Σχεδιασμός, σύνθεση και φαρμακολογική αξιολόγηση νέων υποκατεστημένων πυραζολοπυριδινών ως αναστολέων πρωτεϊνικών κινασών

Abstract

The present Thesis deals with the design, synthesis and pharmacological evaluation of some new substituted pyrazolopyridines. The prepared compounds are divided into two groups: The first includes derivatives of pyrazolo[3,4-c]pyridine and pyrazolo[4,3-b]pyridine, which bear 3-arylmethyl together with 5-amino or 7-hydroxy substitution while the second group includes derivatives of 3-phenyl or 3-benzylpyrazolo[3,4-c]pyridine which possess a 5-arylamino substitution and may also contain an additional substituent at position 1. The preparation of the compounds of the first group was made using the 3-acetamides of 2- or 4-picoline which are suitably substituted with methoxy- or Boc-substituted aminogroup. These acetamides were obtained through the chemical manipulation of commercially available picolines and were then lithiated, coupled to suitable benzylchlorides and ring-closed to result in the corresponding pyrazolopyridines. Finally, removal of the protecting groups provided the target heterocycles. The synthesis of the 3-phenyl substituted derivatives belonging to the second group was effected through initial preparation of 3-iodo-5-chloropyrazolo[3,4-c]pyridine, application of a Suzuki-type coupling to result in the corresponding 3-phenyl analog, which then reacted with suitably substituted anilines in the presence of palladium catalyst to give the target 5-arylamino substituted derivatives. Following an analogous procedure, the 3-benzyl substituted derivatives were prepared, starting from 3-benzylpyrazolo[3,4-c]pyridine. Analogs with the incorporation of 1-methyl or 1-(4-methoxy)benzyl group were also prepared. The pharmacological evaluation of the compounds belonging to the second group has already been performed. The inhibitory activity has been tested against CDK 1, CDK4, PLK1, PLK2, PLK3, PLK4, AUR-B and GSK3 and it has been shown that the 1-methylsubstituted derivatives which possess a 5-(4-carboxy)phenylamino group are the most potent inhibitors. The presence of a bulky substituent at position 1 is not favourable for the activity, while the presence of a 3-phenyl or 3-benzyl group results in compounds with similar inhibitory properties.

Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή περιγράφεται ο σχεδιασμός, η σύνθεση και η φαρμακολογική αξιολόγηση νέων υποκατεστημένων πυραζολοπυριδινών ως αναστολέων πρωτεϊνικών κινασών. Τα μόρια που συντέθηκαν διακρίνονται σε δύο ενότητες, στην πρώτη αναφέρονται παράγωγα δύο ισομερών ετεροκυκλικών συστημάτων, της πυραζολο[3,4-c]πυριδίνης και της πυραζολο[4,3-b]πυριδίνης, τα οποία είναι υποκατεστημένα με διάφορες αρυλομεθυλομάδες στη θέση 3 και φέρουν επιπλέον 5-αμινομάδα, ή 7-υδροξυλομάδα. Στη δεύτερη ενότητα περιγράφονται παράγωγα της πυραζολο[3,4-c]πυριδίνης, που φέρουν 3-φαινυλο ή 3-βενζυλομάδα και 5-αρυλαμινο-υποκατάσταση ενώ μελετάται επίσης η επίπτωση που έχει στη βιολογική δράση η ύπαρξη διάφορων υποκαταστατών στη θέση 1. Η σύνθεση των παραγώγων της πρώτης ενότητας πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ως πρώτων υλών των 3-ακεταμιδίων της 2- ή της 4-πικολίνης που φέρουν επιπλέον σε κατάλληλες θέσεις μεθοξυομάδα ή προστατευμένη (με Boc) αμινομάδα. Τα παραπάνω ακεταμίδια παρασκευάστηκαν από εμπορικά διαθέσιμες πικολίνες με σειρά χημικών μετατροπών. Τα ακεταμίδια στη συνέχεια συζεύχθηκαν μέσω αντίδρασης οργανολιθιακού με τα κατάλληλα βενζυλοχλωρίδια και τα προϊόντα σύζευξης υπεβλήθησαν σε αντίδραση κυκλοποίησης προς σχηματισμό της αντίστοιχης πυραζολοπυριδίνης. Τα τελικά προϊόντα προέκυψαν με διαδοχική απομάκρυνση των προστατευτικών ομάδων. Για τη σύνθεση των 3-φαινυλο-υποκατεστημένων παραγώγων της δεύτερης ενότητας παρασκευάστηκε αρχικά η 3-ιωδο-5-χλωροπυραζολο[3,4-c]πυριδίνη στην οποία με εφαρμογή της αντίδρασης Suzuki εισήχθη η 3-φαινυλομάδα και το 5-χλωροπαράγωγο που προέκυψε αντέδρασε με κατάλληλες ανιλίνες παρουσία καταλύτη παλλαδίου προς τις τελικές 5-αρυλαμινο ενώσεις. Με ανάλογη συνθετική προσέγγιση παρασκευάστηκαν και τα 3-βενζυλο-υποκατεστημένα παράγωγα, αρχίζοντας από την 3-βενζυλοπυραζολο[3,4-c]πυριδίνη. Στην ενότητα αυτή συντέθηκαν επίσης μόρια που φέρουν μεθυλομάδα ή 4-μεθοξυβενζυλομάδα στην θέση 1. Από τα διαθέσιμα φαρμακολογικά αποτελέσματα που αφορούν στη δεύτερη ενότητα παραγώγων, φαίνεται ότι την πλέον αξιόλογη δράση έναντι των κινασών CDK 1, CDK4, PLK1, PLK2, PLK3, PLK4, AUR-B και GSK3 έχουν τα μόρια που φέρουν 1-μεθυλομάδα και επιπλέον 5-(4-καρβοξυ)φαινυλαμινομάδα. Η παρουσία ογκώδους υποκαταστάτη στη θέση 1 δεν ευνοεί τη δράση, ενώ η παρουσία 3-φαινυλίου ή 3-βενζυλίου δεν επιφέρει σημαντική τροποποίηση της δραστικότητας των μορίων.