Syntéza dibenzocyklooktínu, počítačový návrh triazolických inhibítorov KDR a ich príprava

doc. RNDr. Andrej Boháč, PhD.Bc. Juraj Dobiaš

PRIF UKKOCH

Ciele

• Syntéza dibenzocyklooktínu (DIBO)• Počítačom asistovaný návrh inhibítorov

VEGFR-2 receptoru na báze 1,2,3-triazolov• Príprava navrhnutých zlúčenín.

DIBO

•Trojná väzba vytvára napätie v kruhu•Reakcie spojené s uvoľnením pnutia (SPAAC) prebiehajú za miernych podmienok•Bioortogonálne reakcie v živých systémoch bez použitia Cu (Cu-free click)

HO

Syntéza DIBO

OBr2

CHCl3, RT, 18 h74 %

O

BrBr

NaOH

MeOH, reflux, 18 h99 %

O

Br

TMSCHN2DCM, BF3 . Et2O

0 °C, 18 h34 %

O

Br

HO

DIBAL

DCM, -78 °C až RT18 h, 99 %

Br

LDA

THF, RT, 0.5 h 79 %

HO

DIBO

Mbua, N. E.; Guo, J.; Wolfert, M. A.; Steet, R.; Boons, G. J. ChemBioChem 2011, 12, 1912 – 1921.Kornmayer, S. C.; Rominger, F.; Gleiter, R. Synthesis 2009, 15, 2547-2552.

O

Br

Testovacia reakcia

HO N3

MeOH, RT, 0.5 h99 %

HO

NN

N

HO

NN

N

Tumorová angiogenéza

Regulácia angiogenézy

• FGF, PDGF, VEGF• FGFR, PDGFR, VEGFR

• VEGF receptory: – VEGFR-1– VEGFR-2– VEGFR-3

PDBID: 3CP9

N

N NH2

N

O

NH

Virtuálny skríning a výber štruktúr100 azidov 392 alkínov

78 400 1,5- a 1,4- triazolov

Systematické vygenerovanieknižnice 1,2,3-triazolov.

60 707 vybraných štruktúr

Úprava protonizácie a drug-like filtrovanie.

371ligandov s predikovanou pózou

Dokovanie a výber ligandov s najlepším skóre.

4štruktúry vybrané na syntézu

Vizuálna analýza zadokovanýchpóz v komplexe s proteínom.

Vybrané triazolické zlúčeniny

NH3+

NN

N

O

O

His1026

+H3N

NN

N

OO

NH3+

NN

N

OO

Asp1046

Lys868

-+, H-bondsolný mostíkH-Bond

-+

Ebind = -68.8, LE = 2.64

His1026

Asp1046

Lys868

-+

-+

solný mostíkH-Bond

Phe918

-

-+, H-bond

Asp1046

solný mostíkH-Bond

His1026

-+, 2 x H-bond

Lys868

-+

-+

O

O

NN N

F

Cl

N NH+

Lys868

His1026

Cys919

Asp1046

Ebind = -66.0, LE = 2.64

Ebind = -65.1, LE = 2.71

Ebind = -64.6, LE = 2.08

H-bond

solný mostík

-+-+

Optimalizácia click reakcie

N3

NH2

NN

N

NH2

N

O

O

Cu (I)

CuSO4, NaAscDMSO / H2O (9 / 1), 2h, RT

96 %

NN

N

NO

O

NH2NH2.H2O EtOH, 2 h, 70 °C84 %

Príprava alkínov s chráneným amínom

NH2

N

O

O

OEt

O

THF, RT, 18 h 99 %

O

O

N

NH

O

OEt

H

N

O

O150 °C, 1 h 40 %

Br

NK

O

O

DMF, 80 °C18 h, 95 %

N

O

O

BrNK

O

ON

O

ODMF, 80 °C, 48 h

45 %

DR. REDDY'S LABORATORIES LTD. WO2005/82892 A2 2005, 58-59.

Tiecco, M.; Testaferri, L.; Temperini, A.; Bagnoli, L.; Marini, F.; Santi, C.; Terlizzi, R. Eur. J. Org. Chem. 2004, 3447-3458.

Hess, W.; Burton, J. W. Chem. Eur. J. 2010, 16, 12303-12306.

Príprava azidových derivátov

O

H

MeOOBn

EtOH, RT, 0.5 h99 %

OH

MeOOBn

NaBH4

Cl

MeOOBn

SOCl2DCM, RT, 0.25 h 98 %

N3

MeOOBn

NaN3

AN, 45 °C, 3 d 99 %

NaN3

F

Cl

F

N3

voda / acetón (1/1)RT, 18 h, 90 %

Taylor, L. L.; Hii, K. K. M.; Goldberg, F. W. Org. Biomol. Chem. 2012,10, 4424 – 4432.

Campbell-Verduvn, L.; Elsinga, P. H.; Mirfeizi,L.; Dierckx, R. A.; Feringa, B. L. Org. Biomol. Chem. 2008, 3461-3463.

Lisowski, V.; Enguenhard, C.; Lancelot, J.-C.; Caignard, D.-H. S; Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 2205-2208.

Click reakcie

NN

N

N OMe

OBnO

ON

O

O

NN

N

N OMe

OBnO

O

MeOOBn

N3

N

O

O

NNNN OMe

OBn

O

ON

O

O

CuSO4 . 5 H2O, NaAscDMSO / H2O (9 / 1), RT

90 %

95 %

46 %

F

Cl

OO

NNH+N3

CuSO4 . 5 H2O, NaAscDMSO / H2O (9 / 1), RT

36 h, 68 %Cl

OO

NNH+

F

NN

N

Zaujímavé 1H-NMR

Cl

OO

NN

5.52 (14.8), 5.45 (14.8)

7.55

NN

N

F5.24 (12.4), 5.17 (12.4)

7.28 (8.9, 2.6)

6.99 (8.9)7.20 (2.6)

3.72

3.24

2.23 - 2.53

2.24

7.27 (8.6, 5.9)7.06 (8.6, 8.6)

JD4102-13c51

CDCl3300 MHz

A

B

C D

15

Cl

OO

NN

5.62

8.23

NN

N

F5.19

7.45 (8.9, 2.6)

7.31 (8.9)7.24 (2.6)

7.39 (8.6, 5.5)7.21 (8.6, 8.6)

JD4102-13b51

DMSO - d6300 MHz

A

C D

15 B

3.31

2.98 - 3.15 (br m)

1.99 - 2.25 (br m)

Odchránenie ftalimidu

NN

N

N OMe

OBn

2.0 mol ekv NH2NH2 . H2O

EtOH, 70 °C, 2 h87 %

NNN

OMe

OBnO

OH2N

NN

N

N OMe

OBn

2.0 mol ekv NH2NH2 . H2O

EtOH, 70 °C, 2 h90 %

NNN

OMe

OBnO

OH2N

2.0 mol ekv NH2NH2 . H2O

EtOH, 70 °C, 2 h69 %

NNNN OMe

OBn

O

O NNNH2N OMe

OBn

Záver• Pripravili sme DIBO pomocou 5 reakcii.• Otestovali sme jeho reaktivitu.• Vytvorili sme knižnicu derivátov 1,2,3-triazolov.• Výpočtovými metódami sme z nej vybrali 4 zlúčeniny s

predpovedanou VEGFR-2 inhibičnou aktivitou.• Potenciálne inhibítory sme pripravili v 14 syntetických

stupňoch.• Opísali sme 7 nových zlúčenín.• Zlúčeniny sú pripravené na biologické testovanie.

Ďakujem za pozornosť

NN N

OMeBnO

NN N NH2

OMeBnO

NN N

OMeBnO

NN N NH2

OMeBnO

NNN N

OMeBnO

N

NN N

OMeBnO

NH2

Cl

OO

NN

F

N NN

NO

OO

O

O

O