидразин 42 также легко вступал в реакцию с 1,1'-карбонилдиимидазолом при кипячении в этаноле, образуя с высоким выходом соединение 46. Наконец, кипячение гидразина 42 в триэтилортоформиате в течение 5 часов приводило к незамещенному по триазольному ядру гетероциклу 47 (схема 13).

Следует отметить, что соединения 43,44,46,47 являются представителями новой, неописанной в литературе, трициклической конденсированной системы 6,7,8,9-тетрагидро-1,2,3а,5,8-пентаазациклопента[а]нафталина.

Схема 13

Легкость протекания реакции нуклеофильного замещения СПТ-группы с последующей гетероциклизацией открьшает путь к ц с тому ряду новых гетероциклических систем с различным характером замещения в соответствующем гетероцикле Весьма интересной выглядит возможность снятия бензильной зашиты у насыщенного атома азота в случае соединений 41, 44-47, что открывает возможность их дальнейшей целенаправленной модификации

9. Квантовохимические и масс-спектрометрические исследования

С целью детального изучения свойств полученных новых соединений в работе были проведены квантовохимические исследования молекул пиридо-пиримидинов За-й, 4а-^ З'а-ц, 3"a-g н 4"а-] с помощью

полуэмпирического метода РМЗ Квантовохимические расчеты в частности показали, что протоны в положениях 5, б и 8 молекул За-« и соответствующие им протоны в положениях 5, 7 и 8 молекул 4а-Г имеют примерно одинаковые эффективные заряды Это согласуется с довольно близким сходством спектров ЯМР 'Н изомерных 5,6,7,8-тетрагидропиридопиримидинов За-д и 4а-Г в области 5 24 - 38 мд, где проявляются сигналы протонов их тетрагидропиридинового кольца

Сравнение значений рассчитанных полных энергий молекул наиболее вероятных таутомеров За^З'а-)* и 4а-]/4'а-] показало, что несколько более стабильными (на 0 4-0 5 ккал/моль) являются таутомерные формы Зд^ и 4а-Г Столь незначитечьное различие в энергиях для двух типов наиболее предпочтительных таутомеров указывает на то, что соединения За-й и 4а-Г в растворах при комнатной температуре могут находиться в динамическом равновесии с изомерными им таутомерами 3*а-й и 4'а-Г и вступать в реакции в ОН-формах Получение трифлатов 9а-Г из ЗН-пиридопиримидин-4-онов За-Г экспериментально подтверждает данный вывод В тоже время полная энергия таутомерных форм 3"а^ и 4"а-] выше на 8 1-8 3 ккал/моль и следовательно, присутствие этих таутомерных форм маловероятно

4 а-)

Анализ масс-спектров электронного удара (70 эВ) соединений 13а-1 показал, что независимо от заместителей в положении 4 тетрагидропиридо-пиримидинового ядра, данные соединения имеют общую схему фрагментации, включающую образование фрагмента Ф-187 (схема 14).

Схема 14

Ф-187 ф.

(12-17%)

Квантовохимические расчеты молекулы 13а и ее катион-радикала М(+ •) (КР-13а) показали, что данные молекулы имеют аномально большой валентный угол С(4а)-С(4)-М по-видимому вследствие отталкивания пирролидинового заместителя от атомов водорода пиперидинового кольца. .

При возбуждении молекулы 13а до состояния КР-13а наблюдается некоторое увеличение валентного угла С(4а)-С(4)-К и удлинение связей С(2)-N(3) и С(4а)-С(4) на фоне одновременного укорачивания связи С(8а)-Ы(1). Данные изменения геометрических параметров наглядно иллюстрирует начальную стадию элиминирования фрагментов Л^^-СЫ молекулами тетрагидропиридопиримидинов 13а-| при их возбуждении до состояний катион-радикалов.

КР-13а

С(4Э) - С(4) - N = 127.9°

д(3)" С(4) "

=111.1"

N(1)" С(8а) = 1.3310 А " =1.3688 А С(4)-С(4а) = 1.4443 А

9. Биологические испытания in silico и in vitro*

Важной составляющей данной работы было исследование биологических свойств полученных нами новых соединений В качестве биологических мишеней были выбраны нескочько доступных нам биологических объектов серотониновые рецепторы подтипа 5НТ1А и дофаминовые рецепторы подтипа D2, относящиеся к классу GPCR (G-Protein Coupled Receptor - рецептор, сопряженный с G-бетком), протеазные мишени подтипов DPP IV, CASPASE-3 и Cathepsin, протеинтирозинфосфатаза IB (РТР 1В) и панечь киназ включающая GSK3B, Р38, Aurora A, CSK, LCK, JNK и ВТК киназы

В результате проведенного предварительного компьютерного скрининга с использованием пакета программ SYBYL 7 2 были отобраны 63 соединения За-g. 4a-g, Ila-q, 12a-u, 311, 33e, 33f, 36 37a-d, 39a-b, 40 для тестирования m vitro на протеазных мишенях DPP IV, CASPASE-3 и Cathepsin, а также GPCR-мишенях Испытания m vitro соединений не выявили наличие у них какой- шбо заметной активности по отношению к мишеням DPP IV, CASPASE-3 и Cathepsin Однако три соединения (llq, 12s и 37b) показали процент ингибирования 5НТ1А-рецепторов более 50% (таблица 1)

Полученные данные биологических испытаний впервые показали, что замещенные по положению 2 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4-й]пиримщшны, содержащие в положении 6 заместитель бензильного типа также могут обладать высокой биологической активностью и представлять интерес для создания новых лекарственных препаратов При этом особенно перспективными являются 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4-й]пиримядины, имеющие метальную i ибо диметиламиногруппу или 3-пиршшл в положении 2 тетрагидропиридо[ё]пиримидинового ядра Биологическая активность 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4^]пиримидинов также сильно зависит и от заместитетей в положениях 4 и 7 Особенно активными являются 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4-й]пиримидины, имеющие вторичные и третичные аминогруппы в положении 4 пиридопиримидинового ядра

• *автор выражает глубокую признательность сотрудникам лаборатории биоскрининга "АЗГЫЕХ-Медхим" Афанасьеву И И, Скосыреву ВС и Малышевой Н С за проведение биологических испытаний

Таблица 1.

Процент ингибирования СРСЯ-рецепторов некоторыми 5,6,7,8-тетрагидропирндо[3,4-с!]пиримидинами

№ Структура Ингибирование 5НТ1А, % Ингибирование Г)2, %

11с 5 0

« Ч Ма.ы-о 68 16

12с он 0 Ма2Ы ы ^ ^ 35 7

12$ сгк N 64 11 .

37а 41 0

37Ь 82 0

Таким образом, на основании биологических тестов нами впервые показано, что введение аминного фрагмента в положение 4 действительно приводит к увеличению процента ингибирования, в первую очередь дтя серотониновых рецепторов подтипа 5НТ1А

При виртуальном скрининге веществ на киназную активность использовался модуль Flex X программного пакета Sybyl 7 2 Отобранные в результате компьютерного скрининга соединения далее испытывались на биологическую активность в опытах in vitro Для тестирования киназной активности были выбраны терапевтически значимые ферменты двух подклассов серин-треони-новые киназы GSK3B, Р38, JNK, Aurora А, и тирозиновые киназы LCK, CSK

Результаты скрининга 163 веществ в отношение протеинкиназ обнаружили высокую активность 3 соединений (см табл 2) Наиболее низкие значения 1С<о показывают соединения ЗЗе, 33f против тирозиновых протеинкиназ, при этом выявлена их селективность по сравнению с серин-треониновыми киназами Напротив, соединение 311 селективно ингибирует серин-треони-новую киназу JNK3

Таблица 2

Тип

Ингибирование, % (IC50, цМ)

Структура

ингибируемой киназы

о

311

JNK

96 (9)

он

ЗЗе

CSK

97 (6)

ме

Me

33f

LCK

99(3)

Полученные результаты ярко демонстрируют возможность использования данного класса соединений с целью поиска новых лекарственных препаратов на основе ингибиторов протеинкиназ.

ВЫВОДЫ

1. На основе реакций 1-бензил-3-оксопиперидин-4-этилкарбоксилата и 1-бензил-4-оксопиперидин-З-этилкарбоксилата с замещенными амидинами и гуанидинами синтезирован ряд новых Ы-бензил-5,6,7,8-тетрагидро-ЗН-пиридо[3,4-ё] и [4,3-ё]пиримидин-4-онов с различными заместителями в положении 2 тетрагидропиридо[с!]пиримидинового ядра и легко удаляемой каталитическим гидрированием бензильной группой в положениях 6 или 7.

2. С помощью реакции 1-теретя-бутоксикарбонил-3-оксопиперидин-4-этилкарбоксилата и 1-/яре/л-бутоксикарбонил-4-оксопиперидин-3-этилкарбоксилата с пиридинкарбоксамидинами получены новые 6- и 7-/и/?ем-бутоксикарбонил-5,б,7,8-тетрагидро-3н-пиридо[3,4-с1] и [4,3-d]-пиримидин-4-оны с легко удаляемой кислотным гидролизом трет-бутоксикарбонильной группой в положениях 6 или 7.

3. Впервые показано, что последовательные реакции 5,6,7,8-тетрагидро-ЗН-пиридо[ё]пиримидин-4-онов с ангидридом трифторметансульфоновой кислоты и аминами позволяют получать в мягких условиях с высоким выходом соответствующие 4-амино-5,6,7,8-тетрагидропиридо[(1]пири-мидины.

4. Разработан универсальный метод введения разнообразных арилметиль-ных заместителей в положения 6 и 7 5,6,7,8-тетрагидропиридо[с1]-пиримидинов, используя последовательно реакции каталитического снятия бензильной защиты и последующего взаимодействия 5,6,7,8-тетрагидро-бН- и 7Н-пиридо[ё]пиримидинов с альдегидами в присутствии NaHB(OAc)3.

5. В общей сложности синтезировано более 150 новых 5,6,7,8-тетрагидро-пиридо[с!]пиримидинов. Среди полученных соединений проведен поиск , биологически активных веществ с помощью предварительного компьютерного моделирования и последующих испытаний на биомшпенях серотониновых, дофаминовых рецепторов, а также протеазных и киназных мишенях in vitro. В результате проведенных испытаний выявлены 3 соединения, обладающие высоким процентом

связывания серотошшовых рецепторов подтипа 5НТ1А и 3 вещества являющиеся селективными ингибиторами киназ GSK3B, JNK и LCK.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1 А Ю Кузнецов, ЮЛ Холопов, С В.Чапышев, НЛНам. Синтез 4-амино-замещенных производных тетрагидропиридопиримидинов // Известия ТСХА, 2006, Вып 2, С 119-125

2 А Ю Кузнецов, С В Чапышев, Н Л Нам Синтез 7-арилметилзамещенных производных тетрагидропиридопиримидинов // Известия ТСХА, 2006, Вып 3, С 90-97

3 А Ю Кузнецов, С В Чапышев, Н Л Нам Синтез 2-пиридилзамещенных производных тетрагидропиридопиримидинов // Известия ТСХА, 2006, Вып 4,С 135-140

4 А Ю Кузнецов, Ю А Холопов, С В Чапышев, Н Л Нам Новые 5,6,7,8-гетрагидропиридо[с1]пиримидины // Сборник докладов III Международной конференции "Химия и биологическая активность азотсодержащих гетероциклов", Черноголовка, 2006, С 162.

5 A Yu Kuznetsov, N L Nam, S V Chapyshev Синтез новых 5,6,7,8-тетрагидропиридо[3,4-{1]пиримидинов // Сборник докладов Международной конференции "Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности", Санкт-Петербург, 2006, С 294

6 М V Kopyshev, A Yu Kuznetsov, N L Nam, S V Chapyshev. Синтез новых 5,6,7,8-тетрагидропиридо[4,3-<1]пиримидинов // Book, of Abstracts 1st European Chemisoy Congress, Budapest, 2006, P 329

1,25 печ т

Тир 100 экз.

Зак 780

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К А Тимирязева 127550, Москва, ул Тимирязевская, 44