Синтез и биологические свойства конъюгатов полиэдрических гидридов бора с нуклеозидами, страница 7

Стандартное ацетилирование 163а и 163б привело к 164а и 164б.Селективное удаление диметил-трет-бутилсилильной группы соединений164а и 164б осуществлялось ультразвуком в смеси CCl4 и СН3OH,49 чтопривело к соответствующим незащищенным производным 165а и 165б с 67%и 71% выходами. При использовании п-толилсульфохлорида полученныесоединения были преобразованы в тозилаты 166а и 166б, которые привзаимодействии с тимидином дали конъюгаты 167а и 167б. После обработки167а NBu4F в ТГФ и К2СО3 в СН3ОН получили соединение 168а, дальнейшеегидроксилированиекоторогогидроксидомосмияиN-метилморфолиноксидом привело к целевому продукту 169а с 52% выходом.Из-за неопределенности присутствия ацетильных групп соединение 167бподвергалось обработки K2CO3 в CH3OH, как было описано для соединения167а.

До обработки OsO4 и 4-метилморфолин-N-оксидом, в конечном счете,получили соединение 169б c 42% выходом.46Схема 38i: н-BuLi, транс-4-(трет-бутилдифенилсилокси)бут-2-ен-1-ал или акролеин, ТГФ, 12 ч,20ºC; ii: АсСl, пиридин, CH2Cl2, 3 ч, 20ºC; iii: СCl4/CH3OH, ультразвуковая баня, 10 ч,20ºC; iv: п-толуол-сульфонилхлорид/CH2Cl2, 13 ч, 20ºC; v: тимидин, К2СО3, ДМФА/ацетон,48 ч, 50ºС; vi: NBu4F, ТГФ, 2 ч, 20ºC; vii: CH3OH, K2CO3, 12 ч, 20ºC; viii: OsO4, 4метилморфолин-N-оксид (NMO), ацетон/Н2О, 12 ч, 20ºC.47Темисоединенийжеисследователями171аи171бсбылдвумяосуществленсинтезтимидиновымицелевыхфрагментами,присоединенными через спейсер к 1-у и 12-у положениям п-карборана (схема39).49 Обработка п-карборана н-BuLi в ТГФ привела к дилитиевой соли,которая в дальнейшем реагировала либо с раствором 1,5-пенталдиолдитозилата,40 либо ди(этиленгликоль)дитозилата в ТГФ, давая соединения170а и 170б.

Образование целевых продуктов 171а и 171б осуществлялось врезультате взаимодействия 170а и 170б с тимидином в присутствии К2СО3.Схема 39i: н-BuLi, 1,5-пентандиол-дитозилат или ди(этиленгликоль), ТГФ, 4 ч, 20ºC; ii: тимидин,K2CO3, ДМФА/ацетон, 48 ч, 60оС.Следует отметить, что в процессе образования подобных соединений вприсутствии додекаборанового комплекса возможно разложение нуклеозида.Чтобы избежать такого распада, исследователи в группе Лесниковскогопредложили присоединить к нуклеозиду модифицированный фрагмент,несущий карборановый кластер.

Хотя о-карборановые производные легкодоступны и менее дороги, чем их п-производные, о-карборан в основныхусловиях разлагается до токсичной нидо-формы. Именно поэтому в качествекарборановой частицы был выбран п-карборан. Так, был разработан синтез2’-О-[(п-карборан-1-ил)пропиленоксиметил]производныхсовсеминуклеозидами. Подход основывался на образовании метилтиометильноголинкера в 2’-положении сахарного остатка защищенных нуклеозидов 173 и48дальнейшем нуклеофильном замещении активированной метилтиометильнойгруппы спиртом, несущим карборановый кластер (схема 40).50 Соединения172 легко доступны и могут быть получены из соответствующихнуклеозидов с высокими выходами.51 После обработки 172 ДМСО в смесиуксусной кислоты и уксусного ангидрида были синтезированы ключевые17352.интермедиатыкарбораномдалоВзаимодействиеполностью173защищенныес1-(3-гидроксипропил)-п3’,5’-O,O-TIPDS-2’-O-[(п-карборан-1-ил)пропиленоксиметил]нуклеозиды.

Удаление дисилоксановой иN-ацетильной защитных групп привело к нуклеозидам 174 с выходами 4070% (схема 40).Схема 40i: ДМСО, AcOH, Ac2O; ii: NBu4F, 1-(3-гидроксипропил)-п-карборан[HO(CH2)3C2B10H11],CuBr в СН2Сl2; iii: NBu4F, ТГФ; iv: NH3 в СH3CN и H2O.Введение объемного и гидрофобного карборанового фрагмента вуглеводную часть нуклеозида связано с существенными изменениямиприродной конформации нуклеозида, что может расширить использованиеэтихмодифицированныхсоединенийвомногихбиологическихэкспериментах.

В связи с этим синтезировали другие конъюгаты, в которыхборный кластер присоединен к нуклеозиду по 2’-положению сахарногоостатка. Для этого применили распространенный подход «click-chemistry» иполучили новое производного аденозина 177 (схема 41).53 Производное 176былосинтезированоиз1-(3-гидроксипропанил)-1,12-дикарба-клозо-додекаборана и NaN3 по основной методике, используемой при синтезе49азидов из спиртов.54 Дальнейшее взаимодействие 176 с 2’-О-(1-пентил-5ил)аденозином 175, несущим терминальную тройную связь, привелоселективно к продукту 177.Схема 41i: NaH, NBu4F, 5-хлор-1-пентин, ДМФА; ii: 1-(3-азидопропанил)-1,12-дикарба-клозододекаборан 176, CuSO4×5H2O, аскорбат натрия, трет-BuOH/H2O.2’-Дезоксиаденозин, содержащий п-карборановую группу в 8-омположении, был синтезирован,55 как показано на схеме 42.

Целевой 8-этинил(2-п-карборан)-2’-дезоксиаденозин 180 синтезировали по Pd-катализируемойреакции кросс-сочетания из 8-бром-2’-дезоксиаденозина 17956 и 2-этинил-пкарборана 17857 с выходом 76%. Следует отметить, что реакция Соногаширы8-этинил-2’-дезоксиаденозина 181 с 2-йод-п-карбораном давала ожидаемыйпродукт 180 лишь с 27% выходом.Схема 42i: ICl/AlCl3/CH2Cl2, 20ºC; ii: HC=-CSi(CH3)3, Pd(PPh3)4, CuI/бензол, пиперидин, 85оС; iii:NBu4F/ Et2O; iv: Pd(PPh3)4, CuI/ДМФА, Et3N, NH3, 85ºС.Дляаденозинаполучения184также2-этинил-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-1-ил)применили50реакциюСоногаширымежду2-йодаденозином 18258 и тройной связью, несущей борный кластер 183 (схема44). Кросс-сочетание по Соногашире проводили в тех же условиях, что и длясинтеза 8-этинил-(2-п-карборан)-2’-дезоксиаденозина 180 (схема 43).29Схема 43i: 2-этинил-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 183, Pd(PPh3)4, CuI, Et3N, ДМФА.Синтез производного 186, в котором п-карборан присоединен по 6-уположению аденозина, проводили замещением атома хлора в 2’,3’,5’-три-О(трет-бутилдиметилсилил)-6-хлораденозине борным кластером, несущималкиламин 18559.

Последующее удаление защитных групп привело кконъюгату 186 (схема 44).Схема 44i: диметил-трет-бутилхлорсилан, имидазол, ДМФА; ii: изоамилнитрит, ССl4; iii: 1-(3аминопропил)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 185, абс.EtOH, Et3N; iv: NBu4F, абс.ТГФ.Аденозиновоепроизводное187,содержащее 1,12-дикарба-клозо-додекаборан,былосинтезированокарборановогокластеравзаимодействиемв2’-положениенуклеозида через формацетильный линкер.60512.3.3. Мета-карбораныОписансинтезцвиттер-ионнойаммонийнойформынидо-м-карборансодержащих тимидинов (схема 45).40 Алкилирование 188 алкандиолдитозилатом или ди(этиленгликоль)дитозилатом и н-BuLi в бензоле привелок м-карборанильным производным 189. Относительно низкий выход в случаепроизводного с ди(этиленгликоль)дитозилатом (14%), вероятно, обусловленкак электронодонорным эффектом атома кислорода в диэтиленовом эфирномспейсере, так и низкой растворимостью ди(этиленгликоль)-дитозилата вбензоле.

Температура ниже 10оС и медленное добавление раствора литиевойсоли188крастворуалкандиол-дитозилатувбензолеявляютсянеобходимыми условиями для повышения выхода 189 и подавленияобразования побочных продуктов. Конденсация соединений 189 с тимидиномпривела к образованию производных 190 с 50-85% выходами. Третбутоксикарбонильная (Вос) группа удалялась трифторуксусной кислотой,давая нейтральные клозо-м-карборанильные тимидиновые аналоги 191а,обработка которых NBu4F и кислотой привела к соответствующим цвиттерйонным нидо-м-карборанильным тимидинам 191б c 50-70% выходами.Схема 45i: алкандиол-дитозилат, н-BuLi, бензоле, 10ºС, 1 ч; ii: Тимидин, K2CO3, ДМФА/ацетон,50ºС, 48 ч; iii: CF3COOH, CH2Cl2, 20ºC, 24 ч; iv: NBu4F, ТГФ, 70ºС, 1-2 ч.52Были также синтезированы различные N-замещенные тимидиновыеаналоги.

На первой стадии селективным N-алкилированием в положение 3тимидина йодацетонитрилом был получен 3-(цианометил)тимидин 193 с 78%выходом(схема46).Дляреализациисинтезанекарборанильныхтимидиновых аналогов 194а-г соединение 193 и алкил- или ариламинынагревались под давлением в закрытом сосуде из кварцевого стекла вприсутствии гексафторизопропанола при 95ºС. Следует отметить, чтоиспользование метанола, трет-бутанола, ТГФ и ацетонитрила в качестверастворителей не приводило к образованию продукта на этой стадии.

Выходполученных продуктов составил 24-81%.Однакодлясинтезам-карборанилалкильныхпродуктов194д,еприменение этого метода не привело к желаемому результату. В связи с этимстратегиясинтезамодифицирована.дляполученияНагреваниеаналоговтимидинаэквимолярнойсмеси194а-гбыла193,м-карборанилалиламина и 1мл гексафторизопропанола при 120ºС в течение 12ч привело к полному испарению растворителя и образованию 194д,е cвыходами 7 и 10%, соответственно.Схема 46i: ICH2CN, K2CO3, ДМФА/ацетон, кипячение, 6 ч; ii: R-NH2, (CF3)2CH-OH, 95-120ºС, 24 ч.53N3-гуанидиновые аналоги тимидина 196а-ж синтезировали из 3’,5’-ди(диметил-трет-бутилсилил)-тимидина195(схема47),таккакпервоначальные попытки обработать незащищенный тимидин цианбромидомв присутствии К2СО3 привели к 3-цианотимидину лишь с 5% выходом.Реакция 195 с цианбромидом в присутствии Et3N в ацетоне при 0ºС дает3’,5’-ди-(диметил-трет-бутилсилил)-3-циантимидин 196 с 90% выходом.Соединения 198а-ж были получены обработкой 196 аминами вприсутствии гексафторизопропила под давлением (схема 47).

Реакция 196 спропил- и бутиламином проводилась при 0ºС 5 ч, давая соединения 197a,б свыходом более 95%, а в случае фенил- и бензиламинов в течение 24 ч при20ºC, давая 197в,г с выходами 90%. Взаимодействие 1-(2-аминоэтил)-мкарборана, 1-(3-аминопропил)-м-карборана и 1-(4-аминобутил)-м-карборанас 196 при 95ºС, давало 197д-ж. Полученные соединения 197а-ж втрифторуксусной кислоте и дихлорметане перемешивали при комнатнойтемпературе 1 час, и в результате целевые производные 198а-ж быливыделены c 40-82% выходами.Схема 47i: цианбромид, триэтиламин, ацетон, 0ºС, 0,5 ч; ii: R-NH2, (CF3)2CH-OH, 0-95ºС, 24 ч; iii:ТГФ в CH2Cl2, 20ºC, 1 ч.54Следует отметить, что N3-амидинил- 194а-е и гуанидильные 198а-жтипы тимидиновых аналогов при комнатной температуре оказались неустойчивыми соединениями, и поэтому хранились при -5ºС.

Однако и в такихусловиях наблюдалось их частичное разложение (в течение 1 года).Тетразолилметил- и тетразолильные производные 200а,б и 202а,б.были синтезированы по реакции «click-chemistry». После обработкинитрильной группы соединения 193 азидом натрия в присутствии ZnBr2 былополучено производное 199 с выходом 90%.