Тиосульфатный метод синтеза тиопроизводных пуриновых нуклеозидов и их аналогов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

Химический факультет

На правах рукописи

Цалман Людмила Владимировна

ТИОСУЛЬФАТНЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА ТИОПРОИЗВОДНЫХ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОЗИДОВ И ИХ АЦИКЛИЧЕСКИХ АНАЛОГОВ

02.00.10 - биоорганическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Лаборатории химии синтетических лекарственных средств Института органического синтеза Латвийской Академии наук.

Научный руководитель:

член-корреспондент Латвийской Академии наук,

доктор химических наук, профессор Лидак Маргер Юрьевич

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, в.н.с. Потапов Виктор Кузьмич кандидат химических наук, с.н.с. Романова Елена Александровна

Ведущая организация — Институт молекулярной биологии им. ВА.Энгельгардта РАН

Защита состоится «23» марта 2004 года в 17 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.41 по химическим наукам при Московском государственном университете им. М.ВЛомоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские Горы, Институт физико-химической биологии им. А.Н.Белозерского МГУ, аудитория 501.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке химического факультета МГУ.

Автореферат разослан «20» февраля 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических нау

И.Г.Смирнова

Актуальность, темы: Тиопроизводные пуриновых нуклеозидов и их аналогов являются перспективным классом биологически активных соединений. 8-Тиогуанозин и 8-тиоинозин проявляют сильные иммуномодулирующие свойства, 8-алкилтиоаденозины обладают противовоспалительным > действием.-. 6-Тиопурнновые нуклеозиды и пуриновые основания широко применяются в медицине для лечения лейкозов и других онкологических заболеваний. Нашли клиническое применение производные и аналоги Б-аденозшшетионина и: S-аденозилгомоцистеина. 5'-Дезокси-5'-алкилтиопроизводные аденозина обладают противовирусными свойствами.

Такое широкое использование тиопронзводных пуриновых нуклеозидов стимулирует поиск новых методов их синтеза, которые были бы эффективными и сравнительно легко технологически реализуемыми. Известные же методы часто отличаются низкой эффективностью, технологической сложностью, токсичностью используемых реагентов и побочных продуктов.

Цель работы: состояла в разработке эффективного, легко технологически. реализуемого и экологически чистого метода тиолирования нуклеозидов, в изучении реакции разных галогенпроизводных пуриновых нуклеозидов и их аналогов с тиосульфатом натрия в водной среде, в идентификации вновь полученных продуктов, в разработке препаративных методов их получения и в изучении их биологической активности.

Научная новизна. Впервые систематически изучена реакция тиолирования: различных галогенпроизводных пуриновых нуклеозидов и их ациклических аналогов действием тиосульфата натрия, исследованы условия проведения реакции. Выявлен катализатор процесса тиолирования 8-бромпуриновых нуклеозидов тиосульфатом натрия . - хлорид алюминия. Установлено, что некоторые впервые синтезированные вещества обладают выраженной биологической активностью.

" Практическая ценность. Впервые разработан эффективный, простой, технологически легко реализуемый и экологически чистый способ тиолирования 8- и (э-галогенпроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов из их • 8- и 6-галогенопроизводных действием тиосульфата натрия в кипящей воде. Выявлен оптимальный катализатор процесса — хлорид алюминия. Разработаны препаративные методы синтеза 8- и 6-тиопроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов.

* Изучено взаимодействие 2-бромэтшшуринов и 2-бромэтил-8-бромпуринов с тиосульфатом натрия в кипящей воде и влияние присутствия катализатора на ход реакции. В результате впервые получены 2-(пуринил)этилтиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные, из которых получены соответствующие дитиолаты. Ди(8-бромаденинил-9,9'-этил)дитиолат показал выраженную противоопухолевую активность, сравнимую с активностью известного противолейкозного препарата 6-тиогуанина.

Впервые изучена реакция тиолирования 2'-, 3'- и 5'-хлор-2'-, 3'- и 5'-дезоксипуриннуклеозидов кипящим водным раствором тиосульфата натрия и установлена зависимость строения получающегося продукта от природы исходного нуклеозн-да и концентрации реагентов. В результате впервые получены 5'-дезоксипуриннуклеозид-5*-тиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные.

Впервые синтезирован ациклический аналог известного сердечно-сосудистого лекарственного средства N-этиламида аденозин-5*-карбоновой кислоты (NECA) - N-этиламид аденинил-9-метоксиуксусной кислоты, а также его 8-бром- и 8-тиопроизводные. Ациклические аналоги NECA показали существенное преимущество по отношению к NECA по повышению выживаемости животных в экстремальных ус-

{гсс, илцвымльила

I £ИСДПОТЕКА

СПяя^.ТГ

о» »

шм

ловиях. Способ их синтеза и результаты исследования их биологической активности защищены авторским свидетельством.

В процессе изучения реакции тиолирования пуринов, пуриновых нуклеозидов и их ациклических аналогов и разработки препаративных методов их получения впервые были синтезированы и идентифицированы 45 неизвестных ранее химических соединений.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на V Всесоюзной конференции «Методы получения и анализа биохимических препаратов», на V Конференции молодых ученых соцстран по биоорганической химии и на VIII Конференции молодых ученых по органической и биоорганической химии.

П у б л и к а ц и и. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

О б ъ е м р а б о т ы. Диссертационная работа изложена на 136 страницах, содержит 27 схем, 35 таблиц, 2 рисунка. Она состоит из введения, литературного обзора «Синтез и биологические свойства тиопроизводных пуринов и пуриннуклеозидов», обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы (434 ссылки на литературные источники).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. РЕАКЦИЯ 8-БГОМПГОИЗВОДНЫХ ПУРИНОВ, ПУРИННУКЛЕОЗИДОВ И ПУРИНАЦИКЛОНУКЛЕОЗИДОВ С ТИОСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ

1.1. 8-ТИОПУРИННУКЛЕОЗИДЫ

Первым этапом наших синтетических исследований был поиск эффективного и простого метода получения 8-тиопуриннуклеозидов. Известные из литературы способы синтеза имеют ряд недостатков: сложность методики, низкая эффективность, использование токсичных и пожароопасных реагентов и растворителей, длительность реакции, образование токсичных побочных соединений. Так, метод достройки пури-нового кольца на основе оксазолидшггиона очень долог и неэффективен, при этом используются ртутные соля и амальгамы; прямое тионирование нуклеозида серой тоже часто малоэффективно. Наиболее часто применяемые методы синтеза - методы нук-леофильного замещения брома в 8-положении на тиогруппу тиомочевиной в кипящем этаноле либо гидросульфидом натрия в диметилформамиде имеют те же недостатки: прежде всего, низкая эффективность (например, выходы синтеза 8-тиоаденозина действием тиомочевины - 52%, действием гидросульфида натрия - 49%), длительность реакции (5-48 ч); образование токсичных побочных соединений: цианамида и циан-гуанидина из тиомочевины, сероводорода из сульфида натрия, что затрудняет их применение в промышленности.

Во избежание этих недостатков нами разработан метод синтеза 8-тиоаденозина (III). из 8-бромаденозина (I) с применением в качестве нуклеофильного реагента тиосульфата натрия. Тиосульфат натрия используется в препаративной органической химии для превращения галогеналкилов и галогенарилов в соли Бунте, которые в кислой среде распадаются до тиолов. По аналогии мы предполагаем, что и данная реакция протекает через образование соли Бунте (II), которую в этом случае не удалось зафик-сировать.(схема 1).

Схема 1.

N,11-.

НО ОН

I

~ N42"

СО^*

но. он

II

кн.

N

I

Ч.

N ^

КО -1/0

О

но он

III

Причина нестабильности (II).. очевидно в том, что Е-тиопуриннуклеозиды существуют в основном в тиоксоформе, и, значит, сильное стремление атома серы, связанного с С8, к образованию двойной связи с ним приводит к крайней нестабильности связи между этим атомом серы и группой; - БОз№ в (II) и быстрому распаду этой соли..

Замена атома брома на тиогруппу при С приводит к сильному батохромному сдвигу в спектре УФ-поглощения нуклеозида. 8-Бромаденозин (I) имеет при рН 1 в водном растворе Хмгх 267 нм, 8-тиоаденозин (III) - 311 нм, по соотношению степени УФ-поглощения реакционной смеси при этих длинах волн Дзп/ Д267 мы контролировали глубину прохождения реакции (рис. 1). а

1 - спектр чистого S-бромаденозина (время реакции 0 мин.)

2 - время реакции -10 мин..

3 - время реакции - 17 мин.

4 - время реакции - 25 мин.

Для чистого S-тиоаденозина это соотношение равно 4,70. Такое соотношение поглощений достигалось при кипячении 8-бромаденозина с тиосульфатом натрия в воде в течение 2,5- 3 ч. С целью ускорения реакции мы провели поиск катализатора. В этом аспекте изучались кислоты Льюиса - водорастворимые соли двух- и трехвалентных металлов: ZnCb. FeSOi. Fe2(S04)3. СаС1г, MnSOi, AlClj .. Лучшим катализатором оказался хлорид алюмлния: практически полное превращение (I) в (III) наступает через 25- 30 мин., по снлг к нему близок сульфат трехвалентного железа. Соли двухвалентных металлов eyes-стзенного влияния на ход реакции не оказывали. Очевидно, роль катализатора - в узгллчении положительного заряда на С8, что способствует нуклео-фильной атаке со стороны тиосульфат- иона.

Таким образом, кипячением 8-бромаденозина (I) с тиосульфатом натрия в воде, при использовании хлорида алюминия в качестве катализатора в течение 0,5 ч с выходом 87% получен 8-тпоздгнозин (III).

8-Тиоинозин (V)" получен из 8-броминозина (IV) аналогичным образом, при том же соотношении реагентов (тиосульфата натрия — 1,3- 1,4 экв, хлорида алюминия — 0,06- 0,08 экв) и той :ке хтительности реакции. Выход - 63%.

8-Тиогуанозлн (VII) получен аналогично из 8-бромгуанозина (VI) с выходом 83%. Строение 8-тяслуршгауклеозидов (Ш,- V, VII) подтверждено спектрами ПМР, имеющими характерный сигнал ,N- H 12,5- 13,5 м.д., и УФ-поглощения, хорошо согласующимися с .тяггратурными данными, а также элементным анализом.

1.2.8-ТИОПУРИНЫ

8-Тиопуриняуклеозиды не могут быть гидролизованы кислотой до 8-тиопуринов в результате существования их в тиоксоформе и, следовательно, невозможности протонирования пуринового кольца. Поэтому 8-тиопурины получают довольно сложными н часто малоэффективными методами.

Мы пытались использовать метод, разработанный, нами для с синтеза . 8-бромаденозина, для превращения 8-бромпуринов в 8-тиопроизводные. -

8-Тиоаденин (ГХ) нами синтезирован с выходом 81% из 8-бромаденина (VIII) кипячением с тиосульфатом натрия в воде при добавлении каталитических количеств ХЛ09ИД& алюминия (схема 2).

Схема 2.

Na2S20j

Н

VIII Х = КН2 IX X = ш2

X Х = ОН XI х = он

При этом оказалось, что для полного превращения необходимо 8 ч при пятикратном избытке тиосульфата натриял Для превращения 8-бромгипоксантина (X) в 8-тиогипоксантин (XI) (с выходом 72%) в этих условиях понадобилось 2 ч (схема 2). 8-Бромгуанин (ХП) после кипячения в течение 10 ч в аналогичных условиях был выделен полностью без. изменения. Таким образом, 8-бромпурины значительно менее

делен полностью без изменения. Таким образом, 8-бромпурины значительно менее реакционноспособны во взаимодействии1 с тиосульфатом натрия, чем 8-бромпуриннуклеозиды, в которых электронооттягивающий остаток рибозы увеличивает частичный положительный заряд на атоме С8, способствуя тем самым нуклео-фильной атаке ионом тиосульфата.

Структура полученных соединений — 8-тиоаденина • (IX) и 8-тиогипоксантнна <• (XI) подтверждена спектрами ПМР,\ УФ-поглощения, хорошо согласующимися с литературными данными, и элементным анализом. Спектр ПМР содержит характерный сигнал N7-H (12,5- 13,5 мд.)> который отсутствует у исходных 8- бромпуринов; УФ-поглощение ( Хмах рН 1 312 нм (IX) и 294 нм (XI) ) характеризуется сильным бато-хромным сдвигом по сравнению с исходными 8-бромпуринами {Хыт рН 1 263 нм (VIII) и255нм (X)).

8-Тиопроизводные ациклических аналогов аденозина (XX- XXIII) синтезировали кипячением соответствующих ациклических аналогов 8-бромаденозина (XIV, XV,XVI,XVШ) в водном растворе тиосульфата натрия с добавлением каталитических количеств хлорида алюминия в течение 0,5- 1 ч с выходами 70- 90% (схема 4)..

Схема 4.

XIV Х = СН2ОАс

XV Х = СН2ОН

XVI х=соон XVIII* Х = СОШ(С2Н5)

XX Х = СН2ОАс 79%;

XXI Х = СН2ОН< . 82%

XXII Х = СООН 72%

XXIII Х = СОШ(С2Н5) 89%

3- Изомер (XIX) в этих условиях претерпевал значительный гидролиз по связи Ш-СН2.

8-Тиопроизводные ациклических аналогов инозина получили с выходами 70: - 80% из 8-бром-9-(2-ацетоксиэтоксиметил)гипоксантина«(XXIV) и 8-бром-9-(2-оксиэтоксиметил)гипоксантина (XXVI) кипячением с водным раствором тиосульфата натрия в течение 0,5 ч в присутствии катализатора (схема 5).

Исходное соединение (XXIV) с выходом 83% синтезировали из 8-бром-9-(2-ацетоксиэтоксиметил)аденина (XIV) дезаминированием, а затем соединение (XXIV) действием водного аммиака превратили в 8-бром-9-(2-6ксиэтоксиметил)гшюксантйн (XXVI) с выходом 80%.

Схема 5.

Ж

НТ X ^-Вг Ка25203

УО

Т/°\

XXV X = Н, У = Ас 72% XXVII Х = Н,У = Н 73% XXIX X = ЫНг, У = Н - 77% Синтез ациклического аналога 8-тиогуанозина (XXIX) потребовал, в отличие от соответствующих аналогов 8-тиоаденозина и 8-тиоинозина, значительного избыт-

XXIV Х = Н,У = Ас XXVI Х = Н,У = Н XXVIII Х = Ш2,У = Н

ка тиосульфата натрия и длительного кипячения (5 ч). Причина этого, по-видимому, в низкой растворимости 8-бромациклогуанозина.

Строение полученных 8-тиопроизводных ациклических аналогов пуриннук-леозидов подтверждено спектрами ПМР и УФ-поглошеню- и элементным анализом. Спектр ПМР характеризуется появлением сигнала атома водорода при N в слабом поле; спектр УФ-поглощения - сильным батохромным сдвигом пиков. Эти особенности спектров ациклических аналогов 8-тиопуриннуклеозидоз совпадают с особенностями спектров 8-тиопуриннуклеозидов.

Наряду с ^этиламидом 8-бром- и 8-тиоаденинил-9-уетоксиуксусной кислоты (XVIII и XXIII) нами синтезирован ^этиламид адгнкнклЛ-метоксиуксусной кислоты (XXXII). Из 9-(2-ацетоксиэтоксиметил) аденина" (XIII) окислением пермангана-том калия в щелочной среде получили аденинил-9-метоксиуксусную кислоту (XXX) с :. выходом 84%. Затем кислоту (XXX) этерифицировали метанолом, этанолом или 2-хлорэтанолом. Синтезированный эфир (чаще всего - 2-хлорэткловый (XXXI), получающийся с наиболее высоким выходом - 78%) действием жидкого этиламина эффективно превращался (с выходом 94%) в ^этиламид аденинил-9-метоксиуксусной кислоты (XXXII) - ациклический аналог известного препарата (ЫЕСА) (XXXIII).-

2. РЕАКЦИЯ ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ С 6-ХЛОРПРОИЗВОДНЫМИ ГУАНОЗИНА И ГУАНИНА

Распространенные методы синтеза 6-тиогуанина из Панина и защищенного 6-тиогуанозина из соответствующего защищенного гуанозина действием пентасуль-фида фосфора в пиридине, сульфолане и других растворителях имеют ряд существенных недостатков: довольно низкая эффективность (выходы 40- 70%), длительность реакции (6-18 ч), высокая токсичность реагентов, побочных продуктов и растворителей, их пожароопасность.

" Аналогичные недостатки * присущи и; методам синтеза. 6-тиогуанина: из: 6-галогеногуанина действием гидросульфидов и защищенного 6-тиогуанозина из защищенного 6-хлоргуанозина действием тиомочевины в кипящем этаноле или сероводорода в пиридине.

Нами разработан более простой, эффективный и экологически чистый способ синтеза 6-тиогуаннна и 6-тиогуанозина из 6-хлорпроизводных благодаря использованию в качестве нуклеофильного реагента тиосульфата натрия и растворителя — воды.

6-Хлор-(2\3\5*-три-О-ацстил)гуанозин (XXXVIII), полученный из гуанознна известным методом, при кипячении в водном растворе тиосульфата натрия в течение : 0,5 ч с выходом-96 - 98% превращался-в 6-тио-(2\3\5'-три-О-ацетил)гуанозин (XXXIX), из которого щелочным гидролизом с выходом 84% получили 6-тногуанозпн: ^Е), а кислотным гидролизом - с выходом 98 - 99% - 6-тиогуанин (XLII) (схема 6). 6-Хлоргуанозин (XXXVШa), полученный; из 6-хлор-(2\3\5'-три-О-ацетил)гуаиозина (XXXVIII) щелочным гидролизом, при кипячении в водном растворе с тиосульфатом натрия в течение 0,5 ч с выходом 98% превращался в б-тиогуанозин ^Е).

6-Хлоргуанин (XLI) при кипячении с водным раствором тиосульфата натрия в течение 0,5 ч с выходом 98% давал 6-тиогуанин (XLII) (схема 6).

6-Тногуаннн, полученный как из (XLI), так и из (XXXIX), легко выделяется из реакционной смеси фильтрованием и характеризуется элементным анализом, УФ- и ПМР-спектрами, хорошо совпадающими с литературными данными. Чистота его, определенная методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, - 99,95%.

Кислотный гидролиз 6-тио-(2\3\5*-три-О-ацетил)гуанозина (XXXIX) проводили при нагревании в 1 н. соляной кислоте в течение 1 ч. С целью получения в каче-

стве побочного продукта ценной 1,2,3,5-тетра-О-ацетил-р-О-рибофуранозы гидролиз проводили также кипячением (XXXIX) в смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты в течение часа. В результате реакции выделили К2, 9-диацетил-6-тиогуанин (XLШ) с выходом 64%-и кристаллическую 1.2,3.5-тетраацетилрибозу (XL1V) с выходом 55% . К2, 9-Диацет;п-б-тиогуанин (XLШ) был превращен в 6-тиогуанин кипячением со щелочью.

Спектры УФ-поглощения 6-тио-(2\3\5'-три-0-ацетил)гуанозина (XXXIX), 6-тиогуанозина (XL) и 6-тногуанина (XLП) {Хих рН 1 347 - 348 нм) характеризуются заметным батохромным сдвигом по сравнению с исходными 6-хлорпроизводными (ХмМрН1.318нм).'.

3. РЕАКЦИЯ 2- БРОМЭТИЛПУРИНОВ И ИХ 8- БРОМПРО1 ВВОДНЫХ С ТИОСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ

3.1. СИНТЕЗ СОЛЕИ БУНТЕ

В литературе - подробно рассмотрено взаимодействие тиосульфата натрия с ал-кил- и арилалкилгалогеюцами, в результате которого образуются алкил- и арилалкил-тиосульфаты - соли Бунте. Было обнаружено, что соли Бунте обладают сильным радиопротекторным действием. Это послужило важным толчком в развитии поиска химических средств защиты от ионизирующего излучения среди соединений этого ряда. Было найдено, что наибольшим радиопротекторным действием обладают производные аминоэтилтиосерной кислоты ККШоСШСШ8808", где К- алкил, аралкил.

Мы попытались более; подробно» исследовать реакцию 2-(пуринил)этилбромидов и их 8-бромпроизводных с тиосульфатом натрия. При этом, стремясь расширить поиск химических радиопротекторов, мы синтезировали ряд 2-(пуринил) этилтиосульфатов, а также их 8-бром- и 8-тиопронзводные.

Производные аминоэтилтиосерной кислоты — 2-(пуринил)этилтиосульфаты — нами получены из соответствующих 2-бромэтилпуринов.

Кипячением 9-(2-бромэтил)аденина (ХЦУП) в водном растворе тиосульфата натрия в течение 1 ч мы получили 2-(аденинил-9)этилтиосерную кислоту (ХЦУШ) (схема 7), а кипячением. 9-(2-бромэтил)гипоксантина. (ХК1Х) - 2-(гипоксантинил-9)этилтиосульфат натрия (К) с выходами 85- 89% (схема 8).

Технически соединение (ХЦУШ) было легче выделить в виде кислоты, а соединение (К) - в виде натриевой соли.

Схема 7."

ИагЭгОэ

СН2СН2Вг ... „ СН2СН2880зН

Х1ЛШ ХЬУШ

Схема 8.

Иа^БгОз Н

СН2СН2Вг СН2СН285 03№

хих V

Реакцией тиосульфата натрия с 8-бром-9-(2-бромэтил)аденином (К1) были синтезированы 2-(8-бромаденинил-9)этилтиосерная кислота (КП) (схема 10). При этом использовался тот факт, что 8-бромпроизводные медленно (в течение 2,5 - 3 ч) реагин руют с тиосульфатом натрия, давая 8-тиопуриновые производные, в отсутствие хлорида алюминия и быстро (в течение 0,5 ч) - в его присутствии.

Таким образом, кипячением соединения (К1) в водном растворе тиосульфата натрия в течение 1ч было получено 8-бромадениновое производное (КП) с выходом? 79%; при проведении реакции с добавлением каталитических количеств хлорида алюминия образовывалось 8-тиоадениновое производное (КШ) с выходом 58% (схема 9).

При этом в качестве примеси образовывался тиазолино[3,2-е]аденин г (КН1а), который отделялся .экстракцией хлороформом. При кипячеии соединения (КП) с водным раствором тиосульфата натрия в присутствии хлорида алюминия также получено 8-тиопроизводное (КШ) с выходом 75% с незначительной примесью (К1На).

иг аьсььБЗОзН

Схема 9.

Что касается реакции 8-бром-9-(2-бромэтил)ппюксантина с тиосульфатом натрия, .то получить ■ в чистом ■ виде 2-(8-бромгипоксантинил-9)этилтиосульфат ■ натрия

(ЬУ)

СНгСНгББОзКа

IX

не удалось, потому что атом брома при С ' в гипоксантиновых соединениях обменивается на ■ тиогруппу значительно ■ легче, 'чем в адениновых," и поэтому при проведении реакции даже в отсутствие А1С1з образуется смесь солен Бунте 8-бром- (ЬУ) и 8-тиогипоксантина (ЬУ1). При проведении реакции в присутствии А1СЬ получен чистый 2-(8-тиогипоксантинил-9)этилтиосульфат натрия (ЬУ1) (схема 10)...

Схема 10.

"(Ть

№28203 А1С1,

СН2СН25503Ыа

НУ

Изомер соединения (Ь1), 8-бром-3-(2-бромэтил)алгнин (ЬУП) при кипячении с тиосульфатом натрия в воде образовывал 2-(8-бромаденнкил-3)этилтиосерную кислоту (ЬУШ), выделенную с выходом 71 % (схема 11).

При проведении реакции в присутствии А1СЬ происходил значительный гидролиз (ЬУП), дающий 8-бромаденин.

Все полученные 2-(пуринил)этилтиосульфаты в спектре ИК - поглощения имеют характерные интенсивные полосы тиосульфатной группы: 635 - 640 см"! (у, 8О);, 1025 -1040 см'1 (у, 8О 2 ); 1080-1240 см"1 (УМ 8О2 ). Наличие галогено- или тиогруп-пы в 8 положении подтвеждается спектром УФ - поглощения. Спектры ПМР соответствуют строению молекул соединений.

• 2-(Пуринил)этилтиосульфаты характеризуются высокими температурами плавления, хорошей подвижностью на силуфольных пластинках тонкослойной хроматографии в воде (ИГ • 0,80 - 0,85) и неподвижностью в органической системе (СНСЬ -С2Н,ОН,9:1, ШО,ОУ

2-(8-Бромтеофиллинил-7)этилтиосульфат натрия*. (ЬХ1) с выходом 64% был получен из 8-бром-7-(2-бромэтил)теофиллина (ЬХ) кипячением в водном растворе тиосульфата натрия в течение 1 ч; а в присутствии катализатора - с выходом 81% был выделен тиазолино[2, 3- Птеофиллин (ЬХ11) (схеиа 12).

Строение (ЬХ11) подтверждается данными масс — спектрометрии, спектром УФ-поглощения, показывающим батохромный сдвиг по сравнению с поглощением исходного 8- бромтеофиллина (Ь1Х) ( 280 нм (Ь1Х) ->298 нм (ЬХ11) при рн 1; в этаноле Хмах 296 нм для (ЬХ11)), что свидетельствует о наличии связи С8- 8; отсутствием в • ИК- спектре полос, характерных для тиосульфатной грлтшы; данными элементного • анализа. Спектр ПМР соответствует строению молекулы.

Схема 11.

кн2

О ГН,ГН,Пг

Схема 12.

О

СН3

иа

ьхи

3.2. СИНТЕЗ ДИТИОЛАТОВ

2-(Аденнннл-9)этнлтиосерная кислота (^УШ) при обработке боргидридом натрия или щелочью в течение 1 сут в воде при комнатной температуре - превратилась в ди(аденинил- 9.9 "-этил )дитиолат (^Ш), который был количественно выделен.

Также ди(8-бромаденинил-9,9'-этил)дитиолат (ЬИ^) с выходом 97% был синтезирован обработкой 2-(8-бромаденинил-9)этилтиосерной кислоты (ЬИ) боргид-ридом натрия или щелочью при комнатной температуре. Подобная реакция образования дитиолатов под действием щелочи характерна для солей Бунте. .

LXIII Х = Н LXIV X = Вг

Строение длтнолатов подтверждено спектром УФ-поглощения, характерным для производных аденнна (LXII) и 8-бромаденина (LXIII); спектром ПМР; масс-спектром, свидетельствующим о наличии связи S - S: масс - спектр (LXIII) имеет пик m/z 386 (М+), соответствующий его молекулярной массе; масс - спектр (LXIV) - пик m/z 544 (М*), соответствующий его молекулярной массе. Данные элементного анализа • соответствуют теоретическим вычислениям. :

4. РЕАКЩШ5'-ХЛОР-5'-ДЕЗОКСИПУРИННУКЛЕОЗВДОВ С ТИОСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ

4.1. СИНТЕЗ 5'- ТИОСУЛЬФАТОВ

В настоящее время большое внимание уделяется изучению свойств синтетических производных 5"-тно-5'-дезоксиаденозина, которые обладают выраженной биологической активностью.

Химический синтез этих соединений - осуществляется реакцией 5'-хлор-5'-дезоксиаденозинз или 5*-О-тозил-2\3'-защищешюго аденозина с соответствующим г тиолом.

Более привлекательным представляется другой способ синтеза синтетических; производных 5*-тио-5'-дезоксиаденозина - взаимодействием 5*-тио-5'-дезоксиаденозина с соответствующими галогеналкилами. В связи с этим мы изучили возможность получения 5'-тио-5'-дезоксипуриннуклеозидов из 5'-хлор-5'-дезоксинуклеозндов и тиосульфата натрия, подобно синтезу алкилтиолов.

Мы изучили взаимодействие ряда 5'-хлор-5*-дезоксипуриннуклеозидов с тиосульфатом натрия и оказалось, что оно в значительной степени определяется строением нуклеознда.

При кипячении 5'-хлор-5'-дезоксиаденозина (ЬХУЪ) в водном растворе тиосульфата натрия, как и можно было ожидать по литературным данным, протекала внутримолекулярная циклизация, приводящая к М3,5'-циклоаденозину (LXV):

Образование его удалось предотвратить применением значительного избытка тиосульфата натрия (5-кратного количества) в максимально концентрированном растворе. В результате • после - кипячения в течение 1,5 ч была выделена 5'-дезоксиаденозин-5'-тиосерная кислота (ЬХУ16) с выходом 54% (схема 13).

Схема 13.

Иа^гОз

НОзвБ

НО ОН иолб

Предотвращению Ы3,5'-циклообразования способствует повышение частичного положительного заряда на Поэтому при кипячении М6-бензоил-5'-хлор-5*-

дезоксиаденозина (LXIIa) и окиси 5'-хлор-5'-дезоксиаденозина (LXVШa) с тиосульфатом натрия в воде были получены соответствующие 5'-тиосульфаты (LXVII6) и (LXVIH6). Правда, реакция с соединением (LXVIIa) проводилась опять при большом избытке тиосульфата натрия, но причиной этому была-недостаточная растворимость соединения (LXVIIa) в воде.

f

ЬХУПб ЬХУШб

Соли Бунте характеризуются хорошей растворимостью в этаноле, к тому же наши нуклеозидные аналоги солей Бунте весьма растворимы в 90%-ном ацетоне, что позволило отделить желаемый продукт от избытка тиосульфата натрия и побочной соли; - хлорида натрия,, но все :же значительная- растворимость 5'-дезокси-5'-тиосульфатов нуклеозидов в воде часто не позволяла получать высокие выходы. Во всех случаях проводился - контроль за ходом реакции по: ТСХ (для 5'-хлор-5'-дезокеннуклеозидов в воде ИГ 0,0 - 0,40; для 5'-тиосульфатов 5*- дезоксинуклеозидов Кг 0,80 - 0,85), и он свидетельствовал о полном превращении в течение 1,5- 2 ч.

5*-Хлор-5'-дезоксиинозин (ЬХ1Ха), обладая большим положительным зарядом на атоме N по сравнению с 5*-хлор-5'-дезоксиаденозином (ЬХУ1а), взаимодействовал с тиосульфатом натрия, взятым в эквимолярном соотношении либо с небольшим избытком в целях сокращения времени реакции, быстро (в течение 0,5 ч) и гладко без побочного циклообразования (схема 14).

Продукт. (LXIX6) выделили с выходом 181%, структура его подтверждена масс-спектром, имеющим пик (m/z = 386 (М+)), соответствующий его молекулярной массе.

Взаимодействием 8-бром-5'-хлор-5*-дезоксиинозина (LXXa) и 8-бром-5*-хлор-5*-дезоксигуанозина (LXXHIa) с тиосульфатом натрия в присутствии каталитических количеств*4 хлорида алюминия получены; 8-тио-5*-дезоксиинозин(гуанозин)-5*-тиосульфаты (LXXI6) и (LXXIV6) (схема 16). При проведении реакции в отсутствие

катализатора обмен атома брома при С8 замедлен: и в результате из соединений? (ЕХХа) и (ЕХХШа) образовывались трудноразделимые смеси; 8-бром- и; 8-тиозамещенных (1ХХ6 и ЕХХ16) и (ЬХХШб и ЕХХРУ6) соответственно. Проведены встречные синтезы 8-тиопроизводных (ЕХХК) н (ЬХХ1У6) из 8-тио-5'-хлор-5'-дезоксинуклеозидов (ЕХХГа) и (ЕХХГУа), не требующие катализатора (схема 15).

Схема 15.

1хУв-

С1-|/Оч

но он

ИХХа Х=Н ЬХХШа Х=Ш2

X N

но он;

иоаа х=н ЬХХ1Уа Х=Ш2

№2Б20з

\AlCb

№28203

"ГГЬа-

№0383-|/Оч

НО ОН

КаОзЗБ

НО ОН

ЬХХб Х = Н ЬХХ1б Х = Н

ЬХХШб X = ЫН2 ЬХХШб Х = Ш2

Циклообразование наблюдалось в. случае 5*-хлор-5*-дезоксигуанозина* (ЕХХУП) и отсутствовало в случае 5'-хлор- 5'-дезоксиксантозина (ЕХХУа). В результате из 5*-хлор- 5*-дезоксшуанозина получить 5'-тиосульфат не удалось, но он был получен из К2- бензоилзамещенного (ЕХХПа) с выходом 72%. -

Все полученные 5*-тиосульфаты 5'-дезоксинуклеозидов*(ЬХУ1б7 - ЬХХУ6)Б спектре поглощения имеют характерные интенсивные полосы тиосульфатной группы: 630- 680 см-' (V, 80), 990- 1030 см'1 (у, 802), 1100- 1240 см*1 (уе Э02).

Наличие 8-бром или 8-тиогруппы подтверждается спектром УФ-поглощения.

Из * этого ряда реакций" выпадает взаимодействие 8-бром-5'-хлор-5'-дезоксиаденозина (ЬХХУ1а) с кипящим водным раствором тиосульфата натрия. Независимо от избытка тиосульфата натрия и присутствия катализатора с выходом 83% выделен лишь один продукт: 8-тио-5'-дезокси- М3,5'-циклоаденозин (ЬХХУ16) (схема 16). - Схема 16.

' * По литературным данным (Юкщаша К., 1977) хлористоводородная соль соединения (ЬХХУ16) была получена кипячением 8-тио-5'-хлор-5'-дезоксиаденозина в 50%- ном этаноле.

Причина столь легкого образования соединения (ЬХХУ16) состоит, по-видимому, в благоприятном сочетании высокой доли син-конформации молекулы исходного нук-леозида (ЬХХУ1а) (БшИсг Ь.,1979), что максимально сближает атомы 5'-С и К3, и низкого положительного заряда НаК (Юкщаша К., 1977),способствующего циклизации.

В процессе кипячения 8-бром-5'-хлор-5'-дезоксиаденозина (ЕХХУ1а) с тиосульфатом натрия, по всей видимости, происходит сначала М3,5'-циклообразование, а затем нуклеофильное замещение атома брома при С8 на серу, которое значительно облегчено благодаря цнклообразованию и повышению частичного положительного за- -ряда на К3, частью передающемуся, естественно, и на С8 (схема 17).

МН,

• НН2

но он

1_ХХУ1а

НО он ЬХХУ1б

Схема 17.

1

ЦОСУ1а

Ка2820з

иас/ к:

СГ СН,г>

но он

Такой ход реакции подтверждается пробным опытом, в котором при кипячении бензоилированного н, следовательно, не способного к циклообразованию (Юкщаша

К., 1977) производного - МЫ' -бензоил-8-бром-5'-хлор-5'-дезоксиаденозина (ЬХХУ1Б) с тиосульфатом натрия в воде в течение 1 ч образуется 5'-тиосульфат (ЬХХУЬ):

ЫНСОС6Щ

Полученное соединение имеет характерный для 5'-тиосульфатов ИГ на тонкослойной хроматограмме в воде - 0,80 (для исходного (ЬХХУ1Б) КГ 0,10У Максимум УФ-поглощения - 267 нм - свидетельствует о наличии атома брома при С .

4.2. СИНТЕЗ 5'-ТИО- 5'-ДЕЗОКСИПУРИННУКЛЕОЗИДОВ

Кислотной обработкой 5 *-дезоксиинозин-5'-тиосульфата натрия (ЬХ1Х6) получен 5'-тио-5'-дезоксиинозин (ЬХХУШ) (схема 18).

Проверена его способность к алкилированию: действием метилйодида синтези- -рован 5'-метилтио-5*-дезоксиинозин (ЬХХ1Х).

, Провести г подобные реакции в; случае 5'-дезоксиаденозин-5'-тиосульфата (ЬХУ!6) не удалось: происходил кислотный гидролиз гликозидной связи.

но он

ЬХХУ1г

Схема 18.'

Н

О

НСГ

КаОзЭБ

ГО "1/и\

и

НО он : 1X1X6

НО ОН ЬХХУШ

4.3. ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ 2'-ХЛОР- ИЗ'-ХЛОР-ПРОИЗВОДНЫХНУКЛЕОЗИДОВ С ТИОСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ

Нами были предприняты попытки синтеза 2'-тио- и З'-тиопроизводных нуклео-зидов действием тиосульфата натрия на 2'-хлор- и 3*-хлорпроизводные.

2\5'-Дихлор-2',5'-Дидезоксиинозин (ЬХХХа), синтезированный из инозина, кипятили в водном растворе тиосульфата натрия в течение 3 ч. Контроль ТСХ показал одно пятно (Н2О) М 0,80 ( исходный (ЬХХХа) имеет ИГ 0,40). В результате получен один продукт - 2'-хлор-2',5'-дидезоксиинозин-5'-тиосульфат натрия (ЬХХХ6), который выделен с выходом 48% (схема 19):

Спектр ИК-поглощения соединения (ЬХХХ6) имеет полосы, характерные для тиосульфатной группы: 640 см"! (у, 8О), 1030 см'1 (у, 8О2), 1100- 1160 см"1 (у« 8О2). Элементный анализ свидетельствует о наличии одного атома хлора в молекуле (найдено: 7,92%; вычислено: 7,87%).

Хроматографический; контроль за реакцией 9-(3'-хлор-3*-дезокси-Р-О-ксшюфуранозил)аденина (ЬХХХ1) и 9-(2'-хлор-2*-дезокси-Р-0-арабинофуранозил) аденина (ЬХХХП), и 5'-О-тритил-2'-хлор-2*-дезоксиинозина (ЬХХХШ) с 10-кратным количеством тиосульфата натрия в кипящей воде в течение 3 ч показал отсутствие изменений исходных соединений. При этом присутствие хлорида алюминия влияния на ход реакции не оказывало.

Таким образом, инертность вторичного атома галогена и, возможно, стериче-ские препятствия * не позволяют синтезировать 2'- и З'-тиопуриннуклеозиды данным» методом.

Полученные соединения нами были переданы для изучения их биологической активности в отдел биологических испытаний и биохимической фармакологии Института органического синтеза АН Латв. ССР (зав., к. биол. н. А.Н. Кожухов). Ряд соединений s изучен в качестве противоопухолевых агентов (ст.н.с, к. биол. н. В.Н.Веровский), имея в виду, что некоторые серосодержащие нуклеозидьги их аналоги обладают такой активностью. ' .

В ряду изученных соединений установлена умеренная противоопухолевая активность у ди(8-бромаденинил-9,9'-этнл) дитиолата (LXIV). Это соединение изучено в экспериментах in vivo. При оптимальной дозе 320 мг/кг продолжительность жизни мышей в опытной группе в сравнении с контролем увеличивалась на 80%. Такое торможение перевиваемых опухолей сравнимо с активностью известных противоопухолевых препаратов, например, тиогуанина. Поэтому это соединение (LXIV) должно быть изучено более детально.

Схема 19.

НО С1 LXXXa

НО С1 LXXX6

5. ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ СОЕДИНЕНИИ

Ряд соединений изучался в отношении противовирусной активности в лаборатории предварительного апробирования антивирусных веществ (зав. Е.И.Боренко) Белорусского НИИ эпидемиологии и микробиологии.

В отношении противовирусной активности интерес представляет ассоциат 8-тиоинозина (У), полученного по разработанного нами технологии, с солью диметнла-миноизопропионата п-ацетаминобензойной кислоты. В лаборатории вирусных ингибиторов Института микробиологии им. А.Кирхенштенна Латв. АН (зав. М.К.Индулене) проводились исследования ассоциата в культурах ткани и при экспериментальной гриппозной инфекции белых мышей. Данное соединение ингибнрует размножение вирусов гриппа типа А (Англия) 42/72 и А (Бангкок) 1/79, арбовируса Синдбис и вируса герпеса простого 1 типа. Соединение повышает выживаемость мы-' шей при инфекции вирусом типа А Аичи/2/68/НЗИ2/ (зашита - 62,5%) при дозе 100 мг/кг. Предварительное изучение токсичности ассоциата для белых мышей показано его низкую, токсичность (ЛД50 выше 2500 мг/кг). Химиотерапевтический индекс равен 25.

В Красноярском медицинском институте к. бнол. н. ИАОльховским изучена фармакология Ы-этиламида аденинил-9-метоксиуксусной кислоты (ХХХ11) и его 8-бромпроизводного (ХУШ). Показано, что соединение (ХХХ11) повышает выживаемость мышей в экстремальных условиях (гипоксия, гипотермия). Соединение (ХУШ) показало эффективный антагонизм с гипотермическим эффектом аденозина (А- ре-цепторное действие) и с брадикардическим эффектом. По сравнению с Ы-этиламидом (ХХХ11) его 8-бромпроизводное (ХУШ) проявило более выраженные свойства блока-тора А-рецепторов.

В Ленинградском институте радиологии изучались радиопротекторные свойства 2-(пуринил)этилтиосульфатов (ХЬУШ, Ь, Ь11, ЬУ,, ЬУ1, ЬУШ). Существенного преимущества этих соединений перед известными радиопротекторами не обнаружено.

ВЫВОДЫ

1. Впервые разработан эффективный, простой, технологически легко реализуемый и экологически чистый. способ тиолирования 8- и 6-галогенпроизводных пуринов, - пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов из их 8- и 6-галогенпроизводных действием тиосульфата натрия в кипящей воде. Выявлен оптимальный катализатор процесса — хлорид алюминия. Разработаны препаративные методы синтеза 8- и б-тиопроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов.

2. Изучено взаимодействие 2-бромэтилпуринов и 2-бромэтил-8-бромпуринов с тиосульфатом натрия в кипящей воде и влияние присутствия катализатора*на ход реакции. В результате впервые синтезированы 2-(пуринил)этилтиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные, из которых получены соответствующие дитиолаты. Ди(8-бромаденинил-9,9*-этил)днтиолат показал выраженную противоопухолевую активность, сравнимую с активностью известного противолейкозного препарата 6-тиогуанина.

3. Впервые изучена реакция тиолирования 2*-, 3*--и 5*-хлор-2*-, 3'- и: 5'-дезоксипуриннуклеозидов кипящим водньш раствором тиосульфата натрия и установлена зависимость строения получающегося продукта от природы исходного нуклеозида и концентрации реагентов. В результате впервые получены 5*-дезоксипуриннуклеозид- 5'-тиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные..

4. Впервые синтезирован ациклический аналог сердечно-сосудистого лекарственного средства Ы-этиламида аденозин-5'-карболовой кислоты (ЫЕСА) - Ы-

этиламид аленинилл-метоксиуксусной кислоты, а также его 8-бром- и 8-тиопронзводные. Ациклические аналоги NECA показали существенное преимущество по сравнению с NECA по повышению выживаемости животных в экстремальных условиях. Способ их синтеза и результаты исследования их биологической активности защищены авторским свидетельством. 5. В процессе изучения реакции тиолирования пуринов, пуриновых нуклеозидов и их ациклических аналогов и разработки препаративных методов их получения впервые были синтезированы и идентифицированы 45 неизвестных ранее химических соединений.

Список публикаций -

1. Виноградова <Д1злман) Л.В., Волков Е.М. Способ получения 8-меркаптоаденозина. А.с. № 8916S6»Бюлл. изобр. 1981. № 47. С. 111.

2. Мадре М.А.. Цалман Л.В., Жук Р.А. Синтез 2-амино-6-хлор- и 2-амино-6-меркаптопурнноз. // V Всесоюзная конференция «Методы получения и анализа биохимических препаратов». Тезисы докладов. Юрмала. 1987. С. 255.

3. Цалман Л.В. Тносульфатный метод синтеза 8-меркаптопроизводных пуринов, пу-риннуклеозидоз п их ациклических аналогов. // V Конференция молодых ученых соцстран по бноорганической химии. Тезисы докладов. Пугдино. 1988. С 143.

4. Цалман; Л.В.. Лидах М.Ю. Тиосульфатный способ синтеза б-тиогуанина и 6-'тиогуанознна..7Хнм.-фарм.журн.-1989. №9. С. 1129-1131.

5. Цалман Л.В., Лндак М.Ю. Синтез 5*-дезоксипуриннуклеозид-5'-тиосерных кислот. // Биоорганическая химия. 1990. Т. 16. № 7. С. 969- 975.

6. Цалман Л.В., Лядах М.Ю. Соли Бунте на основе пуринов. // Биоорганнческая хи-. мия. 1990. Т. 16. ,NC 7. С. 976- 980.

7. Цалман ЛЗ., Лндак М.Ю. Тиосульфатный: метод синтеза 8-меркалтопурнннуклеозидов и их ациклических аналогов. // Изв. АН Латв. ССР. 1990. №4. С. 454-43 8.

8. Лидак М.Ю.. Цалман Л.В., Ольховский ИА N-Этиламид аденинил-9-метоксиуксусной кислоты, блокирующий действие агонистов А- рецепторов и повышающий холодоустойчивость организма. А.с. № 1674532.7/ Бюлл. изобр. 1991. №.32. С. 263. '

9. Asotshakov E.. Olkchovski I., Tsalman L. Screening ofA-Adenosine Antagonistic activity of some derivatives of Adenin-9-methoxyacetilic acid. // VIII Conference of Young scientists on organic and bioorganic chemistry. Riga. 1991. Abstracts. P. 184.

10. Ольховский ИА. Лндак М.Ю, Цалман Л.В. Протипшоксические и радиопротекторные свойства селективных агонистов аденозиновых рецепторов. // Эксперим. и клин, фармакология. 1992. Т. 55. №. 3. С. 72- 73.

Мал*****-**.

i-4037

03/.

Заказ №

OAO "НПО Стеклопластик"

Сокращения ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИОПРОИЗВОДНЫХ ПУРИНОВ И ПУРИННУКЛЕОЗИДОВ (обзор литературных данных)

1. 8-Тиопурины, 8-тиопуриннуклеозиды их производные

1.1. Синтез 8-тиопуринов

1.2. Биологические свойства 8-тиопуринов

1.3. Синтез 8-тиопуриннуклеозидов

1.4. Биологические свойства 8-тиопурин-нуклеозидов и их производных

2. 6-Тиопурины и 6-тиопуриннуклеозиды

2.1. Синтез 6-тиопуринов и 6-тиопурин-нуклеозидов

2.2. Биологические свойства 6-тиопуринов и 6-тиопуриннуклеозидов

2.2.1. 6-Тиопурин и его производные

2.2.2. 6-Тиогуанин и его производные

2.2.3. Другие 6-тиопуриновые производные

3. 2-Тиопурины и 2-тиопуриннуклеозиды

3.1. Синтез 2-тиопуриновых производных

3.2. Биологические свойства 2-тиопуриновых производных

4. 5 -Тио- 5 -дезоксипуриннуклеозиды

4.1. Синтез производных 5 -тио- 5 -дезокси-пуриннуклеозидов

4.2. Биологические свойства производных 5 -тио-5 дезоксипуриннуклеозидов

5. 2' - И 3 -тиопроизводные нуклеозидов и нуклеотидов

5.1. Синтез 2 - и 3 -тиопроизводных нуклеозидов и нуклеотидов

5.2. Биологические свойства 2 - и 3 -тиопроизводных нуклеозидов и нуклеотидов

4.2. Синтез 5 -тиосульфатов 67

4.3. Синтез 5 -тио-5 -дезоксипуриннуклеозидов 73 i

4.4. Синтез 5 -хлор-5 -дезоксипуриннуклеозидов 73

5. Изучение реакции 2 - и 3 -хлорпроизводных нуклеозидов с тиосульфатом натрия 74

6. Изучение биологических свойств полученных соединений 75

ГЛАВА |Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 80

1. Общие методы 80

2. Синтез 8-тиопуриннуклеозидов 81

3. Синтез 8-тиопуринов 81

4. Синтез 8-бром- и 8-тиопроизводных аденинил-9-метоксиуксусной кислоты, ее эфиров и N-этиламида 84

5. Синтез 8-бром- и 8-тиопроизводных ациклоинозина и ациклогуанозина 88

6. Синтез аденинил-9-метоксиуксусной кислоты, ее эфиров и N-этиламида 90

7. Синтез 6-тиогуанозина и 6-тиогуанина 92

8. Синтез солей Бунте на основе пуринов 95

9. Синтез 5 -дезоксипуриннуклеозид-5'-тиосерных кислот 100 » «

10. Синтез 5-тио-5-дезоксипуриннуклеозидов 104

11. Вспомогательные синтезы 105 ВЫВОДЫ 112 ЛИТЕРАТУРА 113

СОКРАЩЕНИЯ

В работе использованы символы и сокращения структурных компонентов нуклеиновых кислот и их производных в соответствии с рекомендациями Комиссии по номенклатуре Международного Союза чистой и прикладной химии (IUPAC) и Международного Союза биохимиков (IUB), а также следующие обозначения:

Ade -аденин Gua - гуанин Hyp - гипоксантин Хап - ксантин. Ado - аденозин Guo - гуанозин Ino - инозин Хао - ксантозин

AMP - аденозин- 5 - монофосфат АДР - аденозин- 5 - дифосфат 9

АТР - аденозин- 5 - трифосфат сАМР - аденозин- 3,5- циклофосфат

IMP - инозин- 5 - монофосфат

8-Вг Ade - 8-бромаденин

8-Вг Hyp - 8-бромгипоксантин

8-BrGua- 8-бромгуанин

8-S Ade - 8-тиоаденин

8-S Hyp - 8-тиогипоксантин

8-S Gua - 8-тиогуанин

N!-0 Ade - N'-окись аденина

N6-Bz Ade - Ы6-бензоиладенин

N2-Bz Gua - Ы2-бензоилгуанин

Ac - ацетил

Bz - бензоил

Tr-тритил

УФ - ультрафиолетовый

ИК - инфракрасный

ПМР - протонный магнитный резонанс

ТСХ - тонкослойная хроматография

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

SDS - додецилсульфат натрия

ВВЕДЕНИЕ

Тиопроизводные пуриновых нуклеозидов и их аналогов являются перспективным классом биологически активных соединений. Так, 8-тиогуанозин и 8-тиоинозин проявляют сильные иммуномодулирующие свойства, 8-алкилтиоаденозины обладают противовоспалительным действием. 6-Тиопуриновые нуклеозиды и их пуриновые основания широко применяются в медицине для лечения лейкозов и других онкологических заболеваний. Алкил- и арилтиопроизводные пуриновых нуклеозидов интенсивно исследуются в качестве нового класса сердечно-сосудистых препаратов, стимулирующих сердечную деятельность. Показано, что введение алкилтиогруппы в пуриновое кольцо позволяет нуклеозиду лучше связываться с ферментными системами и, таким образом, придает более выраженную избирательность препарату. Такая избирательность во взаимодействии с изоферментами раковой клетки позволяет целенаправленно планировать синтез более селективно действующих противоопухолевых препаратов.

Широко изучаются и уже нашли клиническое применение производные и аналоги 8-аденозилметионина и 8-аденозилгомоцистеина. 5'-Дезокси-5'-алкилтиопроизводные аденозина являются ингибиторами ферментов аденозилгомоцистеингидролазы и аденозилметионинтрансфе-разы, поэтому они исследуются в качестве противовирусных агентов.

Столь широкое использование тиопроизводных пуриновых нуклеозидов побуждает исследователей к поиску новых методов их синтеза, которые были бы эффективными и сравнительно легко технологически реализуемыми. Известные же методы часто отличаются низкой эффективностью, технологической сложностью, токсичностью используемых реагентов и побочных продуктов.

Таким методом может явиться использование тиосульфата натрия для введения тиогруппы в производные нуклеозидов. Реакция галоген-производных пуриновых нуклеозидов с тиосульфатом натрия до наших исследований не была изучена, но в литературе рассмотрено взаимодействие алкил- и аралкилгалогенидов с тиосульфатом натрия, в результате которого образуются алкил- и аралкилтиосульфаты - соли Бунте, превращающиеся при обработке кислотой в алкил- и аралкилтиолаты.

Поэтому цель нашей работы состояла в разработке эффективного, легко технологически реализуемого и экологически чистого метода тио-лирования нуклеозидов, в изучении реакции разных галогенпроизводных пуриновых нуклеозидов и их аналогов с тиосульфатом натрия в водной среде, в идентификации вновь полученных продуктов, в разработке препаративных методов их получения и в изучении их биологической активности.

Практическая ценность нашей работы заключается в том, что впервые разработан эффективный, простой, технологически легко реализуемый и экологически чистый способ тиолирования 8- и 6-галогенпроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов из их 8- и 6-галогенопроизводных действием тиосульфата натрия в кипящей воде. Впервые систематически изучена реакция тиолирования различных галогенпроизводных пуриновых нуклеозидов и их ациклических аналогов действием тиосульфата натрия, исследованы условия проведения реакции. Выявлен оптимальный катализатор процесса тиолирования 8-бромпуриннуклеозидов - хлорид алюминия. Разработаны препаративные методы синтеза 8- и 6-тиопроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов.

Изучено взаимодействие 2-бромэтилпуринов и 2-бромэтил-8-бромпуринов с тиосульфатом натрия в кипящей воде и влияние присутствия катализатора на ход реакции. В результате впервые синтезированы 2-(пуринил)этилтиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные, из которых действием щелочи получены соответствующие дитиолаты. Ди(8-бромаденинил-9,9'-этил)дитиолат показал выраженную противоопухолевую активность, сравнимую с активностью известного противолейкозно-го препарата 6-тиогуанина.

Впервые изучена реакция тиолирования 2'-, 3'- и 5'-хлор- 2'-, 3'- и 5'-дезоксипуриннуклеозидов кипящим водным раствором тиосульфата натрия и установлена зависимость строения получающегося продукта от природы исходного нуклеозида и концентрации реагентов. В результате впервые получены 5'-дезоксипуриннуклеозид- 5'-тиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные. Действие тиосульфата натрия на 2'- и 3'-хлорпроизводных дезоксипуриннуклеозидов не приводило к изменению исходных соединений.

Впервые синтезирован ациклический аналог известного сердечнососудистого лекарственного средства N-этиламида аденозин-5'-карбоновой кислоты (NECA) - N-этиламид аденинил-9-метоксиуксусной кислоты, а также его 8-бром- и 8-тиопроизводные. Проведены исследования биологической активности синтезированных соединений. Ациклические аналоги NECA показали существенное преимущество по отношению к NECA по повышению выживаемости животных в экстремальных условиях. Способ их синтеза и результаты исследования их биологической активности защищены авторским свидетельством.

В процессе изучения реакции тиолирования пуринов, пуриновых нуклеозидов и их ациклических аналогов и разработки препаративных методов их получения впервые были синтезированы и идентифицированы 45 неизвестных ранее химических соединений.

Впервые разработан эффективный, простой, технологически легко реализуемый и экологически чистый способ тиолирования 8- и 6-

галогенпроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ацикличе ских аналогов из их 8- и 6-галогенопроизводных действием тио сульфата натрия в кипящей воде. Выявлен оптимальный катализа тор процесса - хлорид алюминия. Разработаны препаративные ме тоды синтеза 8- и 6-тиопроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов.Изучено взаимодействие 2-бромэтилпуринов и 2-бромэтил-8-

бромпуринов с тиосульфатом натрия в кипящей воде и влияние присутствия катализатора на ход реакции. В результате впервые синтезированы 2-(пуринил)этилтиосульфаты и их 8-бром- и 8-

тиопроизводные, из которых получены соответствующие дитиола ты. Ди(8-бромаденинил-9,9'-этил)дитиолат показал выраженную противоопухолевую активность, сравнимую с активностью извест ного противолейкозного препарата 6-тиогуанина.Впервые изучена реакция тиолирования 2'-, 3'- и 5'-хлор- 2'-, 3'- и

5'-дезоксипуриннуклеозидов кипящим водным раствором тиосуль фата натрия и установлена зависимость строения получающегося продукта от природы исходного нуклеозида и концентрации реа гентов. В результате впервые получены 5'-дезоксипуриннуклеозид 5'-тиосульфаты и их 8-бром- и 8-тиопроизводные.Впервые синтезирован ациклический аналог известного сердечно сосудистого лекарственного средства N-этиламида аденозин-5'-

карбоновой кислоты (NECA) - ---К-этиламид аденинил-9-

метоксиуксусной кислоты, а также его 8-бром- и 8-

тиопроизводные. Ациклические аналоги NECA показали сущест венное преимущество по отношению к NECA по повышению вы живаемости животных в экстремальных условиях. Способ их син теза и результаты исследования их биологической активности за щищены авторским свидетельством.В процессе изучения реакции тиолирования пуринов, пуриновых нуклеозидов и их ациклических аналогов и разработки препаратив ных методов их получения впервые были синтезированы и иденти фицированы 45 неизвестных ранее химических соединений.

1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 6-ТИОПУРИНОВ И 6-ТИОПУРИННУКЛЕОЗИДОВ22.1 6-ТИОПУРИН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ

2. Тиопурины получают также достройкой имидазольного кольца в 2-тио-4,5-диаминопиримидинах действием мочевины, формамида 127, 237. (схема 5).СИНТЕЗ 2-ТИОПУРИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ ИМИДАЗОЛА