Universitatea de Tehnologie Chimică și Metalurgie FACULTATEA DE TEHNOLOGIE CHIMICĂ DEPARTAMENTUL DE SINTEZĂ ȘI COMBUSTIBILI ORGANICI Ing. Stefan Marchev Dimov PROIECTARE STUDII STRUCTURALE ȘI ACTIVITATE BIOLOGICĂ a heteroarilului conține TIENOPIRIMIDINONI A B T O R E F E R A T DISSERTARE științifică pentru dobândirea învățământului științific. Farmacie (chimie farmaceutică) Supervizori: conf. Dr. Anelia Mavrova prof. Vladimir Bozhinov Sofia, 2017

descărcare

Universitatea de Tehnologie Chimică și Metalurgie FACULTATEA DE TEHNOLOGIE CHIMICĂ DEPARTAMENTUL DE SINTEZĂ ȘI COMBUSTIBILI ORGANICI Ing. Stefan Marchev Dimov PROIECTARE STUDII STRUCTURALE ȘI ACTIVITATE BIOLOGICĂ a heteroarilului conține TIENOPIRIMIDINONI A B T O R E F E R A T DISSERTARE științifică pentru dobândirea învățământului științific. Farmacie (chimie farmaceutică) Supervizori: Juriul științific: conf. Dr. Anelia Mavrova prof. Vladimir Bozhinov 1. prof. Dr. Emilia Naidenova președinte, recenzor 2. prof. Dr. Georgi Momekov - recenzor 3. conf. Dr. Anelia Mavrova 4. conf. Dr. Elena Stanoeva 5. conf. Dr. Rositsa Nikolova Sofia, 2017

Disertația este scrisă pe 157 de pagini, conține 67 de figuri, 52 de diagrame și 8 tabele. Sunt citate 360 ​​de surse de literatură. Disertația prezentată a fost discutată și acceptată pentru apărare la o ședință a consiliului științific extins, specializat al unității științifice a Departamentului Sinteza Organică și Combustibili, care a avut loc pe 7 martie 2017. Apărarea publică a disertației va avea loc pe 25.07 .2017 până la ora 11:00 în sala 424, clădirea A a UCTM. Materialele sunt disponibile pentru cei interesați pe site-ul UCTM și în Departamentul pentru activități științifice, sala 406, etaj 4, clădirea A a UCTM.

ABREVIERI ABREVIERI TFA acid trifluoroacetic MTS 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -5- (3-carboximetoxifenil) -2- (4-sulfofenil) -2H tetrazoliu TBAB bromură de tetra-n-butilamoniu cantitatea de dezoxiribonuclează 1 necesar pentru a determina o creștere a absorbției de 1 mg/ml A260 (material seminal de somon) cu 0,001 pe minut la o lungime de undă (λ) de 260 nm, implicând ADN foarte polimerizat la 25 C și pH 5,0 TRIS-HCl Tris (hidroximetil) clorhidrat de aminometan ESIPT (transfer de protoni intramoleculari în stare excitată) transfer de protoni intramolecular AU (Unitate arbitrară) unitate relativă de măsură care ilustrează un raport cantitativ al intensității (sau altei variabile) a unei substanțe la o valoare de referință predeterminată (I/I 0) DFT (teoria funcțională a densității) teoria densității electronice PDB (Protein Data Bank) baze de date cu proteine ​​MOE (Molecular Operating Environment) programe de pachete software care efectuează vizualizarea, simularea și proiectarea medicamentelor prin modelare omologă, utilizând o bază de date moleculară. DFG (Asp-Phe-Gly) este un reziduu de aminoacizi asparagină-fenilalanină-glicină găsit în majoritatea proteinelor din familia kinazelor și localizat la locul activ al enzimei. 4

CUPRINS 5. Analize SAR. 47 6. Calcule moleculare. 52 7. Andocare moleculară. 54 CONCLUZII 59 59 PRINCIPII 62 LITERATURĂ ȘI SURSE I. 63 8

SCOP ȘI OBIECTIVE 9. Studiul teoretic SAR al unora dintre compușii testați experimental, precum și studiul de andocare a celor mai promițătoare tieno [2,3-d] pirimidine anticanceroase. Schema generală de reacție a tuturor sintezelor efectuate este prezentată în Schema 1. Schema 1 10

Andocare moleculară 1UWJ [10]). Inhibitorii sunt andocați fiind localizați în buzunarul interior format din segmentul de activare și lanțul P al V599E B-Raf utilizând software-ul MOE [11]. Căutarea conformațională pentru pregătirea ligandului a fost efectuată prin metoda LowModelMD, care efectuează perturbații dinamice moleculare împreună cu regimuri de vibrații cu frecvență joasă cu interval de energie de 7 kcal/mol și constrângeri conformaționale până la 1000. Conformorii sunt așezați conform metodei de orientare farmacoforii selectați în poziția triunghi alfa. Parametrul ΔG (energia Gibbs), calculat cu câmpul de forță MMFF94x, a fost utilizat pentru a stabili conformația de andocare. Software-ul grafic VMD [12] a fost folosit pentru a vizualiza figurile 3-D ale modelelor construite. 16

Sinteza derivaților de tieno [2,3-d] pirimidin-4-onă (6-21) 2-substituiți timp de 6 ore. După răcire, soluția a fost neutralizată cu 10% (v/v) NH4OH apos pentru a da produsul țintă. Randament compus R Randament compus R 6 73 13 85 7 57 14 92 8 74 15 50 9 57 16 64 10 66 17 93 11 93 18 88 12 70 19 * - Schema 3 Sinteza 5,6,7,8-tetrahidrothieno [2, 3-d] pirimidin-4-one; * produs neobținut În prepararea compușilor 7 și 14, nitrilii înșiși, luați în exces multiplu, sunt folosiți ca solvenți. La sfârșitul procesului, reziduul RCN a fost distilat sub vid pentru a precipita. Când se utilizează acetonitril, acest precipitat este dizolvat în apă, neutralizat și filtrat. O metodă eficientă de economisire a timpului a fost dezvoltată pentru reacția de ciclocondensare prin suflare cu clorură de hidrogen uscată prin conectarea reactoarelor în serie (Eroare! Sursa de referință nu a fost găsită.). În acest fel, reacția se desfășoară simultan în două reactoare și se constată că acest lucru nu duce la o scădere a randamentului în primul și al doilea reactor. 18

C-th C-th Sinteza derivaților 2-substituiți ai 4-amino-tieno [2,3-d] pirimidinei (22 46) Randament R 1 R 2 R 3 Randament R 1 R 2 R 3 22 41 - (CH 2 ) 4-33 45 - (CH 2) 4-23 27 Me COOEt 34 56 Me COOEt 24 52 - (CH 2) 4-35 81 - (CH 2) 4-25 18 Me COOEt 36 73 Me COOEt 26 - - ( CH 2) 4-37 37 - (CH 2) 4-27 31 Me COOEt 38 16 Me COOEt 28 40 - (CH 2) 4-29 43 - (CH 2) 4-30 40 Me COOEt 39 51 - (CH 2 )) 4-40 27 Me COOEt 41 48 - (CH 2) 4-31 * - - (CH 2) 4-42 57 - (CH 2) 4-32 39 Me COOEt 43 8 Me COOEt Schema 6 Mecanism de reacție pentru sinteză de 4-aminotienopirimidine [16] (mai sus); Substituenți corespunzători compușilor sintetizați (mai jos); * produsul nu a fost obținut 44 20 - (CH 2) 4-45 9 Me COOEt 20

Sinteza sarcinii 5,6,7,8-tetrahidrotieno [2,3-d] pirimidin-4-ftalimide (48 59) a fost utilizată metoda bazată pe metode cunoscute pentru sinteza N-aril ftalimidelor [17, 19, 20, 22, 27]. Sinteza a fost realizată prin amestecarea corespunzătoare a 4-amino-5,6,7,8-tetrahidrobenzo [4,5] tieno [2,3-d] pirimidinei 22, 24, 28, 29, 33, 35, 37, 39, 41 și 42 cu anhidridă ftalică, într-un raport de 1: 1.1. Reacția a fost efectuată în acid acetic glacial la reflux (Schema 8). Randament compus R Randament compus R 48 12 54 10 49 21 55 35 50 15 56 * - 51 17 57 * - 52 16 58 * - 53 7 59 * - Schema 8 Mecanism de reacție pentru sinteza 4-amino-5,6, 7,8-tetrahidrotieno [2,3-d] pirimidin-4-ftalimidă 48 59 (mai sus); Substituenți corespunzători compușilor sintetizați (mai jos); * produs ne-obținut Din sintezele efectuate s-au obținut tienopirimidine 48-55. Reacția a fost efectuată timp de aproximativ 40 de ore și finalizarea sa a fost determinată prin cromatografie în strat subțire. Ca urmare, interacțiunea dintre 24, 28, 44 și 46 cu anhidridă ftalică (

40 de ore) au fost izolate 4-amino-tienopirimidinele inițiale. Primit 22

Sinteza temperaturilor de topire a 5,6,7,8-tetrahidrotieno [2,3-d] pirimidin-4-ftalimidelor (48 59), precum și spectrelor IR înregistrate în care a fost observată prezența unei grupări amino primare la aproximativ 3400 cm -1 și 3300 cm -1, precum și absența benzilor de absorbție caracteristice pentru ftalimidă la aproximativ 1780 cm -1 (ν ca NC = O) și 1720 cm -1 (ν s NC = O), corespund celor din primele 4 -amino-tienopirimidine. Reactivitatea slabă a 4-amino-tienopirimidinelor, după cum reiese din timpul lung de reacție și randamentele reduse, ar putea fi explicată prin prezența tautomerismului amino-iminelor. În același timp, prezența solvenților protici ar duce la formarea unui complex, care la rândul său ar duce la incapacitatea de a condensa intermediarul la ftalimidă. Se știe că 2-aminopiridinele [28-31] și 4-aminopirimidinele [32] formează un complex ciclic cu acid acetic (AA) prin legături de hidrogen. Acest lucru duce la tautomerism și transfer de protoni în starea excitată, în urma căreia molecula se transformă într-o formă imino [28, 33]. A B C D FIG. 1 Spectre de absorbție (- - -) și fluorescență normalizată () a: (a) 24 (C = 1 10-6 mol/l) în sistem benzen-aa cu λ ex = 296 nm, (b) cloroform-aa cu λ ex = 298 nm; (c) 46 (C = 1 10-6 mol/l) în sistemul benzen-aa cu λ ex = 294 nm, (d) cloroform-aa cu λ ex = 296 nm. 23

Sinteza 2H-benzimidazolilor 2-substituiți (77 81, 85 87) Tiosemicarbazidele 71-73 sunt ciclizate prin deshidratare într-un mediu acid la 1,3,4-tiadiazoli 74-76. Randamentele tiadiazolilor finali 75 și 76 sunt cuprinse între 90 și 95%. Schema 11 Sinteza tieno [2,3-d] pirimidin-4-one conținând semicarbazidă și 1,3,4-tiadiazol reziduu: a) cianoacetat de etil, HNEt 2, S 8, etanol; b) izotiocianat de etil, NaOH, DMF; c) 2-cloracetat de etil, NEt 3, benzen, t K; d) hidrat de hidrazină, etanol, t K; e) izotiocianat de etil, etanol, t K; f) 98% acid sulfuric, 0 C, NH4OH; 7. Sinteza 2-substituit-1H-benzimidazolilor (77 81, 85 87) Este bine cunoscut faptul că una dintre cele mai utilizate metode pentru prepararea benzimidazolilor substituiți cu C-2 este prin reacția o-fenilendiaminei cu acizii carboxilici [ 35]. Această sinteză se caracterizează printr-un timp de reacție scurt și un randament ridicat. Din acest motiv, am ales această metodă pentru prepararea 2-clorometil-1H-benzimidazolului 77 conform metodei și mecanismului binecunoscut al Phillips [36] (Schema 12). Schema 12 Sinteza 2-clorometil-1H-benzimidazolului 77 27

Sinteza farmacoforilor 5,6,7,8-tetrahidrotieno [2,3-d] pirimidin-4-one care conțin benzimidazol (92 94) ar putea clarifica și stabili un punct de plecare pentru stabilirea efectului substituenților individuali asupra efectului farmacologic al grup de compuși în cauză. Este clar din literatură că alchilarea tieno [2,3-d] pirimidin-4 (3H) -one se efectuează predominant în N-3 și, în unele cazuri, în poziția O-4 și N-1 [ 45, 46]. Schema 15 S-a ales sinteza tieno [2,3-d] pirimidin-4-one conținând 1H-benzimidazol 92 și 94 Metoda pentru sinteza tieno [2,3-d] pirimidin-4 (3h) -one 92 și 94 B, descris de Alifanov și Babaev [47], în care MeONa proaspătă este mai întâi preparată și apoi amestecată cu tienopirimidin-4-one (Schema 15). După evaporarea solventului, se formează o sare de Na a aminei corespunzătoare (6 sau 8), care reacționează cu 2-clorometil-1h-benzimidazol 77 la reflux în THF uscat pentru a da compușii 92 și 94 cu 56% și 51 %, respectiv.% randament. Pentru a extinde și a stabili relația structură-activitate, 5,6,7,8-tetrahidrobenzo [4,5] tieno [2,3-d] pirimidin-4-on 93 conținând 1H-benzimidazol în a doua poziție a fost, de asemenea, sintetizat. Compusul a fost obținut cu randament de 17%. Schema 16 Sinteza 5,6,7,8-tetrahidotieno [2,3-d] pirimidin-4-onă 93 conținând 1H-benzimidazol 30

Sinteza benzimidazolilor N, N-substituiți conținând tieno [2,3-d] pirimidine (95 107) Randament compus XYR 1 R 2 R 3 95 12 NH O - (CH 2) 4 - H 96 10 NH O Me COOEt H 97 53 SO - (CH 2) 4 - Cl 98 89 SO - (CH 2) 4 - Me 99 5 S NH - (CH 2) 4 - Cl 100 53 S NH - (CH 2) 4 - Me 101 19 SO Me COOEt Cl 102 9 OO - (CH 2) 4 - H 103 4 OO - (CH 2) 4 - Cl 104 6 OO - (CH 2) 4 - Me 105 12 OO Me COOEt H 106 9 OO Me COOEt Cl 107 8 OO Me Schema COOEt Me 17 Sinteza 1,3-bis (2-etiltenopirimidinei) benzimidazoli 32

Fotostabilitate dovezi ale fotodestrucției. S-a observat o scădere mai semnificativă a absorbției maxime (λ max) a compusului 11 imediat de la început până la a treia oră de iradiere (fig. 7d), după care procesele de fotodestrucție au scăzut, ajungând la 40% la sfârșitul celor 7 ore. Compușii 6 (Fig. 7a) și 20 A B C D E F s-au dovedit a fi cei mai instabili. 7 Analiza raportometrică în fază solidă pentru fotostabilitatea de (a) 6 (C = 3.749,10-5 mol/l), (b) 8 (C = 3.921,10-5 mol/l), (c) 10 (C = 2.983,10-5 mol/l)), (d) 11 (C = 3.921,10-5 mol/l), (e) 12 (C = 5.882,10-5 mol/l) și (f) 20 (C = 5.387,10-5 mol/l) în Soluție DMF; 44

Calcule moleculare aport oral zilnic [10, 100]. În același timp, unele tieno [2,3-d] pirimidine au fost identificate ca inhibitori ai uneia dintre cele mai importante izoforme ale Raf, reglând activarea Ras și progresia tumorii, și anume B-Raf [101-103]. Tocmai datorită prezenței acestei selectivități celulare a ureei și tiosemicarbazidelor (72, 75 și A), se poate presupune că acestea prezintă același mecanism bioisosteric de acțiune asupra creșterii tumorii, blocând unul dintre cele două procese celulare esențiale pentru dezvoltarea tumorii. și anume: inhibarea căilor de semnalizare Raf/MEK/ERK (prin inhibarea Raf) și inhibarea receptorilor tirozin kinazei (prin inhibarea VEGFR). FIG. 14 Mecanism de semnalizare intracelular A B Fig. 15 Molecular B3LYP/6-311 ++ G ** optimizarea compușilor 72 (a) și A (b) 53

Andocarea moleculară V599E B-Raf promovează conformația inactivă a enzimei prin blocarea situsului activ al DFG și astfel previne fosforilarea acesteia. A B FIG. 16 (a) Coformări de andocare de 72 cu resturile de aminoacizi Thr528, Asp593, Lys482, Glu500, Gly592; (b) reprezentarea 2D a interacțiunilor lui 72 cu V599E B-Raf; 55

Andocare moleculară A B FIG. 17: (a) Coformări de andocare ale A cu reziduurile de aminoacizi Thr528, Asp593, Lys482, Glu500, Gly592; (b) Reprezentarea 2D a interacțiunilor lui A cu V599E B-Raf 56

Andocare moleculară A B FIG. 18: (a) Coformări de andocare de 75 cu resturile de aminoacizi Thr528, Asp593, Lys482, Glu500, Gly592; (b) Reprezentarea 2D a interacțiunilor lui 75 cu V599E B-Raf 57

Andocare moleculară FIG. 19 Reprezentarea 2D a interacțiunilor sorafemib cu V599E B-Raf 58