Дизайн, синтез и исследование новых модуляторов АМРА-рецепторов

Лавров, Мстислав Игоревич

Дизайн, синтез и исследование новых модуляторов АМРА-рецепторов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Лавров, Мстислав Игоревич АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Дизайн, синтез и исследование новых модуляторов АМРА-рецепторов»

Автореферат диссертации на тему "Дизайн, синтез и исследование новых модуляторов АМРА-рецепторов"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра органической химии

Лавров Мстислав Игоревич

ДИЗАЙН, СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МОДУЛЯТОРОВ АМРА-РЕЦЕПТОРОВ

02.00.03 - Органическая химия 02.00.16 - Медицинская химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

10 НОЯ 2011

Москва-2011

На правах рукописи

005001351

Работа выполнена в лаборатории органического синтеза кафедры органической химии Химического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Научные руководители: академик РАН, д.х.н., профессор Зефиров

Николай Серафимович в. н. е., к. х. н, Палюлин Владимир Александрович Официальные оппоненты: чл.-корр. РАН, д.х.н., профессор Кочетков

Сергей Николаевич (Институт молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН) ,

д.б.н., к.х.н., профессор, Гудашева Татьяна Александровна (НИИ фармакологии им. В.В. Закусова РАМН)

Ведущая организация: Институт органической химии им. Н.Д.

Зелинского РАН, Москва.

Защита состоится "23" ноября 2011 года в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д.501.001.69 по химическим наукам при Московском государственном университете им, М. В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Химический факультет МГУ, аудитория 446.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ.

Автореферат разослан "21" октября 2011 года.

Ученый секретарь /'") .

Диссертационного Совета,

доктор химических наук Т. В. Магдесиева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одним из важнейших направлений современной химической науки являются дизайн и синтез органических соединений, на основе которых могут быть созданы новые лекарственные препараты. В последние годы большое внимание уделяется созданию новых нейропротекторных препаратов, основной мишенью которых служит глутаматергическая система — главная возбуждающая медиаторная система мозга млекопитающих.

Глутаматные рецепторы делятся на два основных класса — ионотропные и метаботропные. Активация ионотропных рецепторов агонистом вызывает изменение их конформации и приводит к открытию ионного канала. Ионотропные глутаматные рецепторы делятся на три типа по названию избирательных агонистов, которыми являются 2-амино-3-(3-гидрокси-5-метилизоксазол-4-ил)пропионовая кислота (АМРА-рецепторы), N-метил-О-аспарагиновая кислота (NMDA-рецепторы) и каиновая кислота (каинатные рецепторы).

Лиганды, которые могут связываться с АМРА-рецепторами, привлекают внимание исследователей, разрабатывающих новые лекарственные средства для лечения болезни Альцгеймера, Паркинсона, шизофрении, депрессии, эпилепсии, бокового амиотрофического склероза, хореи Хантингтона, болезни Нимана-Пика, рассеянного склероза, мягких когнитивных расстройств, возрастных нарушений когнитивных функций. Среди различных типов лигандов АМРА-рецепторов особый интерес вызывают положительные модуляторы (или потенциаторы), улучшающие память и когнитивные функции человека и животных, поскольку экспериментально установлено, что интенсивный ионный ток, вызванный действием таких модуляторов на АМРА-рецепторы с последующей деполяризацией постсинаптической мембраны, запускает механизм экспрессии генов, отвечающих за синтез нейротропинов - факторов роста нервной ткани (NGF - nerve growth factor и BDNF - brain-derived neurotrophic factor). По этой причине лекарственные вещества, действующие на АМРА-рецепторы, могут проявлять высокую эффективность в качестве нейропротекторных средств. Однако, несмотря на то, что ведущие фармакологические компании постоянно занимаются этим направлением, на сегодняшний момент существует очень ограниченное число таких препаратов из-за побочных эффектов, высоких терапевтических доз и токсичности. По этой причине задача создания новых положительных модуляторов АМРА-рецепторов является весьма актуальной.

Цель работы

Цель работы заключалась в поиске и конструировании методами молекулярного моделирования новых высокоэффективных аллостерических положительных модуляторов АМРА-рецепторов, разработке подходов к их синтезу, биологических исследованиях наиболее перспективных структур и их оптимизации для создания потенциальных "соединений-лидеров".

Научная новизна и практическая значимость работы заключается в тех задачах, которые в ней были решены,

На основе анализа пространственной структуры АМРА-рецептора, его комплексов с положительными аллостерическими модуляторами и результатов их докинга показано, что для сравнительно небольших молекул модуляторов в рецепторе имеется два эквивалентных сайта связывания. Впервые с помощью методов компьютерного молекулярного дизайна сконструированы структуры молекул, одновременно связывающихся с обоими сайтами («бивалентные лиганды»), что привело к значительному увеличению прогнозируемой активности по сравнению с «моновалентными лигандами».

Проведены компьютерное молекулярное конструирование и оптимизация 260 новых структур бивалентных лигандов - производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и 4,4'-бифенила, потенциально обладающих положительной модуляторной активностью по отношению к АМРА-рецепторам.

Впервые осуществлен синтез 27 наиболее перспективных бивалентных лигандов АМРА-рецепторов - производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и 4,4'-бифенила, отобраных по результатам моделирования. Синтезировано 14 новых моновалентных лигандов АМРА-рецепторов - производных бензодиоксанкарбоновой и пиперониловой кислот.

Физиологические исследования синтезированных соединений-лидеров, являющихся производными 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана, показали высокую положительную модуляторную активность по отношению к АМРА-рецепторам в in vitro тестах, проведенных электрофизиологическим методом patch-clamp (в отдельных случаях превышающую на 4-5 порядков активность всех известных аналогов). Тесты in vivo (исследования поведенческих реакций цыплят и мышей на различных моделях) показали ярко выраженные нейропротекторные свойства, значительное улучшение памяти и когнитивных функций у животных.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 2 патента и три заявки на патент.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на XIII, XVI и XVIII Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 2006, 2009, 2011), а также на конференциях 5th Joint Meeting on Medicinal Chemistry, Portoroz Slovenia, 2007, Frontiers in Medicinal Chemistry, Barcelona, Spain, 2009 и 1st Turkish-Russian joint meeting on organic and medicinal chemistry, Antalya, Turkey, 2009.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 12 таблиц, 13 схем и 35 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 187 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Компьютерный молекулярный дизайн новых положительных аллостери-ческих модуляторов АМРА-рецепторов

Из литературных данных известно, что открытие ионного канала АМРА рецептора стимулирует процессы в мозге, приводящие к ускоренной регенерации нервной ткани. Но при действии агониста данный рецептор довольно быстро переходит в десенситизированное состояние, которое характеризуется неспособностью рецептора снова перейти в активированное (открытый ионный канал) состояние, несмотря на присутствие агониста. Действие модулятора связано с торможением процесса перехода рецептора в десенситизированное состояние и, как следствие, увеличением времени активного состояния рецептора с открытым каналом.

На основе литературных данных механизм действия модулятора можно представить следующей схемой (рис. 1):

Рис. 1. Связывание глутамата (а), открытие полости-биомишени (б), взаимодействие лиганда с биомишенью (с).

Связывание глутамат-аниона позволяет открыть полость, которая и является биомишенью для такого рода модуляторов. Далее происходит непосредственное взаимодействие лиганда-модулятора с сайтом его связывания.

На данный момент из литературных данных известен ряд имеющих различные структурные особенности положительных модуляторов АМРА-рецептора. Разнообразие их структур может говорить о достаточно объемном сайте связывания, что сильно затрудняет поиск селективных лигандов.

На первом этапе нами был произведен молекулярный докинг известных лигандов, обладающих потенциирующей активностью, используя рентгеноструктурные данные для димера водорастворимого АМРА-чувствительного белка (глутамат-связывающие домены АМРА-рецептора). В результате было показано, что для большинства лигандов наблюдалось два эквивалентных способа связывания (рис. 2) в областях взаимодействия двух глобул глутамат-связывающих доменов:

Го 1

Рис. 2. Молекулярный докинг производного СХ-516.

Вскоре были опубликованы рентгеноструктурные данные для комплекса того же димера с модулятором - циклотиазидом (CTZ) (рис. 3), что подтвердило выдвинутое нами на основании молекулярного докинга предположение об одновременном связывании двух молекул лиганда.

Рис. 3. Пример взаимодействия лиганда (CTZ) с сайтом связывания модуляторов (лит. данные).

На основании этих данных нами был разработан принцип конструирования новых активных лигандов, заключающийся в соединении спейсером двух небольших молекул, связывающихся с каждым из двух сайтов. В процессе компьютерного дизайна таких лигандов был выработан ряд требований к "спейсеру":

- он должен быть достаточно объемным, желательно жестким (циклическим);

- иметь небольшое число вращающихся связей;

- конформация места сочленения "активного фрагмента" со "спейсером" должна обеспечивать возможность задания правильной ориентации "активному фрагменту". Способ связывания конструируемых бивалентных лигандов ("бис-лигандов") с модуляторными сайтами АМРА-рецептора показан на рис. 4.

В дальнейшем, конструирование, синтез и испытания проводились двумя параллельными путями - для "моно-" и "бис- лигандов".

Конструирование и оптимизация потенциальных лигандов проводилась с использованием пакета программ SYBYL-X1.2. Автоматический молекулярный докинг исследуемых соединений проведен в предполагаемый сайт связывания, расположенный между двумя глобулами двух субъединиц глутаматсвязывающих доменов АМРА-рецептора.

(б)

Рис. 4. Предпочтительная область связывания "активного фрагмента" (а) и "спейсера" (б) модулятора с АМРА-рецептором.

Для поиска наилучшей конформации в полости связывания мишени проводилось варьирование торсионных углов лигандов методом синхронного поиска (одновременное варьирование всех торсионных углов). Процедура докинга осуществлялась с помощью программы AutoDock 4.2 на основе генетического алгоритма и отбор комплексов проводился на основе оценочной функции энергий связывания.

На следующем этапе осуществлялся de novo дизайн потенциально активных модуляторов АМРА-рецептора. Изначально рассматривались структуры, известные из литературы и обладающие модуляторной активностью по отношению к АМРА-рецепторам, которые прошли уже этапы in vitro или in vivo испытаний. Из них вычленялись фрагменты, наиболее значимые для взаимодействия с биомишенью и создавались новые структурные модели, на основании которых в дальнейшем можно было бы получать фокусированные библиотеки соединений.

Для "моно-лигандов" в качестве рабочей модели были выбраны производные пиперониловой и бензодиоксанкарбоновой кислот с общими формулами (1) и (2), соответственно (рис. 5):

Рис. 5. Где Яь Яз- Я, могут быть алкил-, алкокси-, арил-, нитрил-, нитро-группами и галогеном. Цветом выделены различные варианты заместителя Яг, который в равной степени относится и к (1) и к (2).

На первом этапе нами был проведен докинг циклотиазида в сайты связывания с целью поиска параметров докинга, воспроизводящих результаты рентгеноструктурного анализа. Далее было показано, что производные

бензодиоксанкарбоновой и пиперониловой кислот имеют приблизительно такую же ориентацию в кармане связывания, что и циклотиазид (рис. 6).

Эег729

Рис. 6. Результат наложения циклотиазида и ВОР в сайте связывания модуляторов.

Так, например, докинг ЕЮР (пиперидида пиперониловой кислоты) показал, что атом азота этого соединения образует водородную связь с ОН-группами 8ег754 (подобно одной из Ы-Н групп циклотиазида), атомы кислорода пятичленного цикла образуют водородные связи с ОН-группами 8ег729 и 8ег497 (подобно взаимодействию с 80ггруппами и аминогруппой циклотиазида), а пиперидиновый фрагмент располагается в гидрофобном кармане, образованном Ьеи759, Пе481, Рго494 (соответствует норборненовому фрагменту циклотиазида).

В дальнейшем, при моделировании новых структур "бис-лигандов" в основном использовались те же закономерности, фармакофорные особенности и структурные предпочтения, которые были найдены в процессе конструирования "моно-лигандов". Таким образом, для "бис-лигандов" в процессе с1е полю дизайна и молекулярного докинга были получены три группы структурных массивов, являющихся производными 4,4,-бифенила (рис. 7), 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана (рис. 8) и трициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана (рис. 9):

алкокси-, арил-, нитрил-, нитро-группами и галогеном; Ъ — СН; Е = Ы; Цветом выделены различные варианты заместителя Яг; конечная структура - симметричная.

Я ¡о могут быть алкил-, алкокси-, арил-, нитрил-, нитро-группами и галогеном. Цветом выделены различные варианты заместителя конечная структура - симметричная.

Рис. 9. Трициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана; где Х= >С=8. >С=0, -СНг-; Яь К?,- Яв могут быть алкил-, алкокси-, арил-, нитрил-, нитро-группами и галогеном; X = Ы, СН; Е = Ы; Цветом выделены различные варианты заместителя

Примеры докинга типовых структур приведены на рис. 10, 11 и 12.

\ V тч

^ МЕГ107 ^ ЗР216 SER108

SER217 . \ ASP248'

—, -j V "V LEU241

/ ЛП< : '

*<у г:.....,1

Ч SER217

3' I JYS251

\v CTS47

^'■fimm-yu&r ,

I ■ . .'"' ' -- VeuI109

% /fW i ЬлГ^ —;

ASN214

Wt'-K \

Рис. 10. Пример молекулярного докинга производного 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана -соединения 60. Желтым пунктиром указаны водородные связи.

Рис. 11. Пример молекулярного докинга производного 4,4'-бифенила Желтым пунктиром указаны водородные связи.

соединения 64

GLY219 4 я

LYS2#R217 V LYS21^ "ш -¡т ... MET107

\ I г tX-C*™?- 7 LYS251 1 *," IBpi9 ? Р

__ л. . -X SER242 LEU239 ' . ц SER242 .Д LEU fWv » Y 2t?S251

Рис. 12. Пример молекулярного докинга трициклического производного 3,7-диаза-бицикло[3.3.1]нонана-соединения 55. Желтым пунктиром указаны водородные связи.

Таким образом было сконструировано и оптимизировано методом de novo дизайна 260 соединений.

2. Синтез аллостерических модуляторов АМРА-рецепторов 2.1. Отбор структур для синтеза

На основании результатов молекулярного докинга были отобраны для синтеза структуры "моно-лигандов" (рис. 13), "бис-лигандов" на основе производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана (рис. 14) и производных 4,4'-бифенила (рис. 15), а также трициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана (рис. 16).

Рис. 13. ""Моно-лиганды" - потенциальные модуляторы АМРА-рецептора.

где X = >С=0, -СНГ

Рис. 14. Структуры "бис-лигандов" на основе производных 3,7-диазабицикло-[3.3.1]нонана.

Рис. 15. Структуры "бис-лигандов" на основе производных 4,4'-бифенила.

потенциальные модуляторы АМРА-рецептора.

2.2. Синтез основных фрагментов целевых структур

Синтетические схемы для большинства целевых соединений выбирались на основании доступности реагентов, простоты осуществления синтеза и выходов на каждой стадии.

Синтез производных бензодиоксан-6-карбоновой и пиперониловой кислот осуществлялся по схеме 1. Результаты по каждой стадии представлены в таблице 1:

'(СН2)п

2а-4а 2Ь-4Ь, 2с-4с

Таблица 1. Условия проведения реакций синтеза производных бензодиоксан-6-

э £ А 1,2-дибромэтап (Я 1=112= Н) ацетон (Я|=Яг= -СНз) циклогексанон (Я,Д2=-(СН2)5-)

а глнцерин/КгСОз/ 1= 155С РС13/бензол РС1з/бензол

1 Соед. 2а За 4а

п 1 0 0

выход 81% 74% 79%

Ь АсС1/А1С13/СС14 Ас20/НС104/СС14 АсС1/А1С13/СС14

2 Соед. 2Ь зь 4Ь

п 1 0 0

выход 87% 77% 54%

с КМп04/Н20/ 1 = 701С Вг2/Ы аОН/диоксан Вг2/ЫаОН/диоксан

3 Соед. 2с Зс 4с

п 1 0 0

выход 90% 86% 83%

Синтез производных хиноксалиновой кислоты проводился по схеме 2. Поскольку попытка провести конденсацию 3,4-диаминобензойной кислоты с глиоксалем и диацетилом не привела к успеху из-за значительного осмоления, то был получен соответствующий этиловый эфир 5 в качестве реагента для дальнейших превращений.

Результаты для каждой стадии представлены в таблице 2:

Таблица 2. Условия проведения реакций синтеза производных хиноксалиновой кислоты.

№ стад. А Vf0 НзС СН3 (R]=R2= -СНЗ) V-f и н (R,=R2= -H)

а НгО/ЕЮН/t = 45 'С H20/t = 60r

1 Соед. 6а 7a

выход 88% 81%

b KOH/t = 60'C,/HCl KOH/t = 60lC,/HCl

2 Соед. 6b 7b

выход 85% 79%

Необходимые соединения для получения трициклических производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана на основе хлорметиланисового альдегида (3-хлорметил-4-метоксибензальдегида) синтезировали в соответствии со схемой 3.

Таблица 3. Условия проведения реакций синтеза по схеме 3.

№ стад. Я f> N—N / HsCyiyCH, N—N U / сн3 О лЪ

Соед. 9а 10а 11а 12a 13а

1 а 18-краун-6/ КОН/ Н20 t=80t 18-краун-6/ К0Н/Н20 t = 8ох: 18-краун-6/ КОН/ Н20 t = 80"С ДБУ/ CH3CN t = 60C 18-краун-6/ К2СОз/ДМФА г = бох:

Выход 81% 78% 76% 82% 80%

Соед. 9b 10b lib 12b 13Ь

2 Ь NH2OH"HCI/ пиридин/ EtOH NHjOH'HCl/ пиридин/ EtOH ЫН20Н'НС1/ пиридин/ EtOH NHjOH'HCl/ пиридин/ EtOH ЫН2ОН'НС1/ пиридин/ ЕЮН

Выход 95% 92% 90% 93% 96%

Соед. 9с Юс lie 12c 13с

3 с ЫАШЛГФ ЫАШ/ТГФ LiAlH4/Et20 LiAlH/ГГФ 1ЛА1Н4/Е120

Выход 74% 71% 70% 73% 75%

Алкилирование азолов 9а-11а проводили в условиях межфазного катализа с использованием КОН в качестве основания.

На результат восстановления оксимов 9Ь-13Ь существенное влияние оказывает выбор растворителя - наибольшие выходы для 9с, 10с и 12с были достигнуты в ТГФ, а для 11с и 13с - в Е120.

Кроме того, соединение 9а по реакции с гипобромитом натрия было превращено в соответствующую кислоту 9/с выходом 89%.

Для получения целевых соединений 60 и 61 были синтезированы необходимые предшественники 9е и 10е по схеме 4:

вое о вое О

'нчЛ0 Схема4

1С Н2С1г/КгС03

2) Во(^0/СНгС1г

9с, 10с

Е1

9(1, 10(1

о к Н3с 9е> 10е

Синтез 1 -[(25)-пирролидин-2-илкарбонил]пирролидина, необходимого для получения соединения 59, осуществлялся по схеме 5:

Схема 5

вос20/сн2с12 / 1) кди/сн3ск / СР3СООН

о (98%) N О гУ^Ч /CH.CN \ О (95%Г о

И'

" нб вое

14а 14Ь

вое

° ^ (95%) н

Т>

Получение и различные превращения 1,3-диазаадамантанона были осуществлены по схеме 6:

Схема б

При получении 1,3-Диазаадамантана 16с из 16а использование классического восстановления кетона по Кижнеру-Вольфу приводит к весьма низкому выходу (~15%) из-за частичного разложения и побочных реакций. Поэтому разложение гидразона проводилось трет-бутилатом калия при кипячении в толуоле. При этом удалось поднять выход реакции до 54%.

На основании литературных данных и проведенного нами молекулярного моделирования показано, что наличие алкилсульфонового фрагмента в составе целевых лигандов приводит к существенному увеличению их активности. На примере синтеза 20 по схеме 7 нами отработана методика получения исходных алкилсульфохлоридов, в результате удалось увеличить выход с 25% (лит. данные) до 62%:

/Нз 1)Мд, тгф Ц /°Нэ Схема 7

Вг-( -—-С1-Э

\ 2)Б02 ||

;9СНз 3) 502С12 О 20^г (<ц%)

Использование различных синтетических подходов и оптимизация отдельных стадий позволили разработать метод получения диаминобифенила

26'■ гн Схема 8

Л \ /^Х / 1-1А1И,ЯНР (76%) *" Л \_/ Х^ // \ (95%)

(69%) С1

N0 ^ СЫ Н2Ы—/ \=/ ^ ^

При получении 25 нами использовалось соединение 24 вместо аналогичного дибромпроизводного, так как экспериментально установлено, что его участие в синтезе 25 сопровождается большим количеством побочных реакций (окисление, элиминирование и т.д.), при этом выход не превышал 34%.

Восстановление нитрила 25 в амин 26 проводилось с использованием и ЫА1Н4 (выход 19%), и системы 1лА1Н4-А1С1з в смеси ТГФ^О (выход 6570%), однако было найдено, что использование системы Ме23 * ВН3 приводит к наилучшему результату (выход 86%).

2.3. Разработка оптимальных путей синтеза целевых структур - производных бензодиоксан-б-карбоновой и пиперониловой кислот, 3,7-диазабицикло-[3.3. Лнонанаи 4.4'-бифенила

Различные амиды бензодиоксан-б-карбоновой и пиперониловой кислот (таблица 4) были получены путем взаимодействия соответствующих хлорангидридов и аминов. Получение хлорангидридов бензодиоксан-б-карбоновой и пиперониловой кислот осуществлялось из соответствующих кислот и тионилхлорида в присутствии каталитических количеств пиридина.

Схема 9

Таблица 4. Условия реакций синтеза производных бензодноксан-6-карбоновой и пиперониловой кислот.__

п=0 п=1

Соед. Я а выход Соед. К а выход

27 О К2С03/ СНзСЫ 88% 36 /О К.2С03/ СНзСЫ 91%

28 К2С03/ CHзCN 89% 37 к2со3/ СН3СЫ 93%

29 а" К2С03/ СНзСЫ 73% 38 а" К2С03/ CHзCN 78%

30 сн3 хс 1 сн3 К2С03/ СН3СЫ 91% 39 сн, 1 1 СН3 К2СОз/ СНзСЫ 92%

31 N02 Ж К2СОз/ СН3СЫ 96/% 40 о гтс чЧо н СэгСОз / СНзСЫ 94%

32 СвгСОз/ СНзСЫ 58% 41 N02 Ж К2С03/ СН3СЫ 96%

33 С52С03/ СН3СЫ 90% 42 СвгСОз/ СН3СЫ 53%

34 хс К2С03/ СН3СЫ 93% 43 90 Сз2СО}/ СН3СЫ 87%

35 X) СвгСОз/ СНзСЫ 91%

Синтез "бис-лигандов" - производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана осуществлялся по схеме 10:

Схема 10

+ ион

44-51

Таблица 5. Условия реакций синтеза производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана.

Соед. Я X а Выход

44 44а ^СО -С(О)-, -С(Н)2- КДИ/СНзСЫ, 1 = 25 С 84% 89%

45 ^со -С(О)- КДИ/СН3СГ-и = 25€ 85%

46 лсо -С(0)- ДЦК/СНзСЫ, 1 = 25 С 82%

47 О Л^уу», -С(О)- ДЦК/СН3СМД = 251С 80%

48 он. -С(О)- КДИ/СН3С^1 = 25'С 93%

49 О -С(О)- КДИ/СНзСЫ, 1 = 25 С 90%

50 50а ^ЭСх: -С(О)-, -С(Н)2- КДИ/СНзС1Ч, I = 25 С 87% 83%

51 -С(Н)2- ДЦК/СНзСИ, 1 = 25 ТС 78%

Следует отметить, что представленные в таблице 5 соединения {44-51) можно получать и по реакции 16а или 16с с хлорангидридами соответствующих кислот, но в некоторых случаях {46, 47, 48) получение хлорангидридов весьма затруднительно или (как в случае 50 и 51) проходит с низким выходом. Выход реакции зависел также от выбора карбоксилактивирующего агента (КДИ, ДЦК).

Аналогично, с использованием системы КДИ/ДМСО были получены пиперидиды хиноксалиновой (52) и 2,3-диметилхиноксалиновой (55) кислот.

Получение трициклических производных 3,7-диазабицикло-[3.3.1]нонана (табл. 6) осуществлялось по схеме 11:

Таблица 6. Условия реакций синтеза трициклических производных 3,7-диазаби-цикло[3.3.1]нонана._

Соед. К а Выход

54 \ СН, (хд о. сн3 (Е^зЫ/ СНзСЫ, 1 = 50 "С 91%

55 О. сн3 (Е1)3№ СПзСЫ, 1 = 50"С 89%

56 """СНз К2С03/СНзСЧ( = 60С 92%

57 С^иО О. сн3 К2СОЗ/СНЗСКД=501С 90%

58 С52СОЗ/СНЗСК1 = 45Т: 90%

Еще несколько "бис-лигандов" - производных 3,7-диазабицикло-[3.3.1]нонана синтезировали по схеме 12:

Таблица 7. Условия реакций синтеза производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана.

Соед. Я Ъ X а Выход

59 с/о А^ -н С52СОз/СНзСМ, ( = 60 С 73%

60 О вое \ -н -он КДИ/СНзСЫ, 1 = 25 С 75%

N—N

61 ВОС \ -Н -ОН КДИ/СН3СКЛ = 25С 78%

В случае соединений 60 и 61 выходы указаны для соединений без ВОС защиты (таблица 7). Их выделение и очистка проводились методом закрепленной тонкослойной препаративной хроматографии (размер пластинки 20x20 мм, толщина закрепленного слоя 2,5 мм).

Синтез "бис-лигандов" на основе 4,4'-бифенила осуществлялся по схеме 13:

Схема 13

62-71

Таблица 8. Условия реакций синтеза производных 4,4'-бифенила.

Соед. Я X а Выход

62 "ххо -он ДЦК/СНзСЫ, 1 = 25 С 89%

63 -он КДИ/СН3СМД=25С 92%

64 г> N—N -он КДИ/СН3СЯ1 = 25С 90%

65 0 ен II _у 1 1 -С1 (¡-Рг)2ЫН1/СН3СЫ,1 = 45С 76%

66 О ЛугуРуС", >1 снэ -он ДЦК/СН3СЫИ = 25С 83%

67 -он ДЦК/СН3СМД = 25'С 85%

68 | сиз 0=г\ СН3 -С1 (¡-Рг^Е^СНзСЯ 1 = 45 С 81%

69 ^СОс -он КДИ/СНзСН1 = 25'С 91%

70 "СО -он КДИ/СН3СЫД = 25С 88%

71 -он ДЦК/СНзСЫ, 1 = 25 С 79%

Таким образом, получено 37 новых целевых структур, потенциально обладающих положительной потенциирующей активностью по отношению к АМРА-рецепторам. Для всех структур оптимизированы схемы синтеза. Все новые соединения охарактеризованы совокупностью данных масс-спектрометрии, элементного анализа, а также спектроскопии ЯМР 'Н и 13С.

3. Физиологические исследования синтезированных новых потенциальных модуляторов АМРА-рецепторов.

Поскольку основной задачей данной работы являлось создание соединений лидеров - положительных модуляторов АМРА-рецепторов, был проведен широкий спектр биологических исследований, которые выполнялись в сотрудничестве с ИФАВ РАН, Институтом нормальной физиологии РАМН и Институтом токсикологии ФМБА. В данной главе приводятся наиболее значимые результаты этих исследований. 3.1. Электрофизиологические эксперименты*1 (in vitro)

Эксперименты проведены электрофизиологическим методом patch-clamp на свежеизолированных нейронах Пуркинье, выделенных из мозжечков крыс.

В случае "моно-лигандов" лишь два соединения (30, 37) проявили наиболее выраженную (20-35% при концентрации 10"9-10-7 М) потенцирующую активность по отношению к АМРА-рецепторам. Остальные (27-29, 31-36, 38-43) "моно-лиганды" также проявили активность, но степень потенциации (5-15% при концетрации 10"8-10Из М) была незначительна.

Результаты испытаний "бис-лигандов" (44, 44 а, 45, 46, 47, 49, 50а) представлены на примере соединения 44 (рис.17). Из графика видно, что подобные соединения способны потенцировать в низких концентрациях каинат-индуцированные токи, а именно: 10"ПМ, 10"'°М, и 10"9М вызвало потенциирование на 20-40% (+30%), 50-90% (+70%), и 60-140% (+100%), соответственно.

Следует отметить, что все испытанные производные Ы,Ы'-замещенных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов обладали активностью, превосходящей известные аналоги в 1000-10000 раз, при этом они не оказывают заметного нейротоксического действия (LD50 составляет от 90 до 900мг/кг).

3.2. Поведенческие эксперименты (in vivo).

Для "моно-лигандов" поведенческие эксперименты не выявили существенных преимуществ. В большинстве случаев различия колебались в области статистической ошибки. Поэтому приведенные ниже in vivo тесты относятся к "бис-лигандам".

3.2.1. Модель пассивного избегания. **

Для исследования действия соединений (48, 54, 55, 57, 59) на память животных была использована методика однократного "слабого" обучения

1 * Исследования проведены в ИФАВ РАН (г. Черноголовка) в.н.с. В. В. Григорьевым под руководством чл.-корр. РАН С.О.Бачурина.

** Исследования проведены в Институте токсикологии ФМБА, г. Санкт-Петербург

пассивному избеганию цыплят. Результаты исследования представлены на рис. 18. Как видно из диаграмм, эффект усиления памяти наблюдался у

12 " " * * * -Юмин +5мин +4ч

Контроль Концентрация, !g М

Рис. 17. Результаты испытаний электро- Рис. 18. Эффект системного введения физиологическим методом patch-clamp 0.0025 мг/кг вещества 59 за 10 мин до соединения 44. обучения, через 5 минут или через 4

часа после обучения (внутри-брюшинно, 0.1 мл).

цыплят при введении экспериментального вещества сразу до и после обучения, но не через 4 часа после обучения, что предполагает действие препарата на клеточные процессы, протекающие в первые минуты после обучения.

У других же соединений***2 {44, 45) наблюдалась немного другая зависимость, представленная на рис. 19. Через 4 часа после обучения они эффективно усиливали слабую память, что открывает возможность усиления памяти на поздних сроках ее формирования.

Таким образом, тестируемые вещества оказывали устойчивое и весьма сильное когнитивно-стимулирующее действие в моделях пассивного избегания (в условиях "слабого" обучения) у цыплят и мышей; способны усваиваться из желудочно-кишечного тракта и проходить гематоэнцефалический барьер; эффективны в сверхмалых дозах; при повышении дозы эффект снижается или инвертируется.

3.2.2. Модель условно-рефлекторного замирания у мышей. **

Исследования проводились на мышах в камере с электродным полом. Экспериментальные вещества (48, 54, 55, 57, 59) вводили за 15 мин до обучения. Мышей тестировали через 24 часа, помещая в ту же камеру на три минуты. На графике (рис. 20) показан процент времени тестирования, в течение которого животные были неподвижны (замирали). Это время является показателем того, что животные помнят данный контекст как опасный.

Данные исследования полностью подтвердили выводы, сделанные в модели пассивного избегания.

- ***Исследования проведены сотрудниками Института нормальной физиологии РАМН (г. Москва) под руководством чл.-корр. РАН К. В. Анохина

то 60 50

: 40' 30

; 20100

40-

30-

10-

Коигроль -5мин -Ь5мин

+4 ч

Контроль 0.0025мг/кг 0.025мг/кг Рис. 19. Эффект системного введения 0.005 Рис. 20. Эффект системного введения мг/кг соединения 44 за 5 мин до обучения, а соединения 59 внутрибрюшинно в дозе также через 5 мин или 4 часа после 0,0025 мг/кг и в дозе 0,025 мг/кг за 15 обучения, на воспроизведение навыка через минут до обучения. 24 часа после обучения.

3.2.3. Исследование ноотропной активности соединений на модели амнезии, вызванной электрошоком с использованием условного рефлекса пассивного избегания. **

Исследования проведены с использованием метода оценки выработки условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) на модели электрошоковой (ЭСШ) амнезии. У животных с выработанным рефлексом избегания моделировалась амнезия с помощью ЭСШ. Тестирование проводилось через 2 и 24 часа после обучения.

Результаты исследования показали у исследуемых соединений {48, 54, 55, 57, 59) ярко выраженную, устойчивую ноотропную активность в дозе 0,0025 мг/кг.

3.2.4. Исследования возможности восстановления фармакологически нарушенной памяти.***

Животных обучали в стандартной модели пассивного избегания, приводящей к формированию устойчивой памяти. Через 5 мин после обучения в боковые желудочки мозга вводили блокатор синтеза белка анизомицин. При тестировании через 24 часа память у животных, получавших анизомицин, была нарушена по сравнению с контролем. В то же время, введение исследуемых соединений (44, 45) за 30 мин до обучения увеличивало уровень избегания при тестировании через 24 часа у животных, получавших анизомицин (рис. 21).

Из представленных результатов видно, что введение соединений перед обучением предотвращает развитие амнезии, вызванной блокадой синтеза белка в мозге. Это свойство открывает возможность усиления памяти, ослабленной в результате интенсивных метаболических процессов в мозге (стресс, последствия болезней, различные депрессивные состояния).

3.2.5. Исследования, связанные с возможностью усиления слабой памяти напоминанием. ***

В исследованиях использовалась экспериментальная модель слабого

5 40

70 §о-

Цо-

о4 20

Контроль Анизомиц Анизомицин+

со+нап со+лиганд +лиган

Рис. 21. Эффект системного введения 0.005 Рис. 22. Эффект системного введения

мг/кг соединения 44 за 30 мин до обучения, на 0.005 мг/кг соединения 44 за 5 мин до

память, нарушенную введением анизомицина напоминания на воспроизведение навыка

через 5 минут после обучения. через 24 часа после обучения.

обучения в сочетании с процедурой напоминания для проверки когнитивно-стимулирующих свойств потенциальных модуляторов. Реактивацию памяти напоминанием (нап) проводили через 2 часа после слабого обучения (со); за 5 минут до напоминания животным вводили соединения (лиганд) внутрибрюшинно, и тестировали память через 24 часа после обучения. Полученные результаты представлены на рис. 22.

Представленные результаты показывают, что при тестировании памяти через 24 часа после слабого обучения напоминание (реактивация памяти) не приводит к увеличению уровня воспроизведения навыка. В то же время, реактивация памяти на фоне системного введения соединений 44, 45 приводит к усилению памяти более чем на 100% по сравнению с животными, получавшими только напоминание или только введение лиганда через 2 часа после слабого обучения.

Таким образом, исследуемые положительные модуляторы АМРА-рецепторов могут быть использованы для усиления ослабленной памяти о ранее приобретенном опыте (о событиях, произошедших в прошлом), что открывает совершенно новые возможности их применения.

ВЫВОДЫ

1. На основе анализа пространственной структуры АМРА-рецептора, его комплексов с положительными аллостерическими модуляторами и результатов их докинга показано, что для сравнительно небольших молекул модуляторов в рецепторе имеется два эквивалентных сайта связывания. Впервые с помощью методов компьютерного молекулярного дизайна сконструированы структуры молекул, одновременно связывающихся с обоими сайтами («бивалентные лиганды»), что привело к значительному увеличению прогнозируемой активности по сравнению с «моновалентными лигандами».

2. Проведены компьютерное молекулярное конструирование и оптимизация 260 новых структур бивалентных лигандов - производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и 4,4'-бифенила, потенциально обладающих

положительной модуляторной активностью по отношению к АМРА-рецепторам.

3. Впервые осуществлен синтез 22 наиболее перспективных бивалентных лигандов АМРА-рецепторов - производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и 4,4'-бифенила, отобранных по результатам моделирования.

4. Разработаны подходы к синтезу 5 трициклических производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана, по данным докинга хорошо связывающихся с модуляторными сайтами АМРА-рецептора.

5. Осуществлен синтез 14 новых потенциальных моновалентных лигандов АМРА-рецепторов - производных бензодиоксанкарбоновой, пиперониловой кислот.

6. Физиологические исследования синтезированных на основе бивалентных лигандов соединений-лидеров показали высокую положительную модуляторную активность по отношению к АМРА-рецепторам в in vitro тестах, проведенных электрофизиологическим методом patch-clamp (в отдельных случаях превышающую на 4-5 порядков активность всех известных аналогов). Тесты in vivo показали ярко выраженные нейропротекторные свойства, значительное улучшение памяти и когнитивных функций у животных.

7. Физиологические исследования моно- и бивалентных положительных модуляторов АМРА-рецепторов подтвердили прогноз, сделанный на основании методов компьютерного молекулярного дизайна, о значительном увеличении активности бивалентных лигандов по сравнению с моновалентными.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. М. И. Лавров, И. Г. Тихонова, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Сайт связывания аллостерических модуляторов АМРА-рецептора // ДАН, 2004, 399, с. 268-270.

2. V. Grigoriev, М. Lavrov, S. Bachurin, V. Palyulin, В. Beznosko, N. Zefirov. New group of positive modulators of AMPA-receptors with cognition enhancing properties // Eur.Neuropsychopharmacol., V. 16 [Suppl. 4], 2006, S516-S517.

3. M. Lavrov, V. Lapteva, S. Bachurin, V. Palyulin, V. Grigoriev, N. Zefirov. New picomolar AMPA receptor modulators: design, synthesis and studies. Frontiers in medicinal chemistry: emerging targets, novel candidates and innovative strategies // Barcelona, Spain, Drugs of the future, v.34, Suppl. A, October 4-6,2009, p.89.

4. M. И. Лавров, В. Л. Лаптева, В. А. Палюлин, В. В. Григорьев, С. О. Бачурин, Н. С. Зефиров. N,N'-3aMeuieHHbie 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонаны, обладающие фармакологической активностью, фармацевтические композиции на их основе и способ их применения // Патент № 2333211, 2008.

5. М. И. Лавров, К. В. Анохин, С. О. Бачурин, В. В. Григорьев, Н. С. Зефиров, Н. В. Комисарова, В. А. Палюлин, А. А. Тиунова. Средство для восстановления утраченной памяти в норме и патологии всех возрастных групп на основе N,N'-3aMei4e0.HHbix 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов, фармацевтическая композиция на его основе и способ ее применения // Патент №2417082,2011.

6. M. И. Лавров, M. Э. Запольский, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Алициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов, потенциально обладающие фармакологической активностью фармацевтические композиции на их основе и способ их применения // Заявка на патент РФ № 2011113041, 2011.

7. М. И. Лавров, М. Э. Запольский, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Трициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов, потенциально обладающие фармакологической активностью, фармацевтические композиции на их основе и способ их применения 11 Заявка на патент РФ № 2011113043,2011.

8. М. И. Лавров, А. С. Морозов, В. Л. Лаптева, М. Э. Запольский, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Производные 4,4'-бифениламидов, потенциально обладающие фармакологической активностью, фармацевтические композиции на их основе и способ их применения // Заявка на патент РФ № 2011113045, 2011.

9. М. И. Лавров, В. А. Палюлин, В. В. Григорьев, С. О. Бачурин, Н. С. Зефиров. Дизайн новых модуляторов АМРА-рецепторов, влияющих на процессы формирования памяти // Тезисы докладов XVI Российского национального конгресса «Человек и лекарство», Москва, 6-10 апреля 2009, с. 543-544.

10. M. Lavrov, Е. Radchenko, V. Chupakhin, D. Osolodkin, V. Palyulin, I. Baskin, N. Zefirov. Computer Molecular Design of Neuroprotectors // 1st Turkish-Russian joint meeting on organic and medicinal chemistty, October 14-17, 2009, Antalya, Turkey, Abstracts book, p. 24.

11. M. И. Лавров, В. А. Палюлин, H. С. Зефиров. Конструирование и оптимизация позитивных модуляторов АМРА-рецепторов Н Тезисы докладов XIII Международной конференции "Математика. Компьютер. Образование", г. Дубна, 23-28 января 2006 г. / под ред. Г.Ю.Ризниченко, изд. НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика" Москва-Ижевск, 2006, с. 219.

12. М. И. Лавров, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров // Тезисы докладов XVIII Российского национального конгресса «Человек и лекарство», Москва, 11-15 апреля 2011, с. 543-544.

13 M. Lavrov, S. Bachurin, A. Proshin, V. Palyulin, I. Baskin, V. Grigoriev, N. Zefirov. Computational approaches to synthetic design of new neuroactive glutamate receptor ligands // 5th Joint Meeting on Medicinal Chemistry, Portoroz (Slovenia), June 17-21, 2007, Abstracts, p. 61.

14. Бачурин С. О., Григорьев В. В., Лавров М. В., Палюлин В. А., Зефиров Н. С. «Разработка новых лекарственных средств для лечения и предупреждения болезни Альцгеймера на основе оригинальных модуляторов активности ионотропных глутаматных рецепторов». Тез. Конф. «Фундаментальные науки-медицине». Росс. Акад. Наук, Москва , 14-16 декабря 2004, с. 5-7.

15. М. И. Лавров, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Конструирование и синтез аллостерических модуляторов АМРА-рецепторов 11 Тезисы докладов XIII Российского национального конгресса "Человек и лекарство", Москва, 3-7 апреля 2006, с. 24.

Заказ №73-Л/10/2011 Подписано в печать 20.10.2011 Тираж 110 экз. Усл. п.л. 1,2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 ,тт>. ф. ги; е-таИ:¡п/о@,ф. ги

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Лавров, Мстислав Игоревич

Список сокращений

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общие положения

1.2. Рецепторы возбуждающих аминокислот

1.3. Структура АМРА-рецептора

1.4. Современные представления о механизме работы АМРА-рецептора

1.5. Различные типы лигандов АМРА-рецептора

1.5.1. Агонисты

1.5.2. Конкурентные антагонисты

1.5.3. Неконкурентные антагонисты

1.5.4. Положительные модуляторы

1.6. Фармакологические свойства положительных модуляторов АМРА-рецептора

1.7. Структурные классы аллостерических положительных модуляторов АМРА-рецептора

1.7.1. Производные пирромицинов

1.7.2. Производные бензоилпиперидинов/пирролидинов

1.7.3. Производные бензотиадиазинов

1.7.4. Производные пиперониловой, безнодиоксанкарбоновой и хиноксалиновой кислот

1.7.5. Производные бензофуразанов

1.7.6. Производные биарилсульфонамидов

1.7.7. Производные сульфонамидов

1.7.8. Производные изотиомочевин

1.7.9. Другие структурные классы

Глава 2. Обсуждение результатов

2.1. Молекулярный докинг и de novo дизайн

2.2. Молекулярное моделирование потенциальных положительных модуляторов АМРА-рецептора

2.3. Синтез аллостерических модуляторов АМРА-рецепторов

2.3.1. Отбор структур для синтеза

2.3.2. Синтез основных фрагментов целевых структур

2.3.3. Разработка оптимальных путей синтеза целевых структур - производных бензодиоксан-6-карбоновой и пиперониловой кислот, 3,7-диазабицикло-[3.3.1]нонана и

4,4'-бифенила

2.4. Физиологические исследования синтезированных новых потенциальных модуляторов АМРА-рецепторов

2.4.1. Электрофизиологические эксперименты (in vitro)

2.4.2. Эксперименты по определению острой токсичности у "бис-лигандов"(ш vivo)

2.4.3. Поведенческие эксперименты (in vivo)

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Синтез исходных соединений

3.2. Синтез целевых соединений 101 Выводы 124 Публикации по теме работы 126 Список литературы

Список сокращений

ДБУ 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен

ДМСО диметилсульфоксид

ТГФ тетрагидрофуран

СНС13 хлороформ

ЕЮН этиловый спирт

СН2О2 хлористый метилен

КДИ 14,-карбонилдиимидазо л

ДЦК дициклогексилдиимид

С6Н6 бензол

С6Ни гексан

Введение диссертация по химии, на тему "Дизайн, синтез и исследование новых модуляторов АМРА-рецепторов"

Одним из важнейших направлений современной химической науки являются дизайн и синтез органических соединений, на основе которых могут быть созданы новые лекарственные препараты. В последние годы большое внимание уделяется созданию новых нейропротекторных препаратов, основной мишенью которых служит глутаматергическая система главная возбуждающая медиаторная система мозга млекопитающих.

Глутаматные рецепторы делятся на два основных класса — ионотропные и метаботропные. Активация ионотропных рецепторов агонистом вызывает изменение их конформации и приводит к открытию ионного канала. Ионотропные глутаматные-рецепторы делятся на три типа по названию избирательных агонистов, которыми являются 2-амино-3:(3-гидрокси-5-метилизоксазол-4-ил)пропионовая кислота (АМРА-рецепторы), Ы-метил-О-аспарагиновая кислота (NMDA-рецепторы) и каиновая кислота (каинатные рецепторы).

Лиганды, которые могут связываться с АМРА-рецепторами, привлекают внимание исследователей, разрабатывающих новые лекарственные средства для' лечения* болезни Альцгеймера, Паркинсона, шизофрении, депрессии, эпилепсии, бокового амиотрофического склероза, хореи Хантингтона, болезни Нимана-Пика, рассеянного склероза, мягких когнитивных расстройств, возрастных нарушений когнитивных функций. Среди различных типов лигандов АМРА-рецепторов особый интерес вызывают положительные модуляторы (или потенциаторы); улучшающие память и когнитивные функции человека и животных, поскольку экспериментально установлено, что интенсивный ионный ток, вызванный действием таких модуляторов на АМРА-рецепторы с последующей деполяризацией постсинаптической мембраны, запускает механизм экспрессии генов, отвечающих за синтез нейротропинов — факторов роста нервной ткани (.NGF

- nerve growth factor и BDNF - brain-derived neurotrophic factor). По этой причине лекарственные вещества, действующие на АМРА-рецепторы, могут проявлять высокую эффективность в качестве нейропротекторных средств. Однако, несмотря на то, что ведущие фармакологические компании постоянно занимаются этим направлением, на сегодняшний момент существует очень ограниченное число таких препаратов из-за побочных эффектов, высоких терапевтических доз и токсичности.

Таким образом, задача создания новых положительных модуляторов AMPÁ-рецепторов является весьма актуальной.

Цель работы заключалась в поиске и конструировании методами молекулярного моделирования новых высокоэффективных аллостерических положительных модуляторов АМРА-рецепторов на'основе производных 3,7-диазабицикло[3.3:1]нонана и 4,4'-бифенила, разработке подходов к их синтезу, биологических исследованиях наиболее перспективных структур и их оптимизации длясозданияпотенциальных "соединений-лидеров".

Работа состоит из трех основных глав: литературного обзора (глава 1), обсуждения результатов (глава 2), экспериментальной» части (глава 3), а также выводов и- списка цитируемой литературы.

В' главе 1 рассмотрены строение АМРА-рецептора, механизм его физиологического'действия и многообразие структурных классов'лигандов, обладающих положительной модулирующей активностью по отношению к АМРА-рецептору.

В главе 2 обсуждаются основные подходы к молекулярному моделированию и синтезу производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и 4,4'-бифенила, потенциально обладающих модуляторной активностью по отношению к АМРА-рецептору. Также рассмотрены биологические испытания in vitro и in vivo, направленные на изучение специфики взаимодействия синтезированных соединений с АМРА-рецептором, исследования их физиологических эффектов (влияние на процессы формирования памяти и когнитивные функции у животных) и на выявление "соединений- лидеров".

Глава 3 содержит описание методик эксперимента и физико-химические характеристики полученных соединений.

Нумерация соединений в главе 1 (Литературном обзоре) и главе 2 (Обсуждении результатов) независимая.

По результатам проведенных исследований получены два патента и поданы три заявки на патент.

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

Выводы

2. Проведены компьютерное молекулярное конструирование и оптимизация 260 новых структур бивалентных лигандов — производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и 4,4'-бифенила, потенциально обладающих^ положительной модуляторной активностью по отношению к АМРА-рецепторам.

3. Впервые осуществлен синтез 22 наиболее перспективных бивалентных лигандов АМРА-рецепторов - производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана и-4,4'-бифенила; отобранных по результатам моделирования.

124 patch-clamp (в отдельных случаях превышающую на 4-5 порядков активность всех известных аналогов). Тесты in vivo показали ярко выраженные нейропротекторные свойства, значительное улучшение памяти и когнитивных функций у животных.

Публикации по теме работы

Г. Mi № Лавров; Ш Г. Тихонова, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Сайт связывания; аллостерических модуляторов АМРА-рецептора // ДАН, 2004; 399, с. 268-270.

2. V. Grigoriev, М. Lavrov, S; Bachurin, V. Palyulin, В. Beznosko, N. Zefirov. New group of positive modulators of AMPA-receptors with cognition enhancing properties // Eur.Neuropsychopharmacol., V. 16 [Suppl. 4], 2006, S516-S517.

3; M. Lavrov, V. Lapteva, S. Bachurin, V. Palyulin, V. Grigoriev, N. Zefirov. New picomolar AMPA receptor modulators: design; synthesis and studies. Frontiers in medicinal chemistry: emerging targets, novel - candidates and innovative strategies // Barcelona, Spain. Drugs of the future, v'.34, Suppl. A, October 4-6, 2009, p.89.

41 M: И! Лавров; В; Л. Лаптева, В. А. Палюлин, В. В. Григорьев, С. О. Бачурии, Н: С.: Зефиров. .N,N'-3aMemenHbie 3,7-диазабицикло[3.3.1 ]нонаны, обладающие фармакологической активностью, фармацевтические композиции на их основе и способ их применения // Патент № 2333211, 2008.

5. М. И: Лавров, К. В. Анохин, С. О. Бачурин, В; В. Григорьев^ Н. С. Зефиров, Н. В. Комисарова, В: А. Палюлин; А; А. Тиунова. Средство для восстановления утраченной памяти в норме и патологии всех возрастных групп на основе ^№замещенных 3,7-диазабицикло[3.3.1 ]нонанов, фармацевтическая композиция на его основе и способ ее применения- // Патент № 2417082,2011.

6. MC И.' Лавров, Mi Э. Запольский; В. А. Палюлин; Н С. Зефиров. Алициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов, потенциально обладающие фармакологической активностью фармацевтические композиции на их основе и способ их применения // Заявка на патент РФ № 2011113041, 2011.

7. М. И. Лавров, М. Э. Запольский, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Трициклические производные 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов, потенциально обладающие фармакологической активностью, фармацевтические композиции на их основе и способ их применения // Заявка на патент РФ № 2011113043,2011.

9. М. И. Лавров, В. А. Палюлин, В. В. Григорьев, С. О: Бачурин, Н. С. Зефиров. Дизайн* новых модуляторов АМРА-рецепторов, влияющих на процессы, формирования памяти // Тезисы, докладов XVI Российского национального конгресса «Человек и? лекарство», Москва; 6-10 апреля 2009, с. 543-544.

10. М. Lavrov, Е. Radchenko, V. Chupakhin, D. Osolodkin; V. Palyulin; I. Baskin, N. Zefirov. Computer Molecular Design of Neuroprotectors // 1st Turkish-Russian joint meeting on organic and medicinal chemistry, October 14-1-7, 2009, Antalya-, Turkey, Abstracts book, p. 24.

11. M. И. Лавров, В. А. Палюлин, H. С. Зефиров. Конструирование и оптимизация позитивных модуляторов АМРАтрецепторов // Тезисы докладов XIII Международной конференции "Математика. Компьютер: Образование", г. Дубна, 23-28 января 2006 г. / под ред. Г.Ю.Ризниченко, изд. НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика" Москва-Ижевск, 2006, с. 219:

15. М. И. Лавров, В. А. Палюлин, Н. С. Зефиров. Конструирование и синтез аллостерических модуляторов АМРА-рецепторов // Тезисы докладов XIII Российского национального конгресса "Человек и лекарство", Москва, 3-7 апреля 2006, с. 24.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Лавров, Мстислав Игоревич, Москва

1. Сергеев П.С., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Рецепторы физиологическиактивных. веществ. // Москва-Волгоград. 1999. С. 346420:

2. Watkins J.C., Evans R;H: Excitatory amino-acid transmitters. // Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1981. V. 21. P. 165-204.

3. Kew J.N.C., Kemp J.A. Ionotropic and metabotropic glutamate receptor structure and pharmacology. // Psychopharmacology (Berlin). 2005. V. 179. P. 4-29.

4. Dingledine R., Borges K., Bowie D., Traynelis S.E. The glutamate receptor ion channels. // Pharmacol. Rev. 1999. V. 51. P. 7-61.

5. Monaghan D.T., Cotman.C. W. The distribution of 3H.kainic acid binding sites in rat CNS as determined by autoradiography. // Brain Res. 1982. V. 252. P. 91-100.

6. Goff D.C., Leahy L., Berman I., Posever Т., Merz L., Leon A.C., Johnson S.A., Lynch- G.J. A placebo-controlled pilot study of the ampakine CX516 added? to< clozapine in? schizophrenia: // J. Clin: PhyschopHarmacol. 2001. V. 21.P. 484-487.

7. Stensbol T.B., Madsen U., Krogsgaard-Larsen P. The AM PA receptor binding site: Focus on agonists and competitive antagonists. // Curr. Pharm. Des. 2002. V. 8. P. 857-872.

8. Brauner-Osborne H., Egcbjerg J., Nielsen E. et al. // J: Med. Chem. 2000. V. 43. N14. P. 2609-2626.

9. Danysz W. Positive modulators of AMPA receptors as a potential; treatment for schizophrenia. // Curr. Opin. Investig. Drugs: 2002. V. 3. P. 1062-1066.

10. Lynch G., Gall C.M. Ampakines and the threefold path to cognitive enhancement. // Trends Neurosci. 2006. V. 29. P. 554-562.

11. O'Neill M.J., Witkin J.M. AMPA receptor potentiators: Application for depression and Parkinson's disease. // Curr. Drug. Targets. 2007. V. 8. P. 603-620.

12. Ito I., Tanabe S., KohdaA., SugiyamaH. Allosteric potentiation of quisqualate receptors' by a nootropic drug aniracetam. // J. Physiol. 1990. V. 424. P. 533-543.

13. Bleakman D., Alt A., Witkin J.M. AMPA receptors in the therapeutic management of depression. // CNS Neurol. Disord. Drug Targets. 2004. V. 6. P. 117-126:

14. O'Neill M.J., Bleakman D., Zimmerman D.M., Nisenbaum E.S. AMPA receptor potentiators for the treatment of CNS disorders. // CNS Neurol. Disord. Drug Targets. 2004. V. 3. P. 181-194:

15. Staubli U., Rogers G., Lynch G. Facilitation of glutamate receptors enhances memory. UProc. Nat. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. P. 777-781.

16. Staubli U., Perez Y., XuF.B., Rogers G., IngvarM., Stone-Elander S., Lynch G. Centrally active modulators of glutamate receptors facilitate the induction of long-term potentiation in-vivo. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1994. V.91.P. 11158-11162.

17. Hollmann M., O'Shea-Greenfield A., Rogers S.W., Heinemann S. Cloning byfunctional expression of a member of the glutamate receptor family. // Nature. 1989. V. 342. P. 643-648.

18. Hollmann M., Hienemann S. Cloned glutamate receptors. // Ann. Rev. Neurosci. 1994. V. 17. P. 31-108.

19. Stephen F. T., Lonnie P. W., Chris J. M., Frank S. M.i, Katie M. V., Kevin K. O., Kasper B. H., Hongjie Y., Scott J. M. Glutamate Receptor Ion Channels:Structure, Regulation, and Function. II Pharmacol RevN. 2010. 62. P. 405-496.

20. Rosenmund C., Stern-Bach Y., Stevens C.F. The tetrameric structure of a glutamate receptor channel. // Science. 1998: V. 280. P. 1596-1599.

21. FrancotteP., TullioP., FraikinP., Counerotte S., GoffinE., PirotteB. In search of novel AMPA potentiators. // Recent Pat. CNS Drug Discov. 2006. V. l.P. 239-246.

22. Sobolevsky AI, Rosconi MP, Gouaux E. X-ray structure, symmetry and mechanism of an* AMPA-subtype glutamate receptor. // Nature. 2009. V. 462 P. 745-756.

23. Balannik V., Menniti F. S., Paternain A. V., Lerma J., Stern-Bach Y. Molecular mechanism of AMPA receptor noncompetitive antagonism. // Neuron. 2005. V. 48. P. 279-288.

24. Ayalon G and Stern-Bach Y (2001) Functional assembly of AMPA and kainate receptors-is mediated" by several discrete protein-protein interactions. Neuron.N. 31. P. 103-113.

25. Mansour M., Nagarajan N., Nehring R. B., Clements J. D., and Rosenmund C. Heteromeric AMPA receptors assemble with a preferred subunit stoichiometry and spatial arrangement. //Neuron 2001. V. 32. P. 841-853.

26. Sommer B., Keinanen K., Verdoorn T.A., Wisden W., Burnashev N., Herb A., KohlerM., Takagi T., SakmannB., SeeburgP.H. Flip and flop a cell-specific functional switch in glutamate-operated channels of the CNS. // Science. 1990. V. 249. P. 1580-1585.

27. Monyer H., Seeburg P.H., Wisden W. Glutamate-operated channels -developmentally early and mature forms arise by alternative splicing. // Neuron. 1991. V. 6. P. 799-810.

28. Seeburg P.H., Hartner J. Regulation of ion channel/neurotransmitter receptor function by RNA editing. // Curr. Opin. Neurobiol. 2003. V. 13. P. 279-283.

29. Armstrong N., Sun Y., Chen G. Q., Gouaux E. Structure of a glutamatereceptor ligand-binding core in complex with kainate. // Nature. 1998. V. 395. P. 913-917.

30. Stern-Bach Y., Russo S., Neuman M., Rosenmund C. A point mutation in the glutamate binding site blocks desensitization of AMPA receptors. // Neuron. 1998. V. 21. P. 907-918.

31. Carrasco M.A., Hidalgo C. Calcium microdomains and gene expression in neurons and skeletal muscle cells. // Cell Calcium. 2006. V. 40. P. 575—583.

32. Gallo V., Upson L. M., Hayes W. P., Vyklicky L. Jr., Winters C. A., Buonanno A. Molecular cloning1 and development analysis of ai new glutamate receptor subunit isoform in cerebellum. // JNeurosci. 1992. V. 12. P.1010-1023.

33. Villmann C., Becker C.-M. On the hypes and falls in neuroprotection: Targeting the NMDA receptor. // Neurosci. 2007. V. 13. P. 594-615.

34. Bowie D., Mayer M.L. Inward rectification of both AMPA and kainate subtype glutamate receptors generated by polyamine-mediated ion-channel block. II Neuron. 1995. V. 15. P. 453-462.

35. SunY., Olson R., Horning M., Armstrong N., Mayer M., GouauxE. Mechanism of glutamate receptor desensitization. // Nature. 2002. V. 417. P. 245-253.

36. Jin R., Banke T. G., Mayer M. L., Traynelis S. F., Gouaux E. Structural basis for partial agonist action at ionotropic glutamate receptors. // Nat. Neurosci. 2003. V. 6. P. 803-810.

37. Jin R., Clark S., Weeks A. M., Dudman J. T., Gouaux E., Partin K. M. Mechanism of positive allosteric modulators acting on AMPA receptors. // J Neurosci. 2005. V. 25. P. 9027-9036.

38. Horning M. S., Mayer Ml L. Regulation of AMPA receptor gating by ligand binding core dimers. II Neuron. 2004'. V. 41. P. 379-388.

39. Weston MC, Gertler C, Mayer ML, and™ Rosenmund C. Interdomain interactions in AMPA and kainate receptors regulate affinity for, glutamate. // J Neurosci. 2006. V. 26. P. 7650-7658.

40. Ascher P., Nowak L. Quisqualate-activated and kainate-activated channels in mouse central neurons in culture. II J. Physiol. 1988. V. 399. P. 227-245.

41. MosbacherJ., SchoepferR., MonyerH., BurnashevN., SeeburgP., Ruppersberg J.P. A molecular determinant for submillisecond desensitization in glutamate receptors. II Science. 1994. V. 266. P. 1059-1062.

42. LomeliH., MosbacherJ., MelcherT., HogerT., GeigerJ.R.P., KunerT., MonyerH., HiguchiM., Bach A., SeeburgP.H. Control of kinetic-properties of AMPA receptor channels by nuclear-RNA editing. // Science. 1994. V. 266. P. 1709-1713.

43. Mayer M.L., Armstrong N. Structure and function of glutamate receptor ion channels. II Ann. Rev. Physiol 2004. V. 66. P. 161-181.

44. Drejer J., Honore T. New quinoxalinediones show potent antagonism of quisqualate responses in cultured mouse cortical-neurons. // Neurosci. Lett. 1988. V. 87. P. 104-108.

45. Sheardown M.J., Nielsen E.O., Hansen-A.J., Jacobsen P., Honore T. 2,3-dihydroxy-6-nitro-7-sulfamoyl-benzo(f)quinoxaline a neuroprotectant for cerebral-ischemia. II Science. 1990. V. 247. P. 571-574.

46. Solyom S., Tarnawa I. Non-competitive AMPA antagonists of 2,3-benzodiazepine type. // Curr. Pharm. Des. 2002. V. 8. P: 913-939.

47. Rtiel J;, Guitton M.J., Puel J.L. Negative allosteric modulation, of AMPA-prefeiTing receptors by the selective isomer GYKI 53784,(LY303070), a specific non-competitive; AMPA antagonist. // CNS Drug Rev. 2002. V. 8. P. 235-254.

48. Chappell A.S., Sander J.W., Brodie M.J., Chadwick D;, Lledo A., Zhang D., Bjerke J., Kiesler G.M., Arroyo S. A crossover, add-on: trial of talampanel in patients with refractory partial seizures. // Neurology. 2002. V. 58. P. 1680-1682. "

49. Lynch Ci. AMPA receptor modulators as cognitive enhancers. // Curr; Opin. Pharmacol. 2004. V. 4. P. 4-11.

50. O'Neill M.J., Dix S. AMPA receptor potentiators as cognitive enhancers. // IDrugs. 2007. V. 10. P. 185-192.

51. Arai A.C., KesslerM. Pharmacology of ampakine modulators: From AMPA receptors to synapses and behavior. // Curr. Drug Targ. 2007. V. 8. P. 583-602.

52. Arai A.C., KesslerM., Rogers G., Lynch G. Effects of the potent ampakine CX614 on hippocampal and recombinant AMPA receptors: Interactions with cyclothiazide and GYKI 52466. // Mol. Pharmacol 2000. V. 58. P. 802-813.

53. Nagarajan N., Quast C., Boxall A.R., Shahid M., Rosenmund C. Mechanism and impact of allosteric AMPA receptor modulation by the Ampakine (TM) CX546. II Neuropharmacology. 2001. V. 41. P. 650-663.

54. Rayevsky K.S., Eremin K.O. Allosteric modulators of AMPA type glutamate receptors a novel gubclass of physiologically active substances. // Biomedical Chemistry.T. 50. B. 6. C. 523-538.

55. Nakagawa T., Cheng Y., Ramm E., Sheng M., Walz T. Structure and different conformational states of native AMPA receptor complexes. // Nature. 2005. V. 433. P. 545-549.

56. Lauterborn J.C., Lynch G., Vanderklish P., Arai A., Gall C. Positive modulation of AMPA receptors increases neurotrophin expression by hippocampal and cortical neurons.'// J. Neurosci. 2000. V. 20. P. 8-21.

57. Dicou E., Rangon C.M., Guimiot F., Spedding M., Gressens P. Positive allosteric modulators of AMPA receptors are neuroprotective against lesions induced by an NMDA agonist in neonatal* mouse brain. // Brain Res. 2003. V. 970. P. 221-225.

58. Hayashi T., Umemori H., Mishina M., Yamamoto T. The AMPA receptor interacts with and signals through the protein tyrosine kinase Lyn. // Nature. 1999. V. 397. P. 72-76.

59. Kotzbauer P.T., Lampe P.A., Heuckeroth R.O., Golden J.P., Creedon D.J., Jr. Johnson E.M., MilbrandtJ. Neurturin, a relative of glial-cell-line-derived neurotrophic factor. II Nature. 1996. V. 384. P. 467-470.

60. Nicole L., Ballew. Cortex Pharmaceuticals, Inc., Maintaining Function Goes a Long Way. // Chemistry & Biology. 2003. V. 10. P. 1003-1004.

61. Davis C.M., Moskovitz B., Nguyen M.A., Tran B.B., Arai A., Lynch G., Granger R. A profile of the behavioral changes produced by facilitation of AMPA-type glutamate receptors. // Psychopharmacology. 1997. V. 133. P. 161-167.

62. Bachurin S.O., Grigoriev V.V., Shevtsova E.Ph., Koroleva I.V., Dubova L.G., Kireeva E.G. Anti-aging properties of Dimebon: Relation to mitochondrial permeability inhibition. II Exp. Gerontol 2007. V. 42. P. 142-143.

63. Bloss E.B., Hunter R.G., Waters E.M., Munoz C., Bernard K., McEwen B.S. Behavioral and biological effects of chronic SI8986, a positive AMPA receptor modulator, during aging. II Exp. Neurol. 2008'. V. 210. P. 109-117.

64. Asztely F., Gustafsson B. Ionotropic glutamate receptors Their possible role in the expression of hippocampal synaptic plasticity. // Mol. Neurobiol. 1996. V. 12. P: 1-11.

65. Bliss T.V.P., Collingridge G.L. A synaptic model of memory long-term potentiation in the hippocampus. II Nature. 1993. V. 361. P. 31-39

66. Maren S., Baudry M. Properties and mechanisms of long-term synaptic plasticity in the mammalian brain relationships to learning and memory. // Neurobiol. Learn. Mem: 1995. V. 63. P. 1-18.

67. Sekiguchi M., Nishikawa K., Aoki S., and Wada' K. A desensitization-selective potentiator of AMPA-type glutamate receptors. Br J Pharmacol. 2002. V. 136. P. 1033-1041.

68. Guenzi A., Zanetti M. Determination of aniracetam and its main metabolite, n-anisoyl-gaba, in human plasma by high-performance liquid-chromatography. //Chromatogr. Biomed. App. 1990. V. 530. P. 397-406.

69. Yamada?K.A., Tang C.IV1. Benzothiadiazides.inhibit rapid glutamate-receptor desensitization and' enhance glutamatergic synaptic currents. // J: Neurosci. 1993. V. 13. P: 3904-3915.

70. Arai A.C., Xia Y.F., Rogers G., Lynch G., Kessler M. Benzamide-type AMPA receptor? modulators form two subfamilies with distinct modes of action. II J. Pharm. Exp. Ther. 2002. V. 303. P. 1075-1085.

71. Desos P., Serkiz B., Morain P., Lepagnol J., Cordi A.A. Enantioselective synthesis of a pyrrolo-benzothiadiazine derivative S 18986, a new AMPA receptor positive modulator. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1996. V. 6. P. 3003-3008.

72. Latysheva N. V., Rayevsky K. S. Chronic neonatal N-methyl-D-aspartate receptor • blockade induces learning deficits and transient hypoactivity in young rats. // Prog. NeuropsychopharmacolBiol. Psychiatry. 2003.: V. 27. P. 787-94.

73. Hampson R:E., Rogers G., Lynch G., Deadwyler S.A. Facilitative effects of the ampakine CX516 on; short-term; memory in rats:. Correlations with hippocampaMeuixmakactivity.V/i/ Neurosci. 1998: V. 18. P. 2748-2763.

74. BernM.,. BahrrJennifer B;, Subramani M., Ebru. C., Markus R., Stephan U., André S;, Gary^^R: Survival- Signaling;^^ and? S elective Neuroprotection: Through Glutamatergic Transmission. // Experimental Neurology. 2002. V. 174. P. 3 747

75. Rogers G., Marrs C. Benzofurazan compounds which enhance AMPA receptor activity // US Patent № 6313115. 2001.

76. Granger R., Staubli U., Davis M., Perez Y., Nilsson L., Rogers G.A., Lynch G. A drug that facilitates glutamatergic transmission reduces exploratory activity and improves performance in a learning-dependent task. H Synapse. 1993. V. 15. P. 326-329.

77. Miu P., Jarvie K.R., Radhakrishnan V., Gates M.R., Ogden A., Ornstein P.L., Zarrinmayeh H., Ho K., Peters D., Grabell J., Gupta A., Zimmerman D.M.,140

78. Bleakman D. Novel AMPA receptor potentiators LY392098 and LY404187: effects on recombinant human AMPA receptors in vitro. // Neuropharmacology. 2001. V. 40. P. 976-983.

79. Quirk J.C., Nisenbaum E.S. LY404187: A novel positive allosteric modulator of AMPA receptors. // CNS Drug Rev. 2002. V. 8. P. 255-282.

80. Gates M., Ogden A., Bleakman D. Pharmacological effects of AMPA receptor potentiators LY392098 and LY404187 on rat neuronal AMPA receptors in vitro. II Neuropharmacology. 2001. V. 40. P. 984-991.

81. Sekiguchi M., FleckM.W., MayerM.L., Takeo J., ChibaY., Yamashita S., WadaK. A novel allosteric potentiator of AMPA receptors: 4-2phenylsulfonylamino)ethylthio.-2,6-difluoro-phenoxyacetamide. //

82. J. Neurosci. 1997. V. 17. P. 5760-5771.

83. SekiguchiM., YamadaK., Jin J., Hachitanda M., Murata Y., NamuraS., Kamichi S., Kimural., WadaK. The AMPA receptor allosteric potentiator PEPA ameliorates post-ischemic memory impairment. // NeuroReport. 2001. V. 12. P.- 2947-2950.

84. Bachurin S.O., Grigoriev V.V., Drany O.A., ProshinA.N., Tkachenko S.E. Isothiouronium derivative potentiates Ampa/kainate induced currents in rat cerebellar Purkinje neurons. II J. Neurochem. 1999. V. 73. P. S143D.

85. Birgitte H. Kaae, Kasper H.,1 Jette S., Alberto Contreras Sanz. Structural Proof of a Dimeric Positive Modulator BridgingTwoIdentical AMPA Receptor-Binding Sites. // Chemistry & Biology. 2007. V. 14. P. 1294-1303.

86. Bohm H.J. LUDI: rule-based automatic design of new substituents for enzyme inhibitor leads // J. Comput. Aided. Mol. Des. 1992. V. 6. N. 6. P. 593-606.

87. Morris G. M., Goodsell D.S., Halliday R.S., Huey R., Hart W.E., Belew R.K., Olson A.J. Automated Docking Using a Lamarckian" Genetic Algorithm and An Empirical Binding Free Energy Function // J. Comput. Chem. 1998. V. 19. N. 14. P. 1639-1662.

88. Goodsell D.S., Olson A.J. Automated docking of substrates to proteins by simulated annealing II Proteins 1990. V. 8, N. 3, P. 195-202.

89. Wang R., Gao Y., Lai L. LigBuilder: A Multi-Purpose Program for Structure-Based Drug Design // J. Mol. Model. 2000. V. 6, N. 7, P. 498-516.

90. Joseph-McCarthy D. Computational approaches to structure-based ligand design. II Pharmacol Ther. 1999. V. 84, N2, P. 179-191.123.. Tripos International, 1699 South Hanley Rd., St. Louis, Missouri, 63144, USA

91. Armstrong N., Gouaux E., Mechanisms for activation and antagonism of an AMPA-sensitive glutamate receptor: crystal structures of the GluR2 ligand« binding core. // Neurom 2000: V. 28. P. 165-181.

92. Sobolevsky A .1., Rosconi MP., Gouaux E. X-ray structure, symmetry and mechanism of an AMPA-subtype glutamate receptor // Nature. 2009. V. 462. P. 745-755.

93. Morris G.M., Huey R., Lindstrom W.5 Sanner M.F., Belew R.K., Goodsell D.S., Olson A.J. AutoDock4 and AutoDockTools4: Automated docking with selective receptor flexibility. II J. Comput. Chem. 2009. V. 30. № 16. P. 27852791».

94. Partin K.M. Domain Interactions Regulating AMPA Receptor Desensitization // J. Neurosci. 2001. V.21. N 6. P. 1939-1948.

95. Rusman Snjeana, Koji-Prodi Biserka, Rui-Toro iva, unji Vitomir, Lenstra Albert T. H. Enantioselective Reduction of Some Aromatic Ketones by Baker's Yeast// Croat. Chem. Acta. 1990. V. 4. P. 701-718.

96. Wallace J.S., Baldwin B.W., Morrow C., Separation of remote diol and triol stereoisomers by enzyme-catalyzed esterification in organic media or hydrolysis in aqueous media. II J. Org. Chem. 1992. V. 57. P. 5231-5239.

97. Singh N.P., Kumar A. An Easy Access to a-Aryl-, Allylnitriles. // Ind. J. Chem. Sect. B1 1985. V. 24. P. '1195-1196.

98. Yoon N.M., Brown H.C. Selective reductions. XII. Explorations in some representative applications of aluminum hydride for selective reductions. // J. Am. Chem. Soc. 1968. V. 90. P. 2927-2938.

99. Nystrom R.F. Reduction* of Organic Compounds by Mixed Hydrides. I. Nitriles. II J. Am. Chem. Soc. 1955. V. 77. P. 2544-2545.

100. Szmuszkovicz J., Anthony W., Heinzelman R. Notes- Synthesis of N-Acetyl-5-methoxytryptamine. II J. Org. Chem. 1960. V. 25. P. 857-859.

101. Mc Cabe P. H., Milne N. J., Sim G. A. Conformational control in the 3,7-diazbicyclo3.3.1.nonane system. // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1985. P. 625-626.

102. Biernacki, Wladyslaw; Sobotka, Wieslaw» synthesis of 6,7-ethylenedioxy-2,2-dimethyl-3-chromene. 11 Polish Journal of Chemistry. 1980. V. 54. N 11. P. 2239 2242.

103. Seong, Churlmin, Park, Nosang, Jung, Yungsik, Choi, Jinil, Park, Wookyu. 3-aryl-3-methyl-quinoline-2, 4-diones, preparation method thereof, and pharmaceutical composition containing the same. 2006. US № 84676A1.139.

104. Sedelmeier, Joerg, Ley, Steven V.; Baxendale, Ian R., Baumann, Marcus. KMn04-mediated oxidation as a continuous flow process. // Organic Letters. 2010. V. 12. N16. P. 3618-3621.

105. Silver, L. Friedel-Crafts Type reactions on Biphenyl. // J. Am. Chem. Soc. 1934. V. 56. P. 2429-2431.

106. Kurfurst A., Lhotak P., Petru M., Kuthan J. Oligophenylyne 2,4,6-triarylpiridines and analogous diaza-p-terphenyls, diaza-p-quaterphenyls and diaza-p-quinquephenyls with luminescent activity. // Coll. Czech. Chem. Comm. 1989. V. 54. P. 462-472.

107. Colon I., Kelsey D.R. Coupling of Aryl Chlorides by Nickel and Reducing Metals. II J. Org. Chem. 1986. V. 51. P. 2627-2637.

108. Chao C.S., Cheng C. H., Chang C.T. New method for the preparation of activated nickel and cobalt powders and their application in biaryl synthesis. // J. Org. Chem. 1983. V.48. P. 4904-4907.

109. Seganish W. M., Mowery M.E., Riggleman S., DeShong Ph. Palladium-catalyzed homocoupling of aryl halides in the presence of fluoride. // Tetrahedron. 2005. V. 61. P. 2117-2121.

110. Uhler E., Kang H-S., Zbiral E. Synthese von (2,3-Epoxy-4-oxoalkyl)phosphons^ureestern aus (l-Formylalkyl)phosphonaten. // Chem. Ber. 1955. V. 88. P. 299-308.

111. Rupe H., Jomi W. Uber hoher molekulare optischaktive Kohlewasserstoffe und Ketone aus Carvon. 1914. V. 47. P. 3064-3083.

112. Conant J.B., Blatt A.H. The action of sodium-potassium alloy on certain hydrocarbons. //J. Am. Chem. Soc. 1928. V. 50. P. 551-558.

113. Кузнецов А.И., Басаргин Е.Б., Московкин A.C., Ба M.X., Мирошниченко И.В., Ботников М.Я., Унковский Б.В. Синтез и масс-спектрометрическое изучение 5- моно- и 5,7-дизамещенных 6-оксо-1,3-диазаадамантанов. / ХГС. 1985. № 12. С. 1679-1685.

114. Grot W.G. Sulfonation of Acetone with Fuming Sulfuric Acid and Some Reactions of propanone-l,3-disulfonic Acid. // J.Org.Chem. 1965. V. 30! N. 2. P. 515-517.

115. Кузнецов А.И., Басаргин Е.Б., Ба-М.Х., Якушев П.Ф., Унковский Б.В. Синтез 5-монозамещенных 6-оксо-1,3-диазаадамантанов. II ЖОрХ. 1985. Т. 21. В. 12. С. 2607-2610.

116. Кузнецов А.И., Басаргин Е.Б., Ба М.Х. Московкин A.C. Синтез и масс-спектрометрическое изучение функциональных производных 5-моно и 5,7-дизамещенных 1,3-диазаадамантанов. / ХГС. 1989. № 5. С. 647-653.

117. Grundon M.F., Henbest Н.В., Scott M.D. 1,3-diazaadamantanes.// J.Org.Soc. 1963. № 233. P. 1855-1860.

118. Sasaki Т., Eguchi S., Kiriyama Т., Sakito Y. Reactions with 1,3-diazaadamantanes. H J.Org. Chem. 1973. V. 38. P. 1648-1651.

119. Агаджанян Ц.Е., Арутюнян А. Д., Арутюнян Г.Л. Расрытие гексагидропиримидинового кольца 2-замещенных 1,3-диазаадамантанов электрофильными реагентами. // ХГС. 1992. № 7. С. 929-932.

120. Chiavarelli S., Settimj G. Sintesi nella serie dell'l,5-difenil- bispidin -9-one. Derivati sostituiti simmetrici. II Farmaco Ed. Sei. 1961. V.16. P. 313-325.

121. Stetter H., Schäfer J., Dieminger К. Uber die Bildung des 1.3-diaza-adamantan-ringsystems durch Mannich-Kondensation. // Chem. Ber. 1958. V. 91. P. 598-604.

122. Lambert J.B., Majchrzak M.W. Ring-Chain Tautomerism in 1,3-diaza and 1,3-oxaza Heterocycles. II J. Am.Chem.Soc. 1980. V. 102. № 10. P. 35883591.

123. Минасян Г.Г., Агаджанян Ц.Е., Адамян Г.Г. Превращение 1,3-диаза- и 1,3,5-триазаадамантанов в азотсодержащие пентациклические соединения. IIХГС. 1994. N 1. С. 106-110.

124. Бюлер К., Пирсон Д. Органические синтезы. Т. 2. М.: Мир. 1973. С. 432, 471,496.

125. Smiley R., Arnold С. Notes- Aliphatic Nitriles from Alkyl Chlorides. // J. Org. Chem. 1960. V. 25. P. 257-258.

126. Visqanathan R., Prabhakaran, Plotkin M.A., Johnston J.N. Free Radical-Mediated Aryl Amination and Its Use in a Convergent 3+2. Strategy for Enantioselective Indoline a-Amino Acid Synthesis. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 163-168.

127. Einhorn A., Uhlfelder E. Ueber Ester und Alkaminester der m,p-Diaminobenzoesaure. II Ann. Chem. 1909. V. 371. P. 162-179.

128. Melero C. P., Ana В., Maya S., Benedicto del Rey. A new family of quinoline and quinoxaline analogues of combretastatins// Bioorg. Med. Chem. Lett. 14 (2004) P. 3771-3774.

129. Hui X., Julie Desrivot, Christian Bories, Philippe M. Loiseau, Xavier Franck,

130. Reynald Hocquemiller, Bruno Figade're. Synthesis and antiprotozoal activity147of some new synthetic substituted quinoxalines // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006. V. 16. P. 815-820.

131. Birkofer L., Widmann A. Neue Phenazin-Derivate und ihre tuberkulostatische Wirkung. // Chem. Ber. 1953. V. 86. P. 1295-1302.

132. Scott R.B., Gayle J.B., Heller M.S., Lutz R.E. A study of alyphatic sulfonyl compounds. III. Sulphonyl chloride formation from Grignard reagents. // J. Org. Chem. 1955. V. 20. P. 1165-1168.

133. Smith K., Hou, D. A General, and Efficient Method for the Preparation of Organic Sulfonic Acids by Insertion of Sulfur Trioxide into the Metal-Carbon Bond ofOrganolithiums. //J. Org. Chem. 1996. V. 61. P. 1530-1532.

134. Sprague J.M., Johnson T.B'. The Preparation of Alkyl Sulfonyl Chlorides from Isothioureas. II J. Am. Chem. Soc. 1937. V. 59. P. 1837-1840:

135. Cole, Edward R.; Crank, George; Minh, H. T. Haii An Improved'Method for the Synthesis of 2,2-disubstituted and 2-Monosubstituted 1,3-Benzodioxoles. II Australian Journal of Chemistry. 1980. V. 33. N 3. P. 675-680.

136. C. M. Silcox Yoder, J.J. Zuckerman. Benzodioxoles, Naphtodioxins and Dibenzodioxepins. // Journal of Heterocyclic Chemistry. 1967. V.4. P. 166167.

137. Benoit, Germaine, Millet, Bernard. Substituted 1,3-benzodioxoles. II Bulletin de la Societe Chimique de France. 1960. P. 638-642.

138. Sargent, Melvyn V., Wangchareontrakul, Sirichai. The Synthesis and Identification of Alkenyl and Alkadienyl Catechols of Burmese Lac. // Journal of the Chemical Society. 1989: P.4 431-439.

139. Wozniak D., Szymanska, A., Oldziej, S., Lankiewicz, L., Grzonka, Z. Application of Oppolzer's sultam in the synthesis of cyclic a-amino ¡acids and p-amino.'acidsv. // Polish Joumakof Chemistry.} 2006,* V.' 80; T?l265:-277\.

140. Ling, Yong. // Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2010; V. 18. P! 3448-■■3456;/

141. Burdeniuc J.J. Methods for preparing 5- and 6-benzyl-functionalized quinoxalines. // 2003. US patent № 6750343.

142. N-substituted sulfonamide derivatives;// 2001. US patent № 6525099. 186. Arnold M.B., Bender D M., Bleischr T.J;,. Jones W.D;, Ornstein; P.L., Zarrinmayeh H;, Zimmerman D.M; Amide, carbamate, and urea derivatives; // 2001. US patent № 6617351.