Σχεδιασμός και σύνθεση νέων υποκατεστημένων πυραζολοπυριδινών και πυριδοπυραζινών και μελέτη της κυτταροτοξικής δράσης τους

Abstract

The present PhD Thesis deals with the design, synthesis and study of cytotoxic activity of new substituted pyrazolopyridines and pyridopyrazines. Purine analogues, which are established protein kinase inhibitors, were used as lead-compounds, as well as some derivatives previously synthesized by our research team, which demonstrated significant cytotoxic activity against several cancer cell lines. The prepared compounds are divided into two groups. The first group includes derivatives of pyrazolo[3,4-c]pyridine, which bear or not substituents at the positions 1, 2, 3, 7 and a variety of arylcarboximidamido-substituents at the position 5. The second group includes derivatives of pyrido[2,3-b]pyrazine, which bear a variety of arylamino-substituents at the positions 3 and 7. The preparation of the compounds of the first group was made using 2-amino-4-methylpyridine as starting material, which in a few steps led to 5-acetamido-2-chloro-4-methylpyridine. Then, through diazotation and ring closure the above mentioned pyridine was converted to the corresponding 5-chloro-1H-pyrazolo[3,4-c]pyridine. This analogue was used as a common synthetic intermediate which upon substitution, application of a Suzuki-type coupling to result in the corresponding 3-phenyl analogue and substitution of position 7 by suitable amines, gave the target derivatives. The preparation of the compounds of the second group was made using 2-amino-6-methylpyridine as starting material, which in a few steps led to 3-chloro-6-methyl-7-nitropyrido[2,3-b]pyrazine. This analogue was used as a common synthetic intermediate which upon substitution, reduction and reaction with suitable phenyl isocyanates, gave the target derivatives. The new compounds have been evaluated for their cytotoxic activity against several cancer cell lines. A number of the derivatives proved to be active, showing IC50 values within the range of 0.64-12.8 μΜ.

Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή περιγράφεται ο σχεδιασμός, η σύνθεση και η μελέτη της κυτταροτοξικής δράσης νέων υποκατεστημένων πυραζολοπυριδινών και πυριδοπυραζινών. Ως ενώσεις-οδηγοί χρησιμοποιήθηκαν γνωστοί αναστολείς πρωτεϊνικών κινασών πουρινικής δομής, καθώς και παράγωγα που παρασκευάστηκαν πρόσφατα από την ερευνητική μας ομάδα και έδειξαν αξιόλογη κυτταροτοξική δράση έναντι διαφόρων καρκινικών σειρών. Τα μόρια που συντέθηκαν διακρίνονται σε δύο ενότητες. Στην πρώτη ενότητα περιγράφονται παράγωγα της πυραζολο[3,4-c]πυριδίνης, τα οποία φέρουν ή δεν φέρουν υποκαταστάτες στις θέσεις 1, 2, 3 και 7, ενώ η θέση 5 φέρει ποικιλία αρυλοκαρβοξιμιδαμιδο-υποκαταστατών. Στη δεύτερη ενότητα περιγράφονται παράγωγα της πυριδο[2,3-b]πυραζίνης, τα οποία φέρουν ποικιλία αρυλαμινο-υποκαταστατών στις θέσεις 3 και 7. Ως πρώτη ύλη για τη σύνθεση των παραγώγων της πρώτης ενότητας χρησιμοποιήθηκε η 2-αμινο-4-μεθυλοπυριδίνη, η οποία με σειρά χημικών αντιδράσεων οδήγησε στην 5-ακεταμιδο-2-χλωρο-4-μεθυλοπυριδίνη, που υπεβλήθη διαδοχικά σε διαζώτωση και ενδομοριακή κύκλωση, παρέχοντας την 5-χλωρο-1Η-πυραζολο[3,4-c]πυριδίνη. Το μόριο αυτό χρησιμοποιήθηκε ως κοινό ενδιάμεσο για τη σύνθεση των τελικών παραγώγων, που προέκυψαν μετά από υποκατάσταση του χλωρίου της θέσης 5 από κυανομάδα και στη συνέχεια από αρυλοκαρβοξιμιδαμιδομάδα, εισαγωγή φαινυλομάδας στη θέση 3 με εφαρμογή της αντίδρασης Suzuki και υποκατάσταση του χλωρίου της θέσης 7 από την εκάστοτε κατάλληλη αμίνη. Ως πρώτη ύλη για τη σύνθεση των παραγώγων της δεύτερης ενότητας χρησιμοποιήθηκε η 2-αμινο-6-μεθυλοπυριδίνη, η οποία με σειρά χημικών αντιδράσεων οδήγησε στην 3-χλωρο-6-μεθυλο-7-νιτροπυριδο[2,3-b]πυραζίνη. Το μόριο αυτό χρησιμοποιήθηκε ως κοινό ενδιάμεσο για τη σύνθεση των τελικών παραγώγων, που προέκυψαν μετά από υποκατάσταση του χλωρίου από την εκάστοτε κατάλληλη ανιλίνη, αναγωγή και επίδραση του εκάστοτε κατάλληλου ισοκυανικού φαινυλεστέρα. Τα νέα μόρια αξιολογήθηκαν ως προς την κυτταροτοξική τους δράση έναντι διαφόρων καρκινικών σειρών. Σημαντικός αριθμός παραγώγων έδειξε αξιόλογη δραστικότητα, παρουσιάζοντας τιμές IC50 0.64-12.8 μΜ.