Σχεδιασμός και σύνθεση νέων υποκατεστημένων πυραζολοπυριδινών ως πιθανών αναστολέων προτεϊνικών κινασών

Abstract

The present Thesis deals with the design and synthesis of new substituted pyrazolo[3,4-c]pyridines, and their pharmacological evaluation as cytotoxic agents, as well as potential inhibitors ofprotein kinases.The compounds can be divided into three groups: the first includes derivatives of pyrazolo[3,4-c]pyridine which bear 7-arylamino substitution, as well as 5-chloro, 5-cyano-, 5-arylaminomethyl, or 5-alkylaminomethyl substituents. The other two groups include the corresponding 3-phenyl- and 3-isopropylderivatives.The synthesis of the first group derivatives was accomplished using either N-(2-chloro-4-methylpyridin-3-yl)acetamide or N-(2-chloro-4-methylpyridin-5-yl)acetamide, which have been preparedusing commercially available picolines. The 5-chloro-analogues were obtained through intramolecularcyclization of the above mentioned 3-acetamide, N-oxidation of the intermediate pyrazol[3,4-c]pyridineand metathesis to the corresponding 5,7-dichlorocompound. The 7-chloro-group was substituted bysuitable arylamides and the 5-chloro group was then reduced. The 5-cyanopyrazolopyridines wereprepared through N-oxide metathesis of the suitable picoline-5-acetamide, followed by intramolecularcyclization to result in the 5-cyano-7-chloropyrazolopyridine. Upon introduction of 7-arylaminosubstituents and reductive amination the 5-aryl- or alkylaminomethyl-derivatives were obtained.The target substituted 3-phenylpyrazolopyridines were synthesized through Suzuki coupling of5-chloro-3-iodopyrazolopyridine. The 5-cyano-group was then inserted to the resulting 5-chloro-3-phenylderivative through palladium coupling.Finally, the 3-isopropylpyrazolopyridines were prepared using suitably substitutedpyridinacetamides, which were obtained through Lithium mediated introduction of the isopropyl groupto protected 2-amino-4-picoline. The target compounds have resulted using an analogous syntheticprocedure.The new compounds have been evaluated for their cytotoxic activity against ten human cancer cell lines. A number of the derivatives proved to be active, showing IC50 values within the range of 0.38-12 μΜ, whereas the most potent analogues proved to belong to the 3-phenylpyrazolopyridine series.Preliminary experiments concerning the evaluation of the inhibitory activity of the synthesized derivatesagainst PI3 Kinase, showed that a number of the most cytotoxic compounds were potent inhibitors ofthe enzyme as well.

Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή περιγράφεται ο σχεδιασμός και η σύνθεση νέωνυποκατεστημένων πυραζολοπυριδινών, καθώς και η φαρμακολογική τους αξιολόγηση ως προς τηνκυτταροτοξική τους δράση και την αναστολή πρωτεϊνικών κινασών.Τα μόρια που συντέθηκαν διακρίνονται σε τρείς ενότητες: στα παράγωγα της πυραζολο[3,4-c]πυριδίνης, υποκατεστημένα με διάφορες αρυλαμινομάδες στη θέση 7, που φέρουν επιπλέον 5-χλωρο-,5-κυανο-, 5-αρυλαμινομεθυλο- ή 5-αλκυλαμινομεθυλομάδα, και στα αντίστοιχα 3-φαινυλο- και 3-ισοπροπυλοανάλογα.Η σύνθεση των παραγώγων της πρώτης ενότητας πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ως πρώτωνυλών του Ν-(2-χλωρο-4-μεθυλοπυριδιν-3-υλ)ακεταμιδίου και του Ν-(2-χλωρο-4-μεθυλοπυριδιν-5-υλ)ακεταμιδίου, τα οποία παρασκευάστηκαν από εμπορικά διαθέσιμες πικολίνες με σειρά χημικώνμετατροπών. Για τα παράγωγα που φέρουν 5-χλωρο-υποκατάσταση ακολούθησε ενδομοριακήκύκλωση του 3-ακεταμιδίου προς τη 5-χλωροπυραζολο[3,4-c]πυριδίνη, οξείδωση προς το αντίστοιχο Ν-οξείδιο και μετάθεση αυτού προς το 5,7-διχλωροπαράγωγο. Στη συνέχεια έγινε υποκατάσταση μεαρυλαμινομάδα στην 7-θέση και αφαλογόνωση. Για τη λ ήψη τ ων 5 -κυανοπαραγώγωνπραγματοποιήθηκε μετάθεση του Ν-οξειδίου του 5-ακεταμιδίου και ενδομοριακή κύκλωση προς την 5-κυανο-7-χλωροπυραζολο[3,4-c]πυριδίνη. Κατόπιν έγινε υποκατάσταση στην 7-θέση και αναγωγικήαμίνωση για την παρασκευή των 5-αρυλο- ή αλκυλαμινομεθυλο πυραζολοπυριδινών.Στα μόρια της δεύτερης ενότητας ακολουθήθηκε ανάλογη διαδικασία για την παρασκευή των5-χλωροπυραζολοπυριδινών, στις οποίες μετά από ιωδίωση στην 3-θέση και προστασία τουπυραζολικού αζώτου εισήχθη η 3-φαινυλομάδα με σύζευξη τύπου Suzuki. Από το προϊόν αυτόπροέκυψαν τα 5-χλωροανάλογα, αλλά και τα 5-κυανοανάλογα, με εισαγωγή της κυανομάδας στην 5-θέση, μέσω αντίδρασης σύζευξης με τη χρήση καταλυτών παλλαδίου.Τα μόρια της τρίτης ενότητας παρασκευάστηκαν από κατάλληλα υποκατεστημέναπυριδινακεταμίδια, τα οποία προέκυψαν με εισαγωγή της ισοπροπυλομάδας με αντίδρασηοργανολιθιακού επί της προστατευμένης 2-αμινο-4-πικολίνης. Στη συνέχεια ακολουθήθηκε ανάλογησυνθετική προσέγγιση για τη λήψη των υποκατεστημένων 3-ισοπροπυλο πυραζολοπυριδινών.Τα νέα μόρια αξιολογήθηκαν ως προς την κυτταροτοξική τους δράση έναντι δέκα ανθρώπινωνκαρκινικών κυτταρικών σειρών. Σημαντικός αριθμός παραγώγων έδειξε αξιόλογη δραστικότητα,παρουσιάζοντας τιμές IC50 0.38 - 12 μΜ, με τα δραστικότερα να ανήκουν στην κατηγορία των 3-φαινυλοπυραζολοπυριδινών. Προκαταρτικά πειράματα αναστολής της κινάσης PI3K έδειξαν ότι τα μόρια με κυτταροτοξική δράση ήταν επίσης καλοί αναστολείς του ενζύμου.