OPTIMIZATION OF THE STRUCTURE OF METHYLATED 1-(BENZYLOXYMETHYL)-5-(ARYLAMINO) URACIL DERIVATIVES WITH ANTI-HIV-1 ACTIVITY

Full Text

Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскрип-тазы ВИЧ-1, имеющие пиримидиновую природу, представляют собой перспективный класс лекарственных средств высокоинтенсивной антиретровирусной терапии. В последние годы среди этих веществ были выявлены новые №-замещенные производные урацила, обладающие анти-ВИЧ-1 активностью in vitro в наномо-лярном диапазоне [3]. №,С5-Дизамещенные производные пиримидиновых оснований, в том числе урацила, также представляют значительный интерес в качестве потенциальных антиретровирусных агентов. Ранее нами был осуществлен синтез производных 1-(бензилокси-метил)урацила, содержащих фрагменты ароматических и арилалифатических аминов в положении С5 пиримидиновой системы, при этом производные 5-(фенилами-но)-, 5-(бензиламино)- и 5-(фенетиламино)урацила продемонстрировали способность подавлять цитопатичес-кий эффект ВИЧ-1 в культуре Т-лимфоцитов в микромо-лярных концентрациях [2]. Дальнейшая структурная модификация этих веществ может привести к усилению их противовирусной активности. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Синтез новых соединений был осуществлен по описанной нами ранее схеме, включающей первоначальное аминирование 5-бромурацила ароматическими и арилалифатическими аминами и последующее №-алкилирование триметилсилилпро-изводных 5-(ариламино)урацилов высокореакционноспособными а-хлорэфирами по методу Гилберта-Джонсона [1]. Изучение противовирусной активности синтезированных соединений в отношении ВИЧ-1 in vitro проводили в культуре CEM-SS-клеток, которые суспендировали в питательной среде в количестве 105 клеток/мл и инфицировали ВИЧ-1 (штамм HTLV-IIIB) при мультипликации инфекции, равной 0,2. Непосредственно сразу после инфицирования вносили растворы, содержащие различные концентрации исследуемых веществ в растворе ДМСО и инкубировали в течение 4 суток при температуре 37 оС. Число живых клеток устанавливали по окончании инкубации при помощи бромида 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия, при этом расчетным путем определяли концентрацию вещества, которая на 50% защищала CEM-SS-клетки от цитопатического эффекта ВИЧ-1 (ЕС50). Цитотоксичность соединений изучали параллельно в неинфицированных культурах клеток, при этом определяли концентрацию вещества, которая на 50% уменьшала количество живых CEM-SS-клеток (СС50). Расчетным путем определяли индекс селективности, являющийся отношением ци-тотоксической концентрации к эффективной концентрации: SI = CC50 / EC50. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Осуществить синтез новых метилированных производных 1-(бензилоксиметил)-5-(фениламино)-, 5-(бен-зиламино)- и 5-(фенетиламино)урацила и исследовать их анти-ВИЧ-1 активность in vitro. На основании выявленных закономерностей структура-активность определить наиболее перспективные соединения для дальнейшей химической модификации с целью поиска новых потенциальных лекарственных веществ для лечения ВИЧ-1 инфекции. ЩШгорСз [ЩсмгПГКЩ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В результате целенаправленного синтеза нами были получены новые производные 1-(бензилоксиме-тил)-5-(ариламино)урацила, содержащие дополнительные метильные группы во всех возможных положениях заместителей при N1 и C5 пиримидиновой системы: в ароматических ядрах, при экзоциклическом атоме азота, в ациклических цепях, связывающих фенильные радикалы с ядром урацила (рис.). R5 R3 Рис. Общая структурная формула синтезированных соединений Химическое строение полученных веществ было доказано методами ЯМР 1Н- и 13С-спектроскопии, чистота и индивидуальность-хроматографическими методами. Выход и физико-химические свойства соединений представлены в табл.1. Анти-ВИЧ-1 активность in vitro синтезированных соединений Таблица 1 Свойства синтезированных соединений Соеди нение R1 R2 R3 R4 R5 Х Выход, % Т. пл., оС 1 H H H H H связь 64 156- 158 2 H H H H H СН2 68 173- 175 3 H H H H H СН2СН2 64 91-94 4 CH3 H H H H связь 56 214-216 5 CH3 H H H H СН2 69 171- 172 6 CH3 H H H H СН2СН2 62 124-126 7 H CH3 H H H связь 57 147- 150 8 H CH3 H H H СН2 60 122- 125 9 H CH3 H H H СН2СН2 56 170-172 10 H H CH3 H H связь 65 147- 150 11 H H CH3 H H СН2 64 137- 139 Окончание таблицы Соеди нение R1 R2 R3 R4 R5 Х Выход, % Т. пл., оС 12 H H CH3 H H СН2СН2 63 122- 124 13 H H H H CH3 связь 60 119- 122 14 H H H CH3 H СН2 86 103- 105 15 H H H H H CH(CH3) 87 194-197 16 H H H CH3 H CH(CH3) 58 162-163 17 H H H H CH3 СН2 62 126-129 18 H H H CH3 H СН2СН2 79 136-139 При изучении противовирусных свойств полученных веществ (табл. 2) было обнаружено, что введение дополнительных метильных групп в любые положения бензилоксиметильного заместителя при N1 приводит к практическому исчезновению противовирусных свойств (соединения 4-12) по сравнению с исходными 1-(бензи-локсиметил)производными 5-(фениламино)- (соединение 1), 5-(бензиламино)- (соединение 2) и 5-(фенетиламино) урацила (соединение 3). При этом в ряде случаев (соединения 9 и 10) подобная модификация приводит к существенному увеличению цитотоксичности. Исключение составляет соединение 6, представляющее собой разветвленный аналог 1 -(бензилоксиметил)-5-(фенетилами-но)урацила (соединение 3) с дополнительной метильной группой в ц-положении, для которого противовирусная активность возрастает в 6 раз (ЕС50 = 16,3тМ) при отсутствии цитотоксических свойств (СС50 > 100 тМ). Таблица 2 Соеди нение Эффективная концентрация, ЕС50, цМ Цитотокси- ческая концентрация, СС50, цМ Индекс селектив ности, SI 1 88,5 > 100 > 1,1 2 54,6 > 100 > 1,8 3 86,4 > 100 > 1,2 4 > 100 > 100 - 5 > 100 > 100 - 6 16,3 > 100 > 6,1 7 > 100 > 100 - 8 > 100 > 100 - 9 > 100 49,6 - 10 > 100 65,4 - 11 > 100 > 100 - 12 > 100 > 100 - 13 > 100 40,3 - 14 6,1 > 100 > 16,4 15 8,4 > 100 > 11,9 16 78,1 > 100 > 1,3 17 0,7 43,1 61,6 18 19,9 > 100 > 5,0 В противоположность этому, дополнительное метилирование различных положений ариламинного (особенно бензиламинного и фенетиламинного) заместителя при С5 пиримидиновой системы (соединения 14-18) приводит к усилению противовирусного действия в среднем на один порядок. Наиболее выраженными противовирусными свойствами обладает 1-(бензилок-симетил)-5-(3,5-диметилбензиламино)-урацил (соединение 17), для которого эффективная концентрация составляет величину менее 1 микромоля (ЕС50 = 0,7mM). При этом следует иметь в виду, что метилирование эк-зоциклического атома азота (соединения 14, 16 и 18) также приводит к повышению противовирусной активности, в связи с чем представляет интерес дальнейший синтез производных1-(бензилоксиметил)-5-(бензи-ламино)урацила, одновременно содержащих метиль-ные (или алкильные) группы в этих положениях. DseunpOs [©©сш^ТМЩ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Наиболее перспективным направлением дальнейшей химической модификации 1-(бензилоксиметил)-5-(ариламино)урацила является алкилирование экзоцик-лического атома азота и введение дополнительных заместителей в ароматическое ядро ариламинного фрагмента при C5 пиримидиновой системы, что позволит получить новые производные урацила с прогнозируемой активностью в отношении ВИЧ-1 in vitro в наномо-лярном диапазоне концентраций.

About the authors

A. A. Lobachev

A. A. Ozerov

Email: prof_ozerov@yahoo.com

M. S. Novikov

A. I. Luganchenko

T. Hartman

R. U. W Buckheit

References

Supplementary files