UvA-DARE is a service provided by the library of the University of Amsterdam (https://dare.uva.nl)
UvA-DARE (Digital Academic Repository)
A new entry to adenosine analogues via purine nitration - Combinatorial
synthesis of antiprotozoal agents and adenosine receptor ligands
Rodenko, B.
Publication date
2004
Link to publication
Citation for published version (APA):
Rodenko, B. (2004). A new entry to adenosine analogues via purine nitration - Combinatorial
synthesis of antiprotozoal agents and adenosine receptor ligands.
General rights
It is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s)
and/or copyright holder(s), other than for strictly personal, individual use, unless the work is under an open
content license (like Creative Commons).
Disclaimer/Complaints regulations
If you believe that digital publication of certain material infringes any of your rights or (privacy) interests, please
let the Library know, stating your reasons. In case of a legitimate complaint, the Library will make the material
inaccessible and/or remove it from the website. Please Ask the Library: https://uba.uva.nl/en/contact, or a letter
to: Library of the University of Amsterdam, Secretariat, Singel 425, 1012 WP Amsterdam, The Netherlands. You
will be contacted as soon as possible.
Samenvatting Samenvatting
Eenn nieuwe route naar adenosine
analogaa via purine nitrering
Combinatoriëlee synthese van a n t i p r o t o z o a l middelen
enn adenosine receptor liganden
Inn het lichaam speelt adenosine een belangrijke rol bij het regelen van verscheidene aspecten vann het metabolisme van de cel. Dit endogene nucleoside is verwant aan biologisch actieve adeninee nucleotiden zoals adenosine mono-, di- and trifosfaat en cyclisch adenosine monofosfaatt en het is aanwezig als structuurelement in onder andere RNA. Adenosine brengt veell van zijn fysiologische effecten tot stand via de G-eiwit gekoppelde adenosine receptoren, waarvann tot nu toe vier subtypen zijn gekarakteriseerd: de Ai, A2A, A2B en A3 receptoren. In hett inleidende H o o f d s t u k 1 wordt aangegeven welke therapeutische doeleinden geneesmiddelenn zouden k u n n e n dienen, die inwerken op de adenosine receptoren. Selectieve activeringg van deze receptoren kan worden bereikt door veranderingen aan te brengen aan de endogenee agonist adenosine. Adenosine analoga hebben ook potentie als geneesmiddelen tegenn parasitaire infecties veroorzaakt door protozoa. Terwijl zoogdiercellen purine nucleosiden dee novo k u n n e n synthetiseren, zijn parasieten behorend tot het koninkrijk der protozoa Uedigg afhankelijk van opname van purine uit de gastheer. Deze parasieten hebben
vo o NH2 2 6 ' ' 'N N 22 ^ N - ^ N 3 3 5'' O HO O 3' ' HO O 9 9 2' ' OH H Adenosine e
ingewikkeldee o p n a m e m e c h a n i s m e n ontwikkeld met een brede tolerantie voor purines en purinee n u c l e o s i d e s waaronder niet-natuurlijke, mogelijk cytostatische nucleoside analoga. Parasitairee aandoeningen, zoals malaria en de Afrikaanse slaapziekte, bedreigen bijna de halve wereldbevolking.. Medicijnen die momenteel gebruikt worden voor de behandeling van deze ziektenn hebben vaak ernstige bijwerkingen en worden in toenemende mate onbruikbaar door hett optreden van resistentie. Het spreekt voor zich, dat het ontwikkelen van nieuwe antiparasitairee geneesmiddelen van levensbelang is. Vooruitgang in de moleculaire biologie heeftt het testen van potentiële geneesmiddelen op biologische activiteit enorm versneld. Het verkortenn van het kostbare proces van medicijnontwikkeling vraagt dan ook om de productie vann een grote hoeveelheid kandidaatverbindingen in korte tijd. Combinatoriële parallelle synthesee hetzij in oplossing, hetzij op vaste drager wordt algemeen aanvaard als het antwoord. Datt maakt het ontwikkelen van nieuwe, parallelle synthesemethoden zeer relevant.
Inn H o o f d s t u k 2 wordt de ontwikkeling beschreven van een bibliotheek van nucleoside m o n o m e r e nn voor het eerst geheel gesynthetiseerd op de vaste drager. In dit geval werd het nucleosidee bevestigd aan de vaste drager door middel van een esterbinding tussen de nucleosidee 5'-hydroxyl groep en een carboxyl gefunctionaliseerde polystyreen hars. Nitrering
O O
if f
RO O 1 1 Cl l nitreringg op vastee drager O o N ^ N ^ N N OR R (^~Q-(^~Q-0 — — OR R selectieve e substitutie e ontscherming g enn splitsing NHR1 1 -N NJL
N
> >
R2HNN N N N No--HO O RO O 2 2 OH H HO O 3 3
vann het purinesysteem in 1 leverde 2-nitro-6-chloropurine nucleoside 2, een zeer reactief, tweevoudigg gefunctionaliseerd deeltje. Amines werden selectief geintroduceerd door het vervangenn van het 6-chlooratoom bij kamertemperatuur, waarbij de 2-nitro groep niet werd aangetast.. De substitutie van de 2-nitro groep door amines werd bewerkstelligd bij 80-90 °C. Hett verwijderen van de riboside beschermgroepen in een licht zuur milieu, gevolgd door het splitsenn van de nucleosiden van de hars, gaf de 2,N6-digesubstitueerde adenosine analoga 3.
O mm de vaste drager methodologie uit te breiden naar het modificeren van de suikergroep, werdd een sequentie ontwikkeld die gebruik maakt van het 'safety-catch' principe, zoals beschrevenn in Hoofdstuk 3. Een 'safety-catch' linker blijft inert tijdens de synthesestappen op dee vaste drager, maar kan naar wens geactiveerd worden om het substraat van de hars te splitsen.. Een 5'-carboxylaat nucleosidesjabloon wordt aan de vaste drager bevestigd door middell van een aryl hydrazidebinding. Na de substitutiereacties aan het purinesysteem and het verwijderenn van de 2',3'-beschermgroepen, wordt de hydrazidebinding in 4 geoxideerd. Het
Samenvatting Samenvatting NHR R 0 0
%^~N-w\r, %^~N-w\r,
J J ^> > J J kO H H HO O 4 4 XX = H of NHR' [ox] ] NHR R0> >
X - ^ N ^ N N 0 0Q ^ N = N - V ^ L
O H H yy HO R"-NH22 5 NHR R X ^ N ^ N N 0 0o— —
R " H N ^ - / J J k O H H HO O 6 6resulterendee acyldiazeen 5 reageert in situ met aanwezige amines waardoor de 5'-carboxamidoadenosinee analoga 6 vrijkomen van de vaste drager. Twee kleine bibliotheken werdenn gesynthetiseerd bestaande uit 5',N6-digesubstitueerde en 2,5',N6-trigesubstitueerde carboxamidoadenosinee analoga.
Hoofdstukk 4 handelt over het maken van conformationeel beperkte adenosine analoga,
doorr gebruik te maken van macrocyclisaties waarbij de nitrosubstitutiereacties zijn betrokken, diee zo bruikbaar bleken in de syntheses aan vaste drager, beschreven in de voorgaande hoofdstukken.. Twee soorten conformationeel beperkte adenosine analoga werden gesynthetiseerd.. Type I bevat een keten tussen N6 en C 2 , waardoor de ruimtelijke vrijheid van farmacoforenn ingeperkt wordt. Type II bevat een keten tussen C 5 ' and C 2 , waardoor het nucleosidee covalent wordt vastgelegd in de s^n-conformatie. Uit bindingsstudies aan de
NH2 2
xT"> xT">
- " ^ N ^ N N O— — OH H O O ii i XX = COCH2 XX = NHCO HO O II Iadenosinee receptoren komt de A3 selectiviteit naar voren van nucleosiden van type I, terwijl hett totale gebrek aan receptoraffiniteit van de adenosine analoga van type II, vastgelegd in de s;yn-conformatie,, bevestigt dat binding aan de receptor een anti-conformatie vereist.
Inn Hoofdstuk 5 is de evaluatie beschreven van de antiptotozoale activiteit in vitro van de adenosinee analoga die werden gesynthetiseerd, zoals uiteengezet in de voorgaande hoofdstukken.. Sommige verbindingen bleken een aanzienlijk remmende werking te vertonen opp de groei van Trypanosoma brucei rhodesiense, de parasiet die de Afrikaanse slaapziekte veroorzaakt,, en van Plasmodium falciparum, de parasiet die verantwoordelijk is voor de dodelijkstee vorm van malaria.
Dee veelzijdige purine nitreringsreactie vormt de kern van de synthetische strategieën die zijn beschrevenn in deze dissertatie. Het mechanisme van deze purine nitrering met een mengsel van tetrabutylammoniumnitraatt en trifluorazijnzuuranhydride werd opgehelderd door gebruik te makenn van N M R spectroscopie, hetgeen staat vermeld in Hoofdstuk 6. Het nauwgezet volgen
N
Ó3 3
TFAN N R R 7 7 Cl l N 0 2 2 -OTFA A Cl lxx X ^
0TFA
02N ^ N ^ N N R RA:> >
02NN N N N i i R R 10 0 nitraminee omleggingvann de nitrering van 7 sloot directe nitrering van de zeer electrofiele C2 positie uit en liet zien datt deze reactie bestond uit drie opeenvolgende stappen. Electrofiele aanval door trifluoracetylnitraatt (TFAN) op de purine N7 positie geeft een n i t r a m m o n i u m deeltje dat wordtt weggevangen door het trifluoracetaat anion onder vorming van nitramine intermediairr 8. Vervolgens vindt een nitramine omlegging plaats, die het C2-nitro intermediairr 9 genereert, dat daarop trifluorazijnzuur elimineert en 2-nitro-6-chloorpurine 10 oplevert.. Met behulp van 1 5N-CIDNP NMR werd ondubbelzinnig aangetoond dat bij de nitraminee omlegging radicalen zijn betrokken. Een experiment met een radicaalvanger o n t h u l d ee dat 65-70 % van de nitramine omlegging zich op intermoleculaire wijze voltrekt.
