Введение к работе
Актуальность темы. Соединения пиримидиновой природы составляют существенную часть современного арсенала лекарственных средств. Спектр фармакологической активности этих веществ достаточно широк и в значительной степени определяется их структурной близостью к эндогенным пиримидиновым основаниям, нуклеозидам и нуклеотидам, имеющим первостепенное значение в механизмах наследственности и обмена веществ. Пири-мидиновые соединения - преимущественно производные урацила, тимина и цитозина, содержащие дополнительные заместители в пиримидиновом ядре, очень часто выступают в роли антиметаболитов и ингибиторов вирусспеци-фических ферментов. История медицинского применения пиримидиновых соединений насчитывает уже свыше 100 лет и отмечена появлением таких выдающихся лекарственных веществ, как 5-фторурацил и его многочисленные производные, совершившие переворот в химиотерапии злокачественных новообразований, или 5-бромвинилдезоксиуридин, обладающий беспрецедентно высокой противогерпетической активностью. Не случайно эти и многие другие высокоактивные лекарственные вещества пиримидиновой природы имеют дополнительные заместители именно в положении С5, Это объясняется уникальностью атома углерода С5 ароматической пиримидиновой системы, по которому относительно легко как in vitro, так и in vivo протекают разнообразные реакции электрофильного замещения. С другой стороны, заместители, введенные в положение С5 пиримидинового цикла, например, галогены, также активированы электроотрицательными атомами азота N1 и N и могут быть относительно легко вовлечены в реакции уже нуклеофильного замещения, что в конечном итоге значительно расширяет синтетические возможности получения и спектр фармакологического действия различных 5-замещенных пиримидинов. В свете выше сказанного значительный интерес представляют производные 5-(арилами-но)урацила, антивирусный потенциал
кияршиимяаДОЫЯ? настоящего ЫМЮТПСА
4 времени не выясненным, несмотря на их структурное подобие многим высокоактивным противовирусным агентам ненуклеозидной природы, применяющимся для лечения ВИЧ-инфекции в качестве важнейших компонентов комплексной высокоинтенсивной антиретровирусной терапии. Это делает перспективным и актуальным поиск новых противовирусных лекарственных средств на их основе.
Цели и задачи исследования. Цель настоящей диссертационной работы состояла в получении новых производных 5-(ариламино)урацила как веществ с потенциальными антиретровирусными свойствами, разработке методов синтеза разнообразных ациклических нуклеозидных аналогов на основе 5-(ариламино)урацила, а также в исследовании основных закономерностей структура - анти-ВИЧ активность в полученном ряду соединений.
Дня реализации указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Исследовать процессы аминирования производных 5-бромурацила первичными ароматическими и жирноароматическими аминами.
-
Разработать методы региоселективного N'-алкилирования 5-(арил-амино)урацила а-хлорэфирами и алкилгалогенидами.
-
Изучить качественные аспекты соотношения структура - антиретрови-русные свойства синтезированных соединений in vitro.
Научная новизна. Осуществлен синтез нового класса ациклических пиримидиновых нуклеозидных аналогов - производных ациклоуридина, содержащих ариламиногруппу в качестве заместителя в положении С5 пирими-динового цикла.
Впервые систематически исследовано алкилирование триметилсилил-производных 5-(ариламино)урацила а-хлорэфирами в условиях метода Гилберта-Джонсона, а также алкилирование солей 5-(ариламино)урацила 2-фен-оксиэтилбромидами и ацетатами 4-хлор- и 4-бромбутанола.
Сформулированы основные закономерности структура - анти-ВИЧ-1 активность й ряду ' N'-замещенных производных 5-(арид-
* * *.
5 амино)урацила, имеющих различное строение ациклической цепи в положении N1.
Выявлен новый ряд аза-аналогов бензилациклоуридина, обладающих высокой активностью в отношении уридин-фосфорилазы.
Показано, что на основе синтезированных веществ целесообразен дальнейший поиск новых производных 5-(ариламино)урацила с выраженными противовирусными свойствами.
Практическая значимость результатов исследования.
Осуществлен синтез 37 новых производных 5-(ариламино)урацила с разнообразными заместителями в положении N1 пиримидинового цикла, обладающих выраженной анти-ВИЧ-1 активностью in vitro и способностью ингибировать уридин-фосфорилазу в микромолярных концентрациях.
В результате антивирусного скрининга синтезированных веществ выявлены 1-бензилоксиметилпроизводные 5-(фениламино)- и 5-(бензиламино)-урацила, которые начинают подавлять цитопатический эффект ВИЧ-1 в концентрациях 6,5х10'6 моль/л, а в концентрациях 6,5х10"5 моль/л обеспечивают практически 100 % выживаемость Т-лимфоцитов в зараженной культуре и не оказывают цитотоксического действия.
Разработан альтернативный метод синтеза 1-бензилоксиметил-5-(бен-зиламино)урацила и родственных соединений.
Внедрение результатов исследования в практику. Диссертационная работа выполнялась в рамках научного сотрудничества с Национальным институтом рака (Мериленд, США) и Бирмингемским университетом (Алабама, США). Выявленные соотношения, связывающие химическое строение N1-замещенных производных 5-(ариламино)урацила с их фармакологическими характеристиками, используются в лаборатории синтеза противовирусных средств Научно-исследовательского института фармакологии ВолГМУ при целенаправленном конструировании новых производных 5-аминоурацила с заданным типом фармакологической активности.
Положения, выдвигаемые на защиту.
-
Использование безводного этиленгликоля в качестве растворителя при аминировании 5-бромурацила ароматическими и жирноароматически-ми аминами, не содержащими электроноакцепторных заместителей в ароматическом ядре, приводит к сокращению времени синтеза и повышению выхода соответствующих производных 5-(ариламино)-урацила.
-
Реакция аминирования 5-бромурацила анилином, бензиламином и фенетиламином описывается кинетическими уравнениями первого порядка по 5-бромурацилу, константы скорости реакции коррелируют с основностью соответствующих аминов.
-
Силилирование 5-(ариламино)урацилов гексаметилдисилазаном не затрагивает экзоциклический атом азота в положении С5 пиримиди-нового цикла и приводит к 2,4-ди(триметилсилилокси)-5-(ариламино)-пиримидинам.
-
Алкилирование триметилсилилпроизводных 5-(ариламино)урацила а-хлорэфирами в условиях метода Гилберта-Джонсона селективно протекает в положение N1 и не затрагивает другие атомы азота гетероциклической системы 5-аминоурацила.
-
Результаты исследований показали, что І-(ю-арилоксиалкил)- и 1-(ю-гидроксиалкил)-производные 5-(ариламино)урацила представляют собой новый перспективный класс ненуклеозидньгх ингибиторов вирусспецифических и клеточных ферментов, на основе которого целесообразен дальнейший поиск химиотерапевтических лекарственных веществ для лечения инфекционных и онкологических заболеваний.
Апробация и публикация результатов исследования. Основные фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных сессиях Волгоградского государственного медицинского
7 университета в 1996 - 2004 г.г. По материалам диссертации опубликовано 6 научных статей.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры фармацевтической и токсикологической химии ВолГМУ по проблеме «Изыскание новых лекаре івенньїх средств на основе ненуклеозидных ингибиторов вирусной репродукции» (номер государственной регистрации № 01.04.0001303). Тема диссертации является составной частью плана научно-исследовательской работы лаборатории синтеза противовирусных средств Научно-исследовательского института фармакологии Волгоградского государственного медицинского университета и утверждена на заседании Ученого совета ВолГМУ (протокол № 2 от 11 октября 2000 года).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 11 рисунков, 131 литературную ссылку, в том числе 31 на русском языке.
