Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Синтез новых 4-оксиметильных производных 2,3-модифицированных нуклеозидов, потенциальных ингибиторов репродукции ВИЧ

ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология

Автореферат диссертации по теме "Синтез новых 4-оксиметильных производных 2,3-модифицированных нуклеозидов, потенциальных ингибиторов репродукции ВИЧ"

' 0й

2 9

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ МОЛШСУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ им В.А.ЭНГЕЛЬГАРДТА

На правах рукописи

СУРЖИКОВ Сергей Алексеевич

СИНТЕЗ НОВЫХ 4 -ОКОШЕШ11ЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 2', З'-МОДИФИЦИРОВАННЫХ НУКЛЕОЗИДОВ, ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ РЕПРОДУ1ЩИИ ВИЧ

. . 03.00.03 - Молекулярная биология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

МОСКВА 1995

Работа выполнена в Лаборатории химического и биологического анализа биополимеров и клеток Института молекулярной биологии им. В А Энгельгардта РАН.

Научные руководители: кандидат химических наук доктор химических наук

Н.Б. ДЯТКИНА АА КРАЕВСКИЙ

Официальные оппоненты

I

доктор химических наук, профессор В.Н. ШИБАЕВ

кандидат химических наук Н.Ш. ПАДЮКОВА

Ведущая организация: Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и ЮА Овчинникова РАН.

Зашита диссертации состоится " _1995 г.

в » \Л " часов на заседании диссертационного совета Д 002.79.01 в Институте молекулярной биологии им. В А Энгельгардта РАН по адресу: 117984, Москва, В-334, ул. Вавилова, 32.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института молекулярной биологии им. В АЗнгельгардта РАН.

Автореферат разослан" IV-

1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук

АМ. КРИЦЫН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Поиск соединений, обладающих антирпровирусной активностью, сегодня приобретает особое значение в связи с распространением вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и заболевания СПИД. Все применяемые в настоящее время для лечения СПИД препараты относятся к классу модифицированных нуклеозидов. Механизм действия этих соединений состоит в их последовательном превращении в клетке в соответствующие 5'-трифосфаты, которые являются ингибиторами биосинтеза провирусных ДНК. В качестве потенциальных противовирусных соединений были достаточно полно изучены несколько групп модифицированных нуклеозидов: 3-замещенные 2',3'-дижезоксинухлеозиды, 2',3'-дидезокси-2',3'-дидегидро-нуклеозиды, ациклические нуклеозиды и рад других.

Менее других изучены противовирусные свойства 4'-замещенных нуклеозидов. Анализ литературных данных показывает, что закономерности проявления антивирусных свойств этих нуклеозидов отличаются от нуклеозидных аналогов, содержащий подобный заместитель в З'-положении. Установление связи между структурой соединений и их активностью возможно лишь после накопления значительного экспериментального материала, что позволит уточнить некоторые правила дизайна противовирусных препаратов. С этой точки зрения актуальной является синтез и изучение антивирусной активности большой группы 4-замещенных нуклеозидов.

Цель и задача исследования. Целью настоящей работы была разработка общих методов синтеза 4'-оксиметильных производных1 нуклеозидов 2'-, З'-дезокеи- и рибордда,- а также нуклеозидов содержащих дополнительный 2',3'-оксирановый и 3',4'-, 3',5'-оксета-новый циклы. Планировалось изучение противовирусной активности полученных соединений. Для изучения молекулярного механизма действия предполагалось синтезировать 5 '-трифосфатвые производные некоторых нуклеозидов и испытать их в качестве субстратов различных ДНК-тюлимераз в модельной бесклеточной системе.

Научная новизна. В настоящей работе'представлены, методы синтеза З'-азидо-, \3'-аминорибонуклеозидов, 2'-дезокси- и З'-дсзокси-рибонуклеозвдов, имеющих 4'-оксиметильный заместитель. Предложен

и осуществлен новый, общий метод синтеза 4'-оксиметшзьных производных природных 2'-дезоксинуклеозидов. Впервые был синтезирован ряд бициклических нуклеозидов, содержащих дополнительный 3',4'- гаи 3',5'-оксетановый цикл, 2'-дезокси-, ксило- и арабино-ряцов, а также 2',3'-ангадрорибо- и 2',3'-ангидроликсонуклеозвдов пуринового ряда, содержащих 4'-оксиметильнш1 заместитель. В работе осуществлен новый подход к синтезу 2',3'-анщдроликсоштдаша на примере его 4'-оксиметильното производного. 3',4'-Оксетановый аналог арабкно-аденозина был превращен в соответствующий 5'-трифосфат и исследован в качестве субстрата различных ДНК-полимераз е модельной бесклеточной системе. !

Практическая целость работы. Синтезировано 29 новых нуклеозидов, содержащих 4'-оксиметкльный заместитель, в том числе соединений полученных на их основе. Произведен первичный скрининг полученных соединений в отношении ряда РНК- и ДНК-содержащих вирусов. Полученные результаты позволят скорректировать направление поиска новых анти-ВИЧ соединений в ряду 4-модифи-цированных нуклеозидов. Показано, что 5-трифосфат 3',4'-оксетано-вого аналога арабиноаденозииа является селективным терминаторным субстратом синтеза ДНК, катализируемого концевой дезоксюгуклео-■щдилтрансферазой. .

Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работы. Результаты работы докладывались на Второй Международной конференции " СПИД, рак и ретровирусы человека " (Санкт-Петербург, 29 ноября - 3 декабря, 1993 г.)

Структура и объем работы. Диссертация изложена на ЦА страницах, включая рисунков, 1С таблиц и список цитированной литературы , ( А.Ч1з ссылок). Работа состоит из введения, списка сокращений, литературного обзора "Методы синтеза и антивирусные свойства модифицированных по С4" нуклеозадоз", обсуждения результатов, экспериментальной части и выводов.

)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время в медицинской практике для лечения больных СПИД применяется ряд лекарственных препаратов: З'-азидо-З'-дезокситшодщш (А2ГГ), 2',3'-двдезоксшгаозин, 2',3'-дидезоксищпи-дин и 2',3'-дидегидро-3'-дезо:сситиш1д1ш. Все они относятся к классу модифицированных нуклеозидов. Механизм действия этих соединений заключается в их поэтапном фосфорилировании клеточными нуклеозндкиназами и нуклеотидкиназами до соответствующих 5'-трифосфатов, которые являются субстратами обратной транскриптазы ВИЧ. После включения в цепь лровирусной ДНК модифицированного нуклеотидного остатка дальнейшая элонгация цепи прекращается из-за отсутствия 3-гидроксильной группы. Таким образом, поиск анти-ВИЧ препаратов обычно ведется среди 3'- или 2',3'-замещенных нуклеозидов.

Недавно ■ было показано, что некоторые из 4-замещенных нуклеозидов также обладают антиретровирусной активностью. В молекуле таких соединений сохраняется З'-гадроксильная группа, необходимая для дальнейшей элонгации цепи лровирусной ДНК. Анализ литературных данных показывает, что в ряду ^-модифицированных нуклеозидов, в частности 4-оксиметильных аналогов, действуют, видимо, другие закономерности, определяющие антивирусную активность.

Рис. 1

В

I

Ri=N3, NH2, Н; R2=OH Rl=OH; R2=H

На

II б

о

он

III а

III б

R=H или ОН В = пуриновое или пвримидиновое основание

С целью выяснения закономерностей взаимосвязи структуры к активности в ряду 4'-модкфицированных нуклеозидов нам представлялось интересным синтезировать ряд З'-дезокси и 2'-дезоксинуклеозвдов, имеющих 4'-оксиметальный заместитель (рис. 1, тип I) и изучить их противовирусные свойства по отношению к ДНК-и РНК-вирусам.

Наиболее интересным, на наш взгляд, являлось изучениз 4'-замещенных нуклеозвдов с ограниченной »информационной подвижностью углеводного фрагмента. Поскольку наличие 2',3'-двойной связи в молекуле 4'-замещенного. нуклеозвда. приводит к потере последним антивирусных свойств, было решено обеспечить ограничение конформационной подвижности углеводного фрагмента через введение дополнительного 2',3'-оксиранового (рис. 1, тип П а и II б) или 3',4'-, 3',5'-ок:сетонового имела (рис. 1, тип П1 а и III б).

4'-Охсзамгаяльные аналоги 3-дезскскрибонуклеозидов Первую серию составили 4'-оксиметил-3'-азидо-3'-дезокси-, 3'-амино-З'-дезокси- и З'-дезоксирибонуклеозиды. Синтез З'-азидо- и 3'-ашшо-З'-дезоксинуклеозидов бьш осуществлен по схеме 1.

Схема 1

НО—\ .о. НО

BzO

BzO

VOR

'Чг

BzO

BzO

d,e

Щ

2 a R = H 2 б R = Tlf

ВгО-i о OAc

BzO-A_—V

I 1 N3 ОАс

4

BzO BzO

B*

N3 OAc 5 а-в

sA

H0V°N

HoJV/

R OH

6 а-в R=N3

7 а-в R=NH2

x. BzCl/Py, b. Tfl20/CH2a2; Й NaN3/DMF; d 80% HCOOH; г: rt^O/Py; f. силилированные гетероциклические основания/ЗпС'^; g. NHj/MeQH; к. РРЬз/Ру.

Где 5 а: В* = Ade^Z; 5 б: В* = Сус^С; 5 к В* = Uk 6,7 а: В = Ade; 6,7 6г Б = Cyt; 6,7 в: В = Ura

3

1

Обработка соединения (1), легко доступного из 1,2-О-изо-г.ролглидсн-сс-В-глюкофуранозы, бензошклоридом при 0°С позволяет получить дибензоильное производное (2), имеющее одну свободную . гидроксильную группу в третьем положении (схема 1). Ацилирование этой гнцроксильной группы ангидридом трифторметансульфокислоты с последующей обработкой азидом натрия приводит к 1,2-О-нзо-прош1ш;ден-3-дезокси-3-азидо-4-бензоилоксиметил-5-0-бензо»ш-а-В-рибофуранозс (3) с выходом 78%, считая на (2). Удаление 1,2-0-изопропилвденовой защитной группы 75% НСООН и ацетшшрование уксусным ангвдрвдом в пиридине приводит к получению с 89% выходом ключевого соединения (4).

Конденсация углевода (4) с персилилированными Кб-бензоил-аденином, К4-ацетщщитозином и урацилом по методу Форбрюггена в присутствии 5пС14 приводила к нухлеозидам (5 а-в) с высокими выходами. После удаления ацильных групп обработкой нуклеозидов (5 а-в) аммиаком в метаноле были получены нуклеозиды (6 а-в). Азвдотруппу восстанавливали действием РИ13 в смеси КН4ОН-пкридик; соответствующие аминопроизводные (7 а-в) были получены с выходом 68-93%. Выход нуклеозидов (6-7 а-в), некоторые их физико-химические характеристики приведены в табл. 1, данные'Н-ЯМР-спектров в табл. 2.

Таблица 1. Выход и некоторые физико-химические характеристики

полученных нуклеозидов

Соеди- Выход, в системах Т.пп., УФ-спектр* т/г'-

нение . % А Б °С нм (е) (Л/+Н+)

6а 75 0,15 0,87 178 259 (15620) 323

66 80 0,07 0,50 лиофил. 271 (9260) 300

6 в ■ 78 0,22 0,58 лиофил. 262 (7250) 300

7а 68 0,09 0,72 лиофил. 260 (15130) 297

76 93' - 0,28 152 272 (8910) 274

7 в 73 0,10 0,45 лиофил. 263 (7460) 274

* - спектры' записаны в воде при рН = 7

А - хлороформ - этанол, 9:1; Б - хлороформ - этанол, 4:1

При получении З'-дезоксинуклеозидов в качестве исходных соединений обычно используют доступные и дешевые рибонуклеозиды, а также, производные рибозы и ксилозы. Основная трудность синтеза из этих исходных соединений заключается в удалении гидроксильной группы в 3-ем положении углевода или в З'-положении нуклеозида.

I I

Таблица 2. 'Н-ЯМР - спектры синтезированных соединений* Хим. сдвиг, 6, м.д. (константа спин-сгшнового взаимод., Гц)

гстероцикл_ углеводный остаток

Соеди- Н6 Н5 Н-Г Н-2' Н-3' Н-5'а,5'б Н-5"а,5"б

нение Н8 Н2 <М (J,0 (JT.™) (Jr.™)

1 5,86д 4,33да 3,59д 3,50д 3,20д

(4) (2) (12) (И)

2а 5,88д 4,61дд 4,32д 4,55д 4,35д

(4) (1.5) (9) ' (IG)

3 5,78д 4,80дд 4,70д 4,б5д 4,40д

(3,5) (4) (12) (10)

За 5,90д 4,78дд 4,б8д 4,59- 4,43

(3-5) (1) м

4 6,10д 5,32дд 4,95д 4,50 4.48

(0,5) (5) с с

5а 8,24 7,92 5,90д 5,64дд 5,39д 4,41 4,65д

с с (7.5) (6,5) с (11)

5 6 7,55 5,72 5,65д 4,90м 4.78м ' 4,50д 4,62д

д д (4,5) (5,5) (12) ' (12)

5 в 7,40 5,20 5,92д 5,60дд 5,41д 4,34д 4,65д

- д д (4) (6) (12) (П)

6а 8,19 7,98 5,7бд 5,20дц 4,24д 3,60 - 3,02

с с (7)" (6,5) •м

бб 7,56 5,86 5,7 Зд 4,54дд 4,2бд 3,64

д д (6) (б) с

6в 7,72 5,70 5,82д 4,32дд 3,54д 3,80 - 3,60

д д (4) (б) м

7а 8,15 7,90 5,90д 5,52дд 4,54д 3,49 - 3,09

с с (7) (6) ■ м

7 б 7,66 5,82 5,74д 4,62дд 4,14д 3,57д 3,50д

д д (3) (5,5) (12) (11)

7» 7,44 5,24 5,80д 4,52дд 4,21д 3,54д 3,32ц

Д д <5> (6) (12) ' (И)

Спектры соединений (6-7 а-в) сняты d DMSO-dg - D2O (2:1), остальных соединений в CDQ3; другие сигналы: СН3: 1,10 с, 1,30 с (2Н); ОАс: 1,83с (ЗН); КНДс: 2,02с (ЗН); Bz: S.03 д (2Н), 7,59т(1Н), 7,4бт(2Н)

При радикальном васст&юшютп гидрофильной группы обычно в качестве побочного продукта образуется исходный нухлеозид, что ведет к уменьшению выхода целевого соединения. Кроме того, используемые реагенты, прежде всего гндрия трибуткдолйаа. дороги, -/оксичны и требуют работы в абсолютно сухих условиях.

Учитывая зги обстоятельства, нами был разработан общий метод синтеза 4'-оксиметилшых производных 3'-детокси>1уклеозидов из коммерчески доступной 1Д;5,£(-ди-0-изо11ролилидсн-а-0-аллофуранозы.

Синтез был осуществлен по схеме 2.

c,d,e

BzO—v о

BzO

Г,ff

ОТЯ 8 ■

9

10

BzO-, о BzO—\ о В" • НО—1 о В

BzO—/ BzO

О Ас

11

ОАс 12 а-г

НО Л—/

ОН

13 а-Г

х NaBH4/CH3CN; 50% СН3СООН/60°С; с: NalO^O; d СН20/2н NaOH; с BzCl/Py; - f. 75% НСООН; £ AejO/Py; к силюшровакные гетероцикличсскив основания/кислота JlbKmca/CHjClC^Cl; г. NH3/MeOH;

Где 12 х В* = Ura; 12 6: В* = AdeBz; п В: В* = CytAc; 12 п В* = GuaPbi

13 а: В = Ura; 13 б: В = Ade; 13 в: В = Cyt; 13 г. В = Gua

. Нуклеофильное замещение З-О-трифторметансульфонильной группы гидрид ионном при обработке борпщридом натрия приводит к соединению (9) с 87% выходом. Образование 3-дезоксисахара (9) подтверждается спектром 'Н-ЯМР, а именно сдвигом сигналов Н-3 в сильное поле (табл. 3). Если для соединения риборяда (8) наблюдается сигнал одного Н-3 протона при 5,22 м. д., то в спектрах всех соединений 3-дезоксиряда присутствуют сигналы двух Н-3 протонов в области 3,2 - 1,8 м. д. с геминальиой константой спин-спинового взаимодействия J3a зь=12 - 14 Гц. Последующее удаление 5,6-0-изопропилиденовой группы и использование метода Канницпаро позволяют получить 4-оксиметильное производное 3-дезокси-1,2-0-И'опропилиден-сс-О-рибофурансаы (на схеме не представлена). Последовательное бензоилирование BzCl, удаление 1,2-О-изопропи-лиденовой группы 75% НСООН и ацетилирование .Ас20 в пиришше приводят к соединению (11), выделенному в виде двух аномеров с 85% выходом в расчете на бензоильное производное (10) (a:ß = 5:1). В 'Н-ЯМР спектре (II) наблюдалось два сигнала Н-1 - дублет при 6,15 м. д. (Jl 2 = 5 Гц) и дублет при 6,31 и. д. (Jj j = 2 Гц) (табл. 3). Дублет с меньшей константой, принадлежащий ß-изомеру, имел интенсивность

т »

в 5 раз меньшую, чем дублет с большей константой. Все промежуточные соединения вводились в последующие реакции без дополнительной очистки, что является большим преимуществом данной схемы.

Таблица 3. Хим. сдвиги синтезированных соединений* (5, м. д.)

гетероцикл_углеводный остаток

Соеди- Нб Н5 Н-1' Н-2' Н-З'а Н-З'б Н-5'а,5'б Н-5"а,5"б

нение нз Н2

8 5,95 д 4,95 дд 5,22 дд 3,88 м

9 1 5,90 д 4,65 дад 2,28 ддгх 1,91 ддд 3,64 м

10 5,78 4,64" 2,21 2,01 4,45 4,25

Я м дд ДД с с

а-11 6,15 5,12 2,55 4,42 4,34

д м м с с

р-11 6,31 5,25 2,60 4,40 4,30

- д м м с с

12 а 7,42 5,18 6,06 5,42 2,54 2,28 4,48 4,42

д д д м дд да ДД дд

.12 6 8,69 8,25 6,08 5,96 3,12 2,25 4,52 в 4,76

с с д м дд да дд яд

12 в 7,54 5,70 6,04 5,34 2,65 2,20 4,54 4,50

• д ■ •д ■ д •■ м - дд ш Ш ■ : - дд

12 г 8,34 6,10 5,60 3,20 2,12 4,36 4,72

с д м ДД дд ДД ДД

13 а 7,48 5,20 5,65 4,38 2,26 1,94 "3,48

я д к м дд дд с

13 6 8,46 8,26 5,27 4,60 2,38 2,00 3,42 3,60

с с д м дд ДД д Д

13 п 7,60 5,82 5,70 4,40 2,20 1,80 3,52

д д к м дд ДД с

13 г 8,35 5,74 4,72 2,54 '1,94 3,54

с д м ДД да с

* - Спектры соединений (13 а-г) сняты в БмЗО-^з"- ©20 (2:1), остальных соединений в СОС1з; лругае сигналы: СНз: 1,10 с, 1,30 с (6Н); ОАс: 1,ЕЗг (ЗН); ЛИД? 2,02с (ЗН); Вк 8,03 д (2Н), 7,59т (1Н), 7,46 т (2Н).

Конденсация углевода (11) с персшиышрованными гетероциклическими основаниями была проведена по методу Форбрюггеча в присутствии кислот Льюиса - БпСЦ е сг/чаг Нй-Зсизоиладстща, урарша_ и Т^-ацгтилшггозкна, и ТАСШМез в случае К2-пальмктокл-гуайина. Перацшюрованные формы нукдеозжов (12 а-г) были выделены колоночной хроматографией на скгшхагелг с выходами от 45% (12

г) до 63% (12 а). Наибольшую трудность представляло разделение и К9 изомеров гуанинового производного (12 г). Разделение изомеров было осуществлен!« двухкратной колоночной хроматографией на силнкагеле. Полученные нуклеозиды были обработаны аммиаком в метаноле с целью удаления ацильных групп (24 ч для 12 а-в и 35 ч для 12 г), что приводило после выделения к нуклеозидзм (13 а-г). Выход нуклеозидов, некоторые их физико-химические характеристики приведены з табл. 4.

Таблица 4. Выход и некоторые физико-химические характеристики _полученных нуклеозидов__

Соеди- Выход, % в системах Т.гш., УФ-слектр* т/г

нение - . -Л Б Д °С X™, нм (г) (Л/+Н+)

12 а 63 0,31 0,54 - лиофил. 509

12 6 58 0,10 0,32 - ' лиофил. - 636

12 в 51 0,29 0,50 - лиофил. - 550

12 г 45 0,09 0,28 - лиофил. 784

13 а 81 - -• 0,57 185 264 (7260) 258

13 6 78 - - 0,68 221 259 (15530) 282

13 в 79 - - 0,52 224 272 (9550) 257

13 г 59 - - - 0.54 >300 252 (12840) 298

* - с л остры записаны в иоде при рН = 7

3',4'- и 3',5-Оксетановые аналога нуклеозидов Следующим этапом нашей работы был синтез нуклеозидов с ограниченной конформационной подвижностью углеводной части молекулы. Ранее было высказано предположение, что нуклеозид-5'-трйфосфагы с уплощенной структурой углеводного фрагмента являются хорошими субстратами ДНК-полимераз, поскольку моделируют конфермащоо природных субстратов, находящихся в комплексе с ДНК-полимеразой. Известно, что 2',3'-двойная связь, придающая определен!!ую "жесткость" молекуле, в ряду 4'-оксимегилнуклеозщ1бЕ приводит к потере последними антивирусных свойств. Поэтому было решено создать сгратгчение конформационной подвижности молекулы нуклеозззда введением оксетанового цикла. К началу работы в литературе был описан синтез 3',4'-ангидрометилентимидйна, показана его анти-ВИЧ активность.

Для синтеза ксило- и арабинонухлеозкдов, содержащих 3',5'- и 3',4'- оксетановын цикл соответственно, было использовано свойство первичных гидроксильных групп выступать в качестве нуклеофилоз по отношению к 2',3'-эпоксидному кольцу. Следовательно, поставленная задача сводилась к синтезу соответствующих 2',3'-ангидронуклеозидов (14 а,6 и 15 а-в) (рис. 2). В качестве исходных соединений были выбраны производные пуриновых нуклеозидов (аденозин, гуанозин) и 2'.З'-ангидралнхсоцитншш.

Рис. 2

НО—> о В НО-1 о В

но-7 V i у но-

чо

14 а,б 15 а-в

Где а: В = Ade, б: В = Gua, в: Cyt

Синтез 4'-окатепшышхпроизводных пуркновых-2',3'-анпщроиуклсозидоа рибо- и ликсо-рядов и 4'-оксимгггил-2';3'-ашшраликсощтпщина В качестве исходного соединения для синтеза 2',3'-ангидрорибо-нуклеозидов (14 а,б) нами был выбрано легко доступное дибензоиль-ное производное (2), имеющее лишь одну свободную гидроксшхьную группу при СЗ (схема 3). Метансульфокилированиг этой гвдрохаш,-ной группы позволяет получить соединение (16) с выходом 93%. Удаление 1,2-О-изопрсгшлиденоаой защитной группы 75% НСООН и последующее ацияирование приводит с выходом 88% (считая на мегтансульфонат (16)) к 1,2-диацетату (17) в виде эквимолярной смеси двух аномеров (по данным 'Н-ЯМР-спектра).

Конденсация этого сахара с персшшлированными N6-6eH3оил-аденином или 1*/2-пальмитоплгуашшом по методу Форбрюггена»в присутствии кислоты Льюиса приводила к нуклеозидам (18 а,б) с выходом соответственно 70 и 53%. В условиях рег:сции пгихозилг.ро-вания образовывались исхточгггелшо иукпеозиггл (18 а,б) имекщие, природную ß-конфигурацию. В результате конденсации сахара (17) с К2-лальмитои.тгуаг>шом была получгна смесь арояухсог, разделенная колоночной хрематографжй на силнхагелг. Отшсеиие N7- и N-- номеров в случае крепзводкьа К2-пальмжош1гу<и£;-;ли (13 б), прозодюга на основе положения махекмуйа УФ-лыжшения падкостью дс-ацилированных нуклеозидов (NH^MeOK, 35 ч, 20"С).

2 16 17

я: ШЗ/Ру; к 75% НСООН/бО°С; с. Ас20/Ру ; й ашмпрованные гетероциклические основания/кислота Льюиса/СНзСЮ^С!; с. 25% ИЩОН/ЕЮН;

Где. 18, 19 а: В* = АЛ^, 18, 19 б: В* = ОтИ®

14 а: В = Айе, 14 б: В = виа

Ранее замыкание эпоксидного цикла проводили действием метилата натрия в метаноле. Мы использовали для этой цели 25% МН^ОН в этаноле. Реакция эпоксидирования, проводимая в течение 36 ч при 20°С, сопровождалась удалением защитных групп и образованием нуклеозидов (19 а,б). Эпоксисоединения (14 а,б) выделяли кристаллизацией остатка после упаривания растворителя из этанола в случае (14 а) и из воды в случае (14 б). Использование аммиака вместо метилата натрия привело к увеличению выхода (14 а) до 81%. Таким образом, данная схема позволяет получать эпоксиды с более высоким выходом, чем в присутствии метилата натрия, а простая операция выделения конечных продуктов делает этот" способ более привлекательным, чем известный, требуюлрш колоночной хроматографии на силикагеле.

Синтез 2',3'-гягидроликсону1<леозидоз (15 а-в) представлен на схеме 4. Углевбд (21?) был получен лербензоилированием соединения (I) действием Сг:;ссл;лхлорида при 0°С в пиридине. Удаление 1,2-0-йзопропилиденозой группы и ацетилирование было выполнено по методикам, "описанным для соединения (17). Целевой сахар (21) был получен с выходом 84%, в виде двух аномеров в соотношении а:Р = 1:0,8 (по данным 'Н-ЯМР-спектра).

BzO-д ^ BzO

20

a,b

BzO

BzO

Bz О-л B*

BzO-

OMs 23 a-B

OBz T^OAc

OAc

21

HO-1 o^ в HO

OMs

24 a-B

Bz0~V°V «s. BzoJtlY

OAc

22 a-B

. HOVV

ноЛА/

15 а-з

a: 75% HCOOH/60°C; & ÀcjO/Py; с: склклнрованкые гетероциклические основания/ кислота JlbioHca/CHjClC^Cl; й NH3/THF/-20°C; с: MsCl/Py; г. 25% NH4OH/EtOH;

Где 22-24 а: В* = AdcBz; 22-24 6: В* = Guatlm; 22-24 в: В* = Cyt-Ac

15 а; В = Ads; 15 б: В = Gua; 15 б: В = Cyt

\

Конденсация диацетата (21) с персилилированными производными N^-бензоиладенина и ^-пальмигоилгуанина была проведена аналогично как для сахара (17). Нуклеозид (22 а) был выделен" после перекристаллизации из этанола с выходом 87%. При гликозилировании №-пальмитоилгуашша, наряду с целевым N9-изомером (22 б), образуется значительное количество N7-H30Mepa. После разделения смеси изомеров на силизсагеле N'-изомер бьш выделен с выходом 38%, а N^-изомер бьш вьзделен с выходом 22%.

2'-0-Ацетильные защитные группы полученных нуклеозидов (22 а,6) избирательно удаляли действием аммиака в метаноле на раствор нуклеозидов в сухом THF на холоду. Продукты метан-сульфонилировали, замыкание ликсоангидроцикла проводили аналогично замыканию рибоангидроцикла в соединениях (14 а,б); при этом также наблюдали образование дебензоилированных нуклеозидов (24 а,б). Эпоксиды (15 а,б) были получены с выходом 53 и 69 % соответственно. Структура полученных 2',3'-ангидронуклеозидсв была подтверждена данными Ф-ЯМР-слсктроскопии (табл.5). Образование акгидроциклов подтверждается Наличием в 'Н-ЯМР-спсктрах сннглста Н-Г лротона и характерными дублетами Н-2' и Н-3' с константой

Таблица 5. Спектры 'Н-ЯМР синтезированных соединений* Хим. сдвиг, 5, м.д. (константа слин-спинового взаимод., Гц)

гетероцикл_углеводный остаток

Соеди- Н6 Н5 Н-Г Н-2' Н-3' Н-5'а,5'б Н-5"а,5"б

нение Н8 Н2 Ю (^7 1) а,,«) а,.,-,)

16 5,94д 4,80дд 5,20д 4,52 4,34 д

(4) (1) м 4,60 д

а-17 6,47д 5,75дц 5,55д 4,95 - 4,65

(4,5) (8) м

р-17 6,30д 5,41дд 5,34д 4,65 - 4,47

(П (1.5) м

18 а 8,46 8,26 6,15д 6,52т 5,59д 4,78 5,11 д

с • с (б) (5) с 4,97 д

18 6 8,35 5,97д 6,47т 5,5 7д 4,81 5,23 д

с (б) (5,5) с 4.91 д

20 6,13д 4,85д 5,83с 4,76 - 4,47

(4) (0) м

а-21 б,51д 5,78дд 6,05д 4,95 - 4,53

(4,5) (8) м

Р-21 6,31д 5,33дд 5,89д 4,88 - 4,46

(1) (2) м

22 а 8,49 8,25 6,49д 6,55т 6,11д 4,85 4,93 4,74

с с (5) 44) с Д Д

22 6 8,28 6,11д 6,50т 6,05д 4,89 5,61 4,83

с -(5) • (4,5) - с Д Д

22 в 7,56 7,69 6,3бд 5,76т 6,00д 4,90дд 4,68дд

д л (7) (б) (12) (И)

23а 8,56 8,17 6,43д 6.58т 6,13д 4,97 4,73 4,93 4,77

с с (3) (3) Д ' д д д

236 8,29 6,19д 6,39т 6,15д 4,89 5,59 4,72

с (5,5) (5) с д д

23 в 7,54 7,65 6,24д 5,60т 6,11д ' 5,04д 4,66д

. д д (б) (5) (11) (12)

14 а* 8,46 8,26 ' 6,32с 4,60д 4,24д 4,06 - 3,46

с с (0) -(2) м

14 б* 8,04 6,08с 4,50д 4,18д 3,58 -3,38

с (0) (2,5)

15 а* 8,26 8,30 6,54с 4,42д 4,12д 4,04 -3,46

с с (0) Р) м

15 б* 7,74 6,18с . 4,25д 3,95д 3,62 - 3,34

с (0) (3) М

15 в* 7,46 5,87 б.Юд 3,94дд 3,62д 3,50д 3,40д

д д СО,5) (2) (1!) (12)

- Спектры соединений (14 а,б л 55 а-Е) сняты з 0М50-с1б - .0-!С (£1), остальных соединений в СЕ)С1з; другие сигналы: СН3: 1,10'с, 1,30 с (6Н); ОАс: 1,83с (ЗН); 2,02с (ЗН); Вг: 3,03 д (2Н), 7,59 т (!Н), 7,46 т (2Н)

'"'спин-спинового взаимодействия 2-3 Гц, что соответствует литературным данным для 2',3'-ангндронуклеозидов.

Синтез шгтозинового ликсоэпоксида (15 в) был осуществлен . также по схеме 4 с общим выходом 37%. Т^-Ацетильная защитная группа сохранялась в условиях эпоксидировгния, что позволило избежать образования О^'-антидропроизьодного. В ^-ЯМР спектре (15 в) сигнал Н-Г наблюдался в виде дублета, смещенного в сильное поле на 0,14 м. д. по сравнению с исходным (23 в). Сигналы протонов Н-2' и Н-3' наблюдались в виде дублета дублетов и дублета соответственно с константой J^j = 2 Гц (табл. 5) Константа J^ y ангидро-нуклеозвда (15 в) уменьшилась до 0,5 Гц по сравнению с Jy^- — 3 Гц для 2'-метансульфонильного производного (23 в).

Синтез 4'-оксииетш1ЬНЫХ производных 2'-дгзоксинухлеозидов

К началу нашей работы было описан синтез 4'-оксиметил-тимидина (29 г), подученного путем модификации углеводного остатка тимидина. Этот нуклеозид проявил умеренную активность в подавлении репродукции ВИЧ-1. Нами был осуществлен синтез 4'-оксиметильных производных природных 2'-дезохсинуклеозидов (29 а-г) как конденсацией углеводного синтона с гетероциклическим основанием (схема 5), так и последовательной модификацией соответст-. вующих 2'-дезоксинуклео_зиаов (схема б). ,.

По первому методу (схема 5) сахаром (26), легко получаемым из (2), гликозилироваяи силилированные гетероциклические основания по методу Форбрюггена в присутствии кислот Льюиса - четыреххлорис-того олова либо тркметилсилилового эфира трифторметансульфокиоло-ты. В случае гликозилирования №-пальмитоклгуанина получалась смесь N9-moMepa (27 в) и Т^-изомера (не представленного на схеме), которую разделят! колоночной хроматографией на скликагеле в системе хлороформ - этанол. У полученных нуклеозидсш (27 а-в) удаляли 2'-ацегтльные группы как описано для нуклеезидов (22 а-в), ацилировали хлоранпщридом феноксигиоугольной кислоты. После хроматографической очистки нуклеозиды (28 а-в) вводили в реакцию с - три-н-бутилстакнаном в абсолютном толуоле в атмосфере сухого азота. В качестве инициатора радикальной реакции применяли а,а'-азо-£да,> изебутиронктрил (AJBN). Реакция завершалась га ]6-!8 часов; при этом наряду с 2'-дезокскрибонуклеозчдами (не представлены на схеме) образовывалось 4 - 6 % нуклеозилов с 2'-пщроксильной группой.

ВгО-л О ВгО

2

п,Ь,с

ВгО ВгО

О,

<1,е

ОВг 25

Схема 5 ВгО—1 о, 0Ас

ВгО

ОВг О Ас

26

ВгО—'V_/

ОВг О Ас 27 а-в

ёА

В

но но

ОВг ОСБОРЬ 28 а-в

-V О в ^

ОН 29 а-в

ж ВМ50/Ас20/60°С; Ь. НаВН4/ЕЮН/0°С; а ВгС1/Ту; <£ 75% НСООН/60°С; с Ас^О/Ру; /Г силилированные гетероциклические основания/кислота Львдиса/СН2С1СН2а; £ ЫН3ДНР/-20°С; ¡т. РШСБа/ОМАР/СНзСМ; г. Ви3ЗпН/А1ВК/тслуол;/. Шз/МеОН

Где 27, 28 а: В* = АсЬВг; 27, 28 б: Б* = Су1Ас; 27, 28 в: В* = Оиар1гп; 29 а: В = Ас1с; 29 6: В = Су1;19 в: В = виа;

2'-Дезохсинукл£озвды. выделяли. колоночной хроматографией и обрабатывали аммиаком в метаноле. Свободные 4'-оксиметил-2'-дезоксинуклеозиды (29 а-в) были получены о выходом 13-27%.

Схема б

НО-1 о В*

онс

он

30 а-г К = Г-ВОМ5

ОЯ .31 а-г

но-л о в

ИО-А / он

29 а-г

а: ОСС/ОМБО/ТЕА/Ру; Ь. СН20/2н МаОН/20°С;

Где 30, 31 а: В* = Айев*; 30, 31 5: В* = Су1Ас; 30, 31 в: В* = вигИт; 30, 31 г. Б" = ТЪу; 29 а: В = Айе; 29 5: В = Су^ 29 к В = йиа; 29 г. 3 = ТЪу;

Исходными соединениям!! для второго пути синтеза (схема 6) служили нукяеозиды (30 а-г). Окиотгвге т-П'.лрокояльгой группы было проведено Ы.К'-дициклогексилкярбодиимидом в присутствии пиршшниевой соли трифтерухсусной кислоты, альдегида (31 а-г) без

Таблица б. 'Н-ЯМР - спектры синтезированных соединений*

Х1ш. сдвиг, & м.д. (константа спин-спиновогс взаимод., Гц)

гетероцикл углеводный остаток -

Соеди- Н6 Н5 Н-Г Н-2' Н-3' Н-5'а,5'б Н-5"а,5"б

нение Н8 Н2 (->.7> (Л,!) Р., о,) V» ч ъ)

25 6,02д 5,10дд 5,55д 4,97дд 4,б7дд ■

(4) ■ - (5.5) (Ш (11)

26 6,35д 6,06д 5,64д 4,76

(1) - (5) м

27 а 8,7 6 8,36 6,49д 6,32м 6,25д 4,70д 4,75т

с с (4) (5> (8) (12)

27 6 7,56 5,72 6,05д 5,9 Ода 5,62д 4,65д 4,74 да

д д (4) (11) (12)

27 в 7,92 б,53д 6,25да 6,07д 5,57 5,12 4,77дц

с (5) О) д д (12)

28 а 8,76 8,36 6,51д 6,47дд 6,25д 4,70д 4,77дд

с с (4) (6) (Ю) (12)

28 б 7,52 5,68 6,08д 5,82дд 5,74д 4,68 4,72дд

д д (6) (5) с (12)

28 в 7,92 6,55д 6,28дд 6,08д 5,54 5,10 4,78дд

с (5) (3) д д (12)

29 а .8,72 8,34 6,18т 2,35дд 4,45т 3,55 - 3,84

с с (6) 2,74дд (4) м

29 6 7,68 5,89 6,10т 2,30дд 4,42т 3,40 - 3,80

д д (6) 2.02дп (5) м

29 в 8,35 6,21т 2,41дд 4,50т 3,60 - 3,92

■ с . (6) 2,91дд . . м

29 г 7,64 б,42т 2,45дд 4,83т -3,50 - 3,90

с (6) 2,54дд (5) м

Спксгры соединений (29 а-г) сняты в - 020 (2:1), остальных

соединений в СБОз; другие сигналы: СН3: 1,10 с, 1,30 с (6Н); ОАс: 1,83с (ЗН); МНДс: 2,02с (ЗН); Вг. 8,03 д (2Н), 7,59 т (1Н), 7,46 т (2Н)

выделения были использованы в реакции оксимегилирования. Наличие З'-защитной группы необходимо для исключения возможности образования З'-изомеров нуклеозидов. Ранее для этого применялась бензильная защитная группа, удаляемая на последней стадии пщрогснолизом над палладиевым катализатором. Нами было показано, что в качестве З'-заздигной группы можно использовать трггт-бушлдиметилсилильную ■ группу, которая сохранялась в условиях реакции оксиметилирования. Дальнейшее выдерживание реакционной массы в щелочных условиях приводило к удалгнию грет-буптимегил-силильнок зашитд.

Таблица 7. Выход и некоторые физико-химические характеристики _полученных нуклеозидов__

Соеди- Выход*, % нение Схема 5 Схема 6

ЯГ в системах УФ-спектр" т/г А Б нм; (е) (М+ Н)

29 а 27 51

29 6 34 45

29 в 13 37

29 г - 56

0,11 0,37 259 (15460) 282

0,43 0,42 272 (9570) 258

0,09 0,30 253 (12730) 298

0,54 0,50 269 (8910) 273

* __ТТ -г

- суммарный выход ; - спясгры записаны в воде при рН = 7 А - хлороформ - этанол, 4:1, Б - изопрспанол - аммиак - вода, 7:1:2

Использование З'-О-зрс^бутиддиметилсилильной группы упростило схему синтеза, что позволило увеличить выход 4'-оксиметили-рованных нуклеозидов (29 а-г) до 37-56%, по сравнению со схемой использующей бензильную защиту (табл. 7). Данные Щ-ЯМР-спектров приведены в табл. 6. Следует отметить устойчивость гликозидной связи в реакции оксиметилирования, несмотря на имеющиеся упоминания в литературе о ее пиролизе, как единственном результате реакции.

Таким образом, нами разработана общая, простая и эффективная схема синтеза 4'-оксиметилированных нуклеозидов. По этому методу "получены четыре нуклеозида с природными основаниями.

Синтез 3',5'-анпщромешпенксшю-, 3',4'-аиптрометш1сн-грабннонукпеозядов щринового ряда и 3',4'-атидраметилея-2'-дезокагнуютеозндов К началу кашей работы в литературе был описан ряд нуклеозидов, содержащих дополнительный сксегановый цикл (рис. 3), синтезированных двумя различными методами. Первый способ (I) основан на свойстве первичных гидроксняшых групп 'тягводнего остатка выступать в качеств;; нухлеофилзв по откогзетпо к 2',3'-зпокевдному кольцу в присутствии сильных основгний. Второй способ (II) основан на внутримолекулярном нуклеофялъком замещении 5'-0~ сульфонатных трупп З'-гидрсксильной группой углеводного остатка.

В нашей работе были использованы оба подхода. Для синтеза ксило- и арабинонуклеозидов содержащих 3',5'- и 3',4'- оксспновый цикл соответственно, был использован первый способ. В качестве исходных соединений были использованы пухлее ^иды (14 а,б) и (15 2в), что позволило синтезировать две логически связанные серии изомеров (32-33 а,б) (схема 7).

Рис. 3

НО—I \ о В

, , I II

В. = Те, Мб Я' = Н, ОН

Образование оксетанового кольца было достигнуто обработкой исходных нуклеозидов (14-15 а,б) Г-ВиОК в ОМБО при нагревании до 100°С в течение 5 - 6 ч. В ходе реакции наблюдалось образование небольшого количества аденина (3-4%).

Схема 7

Н0>^В

ноД__/

14 а,б

НО

В

ОН

32 а,б

ноЛА/

но

¿с /-Ви0КД>М!50;

15 а,б

Где а: В = Ade, б: В = Оиа;

НО-, о с„ р/

33 в

Использование друпгх оснований, таких как ЕЮ№ в этаноле, ИаН в БМЗО, калиевой соли гексаметилдисилизана в БМР приводило к неразделяемой смеси продуктов деструкции нуклеозидов. Калиевые соли нуклеозидов (32-33 а,б) обрабатывали 1н. НО, целевые продукты выделяли обращенно-фазовой колоночной хроматографией при элюции линейным градиентом ацетонитрила в воде (0 - 14%). Выход и некоторые физико-химические характеристики полученных соединений приведены в табл. 9.

Реакция (15 в) не приводила к целевому нуклеозиду (33 в) вне зависимости от используемого основания. В реакционной массе был обнаружен цитозин и продукты осмоления (при использовании Г-ВиОК

в DMSO) или продукты размыкания 2',З'-эпоксидного кольца (EtONa в этаноле).

Структура полученных нуклеозидов (32-33 а,б) была подтверждена данными }Н-ЯМР - спектроскопии. Данные 'Н-ЯМР-спектров приведены в табл. 8. Протон Н-Г у всех четырех соединений регистрируется в виде дублета с константой спин-спинового взаимодействия 2-3 Гц. Протон Н-2' нуклеозидов (32 а,б) регистрируется как синглет с химическим сдвигом 5,21-5,19 м.д., что на 0,910,69 м.д. больше чем для исходных нуклеозидов (14 а,б). Хим. сдвиг протона Н-2' нуклеозидов (33 а,б) почти не изменяется, но константа спин-спинового взаимодействия уменьшается до 0,5 Гц. Сигнал протонов Н-3' регистрируется в виде синглета и смещен в область слабого поля примерно на 1 мд. - по сравнению с исходными нуклеозидами (14-15 а,б). Интересно отметить, что появление 2'-гидроксильной группы в нуклеозиде (33 а) приводит к полному нивелированию различия хим. сдвигов протонов Н-2 и Н-8 аденина. Подобный эффект можно заметить и у исходного нуклеознда (15 а), но в меньшей степени (разность хим. сдвигов H-S и Н-2 - 0,04 м.д.). Как и следовало ожидать, протоны Н-5'а,5'б и Н-5"а,5"б оксетанового кольца з силу неэкигвалентности магнитного окружения имеют различные хим. сдвиги. Так протоны Н-5'а,5'б нуклеозидов (32 а) регистрируются в виде двух дублетов с константой спин-спинового взаимодействия Jya.ys = 8 Гц, хим. сдвигами 4,92 м. д. и 4,54 м.д. У гуанинового производного (32 б) разность хим. сдвигов протонов Н-5'а,5'б равна 0,7 м.д., что связано с влиянием поля гетероциклического остатка. Аналогичные особенности хим. сдвигов протонов Н-5"а,5"б можно проследить и у нуклеозидов (33 а,б). Протоны Н-5"а,5"б соединений (32 а,б) и Н-5'а,5'б соединений (33 а,б) регистрируются как синглеты.

Схема 3

НО-А

'он он "о v-

29 а,г 34 а,г . 35 я,г

a: TsCl/Py/-5 - 20°С; Ь. NH4OH/EtOH/:oOc; я: В = Adc; п P. = Thy;

Синтез 3',4'-анп1дрометилен-2'-дезоксзшухлеоз!Шоа (35 а,г) был

осуществлен по второму способу, основанному на внутримолекулярном нуклеофильном замещении (схема 8). Активация первичных гидроксн-льных групп обработкой 2,1 экв. п-толуилсульфохлоридом в пиридине при температуре -5 - 20°С приводила к соответствующим сульфонатам (34 а,г), имеющим лишь одну - спиртовую группу. Замыкание оксетанового цикла было проведено в условиях, аналогичных образованию эпоксидного цикла (25% НЩОК, 36 ч, 22°С). Толуилсульфогруппа, не способная принимать участие в образовании оксетанового цикла благодаря зраяс-расположешпо по отношению к З'-гидроксильной группе, гидролизуется при продолжи -тельном выдерживании реакционной массы (36 - 48 ч) в щелочных условиях. • Выход целевых нухлеозвдов (35 а,г) составил 76-83% (табл. 9).

Доказательством - образования 3',4'-оксетанового цикла в синтезированных нухлеозидах (35 а,г) может служить смещение в область слабого поля хим. сдвигов сигналов протонов Н-3' на 0,73 и

Таблица 8. Спектры 1Н-ЯМР синтезированных соединений БМБО-ёб -

__Р?0 (2:1)_

_Хим. сдвиг, 5, м.д. (константа спин-спинового взаимод., Гц)_

гетероцикл_углеводный остаток

Соеди Н6 Н5 Н-1' Н-2' Н-31 Н-5'а,5'б Н-5"а,5"б

нение Н8 Н2 №7) а,,,о а,-,

32 а 8,48 8,24 6,80д 5,21с 5,10с 4,92д,4,54д 3,44

с .с .. (2) ..(8) . с

32 6 7,98 - 6,24д 5,19с 4,94с 4,86д,4,16д 3,64

с (2) (7) с

33 а 8,24 6,84д 4,29д 5,04д ■ 5,44 4,94д,4,59д

- с (3,5) (0,5) с (8)

33 6 7,95 - 6,21д 4,24д, 4,96с 3,76 4,90д,4,18д

с (3) (0,5) с (7)

35 а 8,68 8,32 6,72дд 2,42- 5,18д 3,82 4,58д,4,34д

с с (б) 1,98 м (4) с (8)

35 г 7,64 - 6,60дц 2,40- 5,20д 3,78 4,62д,4,32д

- с (5) 1,96 м (4) с (8)

0,37 м.д. соответственно по сравнению с исходными соединениями (29 ад-). Сигналы протонов Н-5"а,5"б также смещены в область более слабого поля и регистрируются в виде двух дублетов с 15-а уа = 8 Гц,-при этом хим. сдвиг протонов Н-5'а,5'б не изменяется.

Таблица 9. Выход и некоторые физико-химические характеристики

_полученных нуклеозидов_...

Согдм- Выход, Rf в системах m/z УФ-спектр*

нение % А Б . (М+Н) К*,,,, нм (е)

32 а 42 0,21 0,58 ■ 280 259 (19210)

32 6 39 0,07 0,64 296 253 (12880)

' 33 а 54 0,19 0,70 280 258 (19980)

33 б 41 0,08 0,69 296 254 (13800)

35 а 76 0,12 0,62 264 258 (19860) •

35 г 83 0,23 0,74 254 264 (9390)

* - спектры записаны в воде при рН = 7

А - хлороформ - этанол, 4:1, Б - изопропанол - аммиак - вода, 7:1:2

Синтез 5"-трифосфатов модифицированных нуклеозидов

Синтезированные в данной, работе 4'-окснметильные (6,7 а-в, 13 а-г, 14 а,б, 15 а-в, 29 б,в) и оксетановые аналоги (33 а,б, 32 а,б) нуклеозидов были испытаны на противовирусную активность в Национальном Раковом Центре (США, проф. X. Митцуя). Тестирование анти-ВИЧ-1 (штамм HtjIII^ активности проводилось на культурах МТ2. клеток. Полученные результаты сравнивались, с данными, наблюдаемыми в аналогичных условиях для AZT. Синтезированные нуклеозиды не проявили активности против ВИЧ-1, а также HSV-1, HSV-2 (клетхи Vero), fíCMV (клетки фибропластов крайней плоти человека) в концентрации до 100 цМ. Незначительная цитотоксичность наблюдалась в случае (13 б,в) и (14 а). На основании полученных данных можно сделать вывод, что введение 4'-оксиметильного заместителя приводит к потере антивирусной активности. Наличие охсетанового цикла в молекуле нуклеозиаа, также не приводит к соединениям с антивирусной активностью.

Соединения (29 а,г и 35 а,г) в настоящее время проходят тестирование в клеточных системах указанных выше.

Исследование нуклеозидов в клеточных системах-1 выявляет активные соединения, но не позволяет судить, на какой стадии ферменты в силу специфичности своего действия не катализировали превращения модифицированного соединения; Изучение субстратных свойств нуклеозид-5'-трифссфатов позволяет установить их субстратные свойства и молекулярный механизм действия в реакции биосинтеза ДНК. С целью проведения такого рода лсследовагам нуклеозиды

(33 а, 35 г) были превращены в соответствующие 5-трифосфаты (38 а, 37 г) по стандартным методикам. В тоже время было проведено фосфорилирование 2'-дезохсинуклеозидов (29 а,г) по методу Людвига. Однако, в условиях реакции происходило образование исключительно 4'-0-оксимстал-5'-0-цюслофосфатов (36 а,г).

Обработка нуклеозидов (33 а, 35 г) хлорокисью фосфора или фосфотриазолидом соответственно приводила к производным монофосфатов, которые без выделения обрабатывали раствором б#с-(три-№ бушламмоний)пирофосфата в DMF (рис. 4).

Рис. 4

О—i о. В RO-n о Thy RO—\ ^о. Ade

-р' \г ^^Ч V

НС

он о о

36 а,г' 37 г 38 а

а: В = Ade; г В = Thy; R=P303H4

Трифосфат (38 а) был изучен в качестве субстрата в реакции удлинения цепи ДНК при катализе ДНК-полимеразой а из плаценты человека, обратной транскриптазой вируса птичьего миелобластоза и концевой дезоксинуклеотидилтрансферазой из тимуса теленка (TDT). Исследование показало, .что (38 а) является селективным субстратом TDT и не проявляет субстратных свойств по отношению к остальным ферментам. Трифосфат (37 а) в настоящее время проходит испытания в ферментативных системах.

Выводы

1. Разработаны общие методы синтеза 4'-оксимстильных

ч

производных З'-дезокси- и 2'-дсзоксинуклсозидов пуринового и пиримидинового рядов. Разработан общий метод синтеза 4'-окси-мегильных производных 2',3'-ангидрорибо- и 2',3'-ангидратиксо-нуклеозвдов. В работе осуществлен новый подход к синтезу 2',3'-ангидроликсошшшина на примере его 4'-оксиметильного производного. В процессе решения задачи:

а) разработаны схемы синтезов углеводных синтонов на основе 1,2-0-изопропиляцен-4-С-оксиметил-а-0-ксилофуранозы.

б) проведено гликозилирование этими сахарами пуриновых и пиримидиновых оснований.

>

t

2. Предложен общий, эффективный метод введения 4'-окси-метильного заместителя в природные 2'-дезоксинухлеозиды.

3. Разработан общий метод создания оксетанозого цикла, основанный на реакции внутримолекулярного нуклеофильного ■ замещения, в нуклеозвдах 2-дезоксирибо-, ксило- и арабино-рядов. Для изучения субстратных свойств в реакциях синтеза ДНК были получет.1 5'-три-фосфаты оксетановых нуклеозидов, - являющихся ингибиторами биосинтеза ДНК, катализируемого концевой дезоксинуклеотидил-трансферазой из тимуса теленка.

4. В работе синтезировано 29 новых нуклеозидов и нуклеозвд-5'-трифосфатов, структура которых подтверждена данными УФ-, ЯМР-спектроскогши, а в отдельных случаях и - рентгеноструктурнъш анализом.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах

1. Суржихов С. А., Дяткина Н. Б. 4'-Разветвленные нуклеозиды. I. Синтез 3'-дезокси-3'-амино-4'-гидроксиметил11уклеозидов. -Биоогран. химия, 1993, т. 19,. №. 7, с. 722-728.

2. Суржиков С. А. 4'-Разветвленные нуклеозиды. II. Синтез 4'-гидрокытетилышх. производных пурицовых 2',3'.-анпщро-нуклеозидов рибо- и _отагео-ряда. - Биоотран. химия, 1994, т. 20, №. 10, с. 1114-1124.

3. Surzhykov S. A, Xrayevsky A. A. Novel 4'-bnmched nucleosides. -Nucleosides and nucleotides, 1994, V. 13, N. 10, p. 2283-2305.

4. Surzhykov S. A., Dyatkina N. В., Krayevsky A. A. Synthesis of 3'-azido-, З'-amino-, 2',3'-lyxoanhydro-, 2',3'-riboanhydro analogues of 9-(4-C-hydroxymetyl-P-D-pentofuranosyl) nucleosides. - Тезисы докладов на международной конференции "СПИД, рак и рзтровирусы человека" Санкт-Петербург, 1993, р. 12. г