Homokiral aminoasitlerden türeyen 1,2,4-triazol-3-tiyon türevlerinin sentezi, yapılarının karakterizasyonu ve biyolojik aktivite çalışmaları
Synthesis, characterization and biological evaluation of 1,2,4-triazole-3-thiones derived from homochiral aminoacids
Yazar: EYÜP BAŞARAN
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEGÜL İYİDOĞAN
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Viral enfeksiyonların tedavisi için etkili ve geniş spektrumlu bir etkin madde olarak kullanılabilecek yeni bileşikler geliştirme çabalarımızın sonucunda bu çalışmada, kiral N-sülfonil α-amino asit birimini 1,2,4-triazol çekirdeğiyle birlikte aynı yapıda taşıyan bileşikler tasarladık. Bu amaçla, 1,2,4-triazol-3-tiyon yan zincirine bağlı kiral merkezde (R) ya da (S) konfigürasyonu içeren bileşikler sırasıyla D-fenilalanin metil ester ve L-fenilalanin etil esterlerinden sentezlendi. Öncelikle amacımıza uygun D-fenilalanin metil ester ve L-fenilalanin etil esterlerinin benzensülfonil klorür ile reaksiyonu sonucunda başlangıç maddesi olarak kiral benzensülfonamitler (1a-1b) elde edildi. Sonra, bu kiral bileşiklerin ester kısımları, uygun alkol 1a bileşiği için metanol ve 1b bileşiği için etanol içerisinde %98'lik hidrazinmonohidrat kullanılarak hidrazit türevlerine (2a-2b) dönüştürüldü. Asit hidrazitler (2a-2b) metanol içerisinde ticari olarak bulunan uygun izotiyosiyanatlar ile reaksiyona sokularak (R)-1-[2-(benzensülfonamido)-3-fenilpropanoil]-4-sübstitüetiyosemikarbazitler (3a-15a) ve (S)-1-[2-(benzensülfonamido)-3-fenilpropanoil]-4-sübstitüetiyosemikarbazitler (3b-15b) sentezlendi. Son aşamada ise, homokiral tiyosemikarbazitler 2N sulu sodyum hidroksit varlığında halkalaştırılarak (R)-5-[1-(benzenesülfonamido)-2-feniletil]-4-sübstitüe-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyonlar (16a-28a) ve (S)-5-[1-(benzenesülfonamido)-2-feniletil]-4-sübstitüe-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyonlar (16b-28b) elde edildi. Bir seri yeni kiral 4,5-sübstitüe-1,2,4-triazol-3-tiyonlar (16a-28a ve 16b-28b) iyi verimlerle (%54–83) ve etanolden yeniden kristallendirildikten sonra yüksek enantiyomerik saflıkta elde edildi. Tüm bileşiklerin kimyasal yapıları UV-Vis, IR, 1H NMR, 13C NMR, 2D NMR (HETCOR), Kütle (MS) spektrum verileri ve element analiz ile aydınlatıldı. Bütün bileşiklerin DNA ve RNA virüslerinin farklı türlerine karşı in vitro antiviral aktivitesi ve murin lösemi (L1210), insan T-lenfosit (CEM) ve insan rahim kanser (HeLa) hücre hatlarına karşı in vitro sitostatik aktivitesi test edildi. Enantiyosaf 1,2,4-triazol-3-tiyon halkası taşıyan R-konfigürasyonundaki bileşikler Madin Darby canine böbrek (MDCK) hücre kültürleri üzerinde anti-influenza A virüs H1N1 suşuna karşı kayda değer sonuçlar verirken, enantiyomerleri hiçbir aktivite göstermedikleri tespit edildi. Özellikle 18a, 21a, 22a, 23a ve 24a bileşiklerinin (sırasıyla, EC50: 6.5, 6.1, 2.4, 1.6, 1.7 µM) referans ilaç olan ribavirin (EC50: 8.0 µM) ile karşılaştırıldıklarında anti-influenza A virüs H1N1 suşuna karşı mükemmel aktiviteye sahip bileşikler olduğu saptandı. Birkaç bileşiğin, 12-53 µM aralığındaki IC50 değerleri ile L1210, CEM ve HeLa hücre kültürlerinin çoğalmasını inhibe ettiği belirlendi. R-konfigürasyonuna sahip 5a ve 27a bileşikleri en aktif bileşikler olarak değerlendirildi (5a için IC50: 12-22 µM ve 27a için IC50: 19-23 µM).

Abstract:
In our effort to develop new homochiral compounds endowed with an effective and broad spectrum agent that might be used for treatment of viral infection, here we designed the combination of chiral N-sulfonylated α-amino acid moiety with a 1,2,4-triazole-3-thione nucleus in one frame. The compounds having either (R) or (S) conﬁguration at the chiral center in the side chain of 1,2,4-triazole-3-thione were synthesized from D-phenylalanine methyl ester and L-phenylalanine ethyl ester, respectively. Chiral benzenesulfonamides as starting materials (1a-1b) were obtained from D-phenylalanine methyl ester and L-phenylalanine ethyl ester in reaction with benzenesulfonyl chloride. Then the ester moiety of these chiral compounds were converted to the hydrazide derivatives (2a-2b) after treatment with 98% hydrazinemonohydrate in methanol (for 1a) or in ethanol (for 1b). (R)-1-[2-(benzene sulfonamido)-3-phenylpropanoyl]-4-substitutedthiosemicarbazides (3a-15a) and (S)-1-[2-(benzenesulfonamido)-3-phenylpropanoyl]-4-substitutedthiosemicarbazides (3b-15b) were synthesized by condensing the acid hydrazide (2a-2b) with commercially available isothiocyanates in methanol. In the last step, homochiral thiosemicarbazides were cyclized into their corresponding (R)-5-[1-(benzene sulfonamido)-2-phenylethyl]-4-substituted-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thiones (16a-28a) and (S)-5-[1-(benzenesulfonamido)-2-phenylethyl]-4-substituted-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thiones (16b-28b) in the presence of aqueous 2N sodium hydroxide. A series of new chiral 4,5-substituted-1,2,4-triazole-3-thiones (16a-28a and 16b-28b) in good yields (54-83%) and high enantiopurity after recrystallization from ethanol were obtained. The chemical structures of the all compounds were elucidated by the combination of UV-Vis, IR, 1HNMR, 13C NMR, 2D NMR (HETCOR), MS spectral data, and elemental analysis. All compounds were tested in vitro antiviral activity against a broad variety of DNA and RNA viruses and in vitro cytostatic activity against murine leukemia (L1210), human T-lymphocyte (CEM) and human cervix carcinoma (HeLa) cell lines. Although, enantiopure 1,2,4-triazole-3-thione analogs in (R) configuration emerged as promising anti-influenza A H1N1 subtype in Madin Darby canine kidney cell cultures (MDCK), their enantiomers exhibited no activity. Especially, compounds 18a, 21a, 22a, 23a and 24a (EC50: 6.5, 6.1, 2.4, 1.6, 1.7 µM, respectively) had excellent activity against influenza A H1N1 subtype compared to reference drug ribavirin (EC50: 8.0 µM). Several compounds have been found to inhibit proliferation of L1210, CEM and HeLa cell cultures with IC50 in the 12-53 µM range. Compound 5a and 27a in (R) configuration were the most active compounds (IC50: 12-22 µM for 5a and IC50: 19-23 µM for 27a).