CC BY
46
удк 615.3:547.854.4
СИНТЕЗ И ПРОТИВОВИРУСНЫЕ СВОЙСТВА В ОТНОШЕНИИ ВИЧ-1 НОВЫХ МЕТИЛИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1 -(БЕНЗИЛОКСИМ ЕТИЛ)-5-(АРИЛАМИНО)УРАЦИЛА
А.А. Лобачев, M-С. Новиков, А.А. Озеров, Р.У. Букхайт
НИИ фармакологии Волгоградского государственного медицинского университета, Российская Федерация, 400131, г. Волгоград, пл. Павших Борцов, д. 1. prof [email protected]
Триметилсилильной модификацией метода Гилберта-Джонсона синтезированы новые замещенные N-арилпроизводные 1-(бензилоксиметил)-5-аминоурацила. Метилированные 5-фениламино- и 5-фенетиламинопроизводные оказались неактивными в отношении ВИЧ-1 in vitro. Обнаружено, что уровень анти-ВИЧ-1 активности метилированных 5-бензиламинопроизводных зависит от положения метильной группы: 3,5-диметилбензиламинопроизводное оказалось значительно активнее, чем соответствующие а- или N-метилированные изомеры. Ил. 1. Табл. 1. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: 1-(бензилоксиметил)-5-(ариламино)урацил, метилирование, анти-ВИЧ-1 активность.
введение
В настоящее время более 25 ингибиторов репродукции ВИЧ-1 используется в составе различных комбинированных лекарственных средств «высокоинтенсивной антиретровирус-ной терапии». Важное место среди них занимают пиримидиновые производные - нуклео-зидные и ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ-1. И поиск новых, более эффективных и селективных антивирусных агентов этого ряда интенсивно продолжается [1]. Ранее нами был осуществлен синтез производных 1 -(бензилоксиметил)урацила, содержащих фрагменты ароматических и ари-лалифатических аминов в положении С5 пири-мидиновой системы, при этом производные 5-фениламино-, 5-бензиламино- и 5-фене-тиламиноурацила продемонстрировали способность подавлять цитопатический эффект ВИЧ-1 в культуре Т-лимфоцитов в микромолярных концентрациях [2]. Дальнейшая структурная модификация этих веществ, заключавшаяся в алкилировании различных положений бензилоксиметильного заместителя, привела к снижению их противовирусной активности [3].
Целью настоящего исследования является установление влияния метилирования арила-лифатических фрагментов при экзоцикличе-ском атоме азота 1 -(бензилоксиметил)-5-аминоурацила на анти-ВИЧ-1 активность этого базового соединения. Задачи исследования: осуществить синтез новых производных 1 -(бензилоксиметил)-5-(фениламино)-, 5-(бен-зиламино)- и 5-(фенетиламино)урацила и исследовать их анти-ВИЧ-1 активность in vitro. На основании выявленных закономерностей структура-активность определить наиболее перспективное соединение для дальнейшей химической модификации с целью поиска новых потенциальных лекарственных веществ для лечения и экстренной профилактики
ВИЧ-1 инфекции.
экспериментальная часть
Синтез новых соединений был осуществлен по описанной нами ранее схеме, включающей первоначальное аминирование 5-бромурацила ароматическими и арилалифати-ческими аминами и последующее N-алки-лирование триметилсилилпроизводных 5-(ариламино)урацилов высокореакционноспо-собным бензилхлорметиловым эфиром по методу Гилберта-Джонсона [2]. Для получения N-метилзамещенных производных бензиламина, фенетиламина и а-метилбензиламина было использовано их формилирование муравьиной кислотой с азеотропной отгонкой воды с последующим восстановлением алюмогидридом лития. а-Метилбензиламин был синтезирован путем восстановительного аминирования аце-тофенона по Лейкарту. Для получения 3,5-диметиланилина использовали перегруппировку Гофмана амида 3,5-диметилбензойной кислоты. 3,5-Диметилбензиламин получали восстановлением нитрила 3,5-диметил-бензойной кислоты. Полученные метилзамещенные амины использовали в реакции аминирования 5-бромурацила в среде безводного кипящего этиленгликоля. Алкилирование 5-ариламино-урацилов бензилхлорметиловым эфиром по методу Гилберта-Джонсона привело к целевым метилпроизводным 1-(бензилоксиметил)-5-(ариламино)урацила с выходом 60-87%. Химическое строение полученных веществ доказано методами ПМР-спектроскопии и масс-спектрометрии, чистота и индивидуальность -хроматографическими методами.
Противовирусная активность всех синтезированных соединений в отношении ВИЧ-1 in vitro была изучена в ImQuest Biosciences Inc. (Мериленд, США). Исследования проводили в культуре CEM-SS-клеток, которые суспендиро-
вали в питательной среде в количестве 105 клеток/мл и инфицировали ВИЧ-1 (штамм ИНУ-Шв) при мультипликации инфекции, равной 0,2. Непосредственно сразу после инфицирования вносили растворы, содержащие различные концентрации исследуемых веществ в растворе ДМСО и инкубировали в течение 4-х суток при температуре 37 оС. Число живых клеток устанавливали по окончании инкубации при помощи бромида 3-(4,5-ди-метилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия, при этом расчетным путем определяли концентрацию вещества, которая на 50% защищала СЕМ-ББ-клетки от цитопатического эффекта ВИЧ-1 (ЕС50). Цитотоксичность соединений изучали параллельно в неинфицирован-ных культурах клеток, при этом определяли концентрацию вещества, которая на 50% уменьшала количество живых СЕМ-ББ-клеток (СС50).
Расчетным путем определяли индекс селективности, являющийся отношением цито-токсической концентрации к эффективной концентрации: Б1 = СС50 / ЕС50.
обсуждение результатов
В результате проведенных исследований было установлено, что вторичные арилалифа-тические амины ^-метилпроизводные бензи-ламина, фенетиламина и а-метилбензил-амина) так же, как и их незамещенные производные, легко вступают в качестве нуклеофи-лов в реакцию с 5-бромурацилом. Это отличает ^замещенные арилалифатические амины от ароматических аналогов: известно, что реакция аминирования 5-бромурацила анилином протекает так же легко, в то время как N метиланилин не реагирует с 5-бромурацилом в среде кипящего этиленгликоля или избытка амина [2]. Последующее алкилирование продуктов аминирования бензилхлорметиловым эфиром селективно протекает в положение N и не затрагивает другие атомы азота 5-(ариламино)урацила.
При изучении противовирусных свойств новых соединений (табл. 1) было обнаружено, что в ряду 1 -(бензилоксиметил)-5-(фенил-амино)урацила введение метильных групп в ароматическое ядро (соединение 1) приводит к
исчезновению анти-ВИЧ-1 активности (ЕС50 > 100 цМ) с одновременным увеличением цито-токсичности (СС50 = 40,3 цМ) в сравнении с исходным 1 -(бензилоксиметил)-5-(фениламино)-урацилом (ЕС50 = 88,5 цМ; СС50 > 100 цМ [3]) (рис. 1).
O
Рис. 1. Исходный 1-(бензилоксиметил)-5-(фениламино)урацил
Наоборот, в ряду 1 -(бензилоксиметил)-5-(бензиламино)урацила введение дополнительных метильных групп в ариламинный фрагмент усиливает противовирусное действие, на порядок понижая эффективную концентрацию (для соединений 2 и 3 значения ЕС50 равны 6,1 цМ и 8,4 цМ соответственно) при сохранении низкой цитотоксичности (СС50 > 100 цМ для обоих веществ). Для соединения 5 этого ряда эффективная концентрация ЕС50 снижается на два порядка и достигает 0,7 цМ, что, не смотря на возросшую цитотоксичность (СС50 = 43,1 цМ) приводит к значительному увеличению индекса селективности по сравнению с незамещенным 1-(бензилоксиметил)-5-(бензиламино)урацилом (ЕС50 = 54,6 цМ; СС50 > 100 цМ, SI = 1,8 [3]).
В ряду 1 -(бензилоксиметил)-5-(фенетил-амино)урацила дополнительное метилирование экзоциклического атома азота (соединение 6) также оказывает существенное влияние на величину эффективной концентрации: противовирусный эффект возрастает более, чем в 4 раза, по сравнению с незамещенным аналогом (ЕС50 = 86,4 цМ; СС50 > 100 цМ [3]).
Соединение R Т. пл., оС Выход, % ЕС50, ИМ СС50, ИМ SI
1 NH-[3,5-(CH3)2C6H3l 119-122 60 > 100 40,3 < 1
2 N(CH3)-CH2C6H5 103-105 86 6,1 > 100 > 16,4
3 NH-CH(CH3)C6H5 194-197 87 8,4 > 100 > 11,9
4 N(CH3)-CH(CH3)C6H5 162-163 68 78,1 > 100 > 1,3
5 NH-CH2[3,5-(CH3)2 C6H3] 126-129 62 0,7 43,1 61,6
6 N(CH3)-CH2CH2C6H5 136-139 79 19,9 > 100 > 5
Таблица 1
Физико-химические свойства и активность 1-(бензилоксиметил)-5-(ариламино)урацилов
в отношении ВИЧ-1 in vitro
заключение
Таким образом, нами установлено, что, в отличие от метилирования боковой цепи в положении N 1-(бензилоксиметил)-5-(арилами-но)урацила, введение дополнительных ме-тильных заместителей к экзоциклическому атому азота, в алифатическую цепь и ароматическое ядро ариламинного фрагмента, находящегося в положении С5 пиримидиновой системы, в целом приводит к значительному уси-
1. 1-[2-(2-Benzoyl- and 2-benzylphenoxy)ethyl-]uracils as potent anti-HIV-1 agents / Novikov M.S. [and other] // Bioorg. Med. Chem. 2011. Vol. 19. P. 5794-5902.
2. Синтез 1-(арилоксиалкил)-5-(ариламино)ура-цилов / Озеров А.А. [и др.] // Хим.
лению противовирусной активности веществ в отношении ВИЧ-1 in vitro при менее выраженном возрастании цитотоксичности. Наиболее перспективным соединением является 1 -(бензилоксиметил)-5-(3,5-диметилбензиламино)-урацил, подавляющий репродукцию ВИЧ-1 уже в наномолярном диапазоне, на основе которого возможен дальнейший поиск новых эффективных антиретровирусных лекарственных веществ.
:ский список
гетероциклич. соед. 1998. Вып. 5. С. 691-697.
3. Синтез и анти-ВИЧ-1 активность метилированных в боковой цепи производных 1-(бензил-оксиметил)-5-(ариламино)урацила / Озеров А.А. [и др.] // Бюлл. Волгогр. научн. центра РАМН. 2004. Вып. 1. С. 26-28.
