Синтез и биологические свойства конъюгатов полиэдрических гидридов бора с нуклеозидами, страница 10

Достоверных отличий между веществами 229, 230, 232 и233 и контрольными пробами не было обнаружено во всем диапазонеиспользованных концентраций. Производные бис(1,2-дикарболлид)кобальта227 и 228, растворённые в ДМСO, при добавлении в культуральную средувыпадали в осадок при всех концентрациях, поэтому измерить ихцитотоксичность было невозможно.Таким образом, нами был отработан универсальный подход к синтезуконъюгатов полиэдрических гидридов бора с 2’-дезоксиаденозином иаденозином для создания библиотек подобных соединений, варьируя какстроение борного полиэдра, так и длину связывающего спейсера.

Наосновании исследования их цитотоксичности показана перспективностьдальнейшихбиологическихисследованийполученныхкачестве потенциальных агентов для БНЗТ.*Совместно с Институтом в общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН.76конъюгатовв3.3. Синтез конъюгатов клозо-додекаборатного аниона и бис(1,2дикарболлид)кобальта с 5-этинил-2’-дезоксиуридиномПоследнее время большое внимание уделяется 5-замещенным 2’дезоксиуридинам, которые являются весьма эффективными соединениями,обладающими высокой антивирусной и противоопухолевой активностью.825-этинил-2’-дезоксиуридинмодификациянуклеозида,–неприроднаякотораяспособнаизбирательно встраивается в ДНК пролиферирующихклеток во время S-фазы83.

Часто используется прииследованииклеточнойпролиферацииидифференцировки, анализе клеточного ядраи при исследовании регененрации тканей. Всвоей структуре он содержит тройную связь,благодаря планарности которой легко входитв двойную спираль молекулы ДНК, темсамым угнетая репликацию ДНК-вирусов. Всвязи с этим большое внимание сосредоточено на модификациях 5-этинил2’-дезоксиуридина.Вкачестветакихмодификацийперспективноиспользовать борные полиэдры. Однако в литературе описано лишь однопроизводное 5-этинил-2’-дезоксиуридина с о-карбораном 240, которое былосинтезировано из 5-йод-2’-дезоксиуридина и карбранилалкина84. Следуетотметить, что конъюгат 240 упоминался в сборнике конференции и никакихэкспериментальных данных не приводилось.

Поэтому было целесообразноразработать подходы к синтезу соединений, содержащих с одной стороны,различные борные кластеры (клозо-додекаборатный анион и бис(1,2дикарболлид)кобальта),асдругойстороны,синтетическийаналогприродного тимидина – 5-этинил-2’-дезоксиуридин.Длясинтезаконъюгатоввышеперечисленныхполиэдрическихгидридов бора на основе 5-этинил-2’-дезоксиуридина мы использовали ранеепредложенныйподходдляаденозинов,77вкючающийнуклеофильноераскрытие циклических оксониевых производных клозо-додекабората 217,230, 249 и бис(1,2-дикарболлид)кобальта 203, 252.

Чтобы получить конъюгатзаданного строения молекулу дезоксиуридина необходимо модифицироватьтаким образом, чтобыс одной стороны, она содержала сильныйнуклеофильный центр (NMe2-группу) для дальнейшего ее присоединения кборному кластеру, а с другой стороны – тройную связь в пятом положении.Реакция Соногаширы 5-йод-2’-дезоксиуридина с терминальнымиалкинами стала стандартной методикой для получения широкого ряда 5этинил-2’-дезоксиуридинов85. Однако, подобные реакции с алкиниламинамиранее практически не были изучены. Описаны лишь примеры кросссочетания 5-йод-2’-дезоксиуридина с первичными алкиниламинами86 и ихамидами87. Бреннан синтезировал 5-(2-диметиламино-проп-1-инил)- 2’дезоксиуридина88, однако экспериментальные данные не приводились.Ретросинтетический анализ показал, что для создания этого соединениянеобходимо получить алкинамин, содержащий две метильные группы в αположении при тройной связи.

Именно такая молекулярная структуранеобходима для того, чтобы впоследствии в условиях реакции Соногаширыисключить образование продукта внутримолекулярной циклизации, котораячасто наблюдается в этом процессе (схема 70).Схема 70Поэтомунамимодифицированногобылразработанэтинилдезоксиуридинаметодссинтезановогодиметиламиногруппойвбоковой цепи алкинильного фрагмента. Первоначально для получения такогоалкинамина коммерчески доступный диметилэтинилкарбинол 241 ввели вреакцию с этиленбромгидрином с образованием спирта 242.

Отметим, что в78литературной методике спирт 242 был синтезирован из 241 и этиленсульфитас выходом 36%.89 Использование нами в качестве алкилируюшего реагентаэтиленбромгидрин позволило поднять выход 242 до 89%. Затем полученныйспирт 242 был переведен в мезилат 243, дальнейшее взаимодействиекоторого с диметиламином привело к аминоалкину 244 (схема 71).Схема 71Полученный терминальныйаминоалкин 244 ввели в реакциюСоногаширы с защищенным 5-йод-2’-дезоксиуридином 245, что привело кновому производному 246 (схема 72).

Следует отметить, что проведениереакции в стандартных условиях, а именно в ДМФА в присутствии Pd(PPh3)4и CuI приводило к образованию целевого продукта лишь в незначительныхколичествах. В этих условиях в основном наблюдалось восстановлениеисходного нуклеозида до 2’-дезоксиуридина 247. В дальнейшем заменакатализатора на Pd(PPh3)2Cl2 и растворителя на Et3N позволила получитьцелевой целевой модифицированнй нуклеозид 246. В ходе этой реакции небыло замечено образования побочного продукта внутримолекулярнойциклизации, которая часто наблюдается при алкилировании 5-йод-2’дезоксиуридина в этих услових (Et3N, CuI)85.

Образование побочногопродукта 248 не происходило благодаря присутствию двух метильных группв соединении 244, так как объемный заместитель в α-положении при тройнойсвязи в терминальном алкине стерически затрудняет этот процесс.90Возможно, что ДМФА также подавляет образование циклического продукта.В результате реакция протекала с 100% конверсией и 70% выходоммодифицированного нуклеозида 246.79Схема 72Строение полученного продукта 246 быдо доказано методами ЯМР.Так в спектре ЯМР 1Н 246 в слабом поле наблюдались только уширенныйсинглет от NH-группы при 9.32 м.д. и синглет от H-6 при 7.90 м.д.

и триплетот H-1’ при 6.31 м.д.. В спектре ЯМР 13С наблюдались сингналы при 95.0 и75.7 м.д., характерные для атомов углерода тройной связи.Далее мы изучили реакционную способность 246 по отношению кциклическим оксониевым производным клозо-додекабората и бис(1,2дикарболлид)кобальта. Было показано, что их взаимодействие c 246приводит к новым защищенным целевым конъюгатам 250a-в и 253а,б схорошими выходами (схемы 73, 74).80Схема 7381Схема 74Реакции 246 с производными бис(1,2-дикарболлид)кобальта 203 и 252протекали в ацетонитриле при комнатной температуре в течение 3 часов.

Вслучае производных клозо-додекаборатного аниона 217, 231 и 249 реакция с246 требовала кипячения в том же растворителе в течение 5 часов. Дляудаления защитных групп с сахарного остатка соединения 250 и 253 былиобработаны тетрабутиламмоний фторидом (схема 73, 74). В результате былисинтезированы первые конъюгаты 5-этинил-2’-дезоксиуридина с клозододекаборатом251a-вибис(1,2-дикарболлид)кобальтом254a,б.Производные клозо-додекабората были выделены переосаждением в видецезиевых солей из метанола, а заряд-компенсированные производныебис(1,2-дикарболлид)кобальта – колоночной хроматографией. Строениеновых полученных конъюгатов установлено на основе данных микроанализа,ЯМР- и ИК-спектроскопии и масс-спектрометрии.82ПроведеныБылабиологическиепроверенаисследованияполученныхцитотоксичностьизмерением50%конъюгатов.*ингибированияклеточного роста (СС50, средняя концентрация цитотоксичности), используяМТТ-тест.

Для производных на основе клозо-додекаборатного аниона дажепри самой высокой концентрации (CC50 ≥550 мкг/мл) наблюдалась низкаяцитотоксичность, либо она полностью отсутствовала (Таблица 1). Найденотакже, что соединения 251(a-в) проявляют низкую цитотоксичность поотношению клеточным линиям LLC-MK2 (эпителия почки макаки-резус),Vero (эпителия почки африканской карликовой зеленой мартышки) и А549(карциномы легкого человека). Следует отметить, что экстраполяция кривыхзависимости цитотоксичности от дозы для большинства исследуемыхсоединений на LLC-MK2, A549 и Vero-клеточных линиях подтверждает, чтоэти соединения также нетоксичны при концентрации более чем 1000 мкM.Таблица 1Клеточная линия (CC50μM)СоединениеMRC-5A549LLC-MK2L929Vero251a686.7 ± 86.2> 1 000> 1 000616.7± 192.9> 1 000251б> 1 000> 1 000> 1 000> 1 000> 1 000251в> 1 000> 1 000> 1 000> 1 000> 1 000254a30.8 ± 0.767.0 ± 1.0> 1 000823.3 ± 8.0546.0 ± 93.7254б15.7 ± 7.4468.0 ± 120.5> 1 0003.7 ± 0.8> 1 000Следует отметить, что конъюгаты 5-этинил-2’-дезоксиуридина с клозододекаборатом характеризуются более низкой токсичностью, чем ранеописаныеконъюгатытимидинасбис(1,2-дикарболлид)кобальтом,модифицированные по N3- и O4-положениям.*Совместно с Институтом Медицинской Биологии Польской Академии Наук (г.

Лодзь).83Оказалось, что конъюгаты с бис(1,2-дикарболлид)кобальта 254a,б нерастворимы в культуральной среде, и поэтому их цитотоксичность неопределалась. Низкая растворимость 254a,б в воде прежде всего связана сцвиттер-ионным строением этих соединений, в связи с чем нашидальнейшие исследования были направлены на синтез анионных конъюгатовбис(1,2-дикарболлид)кобальтас5-этинил-2’-дезоксиурином.Основнойзадачей было удаление четвертичного атома азота из спейсера.Для реализации поставленной цели сначала была предпринята попыткаприменить реакцию «click-chemistry». Сначала по реакции Соногаширы былсинтезирован модифицированный нуклеозид 255 из защищенного 5-йод-2’дезоксиуридина 245 и спирта 242. Затем по стандартной методикесоединение255былопереведеновсоответсвующиймезилат256.Взаимодействие последнего с азидом натрия привело к производному 257, а спропинолятом натрия – к терминальному алкину 258 (схема 75)Схема 75Далее было проведено взаимодействие азида 257 с алкинами на основебис(1,2-дикарболлид)кобальта259а-г.Соединения259а-гбылисинтезированы по реакции первичных терминальных алкиновых спиртов соксониевымитетрагидропирановыми84производнымибис(1,2-дикарболлид)кобальта.69,91 Однако несмотря на то, что в ходе реакции 257 с259бобразовалсяцелевой1,2,3-триазол260,конверсияисходногосоединения протекала крайне медленно и очистить продукт от примесей неудалось.Также было установлено, что терминальный алкин 258 не реагирует сазидом на основе бис(1,2-дикарболлид)кобальта 26169 (схема 76).Схема 76Были изучены реакций 258 с азидом на основе клозо-додекабората 262,а также с его йодированным аналогом 264.