Дизайн новых биологически активных соединений широкого спектра действия с низкой токсичностью, содержащих бензофуроксановый и/или пространственно-затрудненный фенольный фрагменты

С помощью реакции нуклеофильного ароматического замещения 4,6-дихлор-5-нитробензофуроксана синтезирован ряд новых водорастворимых солей на основе производных бензофуроксана, содержащих фрагменты ароматических/гетероциклических/алифатических аминов. Впервые показана возможность самопроизвольного восстановления бензофуроксанов до бензофуразанов при взаимодействии с диаминами с течением времени. Квантово-химическими исследованиями оценен механизм реакции 4,6-дихлор-5-нитробензофуроксана с диаминами и родственными аминами. Результаты исследования полностью подтверждают полученные экспериментальные данные и объясняют невозможность последующего восстановления амино-содержащих бензофуроксанов за счет высокого активационного барьера. При изучении противораковой активности синтезированных соединений было показано, что все вещества проявляют цитотоксическое действие в отношении опухолевых клеточных линий. Они также продемонстрировали способность эффективно ингибировать процесс гликолиза в опухолевых клетках. Эти данные позволили выбрать соединения 4e и 4g для дальнейших экспериментов на лабораторных животных. Было обнаружено, что соединение 4e проявляет значительно меньшую острую токсичность in vivo по сравнению с 4g. Возможно, 4g гораздо более растворим и, следовательно, биодоступен, поэтому вызывает более сильную интоксикацию у животных. Кроме того, испытуемые соединения 4e и 4g продемонстрировали противолейкемическую активность in vivo, измеренную по увеличению средней продолжительности жизни животных с мышиным лейкозом P388 по сравнению с необработанной контрольной группой. Новые диарилметилфосфонамиды, содержащие 2,6-ди-терт-бутилфенольные и гетероциклические молекулы, были синтезированы по реакции 1,6-нуклеофильного присоединения фосфорилированного п-хинонметида с морфолиновым фрагментом и диаминами. Цитотоксическое действие исходных соединений и полученных продуктов было оценено в отношении раковых и нормальных клеток человека. Установлено, что соединение 9 проявляет цитотоксичность в отношении MCF7 (IC50 16,0 µМ), превышающий в 1,5 раза активность противоопухолевого препарата Тамоксифен. Впервые предложен подход к синтезу новых пространственно-затрудненных фенолов, содержащих липофильные четвертичные аммониевые и фосфонамидные фрагменты в одной молекуле, основанный на взаимодействии О-алкил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилхлорфосфонатов с аминами с образованием фосфонамидов, содержащих терминальные диметиламиногруппы и их дальнейшей модификации различными органическими бромидами. При изучении цитотоксичности полученных соединений в отношении опухолевых линий и нормальной клеточной линии легкого эмбриона WI38, печени человека (Chang liver) и цитотоксического действия в отношении эритроцитов крови, обнаружено, что все исследуемые соединения проявляют высокую противоопухолевую активность в отношении опухолевой клеточной линии аденокарциномы двенадцатиперстной кишки -HuTu-80 и умеренную цитотоксичность в отношении эритроцитов крови и клеток печени человека. Наиболее активными в ряду исследуемых соединения являются производные пространственно-затрудненных фенолов, содержащие у атома азота пропильные фрагменты 18d IC50 HuTu 80 = 3.1 µM и 21d IC50 = 3,8 µM. Нами создан оригинальный подход к синтезу новых фосфонамидов, содержащих пространственно-затруднённые фенолы, базовым реагентом для синтеза, которых являются О-алкил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилхлорфосфонаты. Определены границы применимости О-алкил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилхлорфосфонатов в синтезе новых фосфонамидов, показано, что использование ароматических аминов не приводит образованию целевых продуктов. Была получена и охарактеризована серия из девяти новых амидофосфонатов, содержащих пространственно-затрудненные фенольный и N-гетероциклические фрагменты, синтезированы водорастворимые гидрохлориды фосфонамидов на основе алифатических аминов с терминальными диметиламиногруппами. Для синтезированной серии фосфонамидов исследован цитотоксический профиль на панели нормальных и опухолевых клеток. Обнаружено, что практически все испытуемые соединения проявляют умеренную активность против опухолевых линий, использованных в эксперименте, в сочетании с низкой цитотоксичностью против нормальных линий клеток. В ходе реализации проекта нами показано, что стратегия создания противоопухолевых агентов на основе пространственно-затрудненных фенолов, содержащих фосфонамидные, N-гетероциклические или липофильные четвертичные аммониевые фрагменты является перспективным направлением. Модификация фосфонамидов введением в их структуру липофильных аммониевых фрагментов позволяет получать соединения с высокой противоопухолевой активностью, а их цитотоксический эффект может характеризоваться индукцией апоптоза по внутреннему пути, связанному с нарушением функции митохондрий и задержкой клеточного цикла в фазе G1/G0. Кроме того, известная способность соединений, содержащих четвертичные аммониевые фрагмента проникать через гидрофобные барьеры плазматических и митохондриальных мембран могут в дальнейшем найти применение в качестве умных систем доставки лекарственных средств. Разработанные нами условия взаимодействия О-алкил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилхлорфосфонатов с алифатическими аминами, содержащими различные N-гетероциклические фрагменты и терминальные аминогруппы являются эффективными, а полученные данные в дальнейшем будут использованы для создания модели, позволяющей осуществлять рациональный дизайн новых типов высокоэффективных противоопухолевых агентов на основе пространственно-затрудненных фенолов. Таким образом, водорастворимые соли бензофуроксанов и фосфонамиды, содержащие ПЗФ можно рассматривать как перспективные кандидаты для дальнейшей разработки в качестве противораковых средств.