CC BY
13
УДК 547.518 + 547.86
СОЗДАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ СИНТАЗЫ ОКСИДА АЗОТА НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ 2-АМИНО-5,6-ДИГИДРО-4Н-1,3-ТИАЗИНА
А.А. Левнова, В.И. Чупахин, А.Н. Пропит*, А.Н. Путин*, Т.П. Трофимова, О.Н. Зефир о на
(кафедра радиохимии, кафедра органической Химии, кафедра физической химии; e-mail: olgaz@org.chem. msu. ru)
В работе получены днасннро- аналога известного ингибитора фермента NO-синтазы 2-ами-нв-5,6-д|нт1дро-4Н-1,3-тшпнна. Искомые соединении синтезированы циклизацией N-2-(l-цнклогексеннл)этил- замещенных тиомочевин.
Одним и:? важнейших нейромедиаторов в организме человека и животных является оксид азота (N0) |1| Известно, что его выработка в клетках регулируется ферментом 140-синтаза. существующим в организме человека в виде трех изоформ. Две из них являются конститутивными, а одна инди цируется в организме при некоторых патологических состояниях (например, в состояниях септического шока). Нами проводятся работы по созданию таких ингибиторов МО-синтазы. которые имеют мишенью действия индуцируемую изоформу этого фермента (¡N08).
Известно, что 2-амино-5,6-дигидро-4Н-1,3-тиазин (1) является неселективным ингибитором 1Ч0-синта-зы 12], а введение в это соединение метильного за-
гА
местителя в положение при С приводит к заметному увеличению как активности, так и селективности по отношению к ¡N05 ¡1].
Настоящая работа посвящена синтезу 2-амино-!-тиа-3-аза-спиро15.5]додец-2-ена (2) - спиро-аналога структу ры 1, в которую в положение при С6 введен циклогексановый фрагмент (схема 1).
Подчеркнем, что предсказание эффективности связывания структуры 2 с активным центром фермента
Схема I [\!Н — СНз
ой»
3
затруднено С одной стороньт известное 6,6-димегиль-ное производное тиазина 1 обладает меньшей активностью. чем соответствующий монозамещенный аналог, поэтому активность соединения 2 может быть невысока. С другой стороны, проведенное нами компьютерное моделирование показало, что возможна такая ориентация спиро-тиазина 2 в каталитическом центре фермента, при которой их связывание оказывается эффективным за счет образования двух водородных связей с участием атомов водорода аминогруппы, а также взаимодействия неподеленной пары атома серы с атомом железа, входящего в каталитический центр гема (рисунок).
Вопрос о том, будет ли реализована именно эта ориентация соединения 2, остается открытым. Согласно литературным данным по докингу 2-этилизоги-омочевины в область связывания эндогенного субстрата ¡N05 ([^-аргинина) главным лиганд-ориентиру-ющим фактором в рассматриваемой области является его взаимодействие с кислотной группировкой С1и377 ¡N05 131. Однако возможность прстонирования в структуре 2 (и в базовом соединении 1) как экзо-ци клич ее ко го атома азота, так и атома азота тиази-нового кольца приводит к тому, 1гго ориентация лиган-да в активном центре существенно различается в зависимости от того, какой из этих атомов связывается с С!и377. Поэтому для получения большей информации о возможном расположении соединения 2 в каталитическом центре в данной работе быто решено также синтезировать его Ы-метильное производное 3.
NH,
S /
(6 N-HCI
Ч
NH?
* Институт физиологически активных вещест в РА! I.
** Отметим, что в работе [2| в качестве одного из запатентованных ингибиторов МО-синтазы значится спиро-аналог соединения 1 но положению 4, хотя ии способ синтеза, ни активность этого соединения в патенте не приводятся. Очевидно, однако, что с химической точки зрения оно принципиально отличается от рассматриваемой в настоящем исследовании структуры!.
5 ВМУ. химия, № 5
Возможный вариант взаимодействия соединения 2 с активным центром inos
Неописанные ранее в литературе соединения 2 и 3 были получены нами из М-2-(1-циклогексенил)этил-замещенных шомочевин 4 и 5, циклизация которых (кипячением в соляной кислоте) приводит к образованию соответствующих спиросоединений (схема 2).
Предложенный метод получения спиро-тиазинов 2 и 3 оказался удобным в препаративном отношении и позволил получить их в виде гидрохлоридов с общими выходами (из 2-(1 -циклогексенип)этиламина) 79 и 68% соответственно. Строение соединений 2-5 доказано с помощью данных элементного анализа и ЯМР-спектроскопии (см. экспериментальную часть). Спиро-тиазины 2 и 3 переданы на испытания NO-ингибиру-ющей активности in vitro и in vivo.
Экспериментальная часть
Для проведения молекулярного моделирования использовали модель L-аргинин-связывающей полости оксидазного домена индуцируемой изоформы NO-син-тазы из банка данных кристаллических структур (PDB) и программный комплекс SYBYL7.3 фирмы "Tripos. Inc." на рабочих станциях SGI OCTANE.
Спектры ЯМР Н регистрировали на спектрометре "Bruker DPX-200" с рабочей частотой 200 МГц, в качестве внутреннего стандарта использован и тет-раметилсилан. Контроль за ходом реакции и чистотой исходных и конечных соединений осущест&лялся методом тонкослойной хроматографии на пластинках "Silujbl UV-254". Температуры плавления определяли на нагревательном блоке "Воеtins ",
1М-бензоил-1М -2-(1-циклогексеннл)этнл-тиомо-чевина (4). К раствору 2,52 г (0,02 моль) 2-(1-цикло-гексеншфтиламина в 40 мл диэтилового эфира добавили по каплям 3,26 г (0,02 моль) бензоилизогиоциа-ната в 20 мл диэтилового эфира. Выпавший осадок отфильтровали, промыли эфиром. Получили 5,54 г соединения 4. Выход 96%. Тпл = 86-88°С. Найдено (%): С (66,97); Н (6,87); N (9,88). С^Н^Ов. Вычислено (%): С (66,63); Н (6,99); N (9,71).
Спектр ЯМР 'н, ДМСО-с16, 5: 11.20 (1Н, с, NH). 11.00 (1Н, т, 1МН). 8,00 (2Н. д, Ат-Н), 7,50 (ЗН, м, Ат-Н), 5.60 (1Н. уш. с, С=Н). 3.70 (2Н, кв. СН2Ы), 2.30 (2Н. т, СНХН^). 2.00 (4Н, м, (СН3)2). 1.70 (4Н. м, (СН2)2). " 1
1У-метил-1\ -2-(1-циклогексенил)этил-тиомоче-вина (5) получена аналогичным способом. Выход 93%. 7мл = 75-77°С. Найдено (%): С (60,83); Н (9,38); N (14,40). С10Н18М23. Вычислено (%): С (60,56); Н (9.15); N (14,12).
Спектр ЯМР ]Н, СОС13, 5: 6.70 (1Н, уш. с, NH), 6.30 (1Н, уш. с, NH), 5.15 (Ш, уш. с, С=Н), 3,20 (2Н, кв. СН21М). 2.40 (ЗН. д, СН3), 1.80 (2Н. т, CHXH-.Nl 1.70 (4Н. м, (СН2)2), 1.30 (4Н. м, (СН2)2).
Гидрохлорид 2-амино-1-тиа-3-аза-спиро[5.5]до-дец-2-ена (2). К 2,88 г (0,01 моль) соединения 4 прибавляли 10 мл конц. НВт и кипятили с обратным холодильником 30 ч. Реакционную смесь охлаждали, выпавшую бензойную кислоту отфильтровывали, разбавляли холодной водой (40-50 мл), при перемешивании добавляли №Х03 до рН 8. Экстрагировали хло-
Схема 2
CH3NCS
О
NHCPh
NH СН3
HCl
3
ристым метиленом (2x30 мл). Органический слой высушивали, упаривали и растворяли в 20 мл изопро-панола. При перемешивании добавляли 1 мл концентрированной соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровывали и высушивали. Получено 1.81 г соединения 2. Выход 82%. Тт = 70-72°С.
Спектр ЯМР 'н, Д20. 6, м.д. (.I; гц): 3,55 (2Н, т. J = 6.7. CH2N). 2,05 (2Н. т. J = 6.7, CH2CH2N). 2,00-1,20 (ЮН, м, (СН2)5).
Гидрохлорид 2-метиламино-1-тиа-3-аза-спиро-[5.5|додец-2-ена (3). 1,98 г (0,01 моль) соединения 5 прибавляли 20 мл концентрированной HCl и кипятили с обратным холодильником 3 ч. Реакционную смесь
охлаждали, избыток соляной кислоты упаривали на роторном испарителе, разбавляли холодной водой (40-50 мл), при перемешивании добавляли Ыа^О-, до рН 8. Экстрагировали хлористым метиленом (2x30 мл). Органический слой высушивали, упаривали, растворяли в 20 мл изопропанола При перемешивании добавляли 1 мл шнц. соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровывали и высушивали. Получено 1,71 г соединения 3. Выход 73%. Тт = 140-142°С.
Спектр ЯМР 'Н, ДМСО-(16, 6, м.д. (.7, гц): 10,55 (Н, м. 1МН), 9,70 (Н, м, 1МН), 3,60 (ЗН, с МСН3), 3,50 (2Н. т, ./ = 6.7, СН2Ы), 1,70-1.25 (12Н. м, (СНА.
сн2сн21Ч).
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта ОХНМ Российской Академии нжк.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГраникВ.Г., Григорьев И.Б. //Оксид азота (NO). Новый путь
к поиску' лекарств. М.. 2004.
2. Shah S. К., Grant S. К., M access Ш et al. I nie mat юна! Patent
WO 96/14842.23.05.1996.
3. Ji Я, Li Я, Flinspach M., Pou/os T.L., Silverman R.B. II 1 Med. Chem. 2003.46. P. 5700.
Поступила в редакцию 09.04.07
DESIGN OF POTENTIAL NO-SYNTHASE INHIBITORS ON THE BASIS OF 2-AMINO-5,6-DIHYDRO-4H-l,3-THIAZINE DERIVATIVES
A.A. Levtsova, V.I. Ciiupakhin, A.N. Prosliin, A.N. Pushin, T.P.Trofimova, O.N. Zcfirova
(Division ofRaciiochemistry. Division of Organic Chemistry. Division of Physical Chemistry )
Two spin»-analogues of a known NO-synthase inhibitor 2-amino-5,6-dihydro-4H-l,3-thiazine were synthesized by means of cyclization of the N-2-(l-cyclohexenyl)ethyl-siibstituted thioureas.
6 ВМУ, химия, № 5
