Содержание к диссертации
Введение
1. Синтез и биологические свойства тиопроизводных пуринов и пуриннуклеозидов 7
1. 8-Тиопурины, 8-тиопуриннуклеозиды их производные 7
1.1. Синтез 8-тиопуринов
1.2. Биологические свойства 8-тиопуринов 8
1.3. Синтез 8-тиопуриннуклеозидов 12
1.4. Биологические свойства 8-тиопуриннуклеозидов и их производных 13
2. 6-Тиопурины и 6-тиопуриннуклеозиды 17
2.1. Синтез 6-тиопуринов и 6-тиопуриннуклеозидов 17
2.2. Биологические свойства 6-тиопуринов и 6-тиопуриннуклеозидов 26
2.2.1. 6-Тиопурин и его производные 26
2.2.2. 6-Тиогуанин и его производные 27
2.2.3. Другие 6-тиопуриновые производные 28
3. 2-Тиопурины и 2-тиопуриннуклеозиды 28
3.1. Синтез 2-тиопуриновых производных 28
3.2. Биологические свойства 2-тиопуриновых производных 32
4. 5 -Тио- 5 -дезоксипуриннуклеозиды 33
4.1. Синтез производных 5 -тио- 5 -дезокси- пуриннуклеозидов 33
4.2. Биологические свойства производных 5 -тио-5 - дезоксипуриннуклеозидов 36
5. Т - И 3 -тиопроизводные нуклеозидов инуклеотидов 38
5.1. Синтез 2 - и 3 -тиопроизводных нуклеозидов инуклеотидов 38
5.2. Биологические свойства 2 - и 3 -тиопроизводных нуклеозидов и нуклеотидов 38
2. Тиосульфатныи метод синтеза тиопроизводных пуриновых нуклеозидов и их аналогов 43
1.1 Реакция 8-бромпроизводных пуринов, пуриннуклеозидов и их ациклических аналогов с тиосульфатом натрия 43
1.2 8-Тиопуриннуклеозиды 43
1.3 8-Тиопурины 49
1.4 8-Тиопроизводные ациклических аналогов пуриннуклеозидов 50
1.5 Реакция тиосульфата натрия с 6-хлорпроизводными гуанозина и гуанина 55
1.6 Реакция тиосульфата натрия с 2-бромэтилпуринами и их 8-бромпроизводными 60
1.7 Синтез солей Бунте 60
1.8 Синтез дитиолатов 66
1.9 Реакция 5 - хлор- 5 - дезоксипуриннуклеозидов с тиосульфатом натрия 67
2. Введение 67
2.1 Синтез 5 -тиосульфатов 67
2.2 Синтез 5 -тио-5 -дезоксипуриннуклеозидов 73
2.3 Синтез 5 -хлор-5 -дезоксипуриннуклеозидов 73
2.4 Изучение реакции 2 - и 3 -хлорпроизводных нуклеозидов с тиосульфатом натрия 74
2.5 Изучение биологических свойств полученных соединений 75
3 Экспериментальная часть 80
1.1 Общие методы 80
1.2 Синтез 8-тиопуриннуклеозидов 81
1.3 Синтез 8-тиопуринов 81
1.4 Синтез 8-бром- и 8-тиопроизводных аденинил-9- метоксиуксусной кислоты, ее эфиров и N-этиламида 84
1.5 Синтез 8-бром- и 8-тиопроизводных ациклоинозина и ациклогуанозина
1.6 Синтез аденинил-9-метоксиуксусной кислоты, ее эфиров и N-этиламида
1.7 Синтез 6-тиогуанозина и 6-тиогуанина
1.8 Синтез солей Бунте на основе пуринов
1.9 Синтез 5 -дезоксипуриннуклеозид-5'-тиосерных кислот
Выводы
- Биологические свойства 8-тиопуринов
- Биологические свойства 6-тиопуринов и 6-тиопуриннуклеозидов
- 8-Тиопурины
- Синтез 5 -хлор-5 -дезоксипуриннуклеозидов
Введение к работе
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. Ал кил- и арил тиопроизводные 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 S-аденозилметионина и S-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 ал кил- 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 реализуе-
мый 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-тиопроиз водные, из которых действием щелочи получены соответствующие дитиолаты. Ди(8-бромаденинил-,9'-этил)дитиолат показал выраженную противоопухолевую активность, сравнимую с активностью известного лротиволейкозно-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 (NECА) — 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 NEC А 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.
Биологические свойства 8-тиопуринов
8-Тиоаденин («мерадин»), как было найдено, является эффективным агентом для лечения и предотвращения язвы желудка и 12-перстной кишки [35]. Он обладает также способностью нормализовать метаболизм катехоламина в гипоталамусе крыс после радиоактивного облучения и уменьшать необратимые опасные последствия облучения [35, 36]. Вместе с тем, как противоопухолевый препарат 8-тиоаденин слабоэффективен и даже увеличивает число метастазов [37]. Обнаружены ингибиторные свойства производных 8-тиоаденина по отношению к фруктозо-1,6-бисфосфатазе, в связи с чем изучается возможность создания лекарства для лечения диабета на основе 8-тиоаденина [39]. 8-Тиозамещенные производные аденина и 2-метилтиоаденина (8-S-CHRXOR , где R , R - Н, алкил, арил) обладают антигипертензивными свойствами [21]. 8-Тиозамещенные производные пуринов проявляют противоопухолевую активность [23]. 8-(Метилпиридил)тио-7-метокситеофиллин полностью ингибиру-ет повреждение желудка у крыс, вызванное смесью этанола и соляной кислоты, и предлагается в качестве противоязвенного средства [24]. Производные тиазоло-[3,2-е]пурина, синтезированные из 8- тиоаденина и 2-м етилтио-8-тиоаденина, обладают антигипертензивным и сосудорасширяющим действием [25], дигидротиазолоадениновые производные — седативным и анальгетическим действием [26,27]. Тиазоло [2,3-f] теофиллины стимулируют работу сердца [31]. Дигидротиазолопроизводные на основе гипоксантина и 6-метилтиопурина обладают иммуномодулирующим действием [34]. Существует несколько способов синтеза 8-тиопуриновых нуклео-зидов (таблица 4). Нуклеофильное замещение атома галогена в восьмом положении на тиогруппу в 8-галогенонуклеозидах и нуклеотидах проводится гидросульфидом натрия [39-45], гидросульфидом лития [46], тиомоче виной [45, 47- 53]. Реакция с гидросульфидом натрия, как правило, про водится в мягких условиях: при комнатной температуре в водном диме- тилформамиде в течение длительного времени (15-48 ч) [40- 45] и яв ляется наиболее приемлемой для получения термически нестабильных соединений, таких, как нуклеотиды [40- 44] и 2 -дезоксинуклеозиды [45]. Хотя и многочасовое кипячение 8-бромпроизводных с тиомочевиной в этаноле также нередко применяется для синтеза 8-тионуклеотидов [51] и —2 -дезоксинуклеотидов [50].
Арабинофуранозные аналоги 8-тионуклеозидов и нуклеотидов чаще синтезируют действием сероводорода в пиридине на 8,2-О-циклонуклеозиды и -нуклеотиды, при этом происходит разрыв 8,2 -О-ангидроцикла [54- 59]. 8-Тиопуриннуклеозиды получают также прямым тионированием защищенных пуриннуклеозидов элементарной серой [18, 60]. 8-Тиопроизводные пуриннуклеозидов возможно синтезировать последовательной достройкой пуринового кольца: оксазолидинтион, полученный при взаимодействии D-арабинозы с изоцианатом калия, обработанный 4-амино-6-хлор-5-нитропиридином с последующим восстановлением нитрогруппы до аминогруппы и циклизацией нагреванием, превращается в 8-тиоарабинофуранозиладенин (4) [61, 62] (схема 1). Образование C8-S связи осуществляется также нуклеофильньш замещением атома галогена в восьмом положении алкил- и арилтио-латами [39,45,47, 51, 63-71] (таблица 5). 1.4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 8-ТИОПУРИННУКЛЕОЗИДОВ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ Исследованию биологических свойств 8-тиогуанозина посвящено много работ [72-83], что отражает их важное значение. Прежде всего было замечено, что 8-тиогуанозин активирует лимфоциты [72], затем было подпобно изучено его действие на Т- и В- клетки [73- 78], и установлено, что 8-тиогуанозин вызывает дифференциацию клеток Т и В [77]; и, наряду с другими 8-замещенными гуанозина, может функционировать в качестве индуктора дифференциации в эритролейке -мических клетках [79]. Затем было уточнено, что 8-тиогуанозин увеличивает пролиферацию и дифференциацию Т-клеток мышей только в присутствии других стимуляторов, усиливая их действие [81]. Позже установлено, что 8-тиогуанозин вызывает поликлональную пролиферацию и дифференциацию В-клеток мышей [82]. 8-Тиогуанозин является уникальным активатором человеческих лимфоцитов, вызывая производство иммуноглобулина Ig и пролиферацию нормальных В-лимфоцитов человека [83]. Отмечается способность 8-тиоинозина инициировать дифференциацию in vitro большинства линий лейкемических клеток [52]. 8-Алкилтиоаденозины проявляют противовоспалительные свойства [84]. 8-S-[CH2CH(OH)CH2OC6H4C02C2Hj-n]-Ado, производное 8-тиоаденозина, обладает способностью понижать общую концентрацию холестерина на 43% и концентрацию триглицеридов на 22% у крыс [85]. Карбоциклические аналоги тиопуриннуклеозидов обладают противовирусной и цитотоксической активностью [86]. Обнаружена высокая противовирусная активность 8- тиотеофиллина и 8,8 -ди-тио-дитеофиллина [87]. 8-(Паразамещенные бензил)тиоаденозин- и -инозин-5 -фосфаты являются конкурентными ингибиторами IMP-дегидрогеназы E.coli, проявляя также противоопухолевую активность [88]. 8-Тио-сАМР производят в качестве мочегонного средства [89].
Кроме того обнаружено, что это соединение оказывает больший эффект на выделение гормона роста, чем сАМР [39]. Много внимания уделяется 8-тиозамещенным сАМР, имеющим разнообразную биологическую активность [89 - 103]. 8-Метшітио-сАМР проявляет натрий выводящее и мочегонное действие [89]. 8-Тио-, 8-метилтио-, 8-бензилтио-сАМР сильно расслабляют мышцы трахеи и венозные гладкие мыщцы [90]. 8-п-Бутил-, пентил- и особенно гексил-тио-сАМР являются модуляторами протеин- зависимой фосфо-диэстеразы из коры головного мозга свиньи [65]. 8-Метилтио-сАМР и другие 8-алкилтио-сАМР проявляют стероидогенную активность в крысах [91, 92]. 8-Метилтио-сАМР стимулирует тироидную функцию и может быть полезен в лечении гипотироидизма [93]. N6- Бутил-8-бензилтио-сАМР обладает сильным положительным ионотропным эффектом и увеличивает скорость потока крови на 85% без ускорения сердцебиения [67, 94]. 8-п-Хлорфенилтио-сАМР в 100 раз эффективнее, чем с AMP, в активации протеин киназы и стимуляции действия антидиуретического гормона вазопрессина [95]. 8-Децил- и додецилтио-сАМР стимулируют синтез р-галактозидазы в E.coli в 8 раз сильнее, чем сАМР [96]. 8-Бензилтио-сАМР предлагается для лечения сердечной недостаточности [97]. 8-Метилтио-сАМР входит в состав лекарства против псориаза и поверхностных дерматитов [98]. 8-Тио-, метилтио-, бен-зилтио-сАМР обладают положительным ионотропным и хронотроп-ным действием [99]. 8-Алкилтио-сАМР являются сильными ингибиторами аденилаткиназы бактерий и млекопитающих [104]. 6-Тиопурины и 6-тиопуриннуклеозиды синтезируют нуклео-фильным замещением 6-оксогруппы на 6-тиоксогруппу с помощью P2S5 (таблица 6); нуклеофильным замещением 6-галогена с помощью тиомочевины (таблица 7); гидросульфидов натрия, калия, аммония; сульфида натрия, тиоуксусной кислоты либо тиоацетата натрия, тиоща-велевой кислоты, тиоизоцианата калия с последующим щелочным разложением 6-тиоизоцианата без его выделения (таблица 8); а также заме- щением 6-амино-, N -метоксиамино-, 6-хлор- групп на тиогруппу с помощью сероводорода (таблица 9). Сочетание замещения б-оксогруппы действием пентасульфида фосфора с замыканием имидазольного цикла в 5-ациламинопиримидиновых производных приводит к 6-тиопуринам [157, 158] (схема 2):
Биологические свойства 6-тиопуринов и 6-тиопуриннуклеозидов
6-Тиопурин активен против саркомы 180 мышей [167], против мышиного вируса лейкемии Friend [168, 169 ], ингибирует рост культи-вированых клеток человеческой лимфомы РЗНР-1 [170]; обладает сильной иммуносупрессивной активностью [171]. Циклические нуклеотиды 6-тиопурина цитотоксичны для клеток гепатомы [172]. 9-Алкил-6-тиопурины, особенно 9-циклогексил-6-тиопурин, оказывают ингиби-рующее действие как на устойчивые, так и на чувствительные к 6-тиопурину линии клеток Н.Ер.2 [173]. 6-Тиопурин, 6-тиогуанин и их ри-бонуклеозиды ингибируют рост клеток Н.Ер.1 и фибробласт эмбрионов цыплят [174]. Децилдисульфидные производные 6-тиопурина и 6-тиогуанина обладают противоопухолевой активностью против лейкемии L 1210 [175]. 6-Тиопурин и его рибозид ингибируют инозинфосфорилазу в клетках L 1210 [176]. 6-Тиопурин, 6-метилтиопурин и их рибозиды имеют значительный ингибирующий эффект на деградацию протеинов в гепатоцитах крыс [177]. 6-Тиопуринрибозид значительно ингибирует рост опухоли аденокарциномы 755 [136]. 6-Тиопурин-2 -дезоксирибозид эффективен против асцитной саркомы 180 и саркомы Nakohara — Fu-ruoka в мышах [148]. С помощью 6-тиопурина лечат жестокие желудочные колики у детей [178]. 9-Сульфанилированные производные 6-тиопурина имеют высокую активность против ряда устойчивых к лекарствам штаммов туберкулеза [179]. Найдены высокоэффективные противолейкемические лекарственные препараты, созданные на основе 6-тиопурина и органических соединений родия [180] и рутения [181]. 6-Метилтиопуринрибозид эффективно уменьшает митотическую активность в гепатомах in vivo, в то время как его ингибирующий эффект на нормальные размножающиеся клетки проявляется значительно медленнее и при очень длительном применении [182]; он токсичен для клеток гепатомы Reuber Н 35, вызывает быструю и глубокую потерю активности тирозинаминотрансферазы в этих клетках [183]; ингибирует синтез гликопротеинов и вызывает дифференциацию клеток лейкемии HL-60[184]. 6-(2,4-Динитрофенил)тиопурин проявляет сильное иммуносу-прессивное действие [185]. 6-(п-Нитробензил)тиопуринрибозид является сильным ингибитором нуклеозидного транспорта в клетках L 1210 и других неопластических клетках [186 - 190]. 6-(4-Нитроимидазолил)тиопурин (азатиоприн) обладает значительным имму- нодепрессивным и противовоспалительным действием [191], лечит нефрит [192] и множественный склероз [193]. 6-Тиопуриновые ациклонуклеозиды проявляют особо высокую активность против гепатита В [194]. 2 -0-Ацильные производные 6-тиоинозинциклофосфата, особенно 2 - О-пальминтоил-, обладают цитотоксическим действием на клетки лимфомы S 49 мышей [195]. 6-Тиопуринарабинозид и его 2-метилпроизводное проявляют антиканцерогенную активность против мастоцистомы Р 815-Х2 и лейкемии Р 388 [196, 197].
Поли(9-винилпурин-6-тиол) ингибирует репликацию вируса миелобластоза [198]. 6-Тиопуринрибозид-5 -трифосфат ингибирует ДНК- зависимую РНК- по-лимеразу в миелобластозных клетках цыплят и в E.coli [199]. ГТоли(6-инозиновая) кислота является сильным ингибитором обратной транс-криптазы [200]. Из этих соединений в настоящее время в клинике широко используются 6-тиопурин и азотиоприн [201]. 2.2.2. 6-ТИОГУАНИН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ 6-Тиогуанин вызывает быструю регрессию опухоли аденокарци-номы 755 [202]; очень активен против саркомы Nakohara — Furuoka [203]; эффективен в лечении человеческой лейкемии [204]; проявляет иммуномодулирующий эффект [205]. Наиболее сильно противоопухолевое действие 6-тиогуанина проявляется против саркомы 180, опухоли Эрлиха, лейкемии L 1210 и аденокарциномы 755 [206, 207]. 6-Тиогуанин эффективно вызывает дифференциацию клеток лейкемии Friend и HL- 60 [208], является ингибитором амидофосфорибозил-трансферазы лейкемических клеток [209], замедляет рост клеток острой лейкемии HL- 60 [210], успешно используется в лечении острой лейкемии у детей, уменьшение скорости роста опухоли достигалось в 92% случаев [211,212]. 6-Алкилдитио- и аралкилдитио- производные гуанина, особенно трет-бутил-, октил-, децил- и - нафтирилдитиогуанины, показывают более высокую противоопухолевую активность, чем 6-тиогуанин [213]. 6-Бензилтиогуанин и 6-бензилтиогуанозин проявляют значительную им-муносупрессивную активность у мышей [214]. S-Алкил-, замещенные аминоал кил производные тиогуанина являются эффективными антималярийными средствами [215]. а-2 -Дезокси-6-тиогуанозин проявляет высокую активность во время профилеративной фазы иммунного ответа [216]. а- и р-2 -дезокси-6-алкилтиогуанозины активны против лейкемии мышей L 1210 и Р 388 [217]. З -Дезокси-б-тиогуанозин и его 5 -фосфат способст- вуют большей эффективности радиотерапии опухолей [218] и являются антигельминтами [219]. Алкилтиопурины, например, 2,6-дитиотеофиллин, 3-метил- 2,6-дитиоксантин и подобные, обладают повышенным в 4- 5 раз индексом коронарного потока по сравнению с аминофиллином и полезны в устранении симптомов стенокардии [116]. 2,6-Дитиоксантин является наиболее сильным ингибитором фосфодиэстеразы мембраны мозга [220]. 2,6-Дитионебуларин имеет радиопротекторную активность [159]. 6-(4-Пиримидинил)тиопурин, б-(2-амино-6-пуринил)тиопурин активны против аденокарциномы 755 [166].
Наиболее распространенным методом синтеза 2-тиопуринов является конденсация замещенных имидазолов с алкил- и арилизотиоциа-натами [221- 227], с тиомочевиной [ПО, 114, 228] и ее производными [223, 229, 230 ], сероуглеродом [221- 236] (таблица 12 ), например [223] (схема 4): В результате кипячения 2,6-дихлорпурина в этаноле с тиомочеви- ной в течение 9 ч получены следы 2,6-дитиопурина [110]. Нуклеофильное замещение галогена во втором положении на тиогруппу значительно более эффективно в случае N-метилпуринов [114] и нуклеозидов [238-241] (таблица 13). 2-Тио-6-оксопурин с выходом 89% получен действием тиоуксус-ной кислоты на 3-окись 2-метоксипурина [242]. При взаимодействии сероводорода с 2\3 -0-изопропилиден-5 -дезокси-Ы3,5 -циклогуанозина йодидом при 50С в течение 168 ч с выходом 70% получен 2\3 -0- изопропилиден-5 -цикло-2-тиоксантозин [152]. 2-Тиопуриннуклеозиды синтезируют также из готовых 2-тиопуринов стандартной конденсацией с сахаром [238, 243- 245] либо ферментативно [246]. 3.2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 2-ТИОПУРИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 2-Тиозамещенные пурины усиливают действие антибиотиков, особенно флеомицина и блеомицина, в сотни раз [247, 248]. 2-Алкилтиоаденозины обладают продолжительным сосудорасширяющим действием [231,238]. Обширный ряд 2-алкил-, циклоалкил-, -арилтиоаденозинов является сильными ингибиторами агрегации эритроцитов кроликов и человека, вызванной ADP [240,249- 252]. 9-Р-0-Ксилофуранозил-2-(алкилтио) аденины активны против вируса Semliki в мышах [244]. 2-Фенилтиоаденозин- 3 ,5 -циклофосфат сильнее активирует сАМР- зависимую протеинкиназу, чем сАМР [259]. 2-н-Амил- и аллил-тиоаденозин-5 -фосфаты [260] и 2- метил-, -этилтиоаденозин-5 -фосфаты [261 ] значительно ингтбируют агрегацию эритроцитов кроликов и человека, вызванную ADP. 2-Метилтиоаденозин-5 -трифосфат в 50 раз сильнее АТР в расслабленн изолированной аорты морской свинки [262], 2-Алкилтиоаденозин-5 -тетрафосфаты ингибируют агрегацию эритроцитов кролика, вызванную аденозин-5 -тетрафосфатом [263]. 2-Бензилтиоинозин-5 -фосфат ингибирует 1МР-дегидрогеназу [226] и улучшает вкус пищи [264]. В литературе имеется много работ, посвященных 51-алкилтиоаденозинам, их синтезу и биологическим свойствам. Но лишь в одной работе упоминается сам 5 -тио-5 -дезоксиаденозин [265]. 5 -0-Тозил-2 ,3 -0- изопропилиденаденозин действием тритилтиолата калия с последующим снятием изопропилиденовой защиты превращается в 5 -тритилтио-5 -дезоксиаденозин, который при обработке сероводородом в присутствии HgCb дает, по мнению авторов, 5 -тио-5 -дезоксиаденозин.
8-Тиопурины
Как известно [397], 8-тиопуриннуклеозиды не могут быть гидро-лизованы кислотой до 8-тиопуринов в результате существования их в ти-оксоформе и, следовательно, невозможности протонирования пуринового кольца. Поэтому 8-тиопурины получают довольно сложными и часто малоэффективными методами [1-18]. Мы пытались использовать метод, разработанный нами для синте за 8-бромаденозина, для превращения 8-бромпуринов в 8- тиопроизводные. 8-Тиоаденин (IX) нами синтезирован с выходом 81% из 8-бромаденина (VIII) кипячением с тиосульфатом натрия в воде при добавлении каталитических количеств хлорида алюминия (схема8). При этом оказалось, что для полного превращения необходимо 8 ч при пятикратном избытке тиосульфата натрия. Для превращения 8-бромгипоксантина (X) в 8-тиогипоксантин (XI) (с выходом 72%) в этих условиях понадобилось 2 ч (схема 8). 8-Бромгуанин (XII) после кипячения в течение 10 ч в аналогичных условиях был выделен полностью без изменения. Таким образом, 8-бромпурины значительно менее реак-ционноспособны во взаимодействии с тиосульфатом натрия, чем 8-бромпуриннуклеозиды, в которых электронооттягивающий остаток рибо-зы увеличивает частичный положительный заряд на атоме С8, способствуя тем самым нуклеофильной атаке ионом тиосульфата. Низкая реакционная способность 8-бромгуанина по сравнению с 8-бромаденином объясняется, очевидно, значительно меньшим частичным положительным зарядом на атоме С8; а более высокая реакционная способность 8-бромгипоксантина - наоборот, большим положительным зарядом [398, 399]. Строение полученных соединений - 8-тиоаденина (IX) и 8-тиогипоксантина (XI) подтверждено спектрами ПМР, УФ-поглощения, хорошо согласующимися с литературными данными [1- 5], и элементным анализом. Спектр ПМР содержит характерный сигнал N7-H (12,5-13,5 м.д.), который отсутствует у исходных 8-бромпуринов; УФ-поглощение ( Лмах рН 1 312 нм (IX) и 294 нм (XI) ) характеризуется сильным батохромным сдвигом по сравнению с исходными 8-бромпуринами (кМдх рН 1 263 нм (VIII) и 255 нм (X) ). Исходные 8-бромпурины получали кислотным гидролизом соответствующих 8-бромпуриннуклеозидов по методике, описанной для гидролиза 1 -метиладенозина [400].
Исходными соединениями для синтеза ациклических аналогов 8-тиоаденозина явились соответствующие 8-бромпроизводные, которые были получены по следующим образом (схема 9). 8-Бром-9-(2 ацетоксиэтоксиметил)аденин (XIV) синтезировали ли бо из 8-бромаденина (VIII) подобно синтезу 9-(2- ацетоксиэтоксиметил)аденина (XIII) из аденина [402], либо бромирова- нием 9-(2-ацетоксиэтоксиметил) аденина (XIII) дибромдиоксаном в фос фатном буфере. Полученное соединение (XIV) действием водного ам миака превратили в 8-бром-9-(2-оксиэтоксиметил)аденин (XV), который затем перманганатом калия окислили до (8-бромаденинил- 9)метоксиуксусной кислоты (XVI). Кислоту (XVI) этерифицировали эта нолом и полученный этиловый эфир (XVII) превратили в N-этиламид (8- бромаденинил-9)метоксиуксусной кислоты (XVIII) действием раствора этиламина в метаноле. При синтезе 8-бром-9-(2-ацетоксиэтоксиметил) аденина (XIV) исходя из 8-бромаденина (VIII) наряду с 9-изомером (XIV) выделили 3-изомер (XIX), который идентифицировали методом ПМР. 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-оксиэтоксиметил)гипоксантин (XXVI) с выходом 80%. Синтез ациклического аналога 8-тиогуанозина (XXIX) потребовал, в отличие от соответствующих аналогов 8-тиоаденозина и 8-тиоинозина, значительного избытка тиосульфата натрия и длительного кипячения (5 ч). Причина этого, по-видимому, в низкой растворимости 8-бромациклогуанозина. Исходное 8-бромпроизводное (XXVIII) получили прямым броми-рованием 9-(2-оксиэтоксиметил) гуанина по известной методике [403]. Строение полученных 8-тиопроизводных ациклических аналогов пуриннуклеозидов подтверждено спектрами ПМР и УФ-поглощения и элементным анализом. Спектр ПМР характеризуется появлением сигнала атома водорода при N7 в слабом поле; спектр УФ-поглощения - сильным батохромным сдвигом пиков. Эти особенности спектров ациклических аналогов 8-тиопуриннуклеозидов совпадают с особенностями спектров 8-тиопуриннуклеозидов. Спустя несколько лет после нашего сообщения о полученных нами впервые 8-бром- и 8-тиопроизводных ациклических аналогов пуриннуклеозидов [393, 401] появился патент США [404], декларирующий синтез и биологические свойства 8-тиоациклогуанозина (XXIX) из 8-бромациклогуанозина (XXVIII) действием тиомочевины в диметилфор-мамиде в течение 6 ч (сравнение этого способа синтеза с нашим — в таблице 19). Наряду с N-этиламидом 8-бром- и 8-тиоаденинил-9- метоксиуксусной кислоты (XVIII и XXIII) нами синтезирован N-этиламид аденинил-9-метоксиуксусной кислоты (XXXII). Из 9-(2-ацетоксиэтоксиметил) аденина (XIII), полученного из аденина по [402], окислением перманганатом 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-хлорэтиловый (XXXI), получающийся с наиболее высоким выходом - 78%) эффективно превращался (с выходом 94%) в N-этиламид аденинил-9-метоксиуксусной кислоты (XXXII) действием жидкого этиламина. Для сравнения биологического действия аналогично из аденозина нами синтезирован известный сердечно-сосудистый регулятор [405] - N-этиламид аденозин-5 -карбоновой кислоты. Аденозин по [406] превратили в (2 ,3 -0-изопропилиден)аденозин (XXXIII), который окислили перманганатом калия до (2 ,3 -Оизопропилиден)аденозин-5 -карбрновой кислоты (XXXIV) по [407], сняли изопропилиденовую защиту [407] и полученную аденозин-5 -карбоновую кислоту (XXXV) этерифицировали этанолом по [408]. Этиловый эфир аденозин-5 -карбоновой кислоты Распространенные методы синтеза 6-тиогуанина из гуанина [105-112] и защищенного 6-тиогуанозина из соответствующего защищенного гуанозина [117- 120] действием пентасульфида 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 [111, 132] и защищенного 6-тиогуанозина из защищенного 6-хлоргуанозина действием тиомо-чевины в кипящем этаноле [126] или сероводорода в пиридине [150]. Нами разработан [409, 410] более простой, эффективный и экологически чистый способ синтеза 6-тиогуанина и 6-тиогуанозина из 6-хлорпроизводных благодаря использованию в качестве нуклеофильного реагента тиосульфата натрия и растворителя - воды. 6-Хлор-(2 ,3 ,5 -три-0-ацетил)гуанозин (XXXVIII), полученный из гуанозина известным методом [126], при кипячении в водном растворе тиосульфата натрия в течение 0,5 ч с выходом 96 - 98% превращался в 6-тио-(2,,3 ,5 -три-0-ацетил)гуанозин ( XXXIX), из которого щелочным гидролизом по [116] с выходом 84% получили 6-тиогуанозин ( XL), а кислотным гидролизом - с выходом 98 - 99% - 6-тиогуанин ( XLII) (схема 12). 6-Хлоргуанин (XLI) при кипячении с водным раствором тиосульфата натрия в течение 0,5 ч с выходом 98% давал 6-тиогуанин (XLII). 6-Хлоргуанозин (XXXVIIIa), полученный из 6-хлор-(2 ,3 ,5 -три-0-ацетил)гуанозина (XXXVIII) щелочным гидролизом по [116], при кипячении в водном растворе с тиосульфатом натрия в течение 0,5 ч с выходом 98% превращался в 6-тиогуанозин (XL). 6-Тиогуанин, 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% (рис. 2). Для получения образца, полностью удовлетворяющего фармакологическим требованиям, 6-тиогуанин перекристаллизовывали из воды. Анализ этого образца показал отсутствие в нем сульфатов, тяжелых металлов, элементарной серы, потеря массы при высушивании составила 0,2 - 0,3%; содержание основного вещества определено равным 100,0%.
Синтез 5 -хлор-5 -дезоксипуриннуклеозидов
5 -Хлор-5 -дезоксипуриннуклеозиды (LXVIa - LXXVIa, LXXVII) синтезированы из соответствующих пуриннуклеозидов по методике, ана логичной для аденозина (LXVIa) [424], І -Бензоил -хлор-5 - дезоксиаденозин (LXVHa) и М -бензоил-8-бром-5 -хлор-5 - дезоксиаденозин (LXXVIB) получены бензоилированием 5 -хлор-5 -дезоксиаденозина (LXVTa) и 8-бром-5 -хлор-5 -дезокси аденозина (LXXVIa) соответственно аналогично бензоилированию аденозина [425]. По той же методике пробензоилирован 5 -хлор-5 -дезоксигуанозин (LXXVII) и получен Ы2-бензоил-5 -хлор-5 -дезоксигуанозин (LXXIIa). N -Окись 5 -хлор-5 -дезоксиаденозинa (LXVIIIa) синтезирована из 5 -хлор-5 -дезоксиаденозина (LXVIa) аналогично окислению аденозина [426] с небольшими изменениями в обработке реакционной смеси: заме- ной 5% Pd/ С на Na2S20s и применением экстракции этанолом и ацетоном. 5, ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ 2 -ХЛОР- И 3 -ХЛОР-ПРОИЗВОДНЫХ НУКЛЕОЗИДОВ С ТИОСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ Нами [418] были предприняты попытки синтеза 2 -тио- и 3 -тиопроизводных нуклеозидов действием тиосульфата натрия на 2 -хлор-и З -хлорпроизводные. 2 ,5 -Дихлор-2\5 -дидезоксиинозин (LXXXa), синтезированный по [427] из инозина, кипятили в водном растворе тиосульфата натрия в течение 3 ч. ТСХ-анализ показал наличие одного продукта реакции (Н20) Rf 0,80 (исходный (LXXXa) имеет Rf 0,40). В результате получен один продукт — 2 -хлор-2 ,5 -дидезоксиинозин-5 -тиосульфат натрия (LXXX6), который выделен с выходом 48% (схема 27): Спектр ИК-поглощения соединения (LXXX6) имеет полосы, характерные для тиосульфатной группы; 640 см"1 (vs SO), 1030 см"1 (vs SO2), 1100- 1160 см"1 (vas S02). 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-0-ксилофуранозил)аденина (LXXXI) и 9-(2 -хлор-21-дезокси-р-0-арабинофуранозил) аденина (LXXXII), и 5 -0-тритил-2 -хлор-2 -дезоксиинозина (LXXXIII) 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. Исходные соединения (LXXXI) и (LXXXII) были синтезированы из аденозина по [428], a (LXXXIII) - тритилированием инозина по [428] и далее хлорированием по [427]. Таким образом, инертность вторичного атома галогена и, возможно, стерические препятствия не позволяют синтезировать 2 - и 3 -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 изучен в качестве противоопухолевых агентов (ст.н.с., к. биол. н. В.Н.Веровский), имея в виду, что некоторые серосодержащие нуклеозиды и их аналоги обладают такой активностью. В ряду изученных соединений установлена умеренная противоопухолевая активность у ди(8-бромаденинил-9,91-этил)дитиолата (LXIV). Это соединение изучено в экспериментах in vivo (таблица 21). 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. Ряд соединений изучался в отношении противовирусной активности в лаборатории предварительного апробирования антивирусных веществ (зав. Е.И.Боренко) Белорусского НИИ эпидемиологии и микробиологии (таблица 22). В отношении противовирусной активности интерес представляет ассоциат 8-тиоинозина (V), полученного по разработанного нами технологии, с солью диметиламиноизопропионата п-ацетаминобензоЙной кислоты. В лаборатории вирусных ингибиторов Института микробиологии им. А.Кирхенштейна Латв. АН (зав. М.К.Индулене) проводились исследования ассоциата в культурах ткани и при экспериментальной гриппозной инфекции белых мышей. Данное соединение ингибирует размножение вирусов гриппа типа А (Англия) 42/72 и А (Бангкок) 1/79, арбовируса Синдбис и вируса герпеса простого 1 типа. Соединение повышает выживаемость мышей при инфекции вирусом типа А Аичи/2/68/НЗИ2/ (защита - 62,5%) при дозе 100 мг/кг. Предварительное изучение токсичности ассоциата для белых мышей показало его низкую токсичность (ЛДзо выше 2500 мг/кг). Химиотерапевтический индекс равен 25. В Красноярском медицинском институте к. биол. н. И.А.Ольховским изучена фармакология N-этиламида аденинил-9-метоксиуксусной кислоты (XXXII) и его 8-бромпроизводного (XVIII). Показано, что соединение (XXXII) повышает выживаемость мышей в экстремальных условиях (гипоксия, гипотермия) [428-431]. Соединение (XVIII) показало эффективный антагонизм с гипотермическим эффектом аденозина (Аг рецепторное действие) (таблица 23) и с брадикардическим эффектом.
По сравнению с N-этиламидом (XXXII) его 8-бромпроизводное (XVIII) проявило более выраженные свойства блокато- pa А- рецепторов. Синтез этих соединений и их биологические свойства защищены авторским свидетельством [428], В Ленинградском институте радиологии изучались радиопротекторные свойства 2-(пуринил)этилтиосульфатов (XLVIII, L, LIT, LV, LVI, LVIII). Существенного преимущества этих соединений перед известными радиопротекторами не обнаружено. В работе использовали следующие реагенты: аденин, аденозин, гуа-нозин, инозин, ксантозин (НПО «Биохимреактив», г. Олайне Латв.ССР); теофиллин (Sigma, США); ацетилбромид, гидрид натрия, этиленгликоль, хлорокись фосфора, перманганат калия, этиоамин, сульфит натрия семи-водныи, бром, ледяная уксусная кислота, аммиак, хлористый тионил, бензоилхлорид, тиосульфат натрия пятиводный, перекись водорода, йодид калия, персульфат натрия, трифенилфосфин, хлорид алюминия шес-тиводный, гидрофосфат натрия, гидрокарбонат натрия, нитрит натрия, соляная кислота, гидроокись натрия, пятиокись фосфора, металлический натрий, 1,2-дибромэтан (Реахим, СССР). Абсолютные растворители: метанол, этанол, ацетон, диметилформа-мид, 2-хлорэтанол, диоксан, хлороформ, диэтиловый эфир, четыреххло-ристый углерод, пиридин, гексаметапол, нитробензол, изопропанол, н-бутанол. Температуры плавления определяли на нагревательном столике "Boetius" (ГДР). Спектры ПМР регистрировали на спектрометре "Bruker WH- 90" (ФРГ) для растворов в дейтерированном диметилсульфоксиде с применением в качестве внутреннего стандарта тетраметилсилана. Спектры УФ-поглощения регистрировали на спектрофотометре "Unicam SP 1800" (Англия). Молярные коэффициенты поглощения вычисляли для водных растворов в 0,1 н. НС1 (рН 1) и 0,1 н. NaOH (рН 13). Спектры ИК-поглощения регистрировали в вазелиновом масле на приборе "Perkin - Elmer 580 В" (Швеция). Масс- спектры регистрировали на приборе MS- 50 (AEI) (Великобритания). ТСХ проводили на силуфольных пластинках UV- 254 "Kavalier" (ЧССР) в системах (соотношение по объему): А - хлороформ - этанол, 9:1; Б - хлороформ - этанол, 7:3; В - вода; Г - изопропанол - 25% аммиак - вода, 7:1:2; Д - н- бутанол, насыщенный водой; Е — н- бутанол - 25% аммиак — вода, 86:14:5. Для колоночной хроматографии использовали силикагель 40/ 100 фирмы "Chemapol" (ЧССР). Дауэксы 50\у(1-Г), I х 4 (ОН ), 50w (РуН ) готовили к работе по методикам, предложенным в руководстве [432]. Растворители очищали и обезвоживали по методикам, приведенным в руководстве [433]. 2. СИНТЕЗ 8-ТИОПУРИННУКЛЕОЗИДОВ 8-Т иоаденозин (III). К кипящему раствору 8-бромаденозина (I) (3,33 г; 9,64 ммоль) в воде (160 мл) добавили A1CL3 6Н20 (0,17 г; 0,706 ммоль) и Na2S203 5Н20 (3,33 г; 13,43 ммоль). Смесь кипятили 0,5 ч, затем упарили в вакууме до 40 мл.
