Ολική σύνθεση πρωτότυπων διδεξυνουκλεοζιτών με πρώτη ύλη
Authors: Μπαλαγιάννης Γεώργιος 
Published: August 2021

Στην εργασία αυτή περιγράφεται η ολική σύνθεση πρωτότυπων ισονουκλεοζιτικών (διδεοξυνουκλεοζιτικών) αναλογών ουριδίνης, θυμιδίνης και αδενοσίνης τα οποία σχεδιάστηκαν να περιλαμβάνουν τα ακόλουθα βασικά δομικά χαρακτηριστικά διδεοξυνουκλεοζιτικών φαρμάκων:1) Συγκεκριμένη απόσταση μεταξύ του υδροξυλίου του C-5' και του γλυκοζιτικού Ν της νουκλεοβάσης.2) c/.s-Στερεοχημική διάταξη του υδροξυλίου και της νουκλεοβάσης.3) Απουσία υδροξυλίου στις θέσεις C-2' και C-3'.4) Ζεύγη ηλεκτρονίων στη σακχαρική μονάδα των μορίων, όπως είναι τα ασύζευκτα ζεύγη σε ετεροάτομα του δακτυλίου ή π ηλεκτρόνια διπλού δεσμού C=C, όπως στο γνωστό αντι-HIV φάρμακο abacavir.Τα νέα ανάλογα φέρουν ένα τετραϋδρο-φουρανικό ή -πυρανικό δακτύλιο αντί της σακχαρικής μονάδας και την νουκλεοβάση και μια υδροξυαιθυλομάδα (αντί της υδροξυμεθυλομάδας) σε θέσεις 2 και 3 ή 3 και 5 αντίστοιχα ως προς το άτομο Ο του δακτυλίου. Τα ανωτέρω δύο δομικά στοιχεία είχαν μεταξύ τους την cis ή την trans στερεοχημική διάταξη.Η σύνθεση των αναλογών αυτών έγινε δυνατή με χρήση ως πρώτων υλών των αμινοξέων.L- και D- μεθειονίνη και L-γλουταμικό οξύ και της ακόλουθης γενικής συνθετικής μεθοδολογίας. Αρχικά τα ανωτέρω αμινοξέα μετατρέπονται στις αντίστοιχες N-Trt προστατευμένες αμινο-λακτόνες, σύμφωνα με δημοσιευμένα πρωτόκολλα. Συγκεκριμένα η Ν-τριτυλιωμένη L- ή D- μεθειονίνη μετατρέπεται αρχικά στο αντίστοιχο σουλφώνιο άλας υπό την επίδραση Mel και στη συνέχεια το άλας κατεργάζεται με ΚΟΗ για να δώσει τη λακτόνη της L- ή της D- ομοσερίνης. Εξάλλου το L-γλουταμικό οξύ αφού εστεροποιηθεί στη γ θέση, προστατεύεται στην Ν- θέση με την Tri ομάδα. Ο λαμβανόμενος εστέρας ανάγεται με LÌAIH4 και στη συνέχεια με την επίδραση DCC δίνει την λακτόνη της υδροξυνορβαλίνης. Αν όμως ο μεθυλεστέρας ενεργοποιηθεί στο ελέυθερο α καρβοξύλιο με επίδραση DCC/HOBt και στη συνέχεια ακολουθήσει αναγωγή με NaBH4, σαπωνοποίηση και κυκλοαφυδάτωση με DCC λαμβάνεται η εναλλακτική λακτόνη η οποία φέρει τις ομάδες τριτυλαμινο- και καρβονυλο- σε θέσεις 1 και 4.Αναγωγή των λακτονών με DIBAL προς τις αντίστοιχες λακτόλες, κατεργασία με το αντιδραστήριο Wittig μεθοξυκαρβονυλομεθυλενο-246 τριφαινυλοφωσφορανίου και τέλος κλείσιμο δακτυλίου με TBAF οδήγησε στους αντίστοιχους τετραϋδρο-φουρανικούς ή -πυρανικούς τριτυλαμινο-εστέρες. Τα λαμβανόμενα διαστερεομερή διαχωρίζονται στο στάδιο αυτό ή σε επόμενα στάδια ή χρησιμοποιούνται ως μίγμα. Οι εστέρες ή τα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα ανάγονται με LiAlHU ή ΒΗ3 και οι λαμβανόμενες πρωτοταγείς αλκοόλες αποτριτυλιώνονται.Επί της αμινομάδας των ενδιαμέσων που έτσι λαμβάνονται ανοικοδομούνται οι νουκλεοβάσεις της ουρακίλης, αδενίνης και θυμίνης ως ακολούθως. Ο μεν πουρινικός δακτύλιος της αδενίνης ανοικοδομήθηκε με χρήση είτε 4,6-διχλωρο-5- νιτροττυριμιδίνης και εν συνεχεία αναγωγή με Raney-Ni, είτε απ’ ευθείας με 5- αμινο-4,6-διχλωροπυριμιδίνη προς παραλαβή του ίδιου ενδιαμέσου. Στη συνέχεια αυτό αντιδρά με ορθοφορμικό τριαιθυλεστέρα και υφίσταται αμμωνόλυση ώστε να σχηματιστεί η αδενινική βάση.Εξάλλου για την ανοικοδόμηση των βάσεων της θυμίνης και της ουρακίλης οι αμινοαλκοόλες αντέδρασαν με β-μεθοξυ-α-μεθυλ-ακρυλικό ισοκυανικό εστέρα ή β-μεθοξυ-ακρυλικό ισοκυανικό εστέρα αντίστοιχα και εν συνεχεία τα προϊόντα παρουσία οξέος ή βάσης έδωσαν τον αντίστοιχο πυριμιδινικό δακτύλιο.Σε ορισμένες περιπτώσεις οι Trt-αμινοαλκοόλες προστατευθηκαν στην Ο- θέση με Bn και στη συνέχεια ανοικοδομήθηκε η νουκλεοζιτική βάση. Η Bn ομάδα απομακρύνθηκε στο τελικό συνθετικό στάδιο είτε με καταλυτική υδρογόνωση, με διαβίβαση αερίου H2 παρουσία καταλύτη Pd/C είτε με καταλυτική υδρογόνωση μεταφοράς, με θέρμανση της ουσία σε αλκοολικό διάλυμα HCOONEU παρουσία καταλύτη Pd/C. Στη δεύτερη μέθοδο παρατηρήθηκε μερική υδρογόνωση του ουριδινικού δακτυλίου ορισμένων ενδιαμέσων.Οι συνολικές αποδόσεις των παραπάνω πολυσταδιακών συνθέσεων ήταν ικανοποιητικές. Τα τελικά προϊόντα ήταν νουκλεοζίτες με D- απόλυτη στερεοχημική διαμόρφωση πλην ενός (προήρχετο από το αμινοξύ D-Met) το οποίο διέθετε την L- στερεοχημική διαμόρφωση.Η βιολογική αποτίμηση των προϊόντων αυτών δεν αποκάλυψε ιδιαίτερη δραστικότητα για κάποιο εξ' αυτών. Ωστόσο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι από τα συντεθέντα ανάλογα, το προϊόν με την σημαντικότερη αντι-HIV δράση είναι αυτό με την L- απόλυτη στερεοχημική διαμόρφωση. Το γεγονός αυτό αποτελεί περαιτέρω επιβεβαίωση των ενδείξεων ότι το ένζυμο του ιού που αλληλεπιδρά με το συγκεκριμένο υπόστρωμα δεν έχει ικανότητα διάκρισης της απόλυτης στερεοχημικής δομής, σε αντίθεση με τα ένζυμα του ανθρώπινου οργανισμού.