СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1.ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1.Перспективы использования производных имидазо[2,1 -й]тиазола в
медицине
1.2.Способы получения производных имидазо[2,1-^]тиазола
1.3.Химические свойства имидазо[2,1-^]тиазолов
1.4.Особенности технологии производства действующих компонентов
лекарственных препаратов
2.ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1.Разработка синтетического подхода к получению ингибитора ES013
2.2.Биологические испытания ингибитора ES013
2.3.Материальный баланс производства
2.4.Разработка принципиальной технологической схемы производства
ингибитора ES013
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1.Реагенты, вспомогательные материалы и оборудование
3.2.Подготовка растворителей
3.3.Синтез исходных и целевых соединений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Цель работы: разработка метода синтеза и принципиальной
технологической схемы производства низкомолекулярного ингибитора EGFR-киназы на основе гетеросистемы имидазо[2,1-^]тиазола.
Для реализации цели были поставлены следующие задачи:
Во-первых, посредствам компьютерного моделирования
оптимизировать структуру гетеросистемы имидазо[2,1-^]тиазола с учетом наибольшей вероятности проявления ингибирующих свойств.
Во-вторых, разработать синтетический подход к получению производных имидазо[2,1-^]тиазола заданной структуры.
В-третьих, осуществить доказательство структуры синтезированного производного имидазо[2,1 -й]тиазола.
В-четвертых, исследовать ингибирующие свойства производного имидазо [2,1 -й]тиазола.
В-пятых, разработать принципиальную технологическую схему производства низкомолекулярного ингибитора EGFR-киназы ES013.
Развитие медицинской химии неразрывно связано с поиском и разработкой новых, более действенных и безопасных препаратов. При растущей необходимости ускорения темпов разработки новых лекарств, путь от химического соединения до лекарственного средства является довольно долгим. Однако сократить финансовые затраты и время поиска соединений, обладающих требуемыми свойствами, позволяет компьютерное моделирование. Представленная магистерская работа посвящена разработке нового селективного низкомолекулярного ингибитора протеинкиназы на основе имидазо[2,1-^]тиазола с применением современных методов компьютерного моделирования.
Протеинкиназы относятся к довольно большой группе регуляторных белков, отвечающих за многие процессы в клетке, в том числе и за патологические процессы онкогенеза. Данные исследования направлены на создание веществ с заранее заданными биологическими свойствами. Решение поставленной задачи складывается из следующих логических этапов: молекулярное моделирование - синтез - доказательство структуры - биологические испытания - разработка принципиальной технологической схемы.
Гетеросистема имидазо[2,1-^]тиазола была использована в качестве основы низкомолекулярного ингибитора, поскольку ее производные являются составной частью некоторых весьма значимых биологически активных молекул и лекарственных веществ. Например, 6- фенилимидазотиазол входит в состав коммерчески доступных препаратов Тетрамизола и Левамизола, обладающих иммуномодулирующим, а также противоглистным действием. В последние годы интерес к данной гетеросистеме продолжает увеличиваться, в пользу чего свидетельствует растущее количество публикаций, описывающих синтез новых производных имидазо[2,1-^]тиазола и результаты исследований их фармакологической активности. Среди всего разнообразия видов биологической активности данного класса соединений особенно отметим противораковую, антиокислительную, антиаллергическую, противомикробную активности и ряд других свойств. С другой стороны, используемые в настоящее время ингибиторы протеинкиназ, имеют в качестве базовой части в большинстве случаев гетеросистемы пиримидина и хиназолина, в связи с этим разработка ингибитора на основе гетеросистемы имидазо[2,1-^]тиазола является новым и актуальным направлением.
Резюмируя вышесказанное можно сделать вывод, что тема работы является актуальной, а полученные в процессе ее развития соединения - перспективными, как вещества с заданными биологическими свойствами.
1.Разработана универсальная схема синтеза производных имидазо [2,1- й]тиазола, содержащих тиазольный фрагмент в 5-ом или 6-ом положениях.
2.Получен ряд новых производных имидазо[2,1-^]тиазола, строение которых подтверждено методами ядерного магнитного резонанса и рентгеноструктурного анализа.
3.При помощи молекулярного моделирования определено соединение -
лидер, которое с большой вероятностью может оказаться эффективным противораковым агентом - 5-(2-(4-(нафтален-1-ил)пиперазин-1-
ил)тиазол-5-ил)-6- фенилимидазо [2,1 -й]тиазол.
4.Проведена модификация первоначальной синтетической схемы, позволившая сократить число стадий и отказаться от использования таких агрессивных реагентов, как молекулярный бром и соляная кислота.
5.Проведен полный синтез 5-(2-(4-(нафтален-1-ил)пиперазин-1-
ил)тиазол-5-ил)-6-фенилимидазо[2,1-^]тиазола и оценена его
противораковая активность. Показано, что данное производное обладает противораковыми свойствами в микромолярных концентрациях.
6.Разработана принципиальная технологическая схема получения 5-(2-(4- (нафтален-1 -ил)пиперазин-1 -ил)тиазол-5-ил)-6-фенилимидазо[2,1 - й]тиазола, которая может быть применима для широкого круга производных данной гетеросистемы.
7.Результаты работы апробированы на XX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии и на ХХ Всероссийской конференции молодых ученых-химиков (с международным участием).
1.A.H.M. Raeymakers, F.T.N. Allewijn, J. Vandenberk, P.J.A. Demoen, T.T.T. Offenwert and P.A.J. Janssen. Novel broad-spectrum anthelmintics. Tetramisole and related derivatives of 6-arylimidazo[2,1-^]thiazole // Journal of Medicinal Chemistry. 1966. Vol. 9, № 4. Р. 545-551.
2.H. Amarouch, P.R. Loiseau, С. Bacha, R. Caujolle, M. Payard, P.M. Loiseau, С. Bories, Р. Gayral. Imidazo[2,1-^]thiazoles: analogues du levamisole // European Journal of Medicinal Chemistry. 1987. Vol. 22, № 5. Р. 463-466.
3.M. S. Abdel-Maksoud, M.-R. Kim, M.I. El-Gamal, M.M.G. El-Din, J. Tae, H.S. Choi, K.-T. Lee, K.H. Yoo, Ch.-H. Oh. Design, synthesis, in vitro antiproliferative evaluation, and kinase inhibitory effects of a new series of imidazo[2,1-^]thiazole derivatives // European Journal of Medicinal Chemistry. 2015. Vol. 95. P. 453-463.
4.Н. Park, M.I. El-Gamal, Y.S. Lee, Ch.-H. Oh. New imidazo[2,1- b]thiazole derivaatives: Synthesis, in vitro anticancer evaluation, and in silico studies // European Journal of Medicinal Chemistry. 2011. Vol. 46. P. 5769-5777.
5.Kamal, D. Dastagiri, M.J. Ramaiah, J.S. Reddy, E.V. Bharathi, C. Srinivas, S.N. Pushpavalli, D. Pal, M. Pal-Bhadra. Synthesis of imidazothiazole - chalcone derivatives as anticancer and apoptosis inducing agents // ChemMedChem. 2010. Vol. 5, № 11. Р. 1937-1947.
6.А. Andreani, M. Granaiola, A. Leoni, A. Locatelli, R. Morigi, M. Rambaldi, L. Varoli, D. Lannigan, J. Smith, D. Scudiero, S. Kondapaka, R.H. Shoemaker. Imidazo[2,1-^]thiazole guanylhydrazones as RSK2 inhibitors // European Journal of Medicinal Chemistry. 2011. Vol. 46, № 9. P. 4311-4323.
7.A. Andreani, M. Rambaldi, A. Leoni, A. Locatelli, R. Bossa, A. Fraccari, I. Galatulas and G. Salvatore. Potential antitumor agents. 24.1 Synthesis and pharmacological behavior of imidazo[2,1-^]thiazole guanylhydrazones bearing at least one chlorine // Journal of Medicinal Chemistry. 1996. Vol. 39. P. 28522855.
8.R.M. Kumbhare, K.V. Kumar, M.J. Ramaiah, T. Dadmal, S.N.C.V.L. Pushpavalli, D. Mukhopadhyay, B. Divya, T. A. Devi, U. Kosurkar, M. Pal- Bhadra. Synthesis and biological evaluation of novel Mannich bases of 2- arylimidazo[2,1-^]benzothiazoles as potential anti-cancer agents // European Journal of Medicinal Chemistry. 2011. Vol. 46, № 9. Р. 4258-4266.
9.A. Ali, R. El-Bendary, M.A. Ghaly, I.A. Shehata. Synthesis, in vitro anticancer evaluation and in silico studies of novel imidazo[2,1-^]thiazole derivatives bearing pyrazole moieties // European Journal of Medicinal Chemistry. 2014. Vol. 75. P. 492-500.
10.S.P. Shaik, V.L. Nayak, F. Sultana, A.V. Subba Rao, A.B. Shaik, K.S. Babu, A. Kamal. Design and synthesis of imidazo[2,1-^]thiazole linked triazole conjugates: microtubule-destabilizing agents // European Journal of Medicinal Chemistry. 2017. Vol. 126, P. 36-51.
11.М. Rambaldi, А. Andreani, А. Leoni, R. Morigi, А. Locatelli, G. Giorgi, G. Lenaz, А. Ghelli, M.D. Esposti. 6-Thienyl and 6-phenylimidazo[2,1- AJthiazoles as inhibitors dehydrgenase // European Journal of Medicinal Chemistry. 1999. Vol. 34, № 10. P. 883-889.
12.A. Locatelli, A. Andreani, M. Rambaldi, A. Leoni, A. Ghelli, M. Ratta, B. Benelli, M.D. Esposti. Thienylimidazo[2,1-^]thiazoles as inhibitors of mitochondrial NADH dehydrogenase // Journal of Medicinal Chemistry. 1995. Vol. 38, № 7. Р. 1090-1097.
13.N. Chandak, J.K. Bhardwaj, R.K. Sharma, P.K. Sharma. Inhibitors of apoptosis in testicular germ cells: Synthesis and biological evaluation of some novel IBTs bearing sulfonamide moiety // European Journal of Medicinal Chemistry. 2013. Vol. 59. P. 203-208.
14.M.B. Tehrani, S. Emami, M. Asadi, M. Saeedi, M. Mirzahekmati, S. M. Ebrahimi, M. Mahdavi, H. Nadri, A. Moradi, F.H. Moghadam, S. Farzipour, M. Vosooghi, A. Foroumadi, A. Shafiee. Imidazo[2,1-^]thiazole derivatives as new inhibitors of 15-lipoxygenase // European Journal of Medicinal Chemistry. 2014. Vol. 87, № 5. Р. 759-764.
15.A. Banerjee, L. Narayana, F. A. Raje, D. V. Pisal, P.A. Kadam, S. Gullapalli, H. Kumar, S.V. More, M. Bajpai, R. R. Sangana, S. Jadhav, G.S. Gudi, N. Khairatkar-Joshi, R.R.T. Merugu, S.R. Voleti, L.A. Gharat. Discovery of benzo[d]imidazo[5,1-6]thiazole as a new class of phosphodiesterase 10A inhibitors // Bioorganic & Med. Chem. Letters. 2013. Vol. 24. P. 6747-6773...