uniwersytet przyrodniczo-humanistyczny w siedlcach wydział … · 2015. 11. 8. · prezentacja...

1

Załącznik nr 2

Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach

Wydział Nauk Ścisłych

AUTOREFERAT

Mariusz Mojzych

Zakład Chemii Organicznej

Siedlce 2015

2

SPIS TREŚCI

1. Prezentacja osiągnięć stanowiących podstawę habilitacji 4

1.1. Wykaz publikacji stanowiących podstawę habilitacji 4

1.2. Wstęp 7

1.3. Hipotezy badawcze 12

1.3.1. Synteza i aktywność biologiczna sulfonamidów pochodnych układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

13

1.3.2. Synteza i właściwości chemiczne oraz aktywność biologiczna

trójcyklicznych pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

18

1.4. Cele badawcze prac włączonych do rozprawy habilitacyjnej 20

1.5. Opis osiągnięcia habilitacyjnego pt.: „Wykorzystanie pochodnych

1,2,4-triazyny do syntezy nowych związków o potencjalnej aktywności

biologicznej”

20

Praca P-1 Eur. J. Med. Chem. 2014, 78, 217-224 20

Praca P-2 Bioorg. Med. Chem. 2014, 22, 2643-2647 24



Praca P-5 All Res. J. Chem. 2014, 5, 12-16 35

Praca P-6 J. Enzyme Inhib. Med. Chem. 2015, xx, xxxx

(doi:10.3109/14756366.2015.1024674)

39

Praca P-7 Bioorg. Med. Chem. 2015, xx, xxxx

(doi:10.1016/j.bmc.2015.04.011)

42

Praca P-8 J. Mol. Struct.. 2007, 829, 22-28 45

Praca P-9 J. Mol. Struct.. 2014, 1067, 147-153 49

Praca P-10 Polskie zgłoszenie patentowe 2014, P.408801 53

Praca P-11 Polskie zgłoszenie patentowe 2014, P.408803 55

1.6. Podsumowanie i wnioski 56

2. Działalność naukowo-badawcza przed uzyskaniem stopnia doktora 59

3. Działalność naukowo-badawcza po uzyskaniu stopnia doktora 64

4. Piśmiennictwo 72

5. Wykaz innych (nie wchodzących w skład osiągnięcia wymienionego

w pkt 1) opublikowanych prac naukowych oraz wskaźniki dokonań

naukowych

79

6. Dorobek dydaktyczny i popularyzatorski oraz informacja o

współpracy międzynarodowej habilitanta

87

http://dx.doi.org/10.1016/j.bmc.2015.04.011

3

Mariusz Mojzych

Posiadane dyplomy, stopnie naukowe

1993-1998 r.

magister chemii

Studia magisterskie na Wydziale Chemiczno-

Matematycznym Wyższej Szkoły Rolniczo-Pedagogicznej w

Siedlcach (obecnie Wydział Nauk Ścisłych Uniwersytetu

Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach)

„Synteza pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny”

Promotor: prof. dr hab. Andrzej Rykowski

Styczeń 2005 r.

doktor nauk

farmaceutycznych

Akademia Medyczna w Poznaniu (obecnie Poznański

Uniwersytet Medyczny), Wydział Farmaceutyczny

„Studia nad syntezą układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny i

jego pochodnych o spodziewanym działaniu biologicznym”

Promotor: prof. dr hab. Andrzej Rykowski

Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu

02.06.1998 r. - 30.09.1998 r.

technik

Wyższa Szkoła Rolniczo-Pedagogiczna w Siedlcach,

Wydział Chemiczno-Matematyczny, Zakład Chemii

Organicznej

01.10.1998 r. – 28.02.2007 r.

asystent

Akademia Podlaska w Siedlcach, Wydział Nauk Ścisłych,

Zakład Chemii Organicznej

01.02.2005 r. – 30.09.2006 r

pracownik naukowy

(research associate)

Georgia State University, Department of Chemistry, Atlanta,

USA;

Prof. Lucjan Strekowski

01.10.2006 r. – 31.12.2006 r.

pracownik naukowy



USA;

Prof. David Boykin

01.07.2007 r. – 30.09.2007 r.

pracownik naukowy



USA;

Prof. David Boykin

03.09.2008 r. - 03.03.2009 r.

pracownik naukowy



USA;

Prof. Lucjan Strekowski

01.03.2007 r. – do chwili

obecnej

adiunkt

Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach,

Wydział Nauk Ścisłych, Zakład Chemii Organicznej

4

1. Prezentacja osiągnięć stanowiących podstawę habilitacji - wynikające z art. 16 ust. 2

ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o

stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz.U. nr 65, poz. 595 ze zm.)

1.1. Wykaz publikacji stanowiących podstawę habilitacji

Przedstawiony do oceny cykl 9 oryginalnych prac i 2 zgłoszeń patentowych

opublikowanych w latach 2007-2015 nosi tytuł „Wykorzystanie pochodnych 1,2,4-triazyny do

syntezy nowych związków o potencjalnej aktywności biologicznej”. W 8 z 9 publikacji, które

ukazały się drukiem w czasopismach anglojęzycznych ujętych w bazie Journal Citation

Reports o sumarycznym współczynniku oddziaływania IF = 20.704 oraz liczbie punktów

KBN/MNiSW = 215 jestem pierwszym autorem.

P-1 M. Mojzych, V. Subertová, A. Bielawska, K. Bielawski, V. Bazgier, K. Berka, T.

Gucký, E. Fornal, V. Krystof; Synthesis and kinase inhibitory activity of new

sulfonamide derivatives of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazines.

Eur. J. Med. Chem., 2014, 78, 217-224. (IF = 3.432; KBN/MNiSW = 40)

Udział własny: wybór tematu, synteza związków, opracowanie wyników do publikacji i

przygotowanie publikacji.

Udział procentowy: 50%

P-2 M. Mojzych, A. Bielawska, K. Bielawski, M. Ceruso, C. T. Supuran; Pyrazolo[4,3-

e][1,2,4]triazine sulfonamides as carbonic anhydrase inhibitors with antitumor activity.

Bioorg. Med. Chem., 2014, 22, 2643-2647. (IF = 2.951; KBN/MNiSW = 30)




P-3 M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, W. Wysocki, M. Ceruso, C. T. Supuran, V. Kryštof, Z.

Urbańczyk-Lipkowska, P. Kalicki; New approaches to the synthesis of sildenafil

analogues and their enzyme inhibitory activity.


Udział własny: synteza związków, opracowanie wyników do publikacji i



P-4 M. Mojzych, A. Dolashki, W. Voelter; Synthesis of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine

sulfonamides, novel Sildenafil analogues with tyrosinase inhibitory activity.





P-5 M. Mojzych; Approach to the synthesis of a new analogue of sildenafil through

palladium catalyzed 3-methylsulfanyl-1,2,4-triazine-boronic acid cross coupling.

All Res. J. Chem., 2014, 5, 12-16. (IF = 0; KBN/MNiSW = 0)


5



P-6 M. Mojzych, M. Kubacka, Sz. Mogilski, B. Filipek, E. Fornal; Relaxant effects of

selected sildenafil analogues in the rat aorta.

Journal of Enzyme Inhibition and Med. Chem., 2015, xx, xxxx.

DOI: 10.3109/14756366.2015.1024674, (IF = 2.383; KBN/MNiSW = 20) )

Udział własny: synteza związków, opracowanie wyników do publikacji i przygotowanie

publikacji.


P-7 M. Mojzych, M. Ceruso, C. T. Supuran, A. Bielawska, K. Bielawski, E. Fornal;

Pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine sulfonamides as carbonic anhydrase inhibitors with

antitumor activity.

Bioorg. Med. Chem., 2015, xx, xxxx.

DOI:10.1016/j.bmc.2015.04.011, (IF = 2.951; KBN/MNiSW = 30)


publikacji.


P-8 Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Rykowski; Synthesis and structure of a novel

mesomeric betaine 6,7-dimethyl-2H-pyrazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazine.

J. Mol. Struct., 2007, 829, 22-28. (IF = 1,486; KBN/MNiSW = 15)

Udział własny: wybór tematu, synteza związków, opracowanie wyników do publikacji.


P-9 M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, W. Wysocki, Z. Urbańczyk-Lipkowska, N. Żaczek;

Valence tautomerism of new pyrazolo[4,3-e]tetrazole[4,5-b][1,2,4]triazines.

J. Mol. Struct., 2014, 1067, 147-153. (IF = 1.599; KBN/MNiSW = 20)

Udział własny: wybór tematu, synteza związków, opracowanie wyników do publikacji.


P-10 M. Mojzych; Nowe 5-arylo-7-metylo-5H-pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]-

triazyny. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408801 (2014).

Mój wkład w powstanie tego zgłoszenia polegał na syntezie i zaprojektowaniu

wszystkich związków.

Udział procentowy:100%.

P-11 M. Mojzych; Nowe 5-arylowe i 5-metylowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazolo[3,4-b][1,2,4]triazyny.

Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408803 (2014).

Mój wkład w powstanie tego zgłoszenia polegał na syntezie i zaprojektowaniu

wszystkich związków.

Udział procentowy:100%.

Syntezy wszystkich związków wykonałem w Zakładzie Chemii Organicznej Wydziału

Nauk Ścisłych, Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach przy finansowym

wsparciu grantu habilitacyjnego przyznanego przez MNiSW [grant nr NN405 092340 pt.:

6

„Synteza nowych analogów sildenafilu pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

jako inhibitorów fosfodiesterazy PDE5 i tyrozynazy, także o działaniu

przeciwnowotworowym, przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym”], którego byłem

kierownikiem (P-1 – P-7) oraz prac statutowych UP-H w Siedlcach (P-8 – P-11).

Współautorami opublikowanych badań o charakterze interdyscyplinarnym są:

- Prof. dr hab. Zbigniew Karczmarzyk i dr Waldemar Wysocki oraz mgr Natalia Żaczek z

Wydziału Nauk Ścisłych Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach oraz

prof. dr hab. Zofia Urbańczyk-Lipkowska i mgr Przemysław Kalicki z IChO PAN w

Warszawie, którzy wykonali badania krystalograficzne otrzymanych związków

heterocyklicznych (P-3, P-8 i P-9);

- Prof. dr hab. Andrzej Rykowski z Wydziału Nauk Ścisłych Uniwersytetu Przyrodniczo-

Humanistycznego w Siedlcach, który brał udział w dyskusji wyników (P-8);

- Prof. dr hab. Barbara Filipek i dr Monika Kubacka oraz dr Szczepan Mogilski z Katedry

Farmakodynamiki Wydziału Farmaceutycznego Collegium Medicum, Uniwersytetu

Jagiellońskiego w Krakowie, którzy wykonali badania biologiczne dotyczące działania

wazodylatacyjnego i hipotensyjnego wybranych sulfonamidów (P-6);

- Prof. dr hab. Anna Bielawska i prof. dr hab. Krzysztof Bielawski z Zakładu Syntezy i

Technologii Środków Leczniczych Wydziału Farmaceutycznego, Uniwersytetu Medycznego

w Białymstoku, którzy wykonali badania biologiczne na liniach komórkowych nowotworów

piersi (MCF-7 i MDA-MB-231) dla wybranych sulfonamidów (P-1, P-2 i P-7);

- Dr hab. Emilia Fornal z Pracowni Zastosowań Metod Separacji i Spektroskopii

Interdyscyplinarnego Centrum Badań Naukowych, Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego

im. Jana Pawła II, która wykonała oznaczenia masy otrzymanych związków

heterocyklicznych (P-1, P-6 i P-7);

- Prof. Claudiu T. Supuran i dr Mariangela Ceruso z Università degli Studi di Firenze, Polo

Scientifico, Laboratorio di Chimica Bioinorganica, Rm. 188, Via della Lastruccia 3, 50019

Sesto Fiorentino (Florence), Italy, którzy wykonali badania biologiczne dotyczące określenia

7

aktywnośći biologicznej otrzymanych sulfonamidów względem anhydrazy węglanowej (P-2,

P-3 i P-7);

- Prof. Wolfgang Voelter z Interfacultary Institute for Biochemistry, Hoppe-Seyler-Str.4,

72076 Tubingen, Germany i dr Aleksandar Dolashki z Institute of Organic Chemistry with

Centre of Phytochemistry, G. Bonchev Str. 9, Sofia 1113, Bulgaria, którzy wykonali badania

biologiczne dotyczące określenia aktywnośći biologicznej otrzymanych sulfonamidów

względem tyrozynazy (P-4);

- Zespół dr hab. Vladimíra Krystofa (Veronika Subertová (doktorantka), dr Václav Bazgier,

dr Tomás Gucký) z Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural

Research, Laboratory of Growth Regulators, Faculty of Science, Palacký University,

Slechtitelu 11, 783 71 Olomouc, Czech Republic i dr Karel Berka z Regional Centre of

Advanced Technologies and Materials, Department of Physical Chemistry, Faculty of

Science, Palacky University Olomouc, 17. listopadu 12, 77146 Olomouc, Czech Republic,

którzy wykonali badania na liniach nowotworowych (K562, BV173, HL60) i określili

aktywność sulfonamidów względem kinazy Abl i wykonali eksperymenty dokowania (P-1, P-

3);

Oświadczenia współautorów dotyczące udziału merytorycznego w opublikowanych pracach

przedstawiono w Załączniku 8.

1.2. Wstęp

Pierścień 1,2,4-triazyny jest elementem strukturalnym szeregu preparatów stosowanych

w medycynie i rolnictwie.1,2

Wzrost zainteresowania chemią 1,2,4-triazyny nastąpił z uwagi

na zróżnicowaną aktywność biologiczną pochodnych tego układu, która obejmuje działanie

przeciwbakteryjne3, przeciwwirusowe

4, przeciwzapalne

5-7, przeciwarytmiczne

8, obniżające

ciśnienie krwi9, zwalczające kokcydiozę

10,11, przeciwpadaczkowe

12-14, cytostatyczne

3,

przeciwgrzybicze3,15

i herbicydowe.16,17

W ostatnich dekadach rozwinęły się metody syntezy

pochodnych 1,2,4-triazyny, które polegają na bezpośrednim wprowadzaniu do pierścienia

funkcjonalizowanych podstawników alkilowych lub arylowych, względnie innych grup

funkcyjnych. Podstawione 1,2,4-triazyny otrzymuje się w reakcji kondensacji z łatwo

dostępnych 1,2-diketonów z pochodnymi semikarbazydu lub tiosemikarbazydu, względnie

na drodze reakcji Suzuki18

lub Stille’a19

, jak też reakcji nukleofilowej substytucji

8

odpowiednio podstawionych 1,2,4-triazyn. Ta ostatnia reakcja była wykorzystana do

bezpośredniej syntezy oksymów 5-acylo-1,2,4-triazyn20

, które są użytecznymi substratami do

konstrukcji 5-acylo-1,2,4-triazyn21

, chiralnych alkoholi triazynowych22

, 2-acylopirydyn23

, 3-

acylo-5,6,7,8-tetrahydroizochinolin24

jak też pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn25

, które wśród

skondensowanych pirazolo-1,2,4-triazyn stanowią najmniej poznaną i opisaną w literaturze

grupę związków heterocyklicznych. Układ pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny po raz pierwszy

został odkryty w związkach naturalnych będących produktami metabolizmu bakterii z

rodzaju Pseudomonas fluorescens var. Pseudoiodininum26

oraz Nostoc spongiaeforme.27

Oprócz pseudoiodininy i nostocyny A wyodrębniono z tych hodowli szereg innych

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn zwanych fluviolami28

(Rys. 1), które różnią się liczbą i

miejscem przyłączenia grup alkilowych do pierścienia pirazolu i 1,2,4-triazyny. Związki te

mają zdolność hamowania wzrostu bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych oraz

wykazują działanie przeciwnowotworowe.

N

NNN

NH

O

CH3

N

NNN

NCH3

MeO

N

NNN

N

H

MeO

N

NNN

N

HOH2C

MeO

N

NNN

N

MeO

CH3

N

NNN

N

MeO

CH3

N

NN

N

N

OMe

N

N

N

NN

MeO

Nostocyna A Pseudoiodinina Fluviol A Fluviol B Fluviol C Fluviol E

Fluviol D

Rysunek 1. Wybrane naturalne pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

Przytoczone dane odnoszą się wprawdzie do N-alkilowych pochodnych pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny, niemniej wskazują na rolę jaką może spełniać ten układ heterocykliczny w

pracach nad poszukiwaniem nowych związków farmakologicznie aktywnych. Ponadto, na

uwagę zasługuje fakt, iż struktura dwóch naturalnych pigmentów z tej grupy tj. nostocyny A i

fluviolu A (normetylpseudoiodininy) została jednoznacznie określona przy pomocy badań

rentgenowskich27

i dodatkowo potwierdzona na drodze totalnej syntezy.29

Opisane w

literaturze metody syntezy związków naturalnych29

jak też i nowych syntetycznych

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny30-37

można podzielić na dwie grupy. Jedną

grupę stanowią reakcje, w których następuje dobudowanie pierścienia pirazolu do

pochodnych 1,2,4-triazyny z grupą karbonylową30,37

lub hydroksylową31

w pozycji C6

(Schemat 1), a drugą grupę stanowią reakcje tworzenia pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn z

odpowiednich pochodnych pirazolu (Schemat 2).35,36

9

N

N

N O

R

ArPh

H

Ph

N

N

N

N

N

ArR

H

Ph

Ph

Ac

H

N

N

N

N

O

Ph

Ph

NH

H

N

N

N

N

N

R

Ph

Ph

R

N

N

N

Ph

N

N

R

OH

Ph

H2N-NH2 / CH3COOH

CH3COOH

R = H, CH3 , Ph

R = H , Ph

H

Ar = Ph, 4-CH3O-C6H4 , 2-HO-C6H4 ,4-NO2-C6H4

Schemat 1.

N

N

CH3

NH2

NH

NH

CH3

R

O

N

N

CH3

N

NN

CH3

R

S O

PPA / T

R = CH3, Ph, p-tolyl, ,

Schemat 2.

Otrzymane w ten sposób pochodne omawianego układu były w niewielkim stopniu

przydatne do dalszych badań i ich funkcjonalizacji, ponieważ nie zawierały odpowiednich

grup funkcyjnych. Ten fakt stanowił dla mnie przesłankę do opracowania nowej drogi

syntezy pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn z łatwo dostępnych pochodnych 5-acylo-1,2,4-triazyny20

i hydrazyny. Nowa metoda oparta na reakcji nukleofilowego podstawienia wodoru umożliwia

otrzymanie pochodnych pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn przydatnych do określenia zależności

pomiędzy strukturą, a działaniem biologicznym.25,33,34

Ponadto, celem badań objętych moją rozprawą doktorską było określenie zakresu i

ograniczeń stosowanej metody syntezy oraz otrzymanie funkcjonalizowanych pochodnych

układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny z wykorzystaniem metodologii N-alkilowania38

i

reakcji nukleofilowej substytucji grupy odchodzącej w położeniu C5 badanego układu.39

Otrzymane na tej drodze hydrazynowe pochodne wykorzystałem w syntezie

trójpierścieniowych układów heterocyklicznych39,40

oraz analogu acyklo-Formycyny A.41

Połączenie naturalnego układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny z grupami

farmakoforowymi daje możliwość projektowania nowych związków chemicznych o

potencjalnej aktywności biologicznej. Jedną z najbardziej poznanych grup farmakoforowych

jest ugrupowanie sulfonamidowe charakterystyczne dla wielu związków chemicznych

stosowanych w lecznictwie tj. sulfonamidów.42,43

Ich olbrzymie znaczenie medyczne wynika

10

z udokumentowanego w literaturze faktu zróżnicowanej aktywność biologicznej, która

obejmuje działanie przeciwbakteryjne, przeciwmalaryczne, hipotensyjne, silnie moczopędne,

hipoglikemizujące, przeciwtarczycowe, przeciwpasożytnicze, przeciwzapalne i

przeciwjaskrowe.44

Doniesienia literaturowe pokazują, że sulfonamidy mogą także pełnić rolę

inhibitorów różnych enzymów jak np.: fosfodiesterazy typu 5 (PDE5)45

, anhydrazy

węglanowej46,47

, tyrozynazy48,49

lub kinaz zależnych od cyklin (ang. Cyclin-Dependent

Kinase, CDK).50,51

Ponadto badania naukowe dowiodły, iż szereg sulfonamidów może

wykazywać działanie przeciwnowotworowe poprzez hamowanie aktywności anhydrazy

węglanowej (ang. Carbonic Anhydrase, CA; EC 4.2.1.1).52-54

Wykazano, że dwa izoenzymy

anhydrazy węglanowej tj. CA IX i CA XII są wyraźnie związane z chorobą nowotworową i

wykazują nadekspresję w wielu nowotworach55,56

oraz biorą one udział w kluczowych

procesach związanych z progresją nowotworu i odpowiedzią na leczenie.57

Dlatego też,

główny nurt prowadzonych przeze mnie badań stanowiących podstawę habilitacji dotyczy

syntezy analogów sulfonamidów stosowanym w lecznictwie tj. amidów kwasu sulfanilowego,

sildenafilu, węglanu lodenafilu lub mających udokumentowaną w literaturze aktywność

biologiczną jak izoViagra (Rys. 2).

N

NHN

N

CH3

OC2H

5

SO2

N

N

CH3

O

N

NNN

N

Ar, H3C

OC2H

5

SO2

N

X

R

N

NHN

NOC

2H

5

SO2

N

N

CH3

O

CH3

N

NNN

N

R

OC2H

5

SO2

N

X

CH3

N

NHN

N

CH3

H5C

2O

O

SN

N

O

N

N

O OS

OO

OC2H

5

N

NHN

N

O CH3

N S O

O

O

N

NN

N

NCH

3

R

N

NN

N

N

R

CH3

O

S NO

O

NH

R SO2

NH

R

SO2

N

X

N

NNN

N

CH3

RNH

R = CH3, C3H7

X = NH2, NH, N-CH3, O, OH, CH2

analogi Sildenafilu

Sildenafil izoViagra

analogi izoViagry

New analogues

weglan lodenafilu

analogi weglanu lodenafilu

N1,N4-dipodstawione sulfanilamidy

analogi N1,N4-dipodstawionych sulfanilamidów

type Ia type Ib type Ic type Id

Rysunek 2. Biologicznie aktywne sulfonamidy i ich analogi pochodne układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny.

Synteza analogów sildenafilu stanowi aktualny przedmiot badań z uwagi na fakt, iż

tego typu sulfonamidy mogą być potencjalnymi i selektywnymi inhibitorami fosfodiesterazy

PDE558-63

lub wykazywać inhibicję tyrozynazy48,49

albo anhydrazy węglanowej i działać

11

cytostatycznie.64

Znaczący sukces w tym zakresie odniosło szereg heterocyklicznych

pochodnych należących do grupy izosterycznych układów typu purynowego. Do grupy

izosterycznych układów typu purynowego można również zaliczyć pochodne względnie

nowego i niewykorzystanego w pełni dotychczas układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny,

którego naturalne pochodne wykazują zdolność hamowania wzrostu bakterii Gram-dodatnich

i Gram-ujemnych oraz działanie cytostatyczne.26-28

Istnieje łatwo zauważalna analogia w

budowie pomiędzy układem heterocyklicznym w sildenafilu, a układem pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny. Zasadnicza różnica w strukturze polega na zastąpieniu grupy O=C-NH

obecnej w sildenafilu dwoma pierścieniowymi atomami azotu triazyny (Rys. 2).

Wykorzystanie tej różnicy w budowie może znacznie rozszerzyć zakres dotychczasowych

badań nad poszukiwaniem nowych struktur biologicznie aktywnych, oraz określić zależność

pomiędzy strukturą, a działaniem biologicznym w nowej grupie sulfonamidów pochodnych

układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Ten kierunek badań stanowił główny temat

realizowanego przeze mnie grantu habilitacyjnego, którego wynikiem jest cykl prac [P-1 - P-

7] stanowiących istotną część osiągnięcia naukowego będącego podstawą habilitacji.

W kontekście problemu poszukiwania nowych związków biologicznie aktywnych,

warto zwrócić uwagę na zróżnicowane funkcje, jakie mogą pełnić policykliczne układy

heterocykliczne zawierające w swojej strukturze pierścień tetrazolu lub triazolu.

Skondensowane pochodne 1,2,4-triazolu działają na centralny układ nerwowy i wykazują

działanie przeciwdrgawkowe65

natomiast pochodne tetrazolu mogą wykazywać działanie

przeciwgrzybicze, pestycydowe, przeciwalergiczne, bakteriobójcze, bronchodilatacyjne,

przeciwwrzodowe, przeciwzapalne, przeciwbólowe i hipotensyjne.66

Ponadto, w układach

heterocyklicznych z terminalnym pierścieniem tetrazolu może występować zjawisko

tautomerii walencyjnej w wyniku której w roztworze tworzy się stan równowagi

tautomerycznej pomiędzy formą otwartą-azydkową, a formą zamkniętą-tetrazolową.

Przesunięcie stanu równowagi w kierunku jednej z form tautomerycznych zależy głównie od

właściwości rozpuszczalnika.67

Równowaga tautomeryczna jest ważnym i interesującym

zjawiskiem chemicznym, ponieważ różne tautomery tego samego związku mają rożne

właściwości fizykochemiczne z uwagi na występowanie w nich rożnych grup funkcyjnych. W

związku z tym ten sam związek może posiadać różną reaktywność czy nawet właściwości

biochemiczne, w zależności od tego w której formie tautomerycznej występuje. Dlatego

przewidywanie składu mieszaniny tautomerycznej jest ważne dla projektowania nowych

związków biologicznie aktywnych jak też procesów technologicznych lub zrozumienia

procesów życiowych. Określenie składu mieszaniny tautomerycznej jest ważne również dla

12

badanych przeze mnie pochodnych pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny skondensowanych z

terminalnym pierścieniem tetrazolu, gdyż w testach biologicznych wykazują aktywność

przeciwnowotworową.68

Powyższe przesłanki oraz możliwość dobudowania terminalnego pierścienia tetrazolu

lub triazolu do układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny39

sprawiły, iż drugim kierunkiem

realizowanej przeze mnie tematyki badawczej, stanowiącej także fragment osiągnięcia

habilitacyjnego, jest wykorzystanie 5-hydrazynowych pochodnych badanego układu do

syntezy nowych trójpierścieniowych układów heterocyklicznych o potencjalnej aktywności

biologicznej.

1.3. Hipotezy badawcze

Podstawowym celem naukowym przedstawionych prac stanowiących osiągnięcie

habilitacyjne było wykorzystanie układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny w syntezie nowych

połączeń heterocyklicznych o potencjalnej aktywności biologicznej. Otrzymane związki

można podzielić zasadniczo na dwie grupy: sulfonamidy (Ia-Id, Rys. 2) i trójcykliczne

skondensowane pochodne (IIa-IIc, Rys. 3). W grupie sulfonamidów można wyróżnić cztery

typy pochodnych tj. N1,N

4-dipodstawione sulfanilamidy o wzorze ogólnym Ia, związki

stanowiące analogi sildenafilu o wzorze ogólnym Ib i ich izomery będące analogami

izoViagry Ic oraz analogi węglanu lodenafilu o wzorze ogólnym Id. Trójcykliczne pochodne

tworzą dwie grupy związków. Jedną grupę stanowią izomeryczne tetrazolowe pochodne IIa i

IIb, różniące się miejscem przyłączenia podstawnika alkilowego do atomów azotu w

pierścieniu pirazolu. Drugą grupę stanowią pochodne typu IIc tj. pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny skondensowane z pierścieniem triazolu.

N

NN

NN

N

N

N

CH3

(Ar)Alk

N

NN

NN

N

N

N

CH3

N

NN

NN

N

N

CH3

(Ar)Alk H (CH3, CH

2Cl )

IIaIIb

pochodne tetrazolu

IIc

pochodne triazolu

Alk

Rysunek 3. Typy otrzymanych trójcyklicznych skondensowanych pochodnych.

13

Przedstawione osiągnięcie habilitacyjne stanowi cykl badań składający się z dwóch

nurtów badawczych:

* syntezy i badania aktywności biologicznej sulfonamidów pochodnych układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny

* syntezy i określenia właściwości chemicznych oraz aktywności biologicznej

trójcyklicznych pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

1.3.1. Synteza i aktywność biologiczna sulfonamidów pochodnych układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny.

Synteza sulfonamidów stanowi aktualny i wciąż interesujący przedmiot badań z uwagi

na fakt, iż tego typu połączenia wykazują szerokie spektrum aktywności biologicznej i

znalazły praktyczne zastosowanie w medycynie jako leki.44

W nurt tych badań wpisuje się

także projektowanie i synteza analogów amidu kwasu sulfanilowego - N1,N

4-

dipodstawionych sulfanilamidów (Ia) oraz analogów sildenafilu (Ib), izoViagry (Ic) i

węglanu lodenafilu (Id) z centralnym układem heterocyklicznym pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny (Rys. 2). Na podstawie doniesień literaturowych i podobieństwa do

opisanych w literaturze struktur sądziłem, iż pochodne typu Ia mogą być inhibitorami kinaz

zależnych od cyklin50,51

jak też wykazywać działanie przeciwnowotworowe w wyniku

inhibicji anhydrazy węglanowej, a zwłaszcza jej dwóch izoform CA IX i CA XII.55,56

W celu

sprawdzenia tej hipotezy podjąłem badania nad otrzymaniem nowych sulfonamidów

zawierających w swojej strukturze układ 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny i różniących się

między sobą ugrupowaniem sulfonamidowym. Było to możliwe dzięki opracowaniu prostej i

wydajnej metody syntezy pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny33

oraz dogodnej

metody ich funkcjonalizacji na drodze nukleofilowego podstawienia grupy metylosulfonowej

aniliną.39

Kolejny typ sulfonamidów stanowią struktury podobne do znanych inhibitorów

fosfodiesterazy typu 5 (PDE5) tj. analogi sildenafilu (Ib), izoViagry (Ic) oraz węglanu

lodenafilu (Id).45,69,70

Inhibitory PDE5 odpowiadają za hamowanie rozkładu cGMP do GMP

powodując w ten sposób wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia cyklicznego nukleotydu

należącego do grupy „wtórnych przekaźników” (ang. second messengers), które biorą udział

w procesie przekazywania impulsów nerwowych jak też są odpowiedzialne za aktywność

różnych genów. Z tego względu inhibitory fosfodiesteraz były szeroko badane jako

potencjalne terapeutyki w leczeniu różnych chorób takich jak: astma oskrzelowa, przewlekła

14

obturacyjna choroba płuc, oraz zespół dolegliwości sercowych, a ostatnio są stosowane w

leczeniu zaburzeń erekcji (Levitra®, Cialis

®, Zydena

®, Helleva).

70,71 Ponadto, ostatnie

badania dowiodły, że dimer lodenafilu w wiekszym stopniu hamuje hydrolizę cGMP w

porównaniu z sildenafilem oraz wykazano, że dimeryczna struktura powoduje wzrost

biodostępności, która wpływa na zwiększenie efektywności działania macierzystego leku

(ang. parent drug). Podobny efekt wzrostu inhibicji enzymu PDE5 został zaobserwowany dla

innego dimeru stanowiacego pochodną etylenodiaminy.72

Wśród inhibitorów PDE5 sildenafil był jako pierwszy stosowany w leczeniu choroby

niedokrwiennej serca i pierwotnego nadciśnienia płucnego (Revatio

), a obecnie także w

leczeniu zaburzeń erekcji (Viagra

). Pomimo, iż okazał się lekiem dobrze przyswajalnym i

skutecznym w leczeniu zaburzeń erekcji to jego przyjmowanie może powodować

niepożądane efekty uboczne, które zależą od dawki leku73

lub są wynikiem powinowactwa do

innych fosfodiesteraz.74

Fakt ten spowodował, iż sildenafil stał się strukturą wiodącą w

pracach nad poszukiwaniem nie tylko nowych i selektywnych inhibitorów PDE5 ale również

nowych kierunków aktywności biologicznej dla związków chemicznych z ugrupowaniem

sulfonamidowym. Zakres dotychczas przeprowadzonych i opisanych w literaturze badań

mających na celu poszukiwanie nowych biologicznie aktywnych struktur organicznych w

oparciu o modyfikacje struktury sildenafilu przedstawia Rysunek 4.48,49,58-63

N

NH ONN

H3C

SO2N

NH3C

O

RO-

N

X

O2S

POR2

OOR1

n

O

RHNN

X

O2S

OH

O

n

N

NHN

N

O

R

X

YO

N

NNN

R1

R2

Rysunek 4. Modyfikacje struktury sildenafilu opisane w literaturze48,49,58-63

.

Moim głównym celem badawczym było opracowanie prostej i efektywnej metody

syntezy nowych sulfonamidów, będących głównie analogami sildenafilu i zawierających w

miejsce skondensowanego pirazolu z pirymidynonem układ pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

15

Należy dodać, iż w literaturze poprzedzającej moje badania brak było informacji na temat

sulfonamidowych pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Modyfikacje struktury

sildenafilu zaplanowałem w oparciu o zgromadzone dane literaturowe48,49,58-63

oraz

doświadczenia własne w pracy preparatywnej nad syntezą i funkcjonalizacją układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny (Rys. 5).33,34,38,39

N

NHN

N

CH3

OC2H

5

SO2

N

N

CH3

O

N

NNN

N

R

R

N

NNN

N

R

R

N S O

O

O

N

NN

N

NCH

3

R

N

NN

N

N

R

CH3

O

S NO

O

N

NNN

N

R

RNH

SO2

NN NN NH

NH

N NR

N

R

O2S

X

N

SO2

OH

NH

SO2

H

CH3

CH3

NH

SO2

H

CH2OH

CH3

X = NH, N-CH3, O, CH2

n = 1, 2, 3

1

1

1

R5 = NHEt

, ,=

R2 = CH3, Ar

R1 = CH3, C3H7

34

R3 = H, EtR4 = H, NH2, OH, morfolina

( )n

,

2

2

2

11

Rysunek 5. Modyfikacje struktury sildenafilu opisane w pracach habilitacyjnych [P-1 –P-7].

Jedną z możliwych dróg syntezy nowych sulfonamidów z centralnym układem

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny przedstawia Schemat 3. Związkiem wyjściowym w

planowanej syntezie była łatwo dostępna 3-metylosulfanylo-1,2,4-triazyna (1), która w

reakcji z anionami nitroalkanów prowadzi do odpowiednich oksymów 5-acylo-1,2,4-triazyn

(2) (Schemat 3).20

5-Acylowe pochodne 1,2,4-triazyny21

3 ulegają reakcji kondensacji z

hydrazyną lub jej pochodnymi tworząc w pierwszym etapie odpowiednie hydrazony 4, które

następnie ulegają cyklizacji do pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 5.33

Wyniki

moich wcześniejszych badań nad funkcjonalizacją wspomnianego układu pokazały, że

reakcja N1-niepodstawionej pirazolotriazyny 13 z czynnikami alkilującymi prowadzi do

dwóch izomerycznych pochodnych 5 i 14 podstawionych w pozycji N1 lub N2, których

16

stosunek zależy od warunków prowadzonej reakcji alkilowania.38

Kolejnym istotnym etapem

zaproponowanej przeze mnie drogi syntezy analogów biologicznie aktywnych sulfonamidów

jest zastąpienie grupy metylosulfanylowej podstawnikiem arylowym z grupą etoksylową lub

etyloaminową w pozycji 2’ pierścienia fenylowego. Atrakcyjnym i nowoczesnym sposobem

wprowadzania podstawników arylowych lub heteroarylowych do pierścienia 1,2,4-triazyny

okazały się w ostatnim czasie metody sprzęgania oparte na reakcjach Stille’a, Suzuki,

Kumady czy Negishi, które umożliwiają otrzymanie odpowiednich C3 arylowych

pochodnych 1,2,4-triazyn. W opisanej przemianie mogą brać udział różnorodne pochodne 3-

metylosulfanylo-1,2,4-triazyny. Przeprowadzone przeze mnie eksperymenty badawcze

pokazały, że reakcja sprzęgania pochodnych 5-metylosulfanylo-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn

5 i 14 z kwasem 2-etoksyfenyloboronowym zachodzi selektywnie w pozycji C5 w oparciu o

metodologię reakcji Suzuki i warunkach opisanych w literaturze.18

Wydajność tych przemian

wynosi ok. 90%. Reakcja z kwasem chlorosulfonowym zachodzi selektywnie w pozycji 5’

pierścienia etoksyfenylowego i daje odpowiednie chlorosulfonylowe pochodne 11 i 16 z

wysoką wydajnością, które łatwo ulegają reakcji z aminami dając finalne sulfonamidy tj.

analogi sildenafilu Ib i analogi izoViagry Ic oraz analogi węglanu lodenafilu Id przy

zastosowaniu proporcji (2:1) pomiędzy związkiem 11, a odpowiednią diaminą (Schemat 3).

Związkiem wyjściowym do syntezy sulfonamidów typu Ia jest odpowiednia pirazolotriazyna

5 z grupą SCH3 w pozycji C5, która łatwo ulega utlenianiu pod wpływem KMnO4 w

warunkach katalizy dwufazowej. Tak otrzymany sulfon 6 ogrzewany z aniliną daje

odpowiednią 5-anilino pochodną 7, która w reakcji z kwasem chlorosulfonowym ulega

przemianie w chlorosulfonową pochodną 8. W ostatnim etapie ma miejsce reakcja z

aminami, która prowadzi do finalnych sulfonamidów typu Ia. Inne alternatywne podejścia do

syntezy sulfonamidów pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny zostaną

przedstawione w trakcie omawiania poszczególnych prac stanowiących podstawę habilitacji.

17

N

NNN

N

CH3

CH3

SCH3

N S O

O

O

N

NN

N

NCH

3

CH3

N

NN

N

N

CH3

CH3

O

S NO

O

N

NNN

N

CH3

CH3

NH

N

NN

SCH3

N

NN

SCH3

N

R

OH

N

NN

SCH3

O

RN

NN

SCH3

NH

N

R

R

N

NNN

N

R

RSCH

3

N

NNN

N

H

RSCH

3

N

NNN

N

CH3

CH3

SO2CH

3

N

NNN

N

CH3

CH3

NH

SO2

Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

NH

SO2

NR R

NH2

N

NNN

N

R

R

OEt

N

NNN

N

R

R

OEt

SO2

Cl

N

NNN

N

R

R

OEt

SO2

NR R

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2

Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2

NR R

OEt

B

OH

OH

OEt

B

OH

OH

NHNH

R1 = CH3, C3H7

R2 = CH3, Ar

1

11

2

R1-CH2-NO2

KOH / DMSO

Na2S2O4

dioksan / woda

1

2

1

R2NH-NH2

HCl, EtOH

NH2-NH2

HCl, EtOH

1 2

3

4

56

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

KMnO4R2I, K2CO3, EtOH-H2O

R1 = R2 = CH3

HSO2Cl

HNR6R7

CH3CN

6 7

1

2

1

2

1

2

6 7

18

7

HNR6R7

CH3CN

HNR6R7

CH3CN

HSO2Cl HSO2Cl

H3O+

R1 = R2 = CH3

6

R1 = R2 = CH3

Schemat 3. Ogólny schemat syntezy sulfonamidów pochodnych układu pirazolo[4,3-e]-

[1,2,4]triazyny opisanych w pracach P-1 – P-7.

18

1.3.2. Synteza i właściwości chemiczne oraz aktywność biologiczna trójcyklicznych

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

Druga hipoteza badawcza dotyczy syntezy trójpierścieniowych pochodnych układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny skondensowanych z pierścieniem tetrazolu IIa i IIb lub triazolu

IIc (Rys. 3). Badania nad syntezą i aktywnością biologiczną trójpierścieniowych pochodnych

układu pirazolotriazyny skondensowanych z pierścieniem tetrazolu i triazolu zostały

zainicjowane w mojej rozprawie doktorskiej. Badania biologiczne dla dwóch wówczas

otrzymanych pochodnych pokazały znaczącą ich aktywność cytostatyczną względem 4 linii

komórek nowotworowych tj.: PC3 – komórki raka prostaty, MCF-7 – komórki raka piersi,

H460 - komórki niedrobnokomórkowego raka płuc, Colo205 – komórki raka okrężnicy (Rys.

6).68

N

NN

NN

N

N

N

CH3

Ph

N

NN

NN

N

N

CH3

Ph H

IC50 (µM) IC50 (µM)

PC3 <0.4 PC3 3

MCF-7 0.5 MCF-7 4

H460 <0.4 H460 3

Colo205 <0.4 Colo205 2

Rysunek 6. Biologicznie aktywne trójcykliczne pochodne układu pirazolo[4,3-e]-

[1,2,4]triazyny.

Powyższe wyniki testów biologicznych oraz opracowane przeze mnie proste metody

syntezy i funkcjonalizacji układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny38

stanowiły zachętę do

kontynuacji i rozwinięcia badań nad nowymi pochodnymi układu 5H-pirazolo[4,3-e]-

tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyny oraz 5H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazyny.

Do syntezy tych pochodnych wykorzystałem odpowiednie N1- i N2-podstawione pochodne

układu 5-hydrazyno-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny, które dają teoretyczną możliwość

otrzymania struktur trójcyklicznych w formie liniowej IIa, IIb, IIc lub/i angularnej IIa’, IIb’,

IIc’ (Schemat 4).

19

N

NNN

N

(Ar)Alk

CH3

NH-NH2

NNN

N

(Ar)Alk

CH3

N

N N

NN

NN

N

(Ar)Alk

CH3

N

N

N

N

N

NNN

N

CH3

NH-NH2

NNN

N

CH3

N

N N

NN

NN

N

CH3

N

N

N

N

N

NNN

N

(Ar)Alk

CH3

NH-NH2

NNN

N

(Ar)Alk

CH3

N

N

N

R

N

NN

N

(Ar)Alk

CH3

N

N

N

R

IIa IIa'

IIb IIb'

IIc IIc'

Alk Alk Alk

Schemat 4. Teoretycznie możliwe struktury trójcyklicznych pochodnych.

Wcześniejsze moje badania40

dowiodły, że N1-podstawione pochodne 5-hydrazyno-

1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny tworzą liniowe trójcykliczne struktury aromatyczne typu

IIa, pomimo teoretycznej możliwości tworzenia formy angularnej IIa’ (Schemat 4).

Dotychczas nie określono miejsca dobudowania pierścienia tetrazolu do N2-podstawionych

pirazolotriazyn, które teoretycznie mogą także tworzyć dwie trójcykliczne struktury tj. formę

liniową o charakterze betainy IIb lub strukturę angularną IIb’ (Schemat 4). Nasuwa się zatem

naturalne przypuszczenie, iż angularna struktura IIb’ w przypadku N2-podstawionych

pirazolotriazyn może być formą dominującą lub też jedyną powstającą. Dlatego w celu

określenia miejsca kondensacji N2-podstawionych 5-hydrazyno-2H-pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyn i porównania ich reaktywności z N1-podstawionymi pochodnymi otrzymałem

odpowiednie izomeryczne N1- i N2-metylowe pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazyny, które poddałem reakcji diazowania w układzie NaNO2/CH3COOH, a otrzymane

produkty poddałem wnikliwym badaniom strukturalnym wykorzystując metody

spektroskopowe oraz analizę rentgenowską. W celu rozszerzenia tej tematyki badawczej oraz

określenia zależności pomiędzy budową, a aktywnością biologiczną otrzymałem szereg N1-

arylowych pochodnych 5-hydrazyno-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]-triazyny, które

wykorzystałem do syntezy nowych trójcyklicznych związków.

20

1.4. Cele badawcze prac włączonych do rozprawy habilitacyjnej

Przytoczone powyżej fakty dały podstawę do sformułowania głównych celów badawczych

rozprawy habilitacyjnej, którymi były:

(a) synteza N1,N

4-dipodstawionych sulfanilamidów i określenie ich aktywności biologicznej

[P-1, P-2];

(b) synteza analogów sildenafilu (Ib), izoViagry (Ic) i węglanu lodenafilu (Id), w których

rolę grupy O=C-NH obecnej w cząsteczce sildenafilu pełnią triazynowe atomy azotu N6 i N7

[P-2, P-3, P-4, P-6, P-7];

(c) określenie zdolności hamowania fosfodiesterazy typy 5 (PDE5) przez wybrane analogi

typu Ib-Id [P-4];

(d) zbadanie zdolności sulfonamidów do inhibicji tyrozynazy [P-4];

(e) zbadanie aktywności cytostatycznej sulfonamidów na liniach nowotworowych i

porównanie tych wyników z powinowactwem i zdolnością hamowania anhydrazy

węglanowej, a zwłaszcza dwóch izoform hCA IX i hCA XII związanych z procesem

nowotworowym [P-2, P-3, P-7];

(f) badania rentgenostrukturalne trójcyklicznych struktur oraz wybranych sulfonamidowych

pochodnych [P-3, P-8, P-9];

(g) próba syntezy analogu sildenafilu z grupą etyloaminową zamiast grupy etoksylowej i

określenie położenia wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego [P-5];

(h) synteza nowych trójcyklicznych pochodnych układu 5H-pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-

b][1,2,4]triazyny i 5H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazyny [P-8, P-9, P-10, P-

11].

1.5. Opis osiągnięcia habilitacyjnego pt.: „Wykorzystanie pochodnych 1,2,4-triazyny do

syntezy nowych związków o potencjalnej aktywności biologicznej”

P-1 M. Mojzych, V. Subertová, A. Bielawska, K. Bielawski, V. Bazgier, K. Berka, T.

Gucký, E. Fornal, V. Krystof; Synthesis and kinase inhibitory activity of new

sulfonamide derivatives of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazines.

Eur. J. Med. Chem., 2014, 78, 217-224.

Azotowe związki heterocykliczne stanowią ważną grupę pochodnych charakteryzującą

się różnorodną aktywnością biologiczną obejmującą między innymi hamowanie kinaz

białkowych, które związane są z procesami w komórkach nowotworowych na różnych

poziomach.75-77

Jednym z bardziej poznanych inhibitorów kinaz jest imatinib stosowany w

21

leczeniu przewlekłej białaczki szpikowej. Jednakże, na skutek punktowej mutacji w domenie

kinazy Bcr-Abl wiele nowotworów jest opornych na działanie wprowadzonych do lecznictwa

inhibitorów kinaz.78

Zachęca to do poszukiwania nowych związków heterocyklicznych o

potencjalnej możliwości stosowania w leczeniu opornych nowotworów. W ten nurt badań

doskonale wpisują się moje badania w dziedzinie projektowania i syntezy nowych

pochodnych mało poznanego dotychczas układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny, którego

naturalne pochodne wykazują aktywność biologiczną obejmującą działanie

przeciwnowotworowe.26-28

Nadto należy zauważyć, iż układ pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

można uważać jako bioizosteryczny względem szkieletu puryn. Wiele bioizosterycznych

układów purynowych wykazuje aktywność przeciwnowotworową oraz inhibicję kinaz.79,80

Dlatego podjąłem się zaprojektowania i syntezy pochodnych układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny o strukturze N1,N

4-dipodstawionych sulfanilamidów, które stanowią

przydatną grupę do określenia zależności struktura-aktywność biologiczna.

Przeprowadzona przeze mnie synteza N1,N

4-dipodstawionych sulfanilamidów 9a-l jest

wieloetapowa i oparta na reakcji wewnątrzcząsteczkowej substytucji nukleofilowej wodoru i

podstawienia grupy nukleofugowej SO2CH3 przez anilinę oraz reakcji elektrofilowego

podstawienia wodoru w procesie chlorosulfonowania pierścienia fenylowego kwasem

chlorosulfonowym (Schemat 5). Związkiem wyjściowym do syntezy był metylohydrazon 5-

acetylo-3-metylosulfanylo-1,2,4-triazyny (4a), który poddałem cyklizacji do odpowiedniej

pirazolotriazyny 5a stosując wcześniej opracowaną efektywną i wydajną metodę34

polegającą

na ogrzewaniu przez 1-2 minuty hydrazonu z kwasem para-toluenosulfonowym bez

rozpuszczalnika. Metodę tę cechuje krótki czas reakcji oraz prosty sposób izolowania

produktu z wysoką wydajnością. Następnie otrzymaną pochodną 5a utleniłem w warunkach

katalizy dwufazowej w obecności nadmanganianu potasu i kwasu octowego oraz bromku

tetrabutyloamoniowego jako katalizatora przeniesienia międzyfazowego. Produkt izolowałem

z wydajnością ponad 90%. Wymianę grupy metylosulfonowej na anilinową dokonałem w

oparciu o reakcję aromatycznej substytucji nukleofilowej, w której anilina była zarówno

czynnikiem nukleofilowym jak też medium reakcji. W kolejnym etapie zaplanowanej syntezy

wprowadziłem grupę chlorosulfonową do pierścienia aromatycznego. Przemianę pochodnej

anilinowej 7 w produkt 8 zrealizowałem stosując nadmiar kwasu chlorosulfonowego, który w

tej przemianie pełni rolę zarówno substratu jak i rozpuszczalnika. Wydajność tej reakcji

wynosi 98%. Chlorosulfonowa pochodna 8 stanowi podstawowy substrat do syntezy nowych

sulfonamidów pochodnych układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 9a-l.

22

N

NNN

N

CH3

CH3

SCH3

N

NNN

N

CH3

CH3

SO2CH

3

N

NNN

N

CH3

CH3

NHN

NNN

N

CH3

CH3

NH

SO2Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

NH

SO2

R

N

NNNH

N

CH3

CH3

SCH3

N N CH3

N O

N NH

NNH

N

N N O

OHNH

4a 5a 6

789a-l

a b

c

de

9d : R = NHCH2CH2OH

9a : R =

9b : R =

9c : R =

9e : R =

9f : R =

9g : R =

9h : R = NHCH2CH2NH2

9i : R = NH2

9l : R = NHCH2CH(OH)CH2OH

9k : R = NHCH2CH2

9j : R =

Schemat 5. Droga syntezy sulfonamidów 9a-l. Reagenty i warunki reakcji: (a) kwas p-

toluenosulfonowy, ogrzewanie; (b) KMnO4, Bu4NBr, CH3COOH, benzen-H2O, 20oC, 2h; (c)

anilina, rura Cariusa, 9 dni, 150°C; (d) ClSO3H, od 0°C do 20oC, 2h; (e) NH3 lub

odpowiednia amina, MeCN, 20oC.

Otrzymane sulfonamidy 9a-l poddano badaniom biologicznym względem komórek

nowotworowych piersi (MCF-7, MDA-MB-231) oraz komórek białaczkowych (K562,

BV173, HL60, CCRF-CEM) w teście MTT. Dla wszystkich badanych związków

obserwowano zależność aktywności od stężenia. Komórki raka piersi były mniej wrażliwe na

działanie badanych związków w porównaniu z komórkami linii białaczkowych. W grupie

badanych związków najbardziej aktywnymi okazały się pochodne 9a (MCF-7: IC50 = 102

µM; MDA-MB-231: IC50 = 99 µM; K562: IC50 = 66 µM; BV173: IC50 = 40 µM, HL60: IC50

= 49 µM, CCRF-CEM: IC50 = 36 µM), 9c (MCF-7: IC50 = 150 µM; MDA-MB-231: IC50 =

130 µM; K562: IC50 = 27 µM; BV173: IC50 = 22 µM, HL60: IC50 = 55 µM, CCRF-CEM:

IC50 = 20 µM), 9e (MCF-7: IC50 = 140 µM; MDA-MB-231: IC50 = 150 µM; K562: IC50 = 21

µM; BV173: IC50 = 22 µM, HL60: IC50 = 38 µM, CCRF-CEM: IC50 = 36 µM) i 9h (MCF-7:

IC50 = 126 µM; MDA-MB-231: IC50 = 120 µM; K562: IC50 = 77 µM; BV173: IC50 = 39 µM,

HL60: IC50 = 42 µM, CCRF-CEM: IC50 = 56 µM). Na uwagę zasługuje fakt, iż wartości IC50

dla najaktywniejszych pochodnych 9e i 9c względem komórek białaczkowych były 5-7 razy

23

mniejsze niż wartości IC50 dla komórek nowotworowych piersi. Ten fakt pozwala twierdzić,

że badane związki wykazują znaczną selektywność wobec komórek nowotworowych.

W testach hamowania kinazy białkowej Abl, najaktywniejszymi związkami okazały

się pochodne 9c i 9e dla których wartość IC50 wyrażona jest w mikromolowym zakresie

stężeń (IC50 = 5.8-5.9 µM). W celu lepszego zrozumienia tej aktywności pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyn 9c i 9e i wiązania z kinazą Abl wykonano modelowanie molekularne, które

pokazało, że związki 9c i 9e mogą wiązać się z Abl w sposób podobny do opisanego dla

pirydo[2,3-d]pirymidyny PD180970, oddziałując z białkiem poprzez niepolarne

oddziaływania i wiązania wodorowe z grupą NH aminokwasu M318 w głównym łańcuchu.81

Te eksperymenty potwierdziły, że zarówno 9c jak i 9e są dokowane do kinazy Abl w

identyczny sposób (Rys. 7).

Rysunek 7. Wiązanie pochodnej 9e (a) i PD180970 (b) do c-Abl.

Aby zrozumieć brak aktywności sulfonamidów wobec CDK2 zbadano ich

oddziaływanie z centrum aktywnym CDK2. Badania molekularne sugerują, że negatywne

wyniki testów biochemicznych są spowodowane niekorzystnym sposobem wiązania i

ułożenia pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn w miejscu aktywnym CDK2 (Rys. 8). Znanymi

purynowymi inhibitorami CDK są olomoucyna i roscovitina posiadające łańcuch

hydrofobowy w pozycji N9 i pierścień aromatyczny przyłączony do drugorzędowej grupy

aminowej w pozycji C6 oraz polarną grupę alkiloaminową przy węglu C2 i brak podstawnika

w pozycji N7.82,83,84

Taki sposób podstawienia układu purynowego wraz z donorowo-

akceptorowym wiązaniem wodorowym utworzonym przez atom azotu N7 i drugorzędową

grupę aminową przy C6 z miejscem aktywnym CDK2, charakteryzuje znane inhibitory

CDK2. Pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny nie mogą być podstawione w odpowiednich pozycjach i

dlatego mogą one wiązać się z CDK2 w odwrotny sposób, podobny do guaninowego

24

inhibitora NU610285

, który łączy się z CDK2 poprzez wiązanie wodorowe drugorzędowej

grupy aminowej przy węglu C2 i purynowych atomów azotu N3 i N9 (Rys. 8). Jednakże

wydaje się, że podstawnik metylowy w pierścieniu pirazolowym nie tylko znosi jedno z

wiązań wodorowych, ale także odpycha 9h z miejsca wiązania (Rys. 8a).

Rysunek 8. Wiązanie pochodnej 9h (a) i NU6102 (b) do CDK2.

P-2 M. Mojzych, A. Bielawska, K. Bielawski, M. Ceruso, C. T. Supuran; Pyrazolo[4,3-

e][1,2,4]triazine sulfonamides as carbonic anhydrase inhibitors with antitumor activity.

Bioorg. Med. Chem., 2014, 22, 2643-2647.

Biorąc pod uwagę fakt, iż sulfonamidy stanowią ważną klasę związków

farmaceutycznych o szerokim spektrum aktywności biologicznej44,86-94

i odkrycie dwóch

aktywnych struktur 9c i 9e w grupie sulfonamidowych pochodnych pirazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazyny było dla mnie zachętą do kontynuowania badań w grupie sulfonamidów opisanych w

pracy [P-1]. Związki te poddano testom biologicznym, których celem było określenie ich

zdolności hamowania anhydrazy węglanowej (EC 4.2.1.1) i cytotoksyczności względem

dwóch lini komórkowych raka piersi (MCF-7 i MDA-MB-231). Ponadto, rozwój metod

chemicznych stosowanych do funkcjonalizacji układów heterocyklicznych z wykorzystaniem

związków metaloorganicznych był dla mnie motywacją do podjęcia syntezy nowej grupy

sulfonamidów typu Ib. W nowej serii sulfonamidów brak jest grupy NH łączącej układ

heterocykliczny z pierścieniem arylowym tj. grupy która uczestniczyła w oddziaływaniu z

centrum aktywnym kinazy białkowej Abl i CDK2 poprzez tworzenie wiązań wodorowych

odpowiednio z M318 i L83.[P-1]

Zauważyć również należy, iż obie grupy sulfonamidów mogą

być syntetyzowane z tego samego związku wyjściowego tj. pochodnej 1,3-dimetylo-5-

metylosulfanylo-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny (5a), którą poddałem reakcji Suzuki z

kwasem 2-etoksyfenyloboronowym18

, a następnie reakcji chlorosulfonowania w celu

25

otrzymania nowych analogów sildenafilu 12a-i i 12k. Chlorosulfonowa pochodna 11a łatwo

reaguje z aminami i tworzy z wysoką wydajnością odpowiednie finalne sulfonamidy 12a-i i

12k (Schemat 6).

N

NNN

N

CH3

CH3

SCH3 N

NNN

N

CH3

CH3

SO2CH

3 N

NNN

N

CH3

CH3

NH

N

NNN

N

CH3

CH3

NH

SO2Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

NH

SO2

R

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2

R

N

NNH

NN CH3

NHN

ON N

NH2

NH

OHNH

NN

O

10a 5a 6 7

8

9a-i, 9k

11a

12a-i, 12k

a

b

c

d e

b

c

a : R =

c : R =

b : R = g : R =

f : R =

e : R =

h : R =

k : R =

d : R = i : R = NH2

Schemat 6. Reagenty i warunki reakcji: (a) kwas 2-etoksyfenyloboronowy, Pd(PPh3)4,

CuMeSal, THF, Ar, ogrzewanie do wrzenia, 12h; (b) ClSO3H, od 0°C do 20oC, 2 h; (c)

NH3/H2O lub amina, MeCN, 20oC; (d) KMnO4, Bu4NBr, CH3COOH, benzen-H2O, 20

oC, 1 h;

(e) anilina, 9 dni, 150°C, rura Cariusa.

Obie grupy sulfonamidów poddano testom biologicznym wobec dwóch linii komórek

nowotworowych piersi (MCF-7 i MDA-MB-231) stosując test MTT oraz metodę opartą na

inkorporacji tymidyny znakowanej trytem ([3H]tymidyna). W tym kontekście zasadna wydała

się także ocena aktywności otrzymanych sulfonamidów względem anhydrazy węglanowej, a

zwłaszcza izoenzymów CA IX i XII.

Wszystkie badane związki wykazały zróżnicowaną aktywność przeciwnowotworową

zależną od stężenia. Najbardziej aktywnymi pochodnymi w teście MTT okazały się związki

12d (MCF7: IC50 = 105 μM; MDA-MB-231: IC50 = 98 μM) i 9a (MCF7: IC50 = 102 μM;

MDA-MB-231: IC50 = 99 μM), które także były najaktywniejszymi substancjami w teście

26

opartym na inkorporacji [3H]tymidyny (12d: MCF7: IC50 = 112 μM, MDA-MB-231: IC50 =

126 μM); 9a (MCF7: IC50 = 87 μM; MDA-MB-231: IC50 = 80 μM). Zbadano również wpływ

zsyntetyzowanych sulfonamidów 9a-i i 9k na biosyntezę kolagenu w komórkach

nowotworowych raka piersi (MCF7 i MDA-MB-231). Badania te potwierdziły inhibicyjny

wpływ związku 9a na proces biosyntezy DNA w badanych komórkach nowotworowych

(MCF7: IC50 = 47 μM; MDA-MB-231: IC50 = 58 μM)). Analiza uzyskanych wyników testów

biologicznych na komórkach nowotworowych wskazuje, że obecność grupy NH pomiędzy

układem heterocyklicznym, a pierścieniem fenylowy ma istotne znaczenie dla aktywności

przeciwnowotworowej sulfonamidów pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

Najbardziej aktywnym przeciwnowotworowo związkiem okazał się anilinosulfonamid 9a.

W ciągu ostatniej dekady anhydraza węglanowa stała się interesującym i obiecującym

celem naukowo-badawczym związanym z terapią chorób nowotworowych na skutek

zidentyfikowania dwóch membranowych izoenzymów CA IX i XII związanych z procesem

nowotworowym.95-99

Wykazano, że CA IX ulega nadekspresji w nowotworach

niedotlenionych, uczestniczy w zakwaszeniu środowiska komórki guza i przyczynia się do

progresji choroby nowotworowej i daje złe rokowanie w leczeniu. Hamowanie CA IX może

więc być ważnym sposobem kontrolowania choroby nowotworowej. Dlatego też, ostatnio

wiele uwagi poświęcono poszukiwaniu nowych inhibitorów CA IX jako leków

przeciwnowotworowych. Te przesłanki oraz uzyskane wyniki na komórkach nowotworowych

były zachetą do określenia zdolności hamowania wybranych izoenzymów anhydrazy

węglanowej zarówno tych związanych z procesem nowotworowym (CA IX i XII) jak też

cytozolowych form CA I i II.

Przeprowadzone we współpracy z prof. Supuranem badania nad aktywnością

biologiczną sulfonamidów 9a-i i 9k z ugrupowaniem NH pomiędzy układem pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny, a pierścieniem fenylowym wykazały, że te pochodne nie są w większości

aktywne względem hCA I i hCA II. Najaktywniejszymi związkami dla tych izoform były

pochodne 9i, i 9f. Związek 9i był aktywny zarówno wobec hCA I (KI = 270 nM) jak i hCA II

(KI = 8.0 nM), natomiast sulfonamid 9f wykazał tylko aktywność wobec hCA II (KI = 6.3

nM). Pozostałe pochodne wykazały aktywność KI > 50000 nM względem hCA I i KI w

zakresie od 62.1 do 918 nM względem hCA II. Zdecydowanie lepsze wyniki aktywności

uzyskano dla izoform związanych z procesem nowotworowym hCA IX i XII. Względem

hCA IX najlepsze wyniki odnotowano dla sulfonamidu 9h (KI = 23.7 nM) i 9d (KI = 26.5

nM), które były bardzo zbliżone do wyniku otrzymanego dla wzorca - acetazolamidu (KI = 25

nM ). Największą aktywność badanych struktur obserwowano w testach z hCA XII, w

27

których wszystkie testowane pochodne wykazywały wysoką inhibicję enzymu w zakresie KI

od 5.3 nM do 9.0 nM wobec wartości wzorca KI = 5.8 nM. Najniższą wartość KI dała

pochodna 9a (KI = 5.3 nM), będąca najlepszym cytostatykiem wśród wszystkich badanych

sulfonamidów.

Reasumując, wstępne badania biologiczne wykazały, że badane sulfonamidy 9a-i i 9k

oraz 12a-i i 12k posiadają umiarkowaną aktywność przeciwnowotworową wobec komórek

nowotworowych raka piersi (MCF-7, MDA-MB-231). Pochodne 9a-i i 9k były także

nieefektywnymi inhibitorami hCA I i hCA II, ale znacznie hamowały izoformę hCA XII

towarzyszącą nowotworom.

P-3 M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, W. Wysocki, M. Ceruso, C. T. Supuran, V. Kryštof, Z.

Urbańczyk-Lipkowska, P. Kalicki; New approaches to the synthesis of sildenafil

analogues and their enzyme inhibitory activity. Bioorg. Med. Chem., 2015, 23, 1421-

1429.

W kolejnym etapie badań opracowałem nową drogę syntezy sulfonamidów typu Ib

oraz kontynuowałem badania biologiczne we współpracy z prof. C.T. Supuranem i doc. V.

Kryštofem. Punktem wyjścia w opracowanej syntezie była reakcja Suzuki wykonana nie jak

dotychczas na układzie pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny ale na 3-metylosulfanylo-1,2,4-triazynie

(1). Otrzymana na tej drodze 3-(2-etoksyfenylo)-1,2,4-triazyna (18) została użyta do syntezy

oksymów 19a,b wg znanych procedur opisanych w literaturze20

, które łatwo dały się

przekształcić w odpowiednie ketony21

20a,b stanowiące substraty do konstrukcji pochodnych

układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 10a,b z grupą 2-etoksyfenylową w pozycji C5, poprzez

syntezę przejściowych hydrazonów 21a,b (Schemat 7).

28

N

NN

SCH3

N

NN

O

N

NN

R

O

HONN

NN

O

R

O

N

NNNH

N

CH3

R

O

N

NNN

N

CH3

R

O

N

NNN

N

CH3

R

O

S

Cl

OO

N

NNN

N

CH3

R

O

S OO

R

NN CH3

NN CH3

NH

CH3

OH

OH

NH CH

3

CH3

OH

NHN

N

NNH

NHN

ONN

NH

NH2

OHNH

N

NN

O

1 1819a : R= CH3

19b : R = C3H7

a b c

d

e fg

aza-sildenafil

20a : R= CH3

20b : R = C3H7

21a : R= CH3

21b : R = C3H7

10a : R= CH3

10b : R = C3H7

11a : R = CH3

11b : R = C3H7

12p : R= C3H7, R1 =

1

12i : R = CH3, R1 = NH2

12n : R = CH3, R1 =

12a : R = CH3, R1 =

12o : R = CH3, R1 =

12r : R= C3H7, R1 =

12c : R = CH3, R1 =

12b : R = CH3, R1 =

12g : R = CH3, R1 =

12f : R = CH3, R1 =

12e : R = CH3, R1 =

12h : R = CH3, R1 =

12k : R = CH3, R1 =

12m : R = CH3, R1 =

12d : R = CH3, R1 =

12a-i, 12k, 12m-r

Schemat 7. Synteza analogów sildenafilu. Reagenty i warunki reakcji: (a) kwas 2-

etoksyfenyloboronowy, Pd(PPh3)4, CuMeSal, THF, Ar, ogrzewanie do wrzenia, 12h; (b)

RCH2NO2, KOH, DMSO, 2h; (c) Na2S2O4, H2O/1,4-dioksan, 20oC, 12h; (d) CH3NH-NH2,

10% HCl, EtOH, rt, 1h; (e) 10% HCl, EtOH, ogrzewanie do wrzenia, 1h; (f) ClSO3H, od 0oC

do 20oC, 2h; (g) wodny roztwór NH3, lub odpowiednia amina, bezwodny MeCN, 20

oC, 12h.

Na uwagę zasługuje fakt, iż w czasie reakcji triazyny 18 z nitroalkanami oprócz oksymów

19a,b izolowałem nieznane dotychczas produkty uboczne 19’a,b, które wydaje się, że

powstają w wyniku utleniania produktu przejściowego powstającego w trakcie przemiany

triazyny w finalny oksym (Schemat 8).

29

N

NN

OEt

N

NN

R

OEt

HON N

NN

R

NO O O

H

Et19a,b

+

+-

18

19'a: R = CH3

19'b: R = C3H7

a4

2'

Schemat 8. Reagenty i warunki reakcji: (a) RCH2NO2, KOH, DMSO.

Zauważyłem, iż tworzeniu produktów ubocznych 19’a.b sprzyja obecność grupy

alkoksylowej w pozycji 2’ pierścienia fenylowego. Nie obserwowałem powstawania takich

struktur gdy 1,2,4-triazyna w pozycji C3 była podstawiona grupą fenylową, para-

alkoksyfenylową, lub metylosulfanylową bądź izopropylosulfanylową albo też alkoksylową.

Można przypuszczać, że struktury 19’a,b mogą być stabilizowane przez

wewnątrzcząsteczkowe wiązanie wodorowe pomiędzy grupą OH łańcucha bocznego w

pozycji C5 triazyny, a pierścieniowym atomem azotu w triazynie N4 (O-H…

N4) (Rys. 9,

struktura A) lub wiązaniem wodorowym pomiędzy grupą OH, a podstawnikiem etoksylowym

(O-H…

O-Et) (Rys. 9, struktura B).

N

NN

R

NO O

HO

Et

N

NN

R

NO O O

Et

H -+

-+

struktura A struktura B

Rysunek 9. Teoretycznie możliwe wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe stabilizujące

struktury 19’a,b.

Druga opcja wiązania wodorowego - struktura B - wydaje się najbardziej prawdopodobna,

gdyż potencjalna możliwość utworzenia wiązania wodorowego typu pierwszego (struktura A)

jest także możliwa w przypadku dowolnych podstawników o charakterze

elektronodonorowym (np. -OR) w pozycji C3 triazyny, zaś drugi typ wiązania wodorowego

jest możliwy tylko w przypadku obecności grupy alkoksylowej w pozycji orto pierścienia

fenylowego. Ponadto, biorąc pod uwagę fakt, że reakcja nitroalkanu z 1,2,4-triazyną jest

reakcją podstawienia nukleofilowego wodoru100

, a częściowo też może być uważana jako typ

reakcji Nefa101

, tworzenie struktur 19'a,b wydaje się być uzasadnione i może wynikać z tych

dwóch wymienionych wyżej mechanizmów reakcji. Prawdopodobny mechanizm tego

ciekawego procesu przedstawiłem na Schemacie 9.

30

N

NN

z N

NN

zH

CHR

NO2

NH

NN

zH

N

R

O

O

NH

NN

zH

N

R

O

O

N

NN

zR

N+

O OH

NH

NN

zN

R

ON

NN

zN

R

HON

NN

zR

N+

O OH

H

+ R-CH2-NO2

_

+_

+

_

_

+ OH

_

_

_

19'a,boksymy 19a,b

[O]

--

Schemat 9. Prawdopodobny mechanizm tworzenia się struktur 19’a,b.

Kontynuując badania biologiczne, sulfonamidy 12a-r poddano testom MTT w celu

określenia ich cytotoksyczności wobec dwóch ludzkich linii komórek rakowych: raka piersi

MCF7 i przewlekłej białaczki szpikowej K562. Jednakże wyniki pokazują, że żaden z tych

związków nie wykazał cytotoksyczności w badanym zakresie stężeń. Ponadto, zbadano

zdolność opisanych pochodnych do hamowania białka kinazy CDK2/cyklina E i Abl. W

grupie badanych związków jedyny wyjątek stanowił sulfonamid 12e, który wykazał

umiarkowaną aktywność względem kinazy CDK2 (IC50 = 44,3 µM). Pozostałe związki były

nieaktywne i nie wykazały zdolności do hamowania jakiejkolwiek kinazy. Te dane

doświadczalne potwierdzają wcześniejsze wnioski zawarte w pracy [P-1] tj. fakt, iż grupa NH

pomiędzy rdzeniem układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny, a grupą fenylosulfonamidową

wpływa na aktywność przeciwnowotworową sulfonamidów pochodnych badanego układu i

warunkuje ich zdolność do hamowania kinaz białkowych.

Badane związki nie wykazały także zdolności do hamowania dwóch izoform anhydrazy

węglanowej hCA I i II. Jednakże badane sulfonamidy okazały się być aktywne względem

izoform anhydrazy węglanowej związanych z procesem nowotworowym hCA IX i XII.

Najaktywniejszymi inhibitorami hCA IX były pochodne 12p (KI = 15.4 nM) i 12b (KI = 24.4

nM). Względem hCA XII KI mniejsze od wzorca (acetazolamid: KI = 5.8 nM) wykazały

pochodne 12r (KI = 3.8 nM) oraz 12i (KI = 5.5 nM), podczas gdy zdecydowana większość z

badanych związków okazała się mało skutecznymi inhibitorami w zakresie KI od 40 do 610

nM.

Strukturę sulfonamidów typu Ib potwierdziłem za pomocą metod spektroskopowych

oraz badań rentgenostrukturalnych przeprowadzonych dla monokryształu pochodnej 12i

(Rys. 10). Badania te wykazały, że orientacja podstawnika sulfonamidowego względem

31

pierścienia fenylowego jest podobna do orientacji tego fragmentu w krysztale sildenafilu, co

wynika z nałożenia na siebie tych cząsteczek.

Rysunek 10. Cząsteczka związku 12i z dołączoną cząsteczką N2 i elipsoidami drgań

termicznych oraz numeracją atomów nie wodorowych.

Reasumując, w omawianej publikacji przedstawiłem alternatywną drogę syntezy

analogów sildenafilu, w której pierwszym etapem jest reakcja Suzuki pomiędzy 3-

metylosulfanylo-1,2,4-triazyną, a kwasem 2-etoksyfenyloboronowym. Obecność grupy

etoksylowej w pierścieniu fenylowym umożliwiła powstanie i wyizolowanie nieopisanych

dotychczas trwałych struktur 19’a,b powstajacych w reakcji 1,2,4-triazyny z nitroalkanami

na drodze substytucji nukleofilowej wodoru. Struktury te w pewnym stopniu potwierdzają

zaproponowany w latach 80–tych XX wieku mechanizm reakcji oksymacji 1,2,4-triazyny w

pozycji C5.20

Opisane w niniejszej publikacji analogi sildenafilu wykazały brak aktywności

wzgledem komórek nowotworowych MCF-7 i K562 oraz brak zdolności hamowania kinaz

białkowych, z wyjątkiem struktury 12e. Lepsze wyniki uzyskano dla testów inhibicji

anhydrazy węglanowej, a zwłaszcza w stosunku do jej dwóch izoform związanych z

nowotworami hCA IX i hCA XII.

32

P-4 M. Mojzych, A. Dolashki, W. Voelter; Synthesis of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine

sulfonamides, novel Sildenafil analogues with tyrosinase inhibitory activity.

Bioorg. Med. Chem., 2014, 22, 6616-6624.

W omawianej pracy zaproponowałem nową alternatywną drogę syntezy analogów

sildenafilu oraz metodę otrzymywania analogów izoViagry69

i węglanu lodenafilu70

czyli

sulfonamidów typu Ib, Ic i Id (Rys. 2, Schemat 10). Zaproponowane w publikacji nowe

podejście do syntezy sulfonamidów jest w głównej mierze oparte na reakcji alkilowania N1-

niepodstawionej pochodnej układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 13 (Schemat 10).38

Reakcja

alkilowania tej pochodnej jodkiem metylu daje możliwość otrzymania dwóch izomerycznych

alkilowych pochodnych 5a i 14 podstawionych odpowiednio w pozycji N1 i N2 grupami

metylowymi. Mając na uwadze umiarkowaną wydajność (ok. 30%) reakcji Suzuki z udziałem

2H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 14 bez względu na nadmiar użytego kwasu 2-

etoksyfenyloboronowego oraz ilość katalizatora palladowego i kofaktora podjąłem próbę

otrzymania 5-(2-etoksyfenylo)-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny (23), przydatnej do syntezy

nie tylko analogów Viagry ale też izoViagry różniących się grupami alkilowymi przy atomach

azotu w pierścieniu pirazolu. Syntezę pochodnej 23 udało mi sie pomyślnie zrealizować

stosując eter etylowo-winylowy i 2H-pyran jako grupy zabezpieczające fragment NH w

pochodnej 13. Na odnotowanie i podkreślenie zasługuje także fakt, iż chlorosulfonowa

pochodna układu 2H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 16 jest nietrwała, ulega bardzo szybko

rozkładowi i z tego powodu musi być użyta bezpośrednio bez oczyszczania do dalszego etapu

syntezy. Drogę syntezy opisanych w pracy analogów sildenafilu i izoViagry przedstawia

Schemat 10.

33

N

NNN

N

H

CH3

SCH3

N

NNN

N

CH3

CH3

SCH3

N

NNN

N

CH3

SCH3

CH3

N

NNN

N

CH3

SCH3

O

N

NNN

N

CH3

SCH3

O

N

NNN

N

CH3

O

OEt

N

NNN

N

CH3

OEt

O

N

NNN

N

CH3

H

OEt

N

NNN

N

CH3

OEtCH

3

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

N

NNN

N

CH3

OEtCH

3

SO2Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2Cl

N

NNN

N

CH3

OEtCH

3

SO2

N

N

CH3

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2

R

N

NNH

NN CH3

NHN

ON

N

NH2

NH

OHNH

N

NN

O

13

5a 14

10a

15

11a 16

12a-h, 12k, 12m

17

19 20

21 22

23

12a : R =

12c : R =

12b : R =

12g : R =

12f : R =

12e : R =

12h : R =

12k : R =

12m : R =

12d : R =

droga A

droga B

a

bb

cc

dd

e

f

a

bb

Schemat 10. Droga syntezy analogów sildenafilu i izoViagry. Reagenty i warunki reakcji: (a)

CH3I, EtOH/H2O/K2CO3; (b) kwas 2-etoksyfenyloboronowy, Pd(PPh3)4, CuMeSal, THF, Ar,

ogrzewanie do wrzenia, 12h; (c) ClSO3H, od 0oC do 20

oC, 2h; (d) odpowiednia amina,

bezwodny MeCN, 20oC, 12h; (e) eter etylowo-winylowy lub 2H-pyran, benzen, stężony HCl,

40oC, 8h; (f) stężony HCl, MeOH, 20

oC, 12h.

34

Syntezę analogów węglanu lodenafilu prowadziłem na dwa sposoby. Jeden polegał na reakcji

chlorosulfonu 11 z diaminą, które użyłem w stosunku molowym 2:1 (Schemat 11, droga A), a

drugi na reakcji równomolowych ilości pochodnej 11 i sulfonamidu z wolną grupą aminową

(12c, 12e, 12h) (Schematu 11, droga B).

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2Cl

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2

R

N

NNN

N

CH3

CH3

OEt

SO2

N

N

SO2

OEt

N

NN

NN

CH3

CH3

NNH

NHN

NH2

NH

N

N

N

N

NH

NHN

N

11

18a-c

12c : R =

12h : R =

a b

18a-c 18a 18b 18c12e : R =

droga A droga B

Schemat 11. Synteza analogów węglanu lodenafilu 18a-c. Reagenty i warunki reakcji: a)

odpowiednia diamina, bezwodny MeCN, 20oC, 12h; b) pochodna 11, bezwodny MeCN,

20oC, 12h.

Otrzymane analogi znanych inhibitorów PDE5 przebadano pod kątem ich zdolności

hamowania fosfodiesterazy typu 5. Testowane pochodne nie wykazały znaczącej aktywności

wobec tego enzymu. Najbardziej aktywnymi monomerycznymi analogami były 12c, 12g,

12b, i 12f, które wykazały inhibicję w granicach 24.1-29.5%, zaś wśród analogów węglanu

lodenafilu największą wartością inhibicji charakteryzowały się pochodne 18b i 18c, które

fosfodiesterazę typu 5 hamowały w granicach 26.7-28.1%. Pozostałe związki hamowały

enzym w granicach 0-16.4% co w porównaniu z wartością hamowania PDE5 przez sildenafil

(98.9%) jest wartością niską. To zmniejszenie aktywności nowych analogów sildenafilu w

stosunku do PDE5 może wynikać z braku dwóch cech, które posiada sildenafil i jego analogi

z centralnym układem pirazolo[4,3-d]pirymidyn-7-onu.102

Jedną z nich może być brak

płaskiej struktury sulfonamidów na skutek braku wewnątrzcząsteczkowego wiązania

wodorowe pomiędzy grupą etoksylową, a atomem azotu N6 w pierścieniu triazyny (Rys. 11).

35

N

NNN

CH3

O

O

SO2

N

N

CH3

H

N

NNN

N

R

CH3

O

SO2

N

X

wiazanie wodorowe

sildenafil

brak wiazania wodorowego

analogi sildenafilu

Rysunek 11. Struktura sildenafilu i jego analogów bez wewnątrzcząsteczkowego wiązania

wodorowego.

W literaturze48,49

opisane są przykłady analogów sildenafilu bez

wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego, które cechuje zdolność hamowania

tyrozynazy. Ten fakt skłonił do zbadania zdolności hamowania tyrozynazy przez otrzymane

pochodne. Najlepszym inhibitorem tyrozynazy w testowanej grupie pochodnych okazał się

związek 12h, który hamował enzym w 96.3%, podczas gdy pozostałe związki wykazały

zdolność hamowania w zakresie 39.5-79.7%. Ponadto badania wykazały, że inhibitory 12c i

12e z jedną grupą NH w części sulfonamidowej są najaktywniejszymi inhibitorami

zmniejszajacymi aktywność enzymu tyrozynazy odpowiednio do poziomu 29,5% i 33,5%.

Ten wynik wskazuje, że grupy NH i NH2 uczestniczą w procesie hamowania aktywności

tyrozynazy. Wniosek ten został potwierdzony przez aktywność inhibitora 18c (inhibicja

79,7%) z dwoma grupami NH. Na podstawie tych wyników można stwierdzić, iż grupa -

NHCH2CH2NH2 w strukturze inhibitora 12h wydaje się być najważniejszym czynnikiem

hamujacym aktywność tyrozynazy.

Podsumowując w niniejszej pracy przedstawiłem metodę syntezy trzech typów

sulfonamidów Ib, Ic i Id, które są analogami znanych w świecie nauki inhibitorów PDE5.

Otrzymane analogi nie wykazały aktywności wobec fosfodiesterazy PDE5, natomiast dobrą

aktywność pokazały w testach hamowania tyrozynazy.

P-5 M. Mojzych; Approach to the synthesis of a new analogue of sildenafil through

palladium catalyzed 3-methylsulfanyl-1,2,4-triazine-boronic acid cross coupling.

All Res. J. Chem., 2014, 5, 12-16.

Ostatnie badania59

w zakresie poszukiwania selektywnych inhibitorów fosfodiesterazy

typu 5 (PDE5) wykazały, że wewnątrzcząsteczkowe wiązanie wodorowe pomiędzy wolną

parą elektronową tlenu grupy alkoksylowej, a ugrupowaniem NH pirymidyny odgrywa

36

istotną rolę w aktywności biologicznej sildenafilu i jego analogów względem PDE5 poprzez

utrzymywanie współpłaszczyznowego ułożenia pierścienia fenylowego i purynowego

fragmentu. Biorąc powyższe fakty pod uwagę zaprojektowałem syntezę analogu sildenafilu z

wewnątrzcząsteczkowym wiązaniem wodorowym pomiędzy układem pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny, a grupą NH podstawnika etyloaminowego w pozycji orto pierścienia

fenylowego (Rys. 12).

N

NN

N

CH3

O

O

SO2

N

N

CH3

H

N

NNN

N

CH3

N

SO2

N

N

CH3

H

wiazanie wodorowe wiazanie wodorowe

sildenafil analog sildenafilu

Rysunek 12. Sildenafil i projekt struktury nowego analogu z wewnątrzcząsteczkowym

wiązaniem wodorowym.

Na podstawie wcześniejszych doświadczeń z badań nad syntezą sulfonamidów typu Ib

przedstawionych w publikacji [P-3], zaproponowałem w omawianej pracy drogę syntezy

analogu sildenafilu z grupą 2-etyloaminową w pozycji orto pierścienia fenylowego.

Kluczowym etapem w tej wieloetapowej syntezie było wprowadzenie do pierścienia 1,2,4-

triazyny lub układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny w pozycji C5 podstawnika 2-

etyloaminofenylowego w oparciu o metodologię reakcji Suzuki (Schemat 12).

N

NN

NH

HON

N

NN

NH

N

NN

SCH3

N

NNN

N

CH3

N

SO2

N

N

CH3

H

N

NNN

N

CH3

N

SO2

Cl

H

N

NNN

N

CH3

NH

Schemat 12. Retrosynteza nowego analogu sildenafilu z grupą etyloaminową.

Wprowadzenie fragmentu 2-etyloaminofenylowego daje teoretyczną możliwość utworzenia

wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego pomiędzy grupą NH, a triazynowymi

atomami azotu N4 lub N6 (Rys. 13). Takie podejście do problemu, pozwala zweryfikować i

jednoznacznie wyjaśnić rolę i znaczenie wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego w

37

procesie oddziaływania z fosfodiesterazą, zwłaszcza że w projektowanej strukturze donorem

pary elektronowej w wiązaniu wodorowym jest wolna para elektronowa triazynowego azotu,

a nie jak w przypadku sildenafilu i dotychczas opisanych jego analogach wolna para

elektronowa tlenu grupy etoksylowej.

N

NN

NH

N

N

CH3

C3H

7

SO2

N

N

CH3

N

NN

NH

N

N

CH3

C3H

7

SO2

N

NCH

3

N-H....N6 wiazanie wodorowe

N-H....N4 wiazanie wodorowe

64

64

Rysunek 13. Teoretycznie możliwe położenie wewnątrzcząsteczkowego wiązania

wodorowego w nowym analogu sildenafilu.

W pierwszym etapie tych badań podjąłem próbę wymiany grupy SCH3 w 1,2,4-triazynie 1 na

fragment 2-etyloaminofenylowy stosując kwas 2-etyloaminofenyloboronowy (24) w

warunkach CuMeSal/Pd(PPh3)4/THF. Negatywny wynik tej przemiany spowodował, iż kwas

boronowy 24 zastapiłem kwasem 2-aminofenyloboronowym (25) i jego estrem 26. Brak

pozytywnego wyniku tych reakcji sprawił, iż w dalszych badaniach procesy te powtórzyłem

w innych warunkach (Schemat 13). Próby te zakończyły się także niepowodzeniem.

N

NN

SCH3

NH2

BOHOH

N

NN

NH2

N

NN

NH2

B

NH2

OO

N

NN

NH

B

NH

OHOH2727

25

1

26

warunki reakcji a-d

28

24

warunki reakcji a-d

warunki reakcji a-d

Schemat 13. Reagenty i warunki reakcji Suzuki: (a) [PdCl2(dppf)]CH2Cl2, CH3COOK, THF,

ogrzewanie do wrzenia; (b) PdCl2(dppf), CH2Cl2, K2CO3, 1,4-dioksan, DMSO, 100oC; (c)

Pd(PPh3)4, K2CO3, 1,4-dioksan-H2O (4:1), 70oC; (d) CuMeSal, Pd(PPh3)4, THF, ogrzewanie

do wrzenia.

Negatywny wynik dotychczasowych procesów spowodował, że triazynę 1 zastąpiłem 3-

halogeno-5,6-difenylo-1,2,4-triazyną i powtórzyłem cykl reakcji Suzuki (Schemat 14, Tabela

38

1). Celem tych badań było otrzymanie modelowej cząsteczki triazyny przydatnej do

określenia położenia wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego pomiędzy grupą NH

pierścienia fenylowego, a triazynowym atomem azotu.

N

NN

X

Ph

Ph N

NN

RPh

Ph

29a : X = Br29b : X = Cl 30 : R = NH2

31 : R = NH-Et

warunki reakcji

zwiazki boroorganiczne

Schemat 14. Reakcja Suzuki.

Tabela 1. Wyniki reakcji Suzuki 29a,b z 24-26 w różnych warunkach.

X Związek

boroorganiczny Warunki reakcji Produkt

Wydajność

(%)

X=Br 26 (PdCl2(PPh3)2, Na2CO3, DMF, 80oC 30 8

X=Cl 25 Pd(PPh3)4, K2CO3, 1,4-dioksa/H2O (4:1), 70oC. 30 58

X=Cl 26 Pd(PPh3)4, K2CO3, 1,4-dioksan/H2O (4:1), 70oC. 30 74

X=Br 26 Pd(PPh3)4, K2CO3, 1,4-dioksan/H2O (4:1), 70oC. 30 31

X=Cl 26 Pd(PPh3)4, 1,4-dioksan, MeSalCu, 100oC. 30 0

X=Br 24 Pd(PPh3)4, K2CO3, 1,4-dioksan/H2O (4:1), 70oC. 31 54

Najlepszy wynik uzyskałem, gdy 3-chloro-5,6-difenylo-1,2,4-triazynę (29b)

poddałem reakcji z estrem kwasu 2-aminofenyloboronowego 24 w warunkach

Pd(PPh3)4/K2CO3/1,4-dioksan-H2O (4:1)/70oC otrzymując 3-(2-aminofenylo)-5,6-difenylo-

1,2,4-triazynę 30 z 74% wydajnością. Produkt ten nie powstawał gdy reakcję Suzuki

prowadziłem w warunkach bezwodnych. Otrzymaną triazynę 30 wykorzystałem do badań

rentgenostrukturalnych w celu określenia miejsca wewnątrzcząsteczkowego wiązania

wodorowego pomiędzy pierścieniem triazyny, a grupą NH2 podstawnika aminofenylowego w

pozycji C3 1,2,4-triazyny. Badania krystalograficzne wykazały, że wewnątrzcząsteczkowe

wiązanie wodorowe tworzy się pomiędzy atomem azotu triazyny N2, a grupą aminową

podstawnika aminofenylowego N2…..H-N7 (Rys. 14), które stabilizuje konformację cis w

stanie krystalicznym, analogicznie do aktywnej konformacji cząsteczki sildenafilu.

39

Rysunek 14. Cząsteczka związku 30.

P-6 M. Mojzych, M. Kubacka, Sz. Mogilski, B. Filipek, E. Fornal; Relaxant effects of

selected sildenafil analogues in the rat aorta.

J. Enzyme Inhib. Med. Chem., 2015, xx, xxxx. DOI: 10.3109/14756366.2015.1024674

Fosfodiesterazy (ang. phosphodiesterase, PDE) stanowią grupę 11 izoenzymów

różniących się specyficznością substratów, wymaganiem kofaktorów lub wrażliwością na

inhibitory.103

Blokowanie fosfodiesteraz przez odpowiednie inhibitory prowadzi do

utrzymania odpowiedniego komórkowego stężenia aktywnych cyklicznych nukleotydów,

które pełnią istotną rolę w wielu procesach fizjologicznych organizmu. Jednym z najbardziej

znanych przykładów tego typu leków są inhibitory fosfodiesterazy typu 5 (PDE5),

zapewniające odpowiednie stężenie cGMP w żywych komórkach, co powoduje między

innymi rozluźnienie mięśni gładkich. Zainteresowanie inhibitorami fosfodiesterazy typu 5

(PDE5), a zwłaszcza sildenafilem i jego analogami wzbudziła możliwość zastosowania tej

grupy związków w leczeniu idiopatycznego nadciśnienia płucnego, chorób nowotworowych,

a ostatnio także jako nowych i skutecznych inhibitorów tyrozynazy.48,49,64

Śledząc literaturę

dotyczącą syntezy i właściwości analogów sildenafilu łatwo zauważyć, że sulfonamidowe

ugrupowanie w pozycji 5’ pierścienia fenylowego pełni rolę cyklicznego monofosforanu

cGMP i bierze udział w tworzeniu wiązania z centrum aktywnym enzymu, co prowadzi do

selektywnej inhibicji fosfodiesterazy typu 5 (PDE5). Badania te pokazały, że

5’sulfonamidowe pochodne zawierające grupę hydroksylową lub karboamidową wykazują

lepsze właściwości inhibicji PDE5 w porównaniu z sildenafilem. Wskazuje to, że zarówno

wiązania wodorowe jak też oddziaływania polarne mogą być obecne wewnątrz przestrzeni

enzymu zajmowanej przez fosforan cGMP i są ważne dla zwiększenia siły i selektywności

40

działania. W celu poszukiwania pewnych korelacji w sile i selektywności oddziaływania z

enzymem różnych grup sulfonamidowych oraz zależności trwałości oddziaływania od

różnych parametrów pochodzących od aminy, jak np. wielkość i geometria cząsteczki,

polarność czy lipofilowość, w ramach tej pracy rozszerzyłem syntezę o zastosowanie

chiralnych aminoalkoholi, które pozwalają określić wpływ stereochemii na aktywność

biologiczną otrzymanych sulfonamidów (Schemat 15). Z uwagi na fakt, że sildenafil jest

stosowany nie tylko do leczenia zaburzeń erekcji u mężczyzn, lecz także nadciśnienia

płucnego, celem niniejszej pracy była ocena naczyniorozszerzającego działania aza-

sildenafilu 12p i wybranych sulfonamidów na izolowaną aortę szczura.

N

NN

SCH3

N

NN

SCH3

R

HONN

NN

SCH3

O

R

N

NN

SCH3

NHN

CH3

R

N

NN

SCH3

NN

CH3

RN

NNN

N

CH3

R

O

N

NNN

N

CH3

R

O

S

Cl

OO

N

NNN

N

CH3

R

O

S

R

OO

1 2a : R = CH3

2b : R = C3H7

a b c

d

e fg

3a : R = CH3

3b : R = C3H7

4a : R = CH3

4b : R = C3H7

5a : R = CH3

5b : R = C3H7

10a : R = CH3

10b : R = C3H7

11a : R = CH3

11b : R = C3H7

12a : R = CH3, R1 = 4-metylopiperazin-1-yl

12c : R = CH3, R1 = piperazin-1-yl

12p : R = C3H7, R1 = 4-metylopiperazin-1-yl (azaSildenafi)

12s : R = CH3, R1 = (S)-NHCH(CH3)CH2OH

12t : R = CH3, R1 = (R)-NHCH(CH3)CH2OH

12u : R = CH3, R1 = (S)-NHCH(CH2OH)CH(CH3)CH3

12w : R = CH3, R1 = (R)-NHCH(CH2OH)CH(CH3)CH3

Schemat 15. Synteza analogów sildenafilu. Reagenty i warunki reakcji: (a)

CH3CH2CH2CH2NO2 (R=C3H7) lub CH3CH2NO2 (R=CH3), KOH, DMSO, 2h; (b) Na2S2O4,

H2O/dioksan, 20oC, 12h; (c) CH3NH-NH2, kwas p-toluenosulfonowy, EtOH, 20

oC, 1h; (d)

metoda A: 10% HCl, EtOH, ogrzewanie do wrzenia, 1h; metoda B: kwas p-

toluenosulfonowy, 140oC, 1 min; (e) kwas 2-etoksyfenyloboronowy, Pd(PPh3)4, CuMeSal,

THF, Ar, ogrzewanie do wrzenia, 12h; (f); ClSO3H, od 0oC do 20

oC, 2h; (g) odpowiednia

amina, bezwodny MeCN, rt, 12h.

Opisana w publikacji wieloetapowa synteza chiralnych sulfonamidów (Schemat 15)

oparta jest na procedurach przedstawionych we wcześniejszych pracach, wśród których

najważniejszymi etapami są: reakcje nukleofilowego podstawienia wodoru wykorzystane w

etapie otrzymywania oksymów 2a,b i pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn 5a,b z hydrazonów 4a,b

oraz reakcja Suzuki użyta do wprowadzenia podstawnika etoksyfenylowego w miejsce grupy

metylosulfanylowej w pozycji C5 wspomnianego układu. Proces wprowadzenia grupy

41

chlorosulfonowej do pierścienia fenylowego z podstawnikiem etoksylowym zachodzi

selektywnie w pozycji para względem grupy alkoksylowej. Nastepnie użycie czystych

enancjomerów aminoalkoholi w reakcji z chlorosulfonową pochodną 11a pozwala na syntezę

odpowiednich enancjomerów finalnych sulfonamidów 12s-w.

Otrzymane chiralne sulfonamidy 12s-w oraz opisany wcześniej aza-analog sildenafilu

12p i pochodne 12a i 12c będące strukturalnymi analogami sildenafilu poddano testom

biologicznym, których celem była ocena ich właściwości rozkurczających izolowaną aortę

szczura.

Badania biologiczne wykazały, że rozkurcz aorty wywołany przez związki 12a, 12c,

12p, 12u i 12w zależy od ich stężenia. Inhibitory PDE zwiększają poziom cyklicznych

nukleotydów (cAMP i cGMP) we krwi i powodują rozszerzenie naczyń poprzez aktywację

odpowiednich kinaz białkowych i zmniejszenie wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia.104

Uzyskane wyniki testów biologicznych wykazały, że badane związki oprócz związku 12p są

mniej aktywne niż związki wzorcowe (sildenafil i IBMX). Związek 12p był najbardziej

aktywny (IC50 = 39.7 µM), co może wynikać z jego chemicznej struktury, która jest wysoce

podobna do sildenafilu. Pozostałe związki z różnorodnymi modyfikacjami w obrębie grupy

sulfonamidowej okazały się mniej aktywne.

Do dalszych badań został wybrany jedynie związek 12p, który wykazał najwyższą

aktywność wśród badanych sulfonamidowych pochodnych w teście określającym

właściwości rozkurczające, w których skurcz naczyń był indukowany przez KCl.

W teście z fenylefryną powodującą zwężenie naczyń, wazorelaksacyjne właściwości związku

12p były niezależne od śródbłonka, podobnie do wyników uzyskanych z modelu skurczu

indukowanego przez KCI. Porównanie efektów działania związku 12p w badanych modelach

prowadzi do wniosku, że wartość IC50 w modelu skurczu wywołanym przez fenylefrynę była

niższa niż wartość IC50 w modelu skurczu wywołanym przez KCI. Może to wynikać z faktu,

że wysokie stężenie jonów K+ wywołuje depolaryzację błony komórkowej i napływ jonów

wapnia z zewnątrz. Ponadto wykazano, że łączne podanie związku 12p z IBMX,

nieselektywnym inhibitorem fosfodiesteraz, miało addycyjny wpływ na wazorelaksację co

potwierdza, że naczyniorozszerzający efekt związku 12p zachodzi przez hamowanie

fosfodiesterazy.

Dalsze wyniki badań wskazują, że efekt wazorelaksacji indukowany przez związek

12p nie był hamowany przez L-NAME (ang. L-NG-Nitroarginine Methyl Ester). To

potwierdza obserwowane efekty w badaniach wstępnych i wskazuje, że zależny od

śródbłonka szlak NO-sGC-cGMP nie jest powiązany z właściwościami wazorelaksacyjnymi

42

związku 12p. Natomiast ODQ (ang. 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one; ODQ),

który jest selektywnym inhibitorem rozpuszczalnej cyklazy guanylanowej (sGC) znacznie

zmniejsza działanie naczyniorozszerzające indukowane przez związek 12p. Oznacza to, że

efekt wazodylatacyjny wywołany przez związek 12p zależy przynajmniej częściowo od

układu sGC-cGMP. sGC i cGMP znajdują się nie tylko w śródbłonku naczyń krwionośnych,

ale także w komórkach mięśni gładkich naczyń, podobnie jak izoformy PDE, które są

rozmieszczone zarówno w komórkach śródbłonka jak i komórkach mięśni gładkich naczyń

krwionośnych.105-107

Na podstawie uzyskanych wyników można przyjąć, że związek 12p

może być inhibitorem PDE, a zwłaszcza PDE1 i PDE3.

W następnym doświadczeniu wykazano, że glibenklamid (bloker kanałów KATP)

znacząco znosił rozkurczający efekt działania związku 12p. Nadto należy pamiętać, że

otwarcie kanałów K+ zależnych od ATP powoduje wypływ jonów K

+ z komórek i

hiperpolaryzację, efektem której jest zamknięcie zależnych od napięcia kanałów wapniowych

i zmniejszony napływ jonów wapnia do wnętrza komórki, co przyczynia się do rozszerzenia

naczynia. Te fakty mogą sugerować, że efekt wazorelaksacyjny związku 12p może być

częściowo wynikiem aktywacji kanałów KATP.

P-7 M. Mojzych, M. Ceruso, C. T. Supuran, A. Bielawska, K. Bielawski, E. Fornal;

Pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine sulfonamides as carbonic anhydrase inhibitors with

antitumor activity. Bioorg. Med. Chem., 2015, xx, xxxx. (doi:10.1016/j.bmc.2015.04.011)

Opisane w poprzednich pracach wyniki badań biologicznych dla sulfonamidowych

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny wykazały, że pewne w tej grupie struktury

są silnymi inhibitorami kinaz i wykazują aktywność przeciwbiałaczkową[P-1]

lub są

skutecznymi inhibitorami izoenzymów ludzkiej anhydrazy węglanowej hCA IX i hCA XII

związanych z procesem nowotworowym.[P-2]

Powyższe dane zachęciły mnie do syntezy nowej

serii sulfonamidów (Schemat 16), w której grupę metylową przy atomie azotu N1 w pirazolu

zastąpiłem pierścieniem arylowym. Celem tej pracy było zbadanie, czy zastąpienie grupy

metylowej w pozycji N1 heterocyklicznego układu podstawnikiem arylowym wpłynie na

aktywność przeciwnowotworową oraz inhibicję izoenzymów ludzkiej anhydrazy węglanowej.

http://dx.doi.org/10.1016/j.bmc.2015.04.011

43

N

NN

S

CH3

N

NN

OEt

N

NN

OEt

CH3

HON

N

NN

OEt

CH3

O

N

NNN

N

S

CH3

CH3

N

NNN

N

CH3

OEt

N

NNN

N

CH3

OEt

SO2Cl

RR

N

NNN

N

CH3

OEt

SO2

R

RR

R

R

N

NNNH

N

CH3

OEt

R

1

32a--f

33a-f

35a-e

36a-k

18

19a

20a

34a-f33a: R = H; 33b: R = 4-CH3; 33c : R = 4-OCH3

33d: R = 4-Cl; 33e : R = 3-Cl; 33f : R = 2-Cl

35a: R = H, R1 = 4- SO2Cl

35b: R = 4-CH3, R1 = H

35c: R = 4-OCH3, R1 = 3-SO2Cl

35d: R = 4-Cl, R1 = H

35e: R = 3-Cl, R1 = 4-SO2Cl

1

1

2

36a: R = H, R1 = 4-SO2-4-metylopiperazin-1-yl, R2 = -4-metylopiperazin-1-yl

36b: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = -NH2

36c: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = -4-metylopiperazin-1-yl

36d: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = -NH-CH2CH2-OH

36e: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = (S)-(+)-NH-CH2-CH(OH)-CH3

36f: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = (R)-(-)-NH-CH2-CH(OH)-CH3

36g: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = (S)-(+)-NH-CH(CH3)-CH2-OH

36h: R = 4-CH3, R1 = H, R2 = (R)-(-) -NH-CH(CH3)-CH2-OH

36i: R = 3-Cl, R1 = 4-SO2-4-metylopiperazin-1-yl, R2 = -4-metylopiperazin-1-yl

36j: R = 4-Cl, R1 = H, R2 = -4-metylpiperazin-1-yl

36k: R = 4-Cl, R1 = H, R2 = piperazin-1-yl

a

c

d

e

f

g

b

a

droga A

droga B

Schemat 16. Synteza sulfonamidów 36a-k. Reagenty i warunki reakcji: (a) kwas 2-

etoksyfenyloboronowy, Pd(PPh3)4, CuMeSal, THF, Ar, ogrzewanie do wrzenia, 12h; (b)

CH3CH2NO2, KOH, DMSO, 2h; (c) Na2S2O4, H2O/dioksan, 20oC, 12h; (d) Ar-NH-NH2, 10%

HCl, EtOH; (e) 10% HCl, EtOH, ogrzewanie do wrzenia; (f); ClSO3H, od 0oC do 20

oC, 2h;

(g) 20% wodny roztwór amoniaku lub odpowiednia amina, bezwodny MeCN, 20oC, 12h.

44

W pierwszym etapie syntezy nowej serii sulfonamidów otrzymałem znane 5-

metylosulfanylowe pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 32a-f z grupą arylową w

pozycji N1, które poddałem reakcji Suzuki stosując warunki przemiany opisane w pracach

dotychczas przedstawionych [P-2,P-4]. Eksperymenty te wykazały istotny wpływ grupy

arylowej w pozycji N1 na przebieg reakcji Suzuki. Pirazolotriazyny z grupą arylową

zawierającą podstawniki elektronodonorowe (32b : R = CH3, 32c : R = OCH3) w pozycji para

sprzyjały reakcji Suzuki z kwasem 2-etoksyfenyloboronowym. Grupa chlorofenylowa w

pozycji N1 powodowała znaczący spadek wydajności reakcji Suzuki. Ponadto wydajność i

przebieg reakcji Suzuki ściśle zależą od położenia atomu chloru w pierścieniu fenylowym.

Najniższą 5% wydajność uzyskałem dla pochodnej 32f z grupą 2-chlorofenylową. Dlatego też

w celu pozyskania kluczowych pochodnych 33a-f z wyższą wydajnością opracowałem nową

drogę ich syntezy. W pierwszym etapie metoda ta obejmuje reakcję triazyny 1 z kwasem 2-

etoksyfenyloboronowym, a następnie syntezę odpowiedniego oksymu 19a i ketonu 20a z

grupą etoksyfenylową w pozycji C3 1,2,4-triazyny, który wykorzystałem do syntezy

odpowiednich arylohydrazonów 34a-f jako prekursorów pochodnych 35a-f. Proces cyklizacji

hydrazonu 34f do pirazolotriazyny 33f zachodził z bardzo niską wydajnością, co

uniemożliwiło wykorzystanie tej pochodnej do dalszych badań. Wspomieć należy, iż proces

cyklizacji hydrazonów do odpowiednich pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn zależy także od rodzaju

podstawnika w grupie arylowej związanej z hydrazynowym atomem azotu łączącym się w

czasie cyklizacji z triazynowym atomem węgla C6.33,34

Pochodne 33a-e łatwo ulegały reakcji

z kwasem chlorosulfonowym dając odpowiednie monochlorosulfonowe pochodne 35b i 35d

oraz dichlorosulfonowe pochodne 35a, 35c i 35e. Pochodna 35c okazała się nietrwała i

ulegała bardzo szybko rozkładowi, co uniemożliwiło jej wykorzystanie w dalszym etapie

syntezy. Pozostałe chlorosulfonowe pochodne przekształciłem w serię finalnych produktów

36a-k.

Otrzymane sulfonamidy poddano testom biologicznym wobec komórek

nowotworowych raka piersi MCF-7 i MDA-MB-231. Najbardziej aktywnymi pochodnymi

okazały się związki 36b, 36d i 36i, które wykazywały umiarkowaną aktywność cytostatyczną

wzgledem komórek MCF-7 i MDA-MB-231 dla których wartość IC50 była w zakresie od

126µM do 185µM. Pozostałe pochodne były nieaktywne. W celu sprawdzenia mechanizmu

odpowiedzialnego za efekt hamujący wzrost komórek nowotworowych, zbadano biosyntezę

DNA w obecności sulfonamidów 36a-k i chlorambucylu jako wzorca. Stężenie 36b, 36d i 36i

niezbędne do hamowania biosyntezy DNA w komórkach ludzkiego raka piersi MCF-7 i

45

MDA-231 o 50% (IC50) było w zakresie od 132µM do 173µM. Dla pozostałych związków

niezbędne stężenie do hamowania wiązania [3H]tymidyny do DNA komórek MDA-MB-231 i

MCF-7 o 50% wynosi powyżej 200 µM.

Mimo umiarkowanej aktywności cytostatycznej otrzymane sulfonamidy wykazały

zdecydowanie lepszą zdolność hamowania izoenzymów ludzkiej anhydrazy węglanowej.

Badania te pokazały, że cytozolowa izoforma hCA I była hamowana jedynie w stopniu

umiarkowanym przez sulfonamidy 36c (KI = 330 nM) i 36a (KI = 467 nM). Izoforma hCA II

była odporna na działanie badanych związków. Prawdopodobnie szkielet o dużych

rozmiarach jest odpowiedzialny za brak aktywności badanych struktur względem

cytozolowych izoenzymów hCA I i II. Izoforma hCA IX była skutecznie hamowana przez

większość otrzymanych sulfonamidów o stałej inhibicji w zakresie od 13,8 do 417 nM.

Najmniejszą aktywność w tym teście wykazały pochodne 8i i 8j, których wartość KI

względem hCA IX wynosiła odpowiednio 417 nM i 403 nM. Ponadto, badania te wykazały,

iż zarówno pierwszorzędowe sulfonamidy jak też trzeciorzędowe sulfonamidy wykazują

porównywalną siłę hamowania izoformy hCA IX pomimo różnych mechanizmów działania.

Pierwszorzędowe wiążą się z jonem metalu podczas gdy trzeciorzędowe z miejscem

aktywnym kumaryny. Wartość KI porównywalną z wzorcem (acetazolamid: KI = 25 nM) lub

niższą uzyskano dla pochodnych 36e (KI = 13.8 nM), 36d (KI = 24.5 nM), 36c (KI = 25.4

nM), 36h (KI = 26.6 nM) i 36g (KI = 27.7 nM). Słabszą inhibicję wykazały badane związki

względem izoformy hCA XII. Była ona hamowana przez otrzymane sulfonamidy w zakresie

wartości stałej inhibicji KI od 70,3 do 536 nM. Najwyższą wartość KI = 536 nM zmierzono

dla związku 36a podczas gdy dla pozostałych pochodnych wartość KI była w zakresie 70,3 -

93,1 nM.

P-8 Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Rykowski; Synthesis and structure of a novel

mesomeric betaine 6,7-dimethyl-2H-pyrazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazine.

J. Mol. Struct., 2007, 829, 22-28.

Szereg trójcyklicznych pochodnych 1,2,4-triazyny skondensowanych z pierścieniem

pirazolu i tetrazolu wykazuje interesujące właściwości biologiczne. Zainteresowanie syntezą

nowych pochodnych układu pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyny wynika z faktu, iż

tego typu połączenia mogą wykazywać aktywność przeciwnowotworową i być syntetyzowane

z łatwo dostępnych odpowiednich 5-hydrazynowych pochodnych układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny.68

Pochodne te w reakcji z kwasem azotowym (III) prowadzą do 5-azydo-

46

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn, które mogą cyklizować tworząc teoretycznie dwie formy, formę

liniową A lub angularną B (Schemat 17).

N

NNN

N

R

R

N3

N

NN

NN

N

N

N

R

R

NNN

N

N

N N

N

R

R

A B

12

3 4 5

6

Schemat 17. Teoretycznie możliwe struktury trójcyklicznych tetrazolowych pochodnych.

Wcześniejsze badania40

dowiodły, że cyklizacja grupy -N3 w N1-podstawionej 1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazynie zachodzi w kierunku atomu azotu N6, a nie N4. Ten wynik

stanowił zachętę do syntezy i zbadania kierunku cyklizacji N2-podstawionej pochodnej 5-

azydo-2H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 39. Cyklizacja związku 39 do atomu azotu N6

(Schemat 18, struktura 39A) powoduje, że sekstet aromatyczny π-elektronów w pierścieniu

1,2,4-triazyny nie jest zachowany. To sprawia, że atom azotu N4 jest najbardziej

prawdopodobnym kierunkiem wewnątrzcząsteczkowej cyklizacji grupy azydkowej. W celu

sprawdzenia tej hipotezy 2,3-dimetylo-5-metylosulfanylo-2H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazynę

(14) utleniłem w warunkach katalizy dwufazowej w układzie

KMnO4/Bu4NBr/CH3COOH/benzen-H2O, a następnie przeksztaciłem na drodze reakcji

aromtycznej substytucji nukleofilowej z hydrazyną w odpowiednią hydrazynową pochodną

38 (Schemat 18).

N

NNN

N

CH3

N3

CH3

N

NN

NN

N

N

N

CH3

CH3

NNN

N

N

N N

N

CH3

CH3

N

NNN

N

CH3

NH-NH2

CH3

N

NNN

N

CH3

SO2CH

3

CH3

N

NNN

N

CH3

SCH3

CH3

12

3 4 5

6

ba

c

37 38

39

14

39A 39B

Schemat 18. Synteza pirazolotetrazolotriazyny. Reagenty i warunki reakcji: (a) KMnO4,

Bu4NBr, CH3COOH, benzen-H2O, 20oC, 2h; (b) H2N-NH2, THF, 20

oC, 12h; (c) NaNO2,

CH3COOH, 0-5oC.

47

Związek 38 poddałem następnie reakcji diazowania w układzie CH3COOH/NaNO2/0-5oC

otrzymując krystaliczną pochodną 39, którą rozpuściłem w etanolu i poddałem powolnej

krystalizacji. Badania krystalograficzne wykonane dla uzyskanego monokryształu wykazały,

że cyklizacja 5-azydo-2,3-dimetylo-2H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny (39) nie zachodzi w

kierunku atomu azotu N4 (Schemat 18, struktura 39B), ale prowadzi do utworzenia liniowej

formy 39A (Schemat 18, Rys. 15).

Rysunek 15. Cząsteczka związku 39A z elipsoidami drgań termicznych i numeracją atomów

niewodorowych.

Otrzymana i zbadana krystalograficznie pochodna 39A jest przykładem

mezomerycznej betainy tj. dipolarnej struktury, w której ładunki dodatnie i ujemne są

zdelokalizowane wewnątrz wspólnego π-elektronowego układu. Zgodnie z definicjąl08

mezomeryczne betainy posiadają parzystą liczbę dodatnich i ujemnych ładunków, które sa

rozdzielone i nie jest możliwe narysowanie ich nie naładowanych, elektrycznie obojętnych

kowalencyjnych struktur. Małe zróżnicowanie długości wiązań w układzie sprawia, że

niemożliwe jest precyzyjne określenie lokalizacji ładunku dodatniego i ujemnego na atomach

i wskazuje na delokalizację ładunku w układzie elektronów π. Rozmieszczenie gęstości

ładunku na atomach oraz cząsteczkowego potencjału elektrostatycznego w płaszczyźnie

cząsteczki i położenie wektora momentu dipolowego obliczono metodą półempiryczną AM1,

która pokazuje że ładunek ujemny jest głównie zlokalizowany na atomach azotu triazyny i

tetrazolu, podczas gdy ładunek dodatni jest rozmieszczony w obszarze pierścienia pirazolu

(Rys. 16).

48

Rysunek 16. Rozkład gęstości ładunku na atomach i rozmieszczenie cząsteczkowego

elektrostatycznego potencjału w płaszczyźnie cząsteczki oraz położenie wektora momentu

dipolowego.

N

NN

N+ N

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

N+ N

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

N+ N

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

N+ N

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

NN

+

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

NN

+

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

N

C

N+

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

N+ N

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

N+

C

N

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

NN

+

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

NN

+

N

N

N

CH3

CH3

N

NN

NN

+

N

N

N

CH3

CH3

8_7 8_1 8_12

8_10 8_4 8_9

2_12 2_10 2_4

2_9 2_7 2_1

Rysunek 17. Struktury kanoniczne mezomerycznej betainy. Numery pod strukturami

wskazują na położenie ładunku dodatniego i ujemnego. Numeracja atomów zgodna z

numeracją na Rysunku 15.

Dla analizowanej struktury krystalograficznej możliwe jest narysowanie 12 dipolarnych

struktur kanonicznych przedstawionych na Rysunku 17. Struktury pokazują, iż ładunek

49

dodatni występuje na atomach azotu oznaczonych numerem N2 i N8, zaś ładunek ujemny

może być zlokalizowany na atomach N1, N4, N7, C9, N10 i N12. Brak jest zatem struktury

kanonicznej z atomem na którym występowałby ładunek ujemny i ładunek dodatni. Dlatego

też, badaną pochodną można w pełni uznać za krzyżowo sprzężoną mezomeryczną betainę

(ang. cross-conjugated mesomeric betaine).l08

Z minimalizacji energii i optymalizacji geometrii struktur kanonicznych,

przeprowadzonych metodę mechaniki molekularnej, wynika że stosunek udziałów form

kanonicznych z ładunkiem dodatnim na atomach N2 i N8 wynosi ok. 9:1, z jednoznaczną

przewagą dwóch form kanonicznych 2_1 i 2_4 wynoszącą ok. 70%. Ten wynik można uznać

za zgodny z oczekiwanym, gdyż wewnątrzcząsteczkowa cyklizacja grupy azydkowej

zachodzi do atomu azotu N2 i tworzy pochodną 6,7-dimetylo-2H-pirazolo[4,3-

e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazynę powodując migrację ładunku głównie w obrębie pierścienia

triazyny i tetrazolu zachowując sekstet elektronów π w pierścieniu pirazolu.

P-9 M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, W. Wysocki, Z. Urbańczyk-Lipkowska, N. Żaczek;

Valence tautomerism of new pyrazolo[4,3-e]tetrazole[4,5-b][1,2,4]triazines.

J. Mol. Struct., 2014, 1067, 147-153.

Wyniki badań opisane w poprzedniej publikacji[P-8]

oraz fakt potencjalnej aktywności

przeciwnowotworowej trójcyklicznych tetrazolowych pochodnych68

, były zachętą do podjęcia

dalszych badań nad syntezą pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny z terminalnym

pierścieniem tetrazolu i różniących się podstawnikiem w pozycji N1 pirazolu. Do syntezy

wykorzystałem odpowiednie 5-hydrazynowe N1-podstawione pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

40a,b, które poddałem reakcji diazowania w układzie NaNO2/CH3COOH i otrzymałem

struktury z grupą azydkową 41a,b, które po rozpuszczeniu w etanolu i powolnej krystalizacji

ulegały przemianie w finalne tetrazolowe pochodne 42-43 (Schemat 19).

N

NNN

N

CH3

R

N3

N

NN

NN

N

N

N

CH3

R

N

NNN

N

CH3

R

NH-NH2

41a : R = CH3

41b : R = CH2-Ph

NaNO2/CH3COOH

40a : R = CH3

40b : R = CH2-Ph42 : R = CH3

43 : R = CH2-Ph

0-5oC

Schemat 19. Synteza nowych trójcyklicznych pochodnych. Równowaga tautomeryczna

pomiędzy pochodną azydkową i formą tetrazolową.

50

W pracy przedstawiłem także wyniki badań nad tworzeniem się równowagi

tautomerycznej pomiędzy formą azydkową 41, a pochodną tetrazolową 42 (Schemat 19).

Badania te prowadziłem techniką 1H-NMR w deuterowanym chloroformie wykonując

rejestrację widm w odstępach 24 godzin dla obydwu badanych form tautomerycznych.

Widmo 1HNMR zarejestrowane dla azydopochodnej 41a bezpośrednio po rozpuszczeniu w

CDCl3 pokazało obecność dwóch głównych singletów przy δ = 2.63 ppm i δ = 4.27 ppm

odpowiadających grupom metylowym w pierścieniu pirazolu formy azydkowej 41a oraz

dwóch bardzo małych pojedynczych sygnałów przy δ = 2.79 ppm i δ = 4.18 ppm

pochodzących od grup metylowych w formie tetrazolowej 42, których intensywność

wzrastała w czasie. Ten fakt obrazuje zmianę stężenia form tautomerycznych w badanej

próbce na skutek procesu ustalania się stanu równowagi tautomerycznej pomiędzy badanymi

formami. Ustalenie stanu równowagi tautomerycznej nastąpiło po 48 godzinach, gdy w

badanej próbce stężenie formy tetrazolowej 42 było dwukrotnie większe od stężenia formy

azydkowej 41a (stosunek integracji sygnałów 2:1). Oprócz pomiaru równowagi

tautomerycznej w chloroformie (rozpuszczalniku apolarnym) zbadałem także stan równowagi

tautomerycznej w deuterowanym metanolu (rozpuszczalniku polarnym protonowym) i

acetonie (rozpuszczalniku polarnym aprotonowym). We wszystkich badanych

rozpuszczalnikach obserwowałem przesunięcie stanu równowagi tautomerycznej w kierunku

formy tetrazolowej. Największy efekt przesunięcia równowagi tautomerycznej stwierdziłem

dla pomiarów 1HNMR wykonanych w acetonie, ponieważ po 48 godzinach w badanej próbce

stężenie formy azydkowej było prawie równe zero. Identyczny wynik badań stanu równowagi

tautomeryznej zaobserwowałem dla pochodnej z grupą benzylową 43. Z uwagi na fakt, iż

badania NMR nie dały jednoznacznej odpowiedzi odnośnie kierunku cyklizacji grupy

azydkowej, wykonano badania krystalograficzne dla otrzymanych dwóch nowych

pochodnych tetrazolu.

Badania rentgenowskie pokazały, że rozwiązanie struktury kryształu związku 42 w

grupie przestrzennej Pbnm (=Pnma) ujawniło szczególne położenie cząsteczki względem

krystalograficznej płaszczyzny symetrii m. Płaszczyzna ta prostopadła do płaszczyzny

cząsteczki dzieli ją na dwie identyczne części generując pseudosymetrię niezgodną z

postulowaną i oczekiwaną strukturą molekularną, co pokazuje Rysunek 18.

51

N

NN

NN

N

N

N

N

NN

NN

N

N

N

N

NN

NN

N

N

N

42

42-2 42-1

m

Rysunek 18. Pseudosymetria w krysztale cząsteczki związku 42.

Ta pseudosymetria prowadzi do dwóch niezależnych rozwiązań struktury oznaczonych jako

42-1 i 42-2. Pierwsze rozwiązanie, 42-1, daje fragment cząsteczki znajdujący się nad

płaszczyzną symetrii, drugie rozwiązanie, 42-2, daje fragment cząsteczki znajdujący się pod

tą płaszczyzną. Struktura związku 42 może być rozwiązana także w niecentrosymetrycznej

grupie przestrzennej Pbn21, nie zawierającej płaszczyzny symetrii m. W grupie tej możliwe są

dwa dalsze rozwiązania struktury kryształu 42 wynikające z możliwości wzajemnej zamiany

pozycji niesymetrycznie położonych względem siebie atomów C i N w cząsteczce.

Udokładnienie modeli 42-1 i 42-2 dało czynnik rozbieżności R wynoszący 0.0621 dla (42-1) i

0.0776 dla (42-2). Dwa dalsze rozwiązania w grupie niecentrosymetrycznej udokładniły się

do czynników R o wartościach odpowiednio 0.0498 i 0.0527. Jednak rozwiązania w grupie

niecentrosymetrycznej powodują, że współrzędne odpowiednich atomów z „górnej’ (x1, y1,

z1) i „dolnej” (x2, y2, z2) części cząsteczki związane są zależnością x2 = x1 +q1, y2 = y1 +q2, z2

= ½-z1 +q3. To wskazuje jednoznacznie na występowanie płaszczyzny symetrii m w krysztale

o wskaźnikach Millera (001), która przecina oś krystalograficzną Z w punkcie 0,0,1/4 i dzieli

cząsteczkę tak, jak pokazano na Rysunku 18. Jednakże elementy macierzy korelacji

odpowiadające współrzędnym x1, y1, z1 i x2, y2, z2 w obu rozwiązaniach w grupie

centrosymetrycznej Pbnm przyjmują wartość około 0.9, co potwierdza skorelowanie

odpowiednich par współrzędnych atomów. Z tych powodów za prawidłowe rozwiązanie

struktury kryształu związku 42 zostało przyjęte rozwiązanie 42-1 dające strukturę

molekularną „górnej” części cząsteczki oraz rozwiązanie 42-2 dające strukturę „dolnej”

części cząsteczki (Rys. 19).

52

Rysunek 19. Cząsteczka związku 42 z numeracją i elipsoidami drgań termicznych atomów

niewodorowych.

Przeprowadzone badania krystalograficzne jednoznacznie potwierdziły tworzenie się

liniowych trójcyklicznych pochodnych, których geometria jest bardzo podobna do wcześniej

badanych i opisanych struktur.40,P-8

Rozwiązanie struktury krystalograficznej pochodnej 43

ujawniło, że w asymetrycznej części komórki elementarnej kryształu tego związku występują

dwie niezależne krystalograficznie cząsteczki 43A i 43B (Rys. 20) różniące się miarą kątów

torsyjnych φ1 = N8-N7-C71-C21 i φ2 = N7-C71-C21-C22 [43A: φ1 = 97.0(2)o, φ2 = -98.0(2)

o;

43B: φ1 = 89.2(2)o, φ2 = -14.4(3)

o]. Ten wynik wskazuje, że te dwie molekuły 43A i 43B

różnią się konformacją grupy benzylowej względem skondensowanego ukłądu

trójcyklicznego. Ponadto obliczenia energii (single point energy) wykonane metodą

funkcjonału gęstości DFT/B3LYP z zastosowaniem zestawu funkcji bazowych 6-

311++G(d,p) pokazały, iż energia w krysztale cząsteczki 43A jest niższa o ΔE = 1.874

kcal/mol od energii cząsteczki 43B.

Rysunek 20. Cząsteczka związku 43 z numeracją i elipsoidami drgań termicznych atomów

niewodorowych.

53

Ułożenie cząsteczek w komórkach elementarnych kryształów związków 42 i 43 nie jest

stabilizowane obecnością typowych wiązań wodorowych z powodu braku klasycznych grup

wodorodonorowych jak OH i NH. Analiza wewnątrzcząsteczkowych i między-

cząsteczkowych oddziaływań wskazuje, że słabe oddziaływania o charakterze

międzycząsteczkowych wiązań wodorowych typu C-H···N i oddziaływania π···π w krysztale

pochodnej 43 oraz siły van der Waalsa w krysztale struktury 42 jako oddziaływania nie

kowalencyjne wpływają na upakowanie cząsteczek w komórce elementarnej.

P-10 M. Mojzych; Nowe 5-arylo-7-metylo-5H-pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]-

triazyny. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408801 (2014).

W kolejnym etapie badań wykorzystałem N1-arylopodstawione pochodne układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny do syntezy szeregu nowych 5-arylo-7-metylo-5H-pirazolo[4,3-

e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyn różniących się grupą arylową w pozycji N5, a dokładniej

rodzajem i położeniem podstawnika R (R = para-CH3, para-OCH3, para-Cl, meta-Cl, orto-

Cl) w pierścieniu fenylowym połączonym z pierścieniem pirazolu (Schemat 20).

Obecność różnych grup arylowych połączonych z pierścieniem pirazolu pozwala na

zbadanie wpływu rodzaju i położenia podstawnika R na przebieg syntezy skondensowanych

pochodnych tetrazolu jak też tworzenie się równowagi tautomerycznej pomiędzy formą

azydkową 46, a pochodną tetrazolową 47 (Schemat 20).

N

NNN

N

CH3

N3

N

NN

NN

N

N

N

CH3

N

NNN

N

CH3

NH-NH2

N

NNN

N

CH3

SO2CH

3N

NNN

N

CH3

SCH3

R R R

R R

46b,c

45b-e

47b-e

44b-e32b : R = 4-CH3

32c : R = 4-OCH3

32d : R = 4-Cl32e : R = 3-Cl

roz. organiczny

a

d c

b

Schemat 20. Synteza nowych pochodnych tetrazolu skondensowanego z układem 1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Reagenty i warunki reakcji: (a) KMnO4, Bu4NBr, CH3COOH,

benzen-H2O, 20oC, 2h; (b) H2N-NH2, THF, 20

oC, 12h; (c) NaNO2, CH3COOH, 0-5

oC; (d)

NaN3, EtOH, temperatura wrzenia, 12-24h.

54

Związkami wyjściowymi do syntezy były odpowiednie 1-arylo-3-metylo-5-metylosulfanylo-

1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 32b-e, otrzymane na drodze wieloetapowej syntezy z 3-

metylosulfanylo-1,2,4-triazyny.33,34

Tak otrzymane pirazolotriazyny poddałem utlenianiu w

warunkach katalizy dwufazowej otrzymując odpowiednie sulfony 44b-e, które następnie na

drodze aromatycznej substytucji nukleofilowej SNAr przekształciłem w 5-hydrazynowe

pochodne 45b-e stanowiące substraty do syntezy finalnych tetrazolowych pochodnych.

Otrzymane w wyniku aromatycznej substytucji nukleofilowej 5-hydrazynowe pochodne

układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 45b-e poddałem w kolejnym etapie reakcji diazowania

w kwasie octowym w obecności NaNO2. Pozytywny wynik tej reakcji dały tylko dwie

hydrazynowe pochodne 45b,c, które w pierwszym etapie tego procesu uległy przemianie w

odpowiednie 5-azydo podstawione pirazolotriazyny 46b,c. Związki te były żółtymi i trwałymi

w temperaturze pokojowej osadami, które nie ulegały samorzutnej dalszej przemianie do

tetrazolowych pochodnych.

Jak wynika z wcześniejszych badań, azydopochodne w rozpuszczalnikach organicznych

tworzą równowagę tautomeryczną z odpowiednią pochodną tetrazolu lub też w zależności od

charakteru rozpuszczalnika mogą ulegać po rozpuszczeniu całkowitej przemianie w

trójcykliczną formę liniową. W tym celu związki 46b,c rozpuściłem w etanolu i poddałem

powolnej krystalizacji otrzymując trójcykliczne pochodne 47b,c zawierające terminalny

pierścień tetrazolu. Pochodne 45d,e nie ulegały reakcji diazowania i z mieszaniny

poreakcyjnej izolowałem w niezmienionej formie. Jedną z przyczyn takiego zachowania się

tych związków jest dezaktywujący charakter atomów chloru w pierścieniu fenylowym.

Strukturę związków 46b,c z grupą azydkową -N3 w pierwszej kolejności potwierdziłem

za pomocą widm IR dających charakterystyczne sygnały rozciągające dla grupy -N3 przy

2152 cm-1

dla 46b i 2140 cm-1

dla 46c. Sygnały te nie były obserwowane dla związków

otrzymanych po procesie powolnej krystalizacji, których widmach IR zawierały

charakterystyczne sygnały dla pierścienia tetrazolowego przy 1215 cm-1

i 1097 cm-1

dla 47b

oraz 1247 cm-1

i 1097 cm-1

dla 47c.

Wykonałem następnie badania spektroskopowe 1HNMR, które potwierdziły zarówno

strukturę otrzymanych pochodnych 46b,c i 47b,c, jak też występowanie zjawiska równowagi

tautomerycznej między formą azydkową, a formą tetrazolową. Na podstawie widm 1HNMR

zarejestrowanych w określonych odstępach czasu zaobserwowałem wpływ polarności

rozpuszczalnika na równowagę tautomeryczną badanych związków. Wpływ rodzaju

55

rozpuszczalnika na stałą równowagi tautomerycznej był identyczny z wynikiem opisanym we

wcześniejszej pracy [P-9].

W dalszym etapie badań podjęłem próbę syntezy pochodnych układu 5H-pirazolo[4,3-

e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyny z grupą chlorofenylową w pozycji N1 na innej drodze

(Schemat 20) wykorzystując reakcję substytucji nukleofilowej grupy metylosulfonowej

azydkiem sodu. W pierwszej kolejności w celu sprawdzenia tej metody wykonałem syntezę

opisanych i scharakteryzowanych powyżej tetrazolowych pochodnych 47b,c. W procesie tym

nie wyodrębniłem odpowiednich przejściowych struktur 46b i 46c. Obecność podstawnika R

(R = -CH3, -OCH3) o charakterze elektronodonorowym w pierścieniu fenylowym, jak i

zastosowanie dobrego nukleofila w postaci azydku sodu przyczyniło się do pozytywnego

przebiegu reakcji. Pozytywny wynik tych przemian zachęcił do podjęcia syntezy pochodnych

47d,e z grupą chlorofenylową z odpowiednich sulfonów 44d,e. W wyniku tych przemian

otrzymałem dwie nowe pochodnie 47d i 47e.

P-11 M. Mojzych; Nowe 5-arylowe i 5-metylowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-



Przedstawione w formie zgłoszenia patentowego badania stanowią rozszerzenie

tematyki eksperymentalnej związanej z trójcyklicznymi układami heterocyklicznymi.

Nawiązują one do prowadzonych wcześniej prac nad syntezą pochodnych układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny skondensowanych z pierścieniem triazolu (Schemat 21).68

N

NNN

N

CH3

NH-NH2

R

N

NNN

N

CH3

SO2CH

3

R

N

NNN

N

CH3

SCH3

R

N

NN

NN

N

N

CH3

R R

45b-e44b-f32b : R = 4-CH3Ph

32c : R = 4-OCH3Ph

32d : R = 4-Cl-Ph

32e : R = 3-Cl-Ph

32f : R = 2-Cl-Ph

a b c

1

48a : R = 4-CH3-Ph; R1 = H

48b : R = 4-CH3O-Ph; R1 = H

48c : R = 4-Cl-Ph; R1 = H

48d : R = 3-Cl-Ph; R1 = H

48e : R = 4-CH3-Ph, R1 = CH3

48f : R = 4-CH3O-Ph; R1 = CH3

48g : R = 4-Cl-Ph; R1 = CH3

48h : R = CH3; R1 = H

48i : R = CH3; R1 = CH3

48j : R = CH3, R1 = CH2Cl

Schemat 21. Synteza nowych triazolowych pochodnych skondensowanych z układem 1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Reagenty i warunki reakcji: (a) KMnO4, Bu4NBr, CH3COOH,

benzen-H2O, 20oC, 2h; (b) H2N-NH2, THF, 20

oC, 12h; (c) R

1-COOH, 100

oC.

56

Jedna z najbardziej znanych metod syntezy skondensowanych pochodnych 1,2,4-

triazolu z układami azaheterocyklicznymi polega na reakcji kwasu organicznego z

podstawnikiem hydrazynowym położonym w pozycji α względem pierścieniowego atomu

azotu. W pierwszam etapie tej przemiany powstaje odpowiedni hydrazyd kwasu

organicznego, który następnie cyklizuje w kierunku pierścieniowego atomu azotu tworząc

pierścień triazolu. W omawianym zgłoszeniu patentowym wykorzystałem opisane wcześniej

5-hydrazynowe pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 40a i 45b-e, które poddałem

reakcji z różnymi kwasami organicznymi jak: kwas mrówkowy, kwas octowy i kwas

chlorooctowy (Schemat 21). Budowę nowych trójcyklicznych pochodnych 48a-j

potwierdziłem wynikami analizy elementarnej, metodami spektroskopowymi NMR, a także

za pomocą analizy rentgenograficznej wykonanej dla monokryształu pochodnej 48j.109

Otrzymane pochodne zostały przekazane do badań biologicznych.

1.6. Podsumowanie i wnioski

1. W toku przeprowadzonych badań otrzymałem cztery grupy nowych sulfonamidowych

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny oraz trzy typy pochodnych trójcyklicznych

układów. Pierwszą otrzymaną grupę sulfonamidowych pochodnych układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny stanowiły sulfonamidy typu Ia (9a-l), które otrzymałem z 3-

metylosulfanylo-1,2,4-triazyny wykorzystując głównie reakcję substytucji nukleofilowej

zarówno wodoru jak też grupy nukleofugowej. Otrzymane sulfonamidy poddano testom

biologicznym w celu sprawdzenia ich aktywności przeciwnowotworowej na liniach

komórkowych MCF-7, MDA-MB-231, BV173, HL60, CCRF-CEM, oraz zdolność

hamowania kinaz białkowych Bcr-Abl i CDK, a także czterech izoenzymów anhydrazy

węglanowej. Najaktywniejszymi w grupie badanych związków były pochodne 9e i 9c, które

były 5-7 krotnie bardziej aktywne względem komórek białaczkowych niż komórek

nowotworowych piersi. Wspomniane pochodne 9c i 9e były również najaktywniejsze w

testach na zdolność hamowania kinazy białkowej Abl dla których wartość IC50 wyrażona jest

w mikromolowym zakresie stężeń od 5.8-5.9. Modelowanie molekularne wykazało, że te

pochodne mogą wiązać się z Abl w podobny sposób jak PD180970 tj. poprzez niepolarne

oddziaływania i wiązania wodorowe z grupą NH aminokwasu M318. Dalsze badania

biologiczne dowiodły, że ta grupa sulfonamidów jest prawie nieaktywna względem hCA I i

hCA II. Wyjątek stanowią jedynie pochodne 9f i 9i hamujące hCA II w zakresie wartości KI

57

6.3-8.0 nM tj. poniżej wartości KI = 12 nM dla acetazolamidu jako wzorca. Znacznie lepsze

wyniki otrzymano dla hamowania izoform związanych z procesem nowotworowym tj. hCA

IX i hCA XII. Najaktywniejszymi względem hCA IX były pochodne 9d i 9h, zaś względem

hCA XII najwyższą aktywność zaobserwowano dla związków 9a, 9c i 9e, które są także

najlepszymi cytostatykami wśród wszystkich badanych sulfonamidów w tej grupie.

2. Drugą grupę otrzymanych i badanych biologicznie pochodnych stanowią analogi

sildenafilu (12a-w), w których układ pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny zastępuje rdzeń

heterocykliczny sildenafilu. Ważnym etapem w zaplanowanej syntezie sulfonamidów typu Ib

była reakcja Suzuki, którą wykorzystałem do wprowadzenia podstawnika 2-

etoksyfenylowego w miejsce grupy metylosulfanylowej. Pomyślny wynik tej reakcji

obserwowałem gdy grupa metylosulfanylowa obecna była w pierścieniu 1,2,4-triazyny jak też

w układzie 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Te wyniki dały podstwę do opracowania i

porównania dwóch dróg syntezy kluczowych pochodnych wspomnianego układu 10a,b z

podstawnikiem 2-etoksyfenylowym w pozycji C5. Pochodne te ulegały selektywnej reakcji z

kwasem chlorosulfonowym dając C5’ podstawione chlorosulfonowe pochodne 11a,b, które

łatwo reagowały z aminami tworząc finalne sulfonamidy 12a-w. Otrzymane sulfonamidy

poddano badaniom biologicznym. Z uwagi na ich podobieństwo do struktury sildenafilu, dla

wybranej grupy pochodnych określono zdolność hamowania fosfodiesterazy typu 5 (PDE5).

Najbardziej aktywnymi analogami w grupie badanych pochodnych były związki 12g, 12c i

12f, które wykazały inhibicję PDE5 w granicach 24.1-29.5%. Najaktywniejszym inhibitorem

tyrozynazy w badanej grupie sulfonamidów był związek 12h, który hamował enzym w

96.7%. Niektóre sulfonamidowe pochodne typu Ib były aktywne wobec izoform anhydrazy

węglanowej związanych z procesem nowotworowym. Najwyższą aktywność odnotowano dla

związków 12p (KI = 12.4 nM) i 12b (KI = 24.4 nM) względem hCA IX, zaś wobec hCA XII

najaktywniejszymi były struktury 12r (KI = 3.8 nM) oraz 12i (KI = 5.5 nM). Struktura

nowych analogów sildenafilu typu Ib została okreslona na podstawie nie tylko metod

spektroskopowych, ale również za pomocą badań rentgenostrukturalnych wykonanych dla

monokryształu pochodnej 12i.

3. Do grupy sulfonamidów typu Ib można także zaliczyć pochodne 36a-k z grupą arylową w

pozycji N1, do syntezy których wykorzystałem odpowiednie N1-arylowe pochodne układu 5-

metylosulfanylo-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Badania te pokazały, iż rodzaj i położenie

podstawnika w grupie arylowej wpływa na przebieg reakcji Suzuki z kwasem 2-

etoksyfenyloboronowym. Obecność podstawników elektronodonorowych w pozycji para

58

pierścienia fenylowego sprzyjała reakcji Suzuki, zaś grupa chlorofenylowa w pozycji N1

powodowała znaczny spadek wydajności przemiany. Najmniejszą wydajność odnotowałem

dla struktury z podstawnikiem 2-chlorofenylowym. Podobny efekt wpływu podstawników

grupy arylowej obserwowałem w czasie cyklizacji przejściowych hydrazonów 34a-f do

odpowiednich pirazolotriazyn 33a-f. Podobnie jak analogi sildenafilu 12a-w sulfonamidy

36a-k nie hamowały cytozolowych form hCA I i hCA II, natomiast skutecznie i selektywnie

hamowały izoenzym hCA IX związany z procesem nowotworowym. Najaktywniejszymi

pochodnymi były sulfonamidy 36e (KI = 13.8 nM), 36d (KI = 24.5 nM) oraz 36c (KI = 25.4

nM), które okazały się być aktywniejsze od wzorca (acetazolamid: KI = 25.0 nM). Nieco

niższą aktywność wykazały związki 36h (KI = 26.6 nM) i 36g (KI = 27.7 nM).

4. Otrzymałem jeden sulfonamid typu Ic tj. związek 17 będący bardzo bliskim analogiem

izoViagry. Powodem braku innych analogów tego typu jest niska wydajność reakcji Suzuki i

szczególna nietrwałość chlorosulfonu 16. Ponadto, związek 17 wykazał zerową inhibicję

PDE5, a tyrozynazę hamował jedynie w 54.8%.

5. Podjąłem próbę syntezy analogu sildenafilu z wewnątrzcząsteczkowym wiązaniem

wodorowym pomiędzy grupą NHR (R=H, Et) w pozycji 2’ grupy fenylowej, a triazynowym

atomem azotu. Jednakże pomimo wielokrotnych eksperymentów wprowadzenie podstawnika

2-etyloaminofenylowego lub 2-aminofenylowego w miejsce grupy metylosulfanylowej w

1,2,4-triazynie na drodze reakcji Suzuki z kwasami boroorganicznymi nie powiodło się.

Powodem niepowodzenia tych przemian jest tworzenie dimerycznych struktur przez kwasy 2-

amino- i 2-etyloaminofenyloboronowe w warunkach bezwodnych stosowanych dla reakcji

Suzuki z udziałem grupy metylosulfanylowej. Potwierdzeniem tej hipotezy są pozytywne

wyniki reakcji Suzuki pomiędzy 3-chalogeno-5,6-difenylo-1,2,4-triazyną, a wspomnianymi

kwasami boronowymi w obecności wody. W ten sposób otrzymałem 3-(2-aminofenylo)-

1,2,4-triazynę (30), którą wykorzystałem do określenia położenia wewnątrzcząsteczkowego

wiązanie wodorowego jakie mogłoby się utworzyć w nowym projektowanym analogu

sildenafilu. Badania krystalograficzne pokazały, że wewnątrzcząsteczkowe wiązanie

wodorowe może utworzyć się pomiędzy grupą NH2, a triazynowym atomem azotu N2.

Uzyskany wynik jest zgodny z obliczeniami teoretycznymi.

6. Kolejną grupę otrzymanych związków stanowią trójcykliczne pochodne układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny skondensowane z pierścieniem tetrazolu lub triazolu. Główną

metodą otrzymywania tetrazolowych pochodnych była reakcja diazowania 5-hydrazyno-

59

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn dająca odpowiednie 5-azydo-pirazolotriazyny, które po

rozpuszczeniu w rozpuszczalnikach organicznych tworzyły równowagę tautomeryczną z

liniową formą tetrazolowej pochodnej. Liniową strukturę potwierdzono za pomocą badań

rentgenowskich wykonanych dla monokryształów dwóch związków z tej grupy tj. 42a i 43.

Badania spektroskopowe pokazały, że równowaga tautomeryczna zależy od rodzaju i

polarności rozpuszczalnika. W rozpuszczalnikach polarnych jest ona przesunięta w kierunku

formy tetrazolowej. Biorąc pod uwagę potencjalną aktywność przeciwnowotworową tych

pochodnych otrzymałem grupę nowych związków typu IIa różniących się rodzajem

podstawnika arylowego w pozycji N5. Obecność w grupie arylowej podstawników o

charakterze elektronodonorowym i elektronoakceptorowym wpływa znacząco na proces

diazowania grupy hydrazynowej. Pozytywny wynik tej przemiany odnotowałem w przypadku

pochodnych 47b,c z grupami o charakterze elektronodonorowym. W celu otrzymania

tetrazolowych pochodnych 47d,e z grupą chlorofenylową wykorzystałem reakcję substytucji

nukleofilowej grupy metylosulfonowej azydkiem sodu, która bezpośrednio prowadziła do

finalnych tetrazolowych pochodnych.

7. 1-Arylo-5-hydrazyno-3-metylo-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 45b-e wykorzystałem

następnie do syntezy trójcyklicznych triazolowych pochodnych 48a-j o strukturze typu IIc.

Budowę tych pochodnych potwierdziłem metodami spektroskopowymi oraz badaniami

krystalograficznymi wykonanymi dla monokryształu związku 48j. Wstępne badania

biologiczne potwierdzają aktywność przeciwnowotworową tej klasy związków.

2. Działalność naukowo-badawcza przed uzyskaniem stopnia doktora

Pracę naukowo-badawczą rozpocząłem w czasie studiów na Wydziale Chemiczno-

Matematycznym WSR-P w Siedlcach na kierunku chemia w roku 1997, prowadząc

doświadczenia naukowe związane z tematyką mojej pracy magisterskiej pt.: „Synteza

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny”, której promotorem był prof. dr hab.

Andrzej Rykowski. Tematyka pracy magisterskiej dotyczyła syntezy nowych pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyn na drodze reakcji substytucji nukleofilowej wodoru.33

W swojej pracy

badawczej główną uwagę skupiłem na opracowaniu ogólnej metody otrzymywania 1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn z łatwo dostępnych 5-acylo-1,2,4-triazyn21

i arylowych

pochodnych hydrazyny (Schemat 22). Metoda ta umożliwiła syntezę szeregu

funkcjonalizowanych pochodnych badanego układu. Jako związki wyjściowe do tych badań

wykorzystałem 5-acylowe pochodne 1,2,4-triazyny, które można otrzymać z dobrą

60

wydajnością z 1,2,4-triazyn w reakcji nukleofilowego podstawienia wodoru anionami

nitroalkanów.20

Nitroalkany pełnią w tym procesie rolę zamaskowanych czynników

acylujących dając w pierwszym etapie oksymy 5-acylo-1,2,4-triazyn, które łatwo ulegają

przemianie do odpowiednich ketonów. 5-Acylo-1,2,4-triazyny wykorzystałem do otrzymania

odpowiednich hydrazonów - potencjalnych prekursorów w syntezie 1H-pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyn (Schemat 22).

N

NN

R N

NN

R

HON

N

NN

R

O

N

NN

R

N

N

NNN

N

RN

NNN

N

R

HH

R1 R1 R1

R2

HN:R1_CH2-NO2

KOH / DMSO

ACC R2-NH-NH2 [O]

R1

R2

R1

R2

Schemat 22. Droga syntezy pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

Badając możliwość otrzymania pochodnych wspomnianego układu wykazałem wpływ

katalityczny jonów wodorowych na przebieg cyklizacji hydrazonów 5-acylo-1,2,4-triazyn

oraz wpływ rodzaju podstawnika w grupie arylowej arylohydrazyny na szybkość tego

procesu.33,34

Porównując przedstawioną na Schemacie 22 proponowaną drogę syntezy

pochodnych 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny z metodami opisanymi w literaturze30,31

(Schemat 1), łatwo zauważyć, że nie uwzględnia ona obecności grupy odchodzącej w

położeniu C6 1,2,4-triazyny jako niezbędnego czynnika w procesie tworzenia

pięcioczłonowego pierścienia pirazolu. Można założyć, że nukleofilowy atak hydrazynowego

atomu azotu na atom węgla C6 triazyny prowadzi do utworzenia przejściowego adduktu σH,

który w odpowiednich warunkach ulega reakcji utleniania do cyklicznego produktu.

Uzyskane w czasie wykonywania pracy magisterskiej wyniki zaprezentowałem w formie

ustnej prezentacji podczas udziału w Zimowej Szkole Nowoczesnej Chemii Organicznej w

Krynicy (1998 r.) zorganizowanej przez Instytut Chemii Organicznej PAN w Warszawie dla

studentów 5 roku studiów na wydziałach chemicznych, a następnie przedstawiłem na

konferencji 7th

Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry w Egerze na Węgrzech w

czerwcu 1998 r. tuż po obronie pracy magisterskiej. Rozpoczęte w czasie studiów prace

naukowe kontynuowałem po uzyskaniu etatu technika w dniu 1 czerwca 1998 r., a następnie

etatu asystenta 1 października 1998 r. w Zakładzie Chemii Organicznej. Z punktu widzenia

chemii interesujące było podjęcie próby wyjaśnienia i udowodnienia zaproponowanego

mechanizmu cyklizacji hydrazonów do pirazolotriazyn, w oparciu o szereg dodatkowych

eksperymentów, które szczegółowo zostały opisane w mojej dysertacji doktorskiej.110

Efektem zaplanowanych i przeprowadzonych badań opisanych w pracy doktorskiej było 5

61

publikacji z moim udziałem33,38,39,40,111

oraz 6 prezentacji posterowych na konferencjach

krajowych i 5 prezentacji posterowych na konferencjach międzynarodowych. Badane przeze

mnie drogi syntezy pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny umożliwiały

wprowadzenie szeregu podstawników w położeniu N1 i C3 pierścienia pirazolu. Na

podstawie literatury sądziłem, że wprowadzenie podstawnika w położeniu C5 może mieć

miejsce na drodze reakcji nukleofilowego podstawienia wodoru względnie odpowiedniej

grupy nukleofugowej. Dobrą grupą nukleofugową wydawał się być podstawnik

metylosulfanylowy, który ulegał wymianie na resztę etoksylową podczas próby cyklizacji

arylohydrazonu 5-acetylo-1,2,4-triazyny w bezwodnym etanolu wobec kwasu p-

toluenosulfonowego.110

W literaturze znanych jest wiele przykładów wymiany grupy

metylosulfanylowej w 1,2,4-triazynie na szereg innych grup funkcyjnych.112,113

Wzorując się

na tych pracach postanowiłem otrzymać szereg nowych, 5-podstawionych pochodnych 1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny z wykorzystaniem reakcji substytucji nukleofilowej. Jednakże

grupa metylosulfanylowa w badanym układzie okazała się niereaktywna w reakcji z

czynnikami nukleofilowymi. W celu zwiększenia reaktywności układu w reakcjach SNAr

zastąpiłem grupę metylosulfanylową bardziej elektroujemną metylosulfonylową, uważaną za

jedną z lepszych grup opuszczających w reakcjach nukleofilowego podstawienia w 1,2,4-

triazynie.114,115

Wykorzystując grupę -SO2CH3 opracowałem metodę funkcjonalizacji układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny na drodze nukleofilowego podstawienia w pozycji C5 w reakcji

z O-, N-, S- i C-nukleofilami (Schemat 23).39

N

NNN

N

CH3

SCH3

Ph

N

NNN

N

CH3

SO2CH

3

Ph

N

NNN

N

CH3

Nu

Ph

N

NNN

N

CH3

Nu

Ph

Nu NuKMnO4

Nu = OH, OR, NH2, NH-R, S-Ph, CH(COOEt)2

Schemat 23. Funkcjonalizacja układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny na drodze SNAr.

Stosując reakcję podstawienia nukleofilowego grupy metylosulfonylowej w położeniu

C5 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny otrzymano szereg nowych pochodnych tego układu.

Otrzymane na tej drodze 5-hydrazynowe pochodne zastosowałem w syntezie nowych

trójcyklicznych układów tj.: pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazyny i

pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyny (Schemat 24). Budowę tych związków

ustaliłem za pomocą metod spektroskopowych oraz analizy rentgenostrukturalnej. Uzyskane

wyniki stanowiły podstawę do napisania publikacji naukowej z moim udziałem39

i były

62

prezentowane w formie posteru na konferencji międzynarodowej. Otrzymane układy

trójcykliczne nie były dotychczas opisane w literaturze i brak również było informacji o ich

właściwościach biologicznych.

N

NNN

N

CH3

NH-NH2

Ph

N

NN

N

CH3

Ph

N

N

N

R

N

NN

N

CH3

Ph

N

N

N

NRCOOH

NaNO2 ,

CH3COOH

R = H, CH3

0-5oC T

Schemat 24. Synteza trójcyklicznych pochodnych.

Metoda syntezy zastosowana do otrzymania N-arylowych pochodnych układu 1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny była w niewielkim stopniu przydatna do otrzymania

pochodnych N-alkilowych tego układu. Wynika to z faktu, że brak jest w sprzedaży

różnorodnych alkilowych pochodnych hydrazyny, których synteza w warunkach

laboratoryjnych przysparza dużych trudności. W celu rozwiązania tego problemu

postanowiłem zastosować metodę pośrednią wykorzystując reakcję alkilowania N1-

niepodstawionej pochodnej układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny (Schemat 25).

N

NNN

N

H

CH3

SCH3 N

NNN

N

R

CH3

SCH3

N

NNN

N

CH3

SCH3

R+R -X

zasada / rozpuszczalnik

Schemat 25. N-alkilowanie układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

Jako związek modelowy do tych badań wybrałem 3-metylo-5-metylosulfanylo-1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazynę, otrzymaną w reakcji 5-acetylo-3-metylosulfanylo-1,2,4-

triazyny z chlorowodorkiem hydrazyny.38

Oprócz prostych związków alkilujących takich jak

jodometan, jodoetan, 1-chloropropan, 1-bromobutan, stosowałem pochodne zawierające

terminalne wiązanie podwójne (4-bromo-1-penten) lub grupę estrową (chlorooctan metylu).

Produktami tych reakcji były mieszaniny N1- i N2-alkilowych pochodnych pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny (Schemat 25). Stosunek powstających izomerów zależy od stosowanego

układu zasada-rozpuszczalnik.38

Wyniki tych badań zostały dokładnie opisane w publikacji

naukowej, której jestem współautorem.38

Reakcję N-alkilowania wykorzystałem następnie w

syntezie acyklonukleozydów pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.116,117

63

Zdobyte doświadczenia w syntezie i funkcjonalizacji układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

wykorzystałem również do projektowania struktur o potencjalej aktywności biologicznej tj.

nowych analogów formycyny A ze zmodyfikowaną częścią cukrową (Rys. 21, Schemat 26).

Tego typu połączenia były przedmiotem badań ze względu na ich potencjalna aktywnośc

biologiczną.118

O N

NN

N

HNH

2

OH

OHOH

N

NNN

N

CH3

OOH

O N

NN

N

HNH

2

OH

formycyna A analog acyklo-formycyny Aacyklo-formycyna A

Rysunek 21. Struktura formycyny A i jej analogów.

N

NNN

N

CH3

SO2CH

3

CH3

N

NNN

N

CH3

NH-NH2

CH3

N

NNN

N

CH3

SCH3

CH3

N

NNN

N

CH3

H

CH3

N

NNN

N

BrCH2

H

CH3

O N

NNN

N

H

CH3

OH

N

NN

O

CH3

SCH3

KMnO4H2N-NH2

HgO

CH3-NH-NH2

NBSHOCH2CH2OH

Schemat 26. Synteza analogu acyklo-formycyny A.

Pomyślny wynik tej syntezy stanowił zachętę do rozwinięcia tematyki dotyczącej

otrzymywania nowych acyklonukleozydów zawierających szkielet układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny. Podjąłem więc próbę otrzymania izomerycznego analogu acyklo-

formycyny A z grupą metylową w pozycji N2 pierścienia pirazolu oraz odpowiedniej N1-

niepodstawinej pochodnej 3-[(2-hydroksyetoksy)metylo]-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

wykorzystując grupy zabezpieczające.119

Uzyskane wyniki dały podstawę do napisania 2

publikacji naukowych o zasięgu międzynarodowym.119,120

W styczniu 2005 r. obroniłem na Wydziale Farmaceutycznym Akademii Medycznej w

Poznaniu pracę doktorską pt.: „Studia nad syntezą układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny i

jego pochodnych o spodziewanym działaniu biologicznym”, której promotorem był prof. dr

hab. Andrzej Rykowski.

64

3. Działalność naukowo-badawcza po uzyskaniu stopnia doktora

Po obronie doktoratu 1 lutego 2005 r. rozpocząłem staż podoktorski w Department of

Chemistry, Georgia State University w Atlancie, USA, gdzie pod kierunkiem profesora

Lucjana Strekowskiego prowadziłem badania w zakresie syntezy barwników cyjaninowych i

ftalocyjaninowych (Rys. 22).

N

Cl

R

N

R

N

R

N

R

X

N

R

N

R

X

N

N

N

N

N

N

N

N

RR

R

R R

R

R R

N

R N

R

N

R

N

R

X

Het Het

_+

X

Het Het

_+

X

HetHet

_

+

M

X

Het

_+ =

+ + +

barwniki cyjaninowe

barwniki ftalocyjaninowe

A

B

Rysunek 22. Ogólna struktura barwników cyjaninowych monomerycznych A i dimerów B

oraz barwników ftalocyjaninowych.

Projekt stanowił kontynuację prowadzonych w zespole profesora Strekowskiego

badań nad syntezą nowych heterocyklicznych struktur o potencjalnym ich zastosowaniu w

bioanalityce lub medycynie, a zwłaszcza w diagnostyce medycznej. Tego typu barwniki są

wykorzystywane między innymi do penetrowania tkanki biologicznej, fluorescencyjnego

obrazowania in vivo guzów lub do wykrywania nadmiernej ekspresji białka w komórkach

nowotworowych. Obszar tych badań jest szczególnie ważny w świetle rosnącego znaczenia

wczesnej diagnozy nowotworów.

Większość otrzymanych przeze mnie barwników zawierała mostek polimetylenowy z

chlorocykloheksenem w środku chromoforu powodując wzrost sztywności cząsteczki i

zwiększenie wydajności fluorescencji. Do wprowadzenia tego mostka wykorzystałem

odczynnik Vilsmeiera-Haacka, w którym obecny atom chloru pozwolił na funkcjonalizację

cząsteczek barwników na drodze reakcji substytucji nukleofilowej z użyciem mono- i

dinukleofilowych reagentów (Schemat 27).121

Zastosowanie dinukleofilowych czynników

prowadziło do otrzymania zarówno monomerycznych struktur typu A z terminalnymi

polarnymi grupami NH2, OH i SH, które zwiększały rozpuszczalność barwnika w wodzie

65

oraz dimerycznych struktur typu B. Dodatkowy wzrost rozpuszczalności barwników w

wodzie uzyskałem poprzez wprowadzenie do heterocyklicznego układu łańcucha alkilowego

z terminalną grupą SO3-. Zmiana ta ma niewielki wpływ na właściwości widmowe

barwników, ale znacznie zwiększa fotooksydacyjną stabilność w roztworze

zapobiegając

agregacji.

N

CH3

CH3

CH3

C4H

9

N

CH3CH

3

R

N

CH3 CH

3

R

Cl

Cl

N NH

Ph Ph

H

N

CH3CH

3

R

N

CH3 CH

3

R

X

XH

N

CH3CH

3

R

N

CH3 CH

3

R

NH

(CH2)n

NH2

XHXH NH2

(CH2)n NH

2

N

CH3CH

3

R

N

CH3 CH

3

R

X

X

N

R

CH3

CH3

N

CH3

CH3

R

N

CH3CH

3

R

N

CH3 CH

3

R

NH

(CH2)n

NH

N

R

CH3

CH3

N

CH3

CH3

R

N

CH3

CH3

CH3

SO3-

Cl

N NH

Ph Ph

H

N

CH3

CH3

CH3

S

O

O

O

+

I- I - +

+

Cl -

I-+

I-+

I - +I - +

I -+

I -+

X = NH, O n = 4, 8, 12R = C4H9, C4H8SO3-

+

+

Cl -

51

52 52

53

54

5556

57 58

59 60

56 / DMF/ ogrzewanie 56 / DMF / ogrzewanie

CH3COONa / EtOH

ogrzewanie

CH3COONa / EtOH

ogrzewanie1,2-dichlorobenzen ogrzewanie

DMF/ / DMF/ ogrzewanie

ogrzewanie

Schemat 27. Synteza barwników cyjaninowych.

Wynikiem tych prac były dwie publikacje z moim udziałem ogłoszone drukiem w J.

Heterocyclic Chem.122

i Heterocyclic Commun.121

, a także trzy prezentacje posterowe w

trakcie The 57th

Southeast/61st Southwest Regional Meeting, Memphis, USA, 2005.

Interesującym doświadczeniem ze stażu są badania dotyczące syntezy barwników z

centralnym układem 4,4’-bi(cyklobuteno-1,2-dionu) 61, otrzymywanych z prostych

odczynników organicznych w wieloetapowej syntezie (Schemat 28). Podobnie jak w

przypadku syntezy barwników heptacyjaninowych największą trudność sprawiało izolowanie

i oczyszczanie finalnych produktów.

66

OH

OH O

O

Cl

Cl O

OO

OH O

O

Sn

OH O

O

C4H

9

C4H

9

C4H

9O

O O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

OH

OH

O

O

OH

OH

N

NCH3

CH3

CH3

CH3

R

R

CH3

N

CH3

CH3

R

+

+

2X-

a

b

c

d

e f g

+

61

Schemat 28. Reagenty i warunki reakcji: a) SOCl2, benzen, ogrzewanie do wrzenia, 12h; b)

izopropanol, benzen, ogrzewanie do wrzenia, 7 dni; c) izopropanol, benzen, ogrzewanie do

wrzenia, 2 dni; d) n-Bu3SnSiMe3, Bu4NCN, THF; e) CuI, DMF, 20oC, 5%

(PhCH2)ClPd(PPh3)2; f) H3O+, 20

oC; g) benzen, BuOH, ogrzewanie do wrzenia.

Podczas mojego ostatniego półrocznego stażu naukowego w grupie prof. Strękowskiego w

okresie od września 2008 r. do marca 2009 r. kontynuowałem badania nad syntezą

barwników heptacyjaninowych zawierających różnej długości łańcuch polietylenoglikolowy

w układzie heterocyklicznym. Związki te z uwagi na bardzo dobrą rozpuszczalność w wodzie

stanowiły użyteczny materiał do dalszych badań nad wykorzystaniem ich w diagnostyce

nowotworowej i wizualizacji komórek nowotworowych w czasie operacji chirurgicznej

usunięcia chorej tkanki.

Biorąc udział w pracach zespołu prof. Strekowskiego zdobyłem doświadczenie w

trudnej dziedzinie syntezy cyjaninowych barwników fluorescencyjnych nIR. Ponadto, w

czasie stażu prowadziłem studia literaturowe i zbierałem materiały bibliograficzne, które

stanowiły podstawę napisania dwóch rozdziałów poświęconych syntezie i reaktywności

barwników cyjaninowych123,124

oraz rozdziału dotyczącego czynników stabilizujących

DNA125

i rozdziału Three heterocyclic rings fused (6:6:6) w Comprehensive Heterocyclic

Chemistry III, dotyczącego trójpierścieniowych sprzężonych układów heterocyklicznych.126

Brałem także udział w realizowaniu zadań dydaktycznych laboratorium chemii organicznej,

co wiązało się z opieką nad studentami i doktorantami (undergraduate, graduate, PhD

students) pracującymi nad wykonaniem swoich prac licencjackich, magisterskich i

doktorskich.

W czasie dwóch trzymiesięcznych staży naukowych w grupie prof. Davida Boykina

(01.10.2006 r. - 31.12.2006 r. i 01.07.2007 r. – 30.09.2007 r.) włączyłem się w syntezę

67

związków należących do grupy amidyn i diamidyn, a zwłaszcza analogów biologicznie

aktywnej benzamidyny i furamidyny (DB75) (Rys. 23).

ONH

NH2 NH

2

NH ONH N

H

NHNH

NH

NH

NH NH

furamidyna (DB75)

nowe analogi furamidyny (DB75)

62

63

Rysunek 23. Furamidyna (DB75) i jej nowe analogi.

Furamidyna (DB75) to aromatyczna diamidyna i pochodna difenylofuranu, która

należy do grupy związków o działaniu przeciwdrobnoustrojowym i przeciwpasożytniczym.

Furamidyna i jej analogi również wykazują aktywność przeciwnowotworową i działanie

przeciwproliferacyjne wobec różnych linii komórek nowotworowych.127

Furamidyna (DB75)

została pierwotnie stworzona jako strukturalny analog pentamidyny stosowanej do leczenia

śpiączki afrykańskiej. DB75 jest również ważną diamidyną aromatyczną, która wykazuje

aktywność przeciw Trypanosoma w warunkach in vitro. Wykazano, że jeden z analogów

furamidyny związek oznaczony DB569 wykazuje wyższe działanie zależne od dawki i czasu

przeciwko różnym formom Trypanosoma cruzi, w porównaniu z DB75.128

Jednakże,

furamidyna oprócz silnego działania in vitro charakteryzuje się słabą biodostępnością

doustną. Dlatego związki, których struktura stwarza barierę dla absorpcji jelitowej lub ulegają

szybkiemu metabolizmowi podaje się z zamaskowanymi grupami w celu zwiększenia ich

skuteczności in vivo w leku.

Te fakty były zachętą do otrzymania nowych analogów furamidyny, których syntezę

pomyślnie zrealizowałem w grupie prof. Boykina (Schemat 29). Kluczowymi etapami w

syntezie analogów DB75 były reakcje z udziałem związków metaloorganicznych. Reakcję

Stille’a wykorzystałem w syntezie analogu 62, zaś reakcję Suzukiego-Miyaury zastosowałem

w preparatyce analogu 63.

68

NH

O NH

O

Br

N O

Br

O O

C(CH3)3

ONN

O OO O

(CH3)3C C(CH

3)3

O O

ONH

NH

O OONH

NH

S SONH

NH

NH NH

OSnBu

3Bu3Sn

NN

O O

O

OO

O

C(CH3)2

C(CH3)2

B(OH)2

(HO)2B

NH

NH

NH NH

a b

c

d

f e

g

d-f

62

63

Schemat 29. Synteza analogów furamidyny DB75. Reagenty i warunki reakcji: (a) NBS,

DMF, 20oC, 2 dni, 90%; (b) BOC2O, DMAP, CH2Cl2, 20

oC, 90%; (c) Pd(PPh3)4, 1,4-dioksan,

80oC; (d) HCl, EtOH, ogrzewanie do wrzenia, 50%; (e) odczynnik Lawessona, 1,2-

dichlorobenzen, ogrzewanie do wrzenia, 1h, 70%; (f) 1. NH3/EtOH; 2. HCl/EtOH; (g)

Pd(PPh3)4, K2CO3,1,4-dioksan, MeOH, H2O, 80oC.

Zdobyte na stażu w grupie prof. Boykina oraz w mniejszym stopniu w grupie prof.

Strekowskiego doświadczenia w pracy ze związkami metaloorganicznymi pomyślnie

wykorzystałem do zaprojektowania i syntezy analogów sildenafilu, gdzie kluczowym etapem

jest reakcja z kwasem 2-etoksyfenyloboronowym umożliwiająca wprowadzenie do układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny podstawnika 2-etoksyfenylowego w miejsce grupy

metylosulfanylowej w pozycji C5.

Po powrocie do kraju w 2009 roku rozpocząłem kontynuowanie prac nad syntezą

nowych pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny i zająłem się przygotowywaniem

własnego projektu habilitacyjnego, którego głównym celem była synteza i badanie

aktywności biologicznej sulfonamidów zawierających szkielet wspomnianego układu. Projekt

habilitacyjny został zaakceptowany w czerwcu 2011 r. i uzyskał finansowanie MNiSW w

kwocie 180.000 zł. Ponadto w okresie od marca 2010 r. do września 2011 r. uczestniczyłem

w projekcie europejskim pt. „Potencjalny antybiotyk oraz pozyskiwanie nowych związków

przeciwbakteryjnych” współfinansowanym przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu

Rozwoju Regionalnego Nr UDA-POIG.01.03.01-14-136/09/2, który dotyczył syntezy

pochodnych 3,4-dihydroizochinoliny 64 w oparciu o reakcję Bischlera-Napieralskiego

(Schemat 30), która polega na aromatycznej wewnatrzczasteczkowej substytucji

elektrofilowej i jest powszechnie stosowana w chemii organicznej do syntezy

69

dihydroizochinolin. Otrzymane przeze mnie wyniki stanowią część zgłoszenia

patentowego.129

NH

O

RR

R

N

R

R

R

POCl31

1

22

64

Schemat 30. Synteza pochodnych 3,4-dihydroizochinoliny wg mechanizmu reakcji

Bischlera-Napieralskiego.

Oprócz udziału we wspomnianych dwóch projektach naukowych prowadziłem

badania nad syntezą nowych acyklonukleozydów pochodnych układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny. Pomysł ten stanowił kontynuację moich wcześniejszych zainteresowań

syntezą analogów acyklo-formycyny A. Ponadto odkrycie i zastosowanie acyklonukleozydów

w medycynie jako użytecznych antywirusowych terapeutyków oraz rozwój chorób o podłożu

wirusowym sprawia, że synteza i poszukiwanie nowych acyklicznych nukleozydów stanowi

nadal aktualny i bardzo interesujący przedmiot badań.

Przesłanką do rozwinięcia badań nad syntezą acyklonukleozydów zawierających jako

zasadę azotową układ pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny jest z jednej strony aktywność

biologiczna naturalnych jego pochodnych, a z drugiej strony opracowanie wygodnych metod

syntezy i funkcjonalizacji tego układu umożliwiających wprowadzanie do pierścienia

pirazolowego łańcuchów alifatycznych mogących stanowić fragment reszty cukrowej. W

swoich badaniach jako związek wyjściowy do syntezy acyklonukleozydów wybrałem N1-

niepodstawioną 3-metylo-5-metylosulfanylo-1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazynę, którą

poddałem reakcji alkilowania prostymi czynnikami alkilującymi mogącymi swoją strukturą

naśladować fragment cukrowy (Schemat 31). W ten sposób otrzymałem dwie pary

izomerycznych acyklonukleozydów należących do grupy pentaseco-nukleozydów oraz

tetraseco-nukleozydów. W wyniku kilkuetapowej przemiany N1-niepodstawionej pochodnej

otrzymałem związek będący przedstawicielem diseco-nukleozydów i jednocześnie

posiadający identyczny fragment cukrowy jaki występuje w strukturze pencyklowiru.

Strukturę otrzymanych acyklonukleozydów określiłem metodami spektroskopowymi oraz

analizą rentgenowską wykonaną dla 2-(2-hydroksyetylo)-3-metylo-5-metylosulfanylo-2H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Otrzymane pochodne przekazałem do badań biologicznych.

Wyniki badań chemicznych przedstawiłem dotychczas w formie dwóch zgłoszeń

patentowych.116,117

70

N

NNN

N

CH3

SCH3

H

N

NNN

N

CH3

SCH3

OH

N

NNN

N

CH3

SCH3

OH

OH

N

NNN

N

CH3

SCH3

OH OH

N

NNN

N

CH3

SCH3

Br

N

NNN

N

CH3

SCH3

OH

OHBr Br

OH

OH

N

NNN

N

CH3

SCH3

OO

OEt

EtO

N

NNN

N

CH3

SCH3

OHOH

BrBr

COOEt

COOEt

13

69 (46%)

65 (65%)

66 (10%)

67 (27%)

68 (4%)

70 (60%)

71 (36%)

K2CO3, DMF

NaH, THF

NaBH4, MeOH, CH2Cl2

K2CO3, DMF K2CO3, DMF

Schemat 31. Synteza acyklonukleozydów na drodze reakcji alkilowania N1-niepodstawionej

pochodnej układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

Ostatnim wynikiem moich prac badawczych jest zaprojektowana i otrzymana seria nowych 5-

aminoalkilowych pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny 72a-z (Schemat 32).

71

N

NNN

N

CH3

CH3

SO2CH

3 N

NNN

N

CH3

CH3

Nu

NuH = N-metylopiperazyna, piperazyna, aminoetanol, etylenodiamina, morfolina(S)-NH2CH(CH3)CH2OH, (R)-NH2CH(CH3)CH2OH, (S)-NH2CH(CH2OH)CH(CH3)CH3

(R)-NH2CH(CH2OH)CH(CH3)CH3, (S)-NH2CH2CH(OH)CH3, (R)-NH2CH2CH(OH)CH3

(S)-NH2CH2CH(OH)CH2OH, (R)-NH2CH2CH(OH)CH2OH (S)-NH2CH(CH2OH)CH2CH(CH3)CH3

(R)-NH2CH(CH2OH)CH2CH(CH3)CH3, (S)-NH2CH(CH2OH)CH2CH3, (R)-NH2CH(CH2OH)CH2CH3

NuH

6 72

Schemat 32. Synteza 5-aminoalkilowych pochodnych układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazyny.

Pomysł dotyczy syntezy małych molekuł o strukturze podobnej do znanych związków

stosowanych w terapii przeciwnowotworowej jako inhibitory cyklin zależnych od kinaz

(CDK) tj. roscovitiny, purvalanolu i olomoucyny oraz ich analogów (Rys. 24).130

Ten fakt był

przesłanką do podjęcia badań w kierunku otrzymania szeregu nowych 5-aminowych

pochodnych tego układu przydatnych do określenia zależności pomiędzy budową, a

działaniem biologicznym. Wytyczony kierunek badań zrealizowałem w oparciu o reakcję

aromatycznej substytucji nukleofilowej grupy metylosulfonowej aminowymi nukleofilami. W

badaniach wykorzystałem proste aminy i chiralne aminoalkohole w postaci czystych

enancjomerów. Użycie czystych enancjomerów nukleofilowych substratów pozwoliło na

otrzymanie optycznie czynnych aminowych pochodnych badanego układu. Wymiernym

wynikiem tych badań są dwa zgłoszenia patentowe.131,132

N

N N

N

NH

NH

OH

CH3

N

N N

N

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

N

N N

N

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

CH3

Cl

N N

N

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

N

N

NN

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

N

NN

N

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

CH3

N

N N

N

N

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

N

N

N

NH

NH

NH

OH

CH3

CH3

CH3

CH3

olomoucyna roscovitina purvalanol

Analogi roscovitiny

Rysunek 24. Purynowe inhibitory CDK oraz nowe analogi roscovitiny różniące się rdzeniem

heterocyklicznym.

72

4. Piśmiennictwo

1. H. Neunhoeffer, In Comprehensive Heterocyclic Chemistry, A. R. Katritzky, C. W.

Rees; Eds.; Pergamon: Oxford 1984; Vol. 3, pp 385-456.

2. J. K. Podlewski, A. Chwalibóg-Podlewska, Leki współczesnej terapii, PZWL,

Warszawa, 1978.

3. R. M. Abdel-Rahman, Pharmazie, 2001, 56, 1.

4. W. Afanasiev, W. Suleimanyan, S. Hillers, R. Kalnberga,

Patent rosyjski 518,194 [CA 85, 83241h (1976)].

5. W. B. Lacefield, P. P. Ho, Patent USA 4,018,923 [CA 87, 44238j (1977)].

6. W. B. Lacefield, P. P. Ho, Patent USA 4,021,553 [CA 87, 29030s (1977)].

7. Z. K. Abd El-Samii, S. A. El-Feky, M. I. Jaeda, E. Hassan, Zhonghua Yaoxue Zazhi,

1991, 43, 237; [CA 115, 247678x (1991)].

8. Z. Weiping, B. Donglu, Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi, 1992, 23, 163; [CA 117,

251326q (1992)].

9. W. Heilman, R. Heilman, J. Scozzie, R. Wayner, J. Gullo, Z. Ariyan, J. Med. Chem.,

1979, 22, 671.

10. J. W. McFarland, C. B. Cooper, D. M. Newcomb, J. Med. Chem., 1991, 34, 1908.

11. J. W. McFarland, J. Med. Chem., 1992, 35, 2543.

12. M. J. Leach, C. M. Marden, A. A. Miller, Epilepsia, 1986, 27, 490.

13. A. A. Miller, D. A. Sawyer, B. Roth, A. W. Peck, M. J. Leach, P. L. Wheatley, D. N.

Parsons, R. J. Morgan, Curr. Probl. Epilepsy, 1986, 4, 165.

14. R. Wooton, J. R. Soultawton, P. E. Posne, Br. J. Clin. Pharmacol., 1997, 43, 23.

15. A. Misato, K. Ko, I. Yamaguchi, A. Adachi, Y. Yamada, H. Yamanaka, S. Konno,

Patent japoński 62,169,705 [CA 107, 231421g (1987)].

16. H. Neunhoeffer, In Houben-Weyl, Vol. E 9c, 582-666 (1998).

17. Y. Sanemitsu, Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi, 1986, 44, 939; [CA 107, 39653 (1987)]; G.

H. Rudolf, S. R. Rudolf, Patent niemiecki 2,700,570 (1977); [CA 87, 195544 (1977)].

18. F. A. Alphonse, F. Suzenet, A. Keromnes, B. Lebret, G. Guillaumet, Synlett, 2002, 3,

447.

19. D. Branowska, E. Olender, A. Rykowski, Tetrahedron, 2014, 70, 4697.

20. A. Rykowski, M. Mąkosza, Tetrahedron Lett., 1984, 25, 4795.

21. A. Rykowski and T. Lipińska, Synth. Commun., 1996, 26, 4409.

73

22. A. Rykowski, T. Lipinska, E. Guzik, M. Adamiuk and E. Olender, Polish J. Chem.,

1997, 71, 69.

23. A. Rykowski, E. Olender, D. Branowska and H. C. Van der Plas, Org. Prep. Proced.

Int., 2001, 33, 501 .

24. T. M. Lipińska, Tetrahedron, 2006, 62, 5736.

25. M. Mojzych and A. Rykowski, Heterocycl. Commun., 2006, 12, 191.

26. H. J. Lindner, and G. Schaden, Chem. Ber., 1972, 105, 1949.

27. K. Hirata, H. Nakagami, J. Takashina, T. Mahmud, M. Kobayashi, Y. In, T. Ishida, K.

Miyamoto, Heterocycles, 1996, 43, 1513.

28. V. V. Smirnov, E. A. Kiprianova, A. D. Garagulya, S. E. Esipov, S. A. Dovjenko,

FEMS Microbiology Lett., 1997, 153, 357; [CA 127, 231635t (1997)].

29. T. Ross Kelly, E. L. Elliott, R. Lebedev, and J. Pagalday, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128,

5646.

30. M. Z. A. Badr, M. M. Aly, Z. H. Khalil, and A. A. Attalla, Indian J. Chem. Sect. B,

1982, 21B, 115.

31. K. Nalepa, J. Slouka, Pharmazie, 1984, 39, 504.

32. K. Nalepa, T. Guky, Acta Univ. Palacki Olomuc. Fac. Rer. Nat. Chemica, 2001, 40, 49.

33. A. Rykowski, M. Mojzych, and Z. Karczmarzyk, Heterocycles, 2000, 53, 2175.

34. M. Mojzych, and A. Rykowski, J. Heterocycl. Chem., 2007, 44, 1003.

35. M. S. K. Youssef, K. M. Hassan, F. M. Atta, and M. S. Abbady, J. Heterocycl. Chem.,

1984, 21, 1565.

36. A. K. Abu Safieh, A. M. Abu Mahthieh, M. M. El-Abadelah, M. T. Ayoub, and W.

Voelter, Monatsh. Chem., 2007, 138, 157.

37. T. Gucky, I. Frysova, J. Slouka, M. Hajduch, and P. Dzubak, Eur. J. Med. Chem., 2009,

44, 891.

38. M. Mojzych, A. Rykowski; Polish J. Chem., 2003, 77, 1797.

39. M. Mojzych, A. Rykowski; Heterocycles, 2004, 63, 1829.

40. M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Rykowski; J. Chem. Crystallogr., 2005, 35, 151.


42. C. T. Supuran, A. Casini, A. Scozzafava, Med. Res. Rev., 2003, 5, 535.

43. A. Scozzafava, T. Owa, A. Mastrolorenzo, C. T. Supuran, Curr. Med. Chem., 2003, 10,

925.

44. A. Kleemann, J. Engel, B. Kutscher, D. Reichert, Eds; Pharmaceutical Substances,

Syntheses, Patents, Applications, (Thieme, Stuttgart, 1999).

http://www.scopus.com/source/sourceInfo.url?sourceId=21443&origin=resultslist





74

45. N. K. Terrett, A. S. Bell, D. Brown, P. Ellis, Bioorg. Med. Chem. Lett., 1996, 6, 1819.

46. Neri, D.; Supuran, Nat. Rev. Drug Disc., 2011, 10, 767.

47. C. T. Supuran, Nat. Rev. Drug Disc., 2008, 7, 168.

48. K. M. Khan, G. M. Maharvi, S. Perveen, M. T. H. Khan, R. J. Abdel-Jalil, S. T. A.

Shah, M. Fecker, M. I. Choudhary, Atta-ur-Rahman, W. Voelter, Chemistry &

Biodiversity, 2005, 2, 470.

49. K. M. Khan, G. M. Maharvi, M. T. H. Khan, S. Perveen, M. I. Choudhary, Atta-ur-

Rahman, Molecular Diversity, 2005, 9, 15.

50. K. F. Byth, J. D. Culshaw, S. Green, S. E. Oakes, A. P. Thomas, Bioorg. Med. Chem.

Lett., 2004, 14, 2249.

51. S. S. A. Shah, Gildardo Rivera and Muhammad Ashfaq, Mini-Reviews in Medicinal

Chemistry, 2013, 13, 70.

52. C. T. Supuran, A. Scozzafava, A. Casini, Med. Res. Rev., 2003, 23, 146.

53. C. T. Supuran, Carbonic anhydrases: catalytic and inhibition mechanisms, distribution

and physiological roles, in: Carbonic Anhydrase. Its Inhibitors and Activators. CRC

Press, Boca Raton, 2004, pp. 1-23.

54. C. T. Supuran, A. Scozzafava, Bioorg. Med. Chem., 2007, 15, 4336.

55. J. Y. Winum, A. Scozzafava, J. L. Montero, C. T. Supuran, Anticancer Agents Med.

Chem., 2009, 9, 693.

56. S. J. Y. Winum, M. Rami, A. Scozzafava, J. L. Montero, C. T. Supuran, Med. Res. Rev.,

2008, 28, 445.

57. S. Pastoreková, J. Pastorek, Cancer-related carbonic anhydrase isozymes and their

inhibition. in: C.T. Supuran, A. Scozzafava, J. Conway, Carbonic Anhydrase. Its

Inhibitors and Activators. CRC Press, 2004, pp. 255-281.

58. M. Kopp, J.-Ch. Lancelot, P. Dallemagne, S. Rault, J. Heterocycl. Chem., 2001, 38,

1045.

59. D.-K. Kim, N. Lee, Ju Y. Lee, Do H. Ryu, J.-S. Kim, S.-H. Lee, J.-Y. Choi, K. Chang,

Y.-W. Kim, G.-J. Im, W.-S.Choi, T.-K. Kim, Je-Ho Kim, K. Lee, Bioorg. Med. Chem.,

2001, 9, 1609.

60. D.-K. Kim, Ju Y. Lee, N. Lee, , Do H. Ryu, J.-S. Kim, S.-H. Lee, J.-Y. Choi, Je-Ho Ryu,

N.-Ho Kim, G.-J. Im, W.-S.Choi, T.-K. Kim, Bioorg. Med. Chem., 2001, 9, 3013.

61. D.-K. Kim, Ju Y. Lee, H.-Ju Park, K. M. Thai, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2004, 14,

2099.

75

62. G. Xia, J. Li, A. Peng, S. Lai, S. Zhang, J. Shen, Z. Liu, X. Chen, R. Ji, Bioorg. Med.

Chem. Lett., 2005, 15, 2790.

63. Y. Yoo, K.-M. Thai, D.-K. Kim, Ju Y. Lee, H.-Ju Park, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2007,

17, 4271.

64. B. Shu, S. J. Strada, Curr. Top. Med. Chem., 2007, 7, 437.

65. S. V. Gupta, K. Baheti, R. Bora, D. Dekhane, M. Chhabría, M. Shingare, S. Pawar, C. J.

Shishoo, S. N. Thore, Eur. J. Med. Chem., 2009, 44, 4721.

66. M. A. E. Shaban, M. A. M. Taha, E. M. Sharshira, Adv. Heterocycl. Chem., 1991, 52, 1-

153.

67. P. Cmoch, Magn. Reson. Chem., 2002, 40, 507.

68. M. Mojzych, J. Chem. Soc. Pak., 2011, 33, 123.

69. M. M. El-Abadelah, S. S. Sabri, M. A. Khanfar, H. A. Yasin, W. Voelter, J. Heterocycl.

Chem., 2002, 39, 1055.

70. H. A. Toque, C. E. Teixeira, R. Lorenzetti, C. E. Okuyama, E. Antunes, G. De Nucci,

Eur. J. Pharmacol., 2008, 591, 189.

71. G. Chen, H. Wang, H. Robinson, J. Cai, Y. Wan, H. Ke, Biochemical Pharmacology,

2008, 75, 1717.

72. H. A. F. Toque, F. B. M. Priviero, C. E. Teixeira, E. Perissutti, F. Fiorino, B. Severino,

F. Frecentese, R. Lorenzetti, J. S. Baracat, V. Santagada, G. C. E. Antunes, G. De

Nucci, J. Med. Chem., 2008, 51, 2807.

73. R. B. Moreland, I. Goldstein, N. N. Kim, A. Traih, Trends Endocrinol. Metab., 1999, 10,

97.

74. J. A. Beavo, Physiol. Rev., 1995, 75, 725.

75. J. Zhang, P. L. Yang, N. S. Gray, Nature Reviews Cancer, 2009, 9, 28.

76. S. Lapena, A. Giordano, Nature Reviews Drug Discovery, 2009, 8, 547.

77. A. Levitzki, Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 2013, 53, 161.

78. A. Quintás-Cardama, H. Kantarjian, J. Cortes, Nature Reviews Drug Discovery, 2007,

6, 834.

79. L. Havlicek, K. Fuksova, V. Krystof, M. Orsag, B. Vojtesek, M. Strnad, Bioorg. Med.

Chem., 2005, 13, 5399.

80. R. Jorda, L. Havlicek, I. W. McNae, M. D. Walkinshaw, J. Voller, A. Sturc, J.

Navratilová, M. Kuzma, M. Mistrik, J. Bartek, M. Strnad, V. Krystof, J. Med. Chem.,

2011, 54, 2980.

76

81. S.W. Cowan-Jacob, G. Zendrich, A. Floersheimer, P. Furet, J. Liebetanz, G. Rummel, P.

Rheinberger, M. Centeleghe, D. Fabbro, P.W. Manley, Acta Crystallographica Section

D: Biological Crystallography, 2007, 63, 80.

82. V. Krystof, S. Uldrijan, Current Drug Targets, 2010, 11, 291.

83. R. Jorda, K. Paruch, V. Krystof, Current Pharmaceutical Design, 2012, 18, 2974.

84. V. Krystof, I.W. McNae, M.D. Walkinshaw, P.M. Fischer, P. Muller, B. Vojtesek,M.

Orsag, L. Havlicek, M. Strnad, Cellular and Molecular Life Sciences, 2005, 62, 1763.

85. I. R. Hardcastle, C. E. Arris, J. Bentley, F. T. Boyle, Y. Chen, N. J. Curtin, J. A.

Endicott, A. E. Gibson, B. T. Golding, R. J. Griffin, P. Jewsbury, J. Menyerol, V.

Mesguiche, D. R. Newell, M. E. Noble, D. J. Pratt, L. Z. Wang, H. J. Whitfield, J. Med.

Chem., 2004, 47, 3710.

86. (a) C. Hansch, P. G. Sammes, J. B. Taylor, in Comprehensive Medicinal Chemistry,

Pergamon Press: Oxford, 1990, vol. 2, (b) E. E. Connor, Sulfonamide Antibiotics Prim.

Care Update Ob. Gyn., 1998, 5, 32; (c) Z. H. Chohan, M. Ul-Hassan, K. M. Khan, C. T.

Supuran, J. Enzyme Inhib. Med. Chem., 2005, 20, 183.

87. (a) F. Abbate, A. Casini, T. Owa, A. Scozzafava, C. T. Supuran, Bioorg. Med. Chem.

Lett., 2004, 14, 217; (b) C. T. Supuran, D. Vullo, G. Manole, A. Casini, A. Scozzafava,

Curr. Med. Chem. Cardiovasc. Hematol. Agents, 2004, 2, 49; (c) C. T. Supuran, Nat.

Rev. Drug Disc., 2008, 7, 168.

88. (a) C. T. Supuran, A. Scozzafava, B. C. Jurca, M. A. Ilies, Eur. J. Med. Chem., 1998,

33, 83; (b) G. Renzi, A. Scozzafava, C. T. Supuran, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2000, 10,

673.

89. A. K. Gadad, C. S. Mahajanshetti, S. Nimbalkar, A. Raichurkar, Eur. J. Med. Chem.

2000, 35, 853.

90. (a) M. Padmanilayam, B. Scorneaux, Y. Dong, J. Chollet, H. Matile, S. A. Charman, D.

J. Creek, W. N. Charman, J. Santo Toma, Ch. Scheurer, S. Wittlin, R. Brun, J. L.

Vennerstrom, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2006, 16, 5542; (b) J. N. Dominguez, C. Leon,

J. Rodrigues, N. G. De Dominguez, J. Gut, P. J. Rosenthal, Farmaco, 2005, 60, 307.

91. H. Yoshino, N. Ueda, J. Nijma, H. Sugumi, Y. Kotake, N. Koyanagi, K. Yoshimatsu, M.

Asada, T. Watanabe, T. Nagasu, K. Tsukahara, A. Lijima, K. Kitoh, J. Med. Chem.,

1992, 35, 2496.

92. M. Banerjee, A. Poddar, G. Mitra, A. Surolia, T. Owa, B. Bhattacharyya, J. Med.

Chem., 2005, 48, 547.

77

93. J. J. Li, D. Anderson, E. G. Burton, J. N. Cogburn, J. T. Collins, D. J. Garland,S. A.

Gregory, H. C. Huang, P. C. Isakson, C. M. Koboldt, E. W. Logusch, M. B. Norton, W.

E. Perkins, E. J. Reinhard, K. Seibert, A. W. Veenhuizem, Y. Zang, D. B. Reitz, J. Med.

Chem., 1995, 38, 4570.

94. K. Chibale, H. Haupt, H. Kendrick, V. Yardley, A. Saravanamuthu, A. H. Fairlamb, S.

L. Croft, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2001, 11, 2655.

95. (a) S. Pastorekova, J. Pastorek, Cancer-related carbonic anhydrase isozymes, in: C. T.

Supuran, A. Scozzafava, J. Conway, Carbonic anhydrase—Its inhibitors and activators.

Boca Raton (FL), USA: CRC Press; 2004, pp 253–280; (b) C. T. Supuran, Curr. Top.

Med. Chem., 2007, 7, 825; (c) C. T. Supuran, A. Scozzafava, A. Casini, Med. Res. Rev.,

2003, 23, 146; (d). C. T. Supuran, A. Scozzafava, Bioorg. Med. Chem., 2007, 15,

4336; (e) A. Scozzafava, A. Mastrolorenzo, C. T. Supuran, Expert Opin Ther Patents

2006, 16, 1627–1664.

96. S. Pastorekova, J. Kopacek, J. Pastorek, Curr. Top. Med. Chem., 2007, 7, 865.

97. J. Pastorek, S. Pastorekova, I. Callebaut, J. P. Mornon, V. Zelnik, R. Opavsky, M.

Zatovicova, S. Liao, D. Portetelle, E. J. Stanbridge, J. Zavada, A. Burny, R. Kettmann,

Oncogene, 1994, 9, 2788.

98. R. Opavsky´, S. Pastorekova, V. Zelnik, A. Gibadulinova, E. J. Stanbridge, J. Zavada,

R. Kettmann, J. Pastorek, Genomics, 1996, 33, 480.

99. O. Tu¨reci, U. Sahin, E. Vollmar, S. Siemer, E. Gottert, G. Seitz, A. K. Parkkila, G. N.

Shah, J. H. Grubb, M. Pfreundschuh, W. S. Sly, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95,

7608.

100. O. N. Chupakhin, V. N. Charushin, H. C. van der Plas, Nucleophilic Aromatic

Substitution of Hydrogen, Academic Press, San Diego, 1994.

101. W. E. Noland, Chem. Rev., 1955, 55, 137.

102. R. Zoraghi, J. D. Corbin, S. H. Francis, J. Biological Chem., 2006, 281, 5553.

103. S. H. Francis, I. V. Turko, J. D. Corbin, Progress in Nucleic Acid Research and

Molecular Biology, 2000, 65, 1.

104. M. A. Noguera, M. D. Ivorra, C. Lugnier, P. D'Ocon, N. Schmiedeberg, Arch.

Pharmacol., 2001, 363, 612.

105. C. Lugnier, Pharmacol. Therap., 2006,109, 366.

106. A. T. Bender, J. A. Beavo, Pharmacol. Rev., 2006, 58, 488.

107. Y. C. Lo, H. H. Tsou, R. J. Lin, D. C. Wu, B. N. Wu, Y. T. Lin, I. J. Chen, Life Sci.

2005, 76, 931.

http://en.wikipedia.org/wiki/Chem._Rev.

78

108. A. Schmidt, in: A. R. Katritzky (Ed.), Advances in Heterocyclic Chemistry, Vol. 85,

Elsevier Science, Amsterdam, 2003, Chapter: Heterocyclic Mesomeric Betaines and

Analogs in Natural Product Chemistry. Betaine Alkaloids and Nucleobases.

109. M. Mojzych, Z. Karczmarzyk; Synthesis and biological evaluation of new pyrazolo[4,3-

e][1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazines. IV Konwersatorium Chemii Medycznej,

Lublin, 08-10 września 2011, P-41.

110. M. Mojzych, Praca doktorska, Akademia Medyczna w Poznaniu, Wydział

Farmaceutyczny, 2005.

111. Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Rykowski, J. Chem. Crystallogr., 2000, 30, 423.

112. V. N. Charushin, S. G. Alexeev, O. N. Chupakhin, H. C. van der Plas, Adv. Heterocycl.

Chem., 46, 73 (1989).

113. W. W. Paudler, T. K. Chen, J. Heterocyclic Chem., 1970, 7, 767.

114. R. G. Shepherd, J. L. Federic, Adv. Heterocyclic Chem., 1965, 4, 145.

115. S. Oae, N. Furukawa, Adv. Heterocyclic Chem., 1990, 48, 1.

116. M. Mojzych, Nowe N-acyklonukleozydy pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazyny i sposób ich otrzymywania. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408973 (2014).

117. M. Mojzych, 1-(4-Hydroksy-3-hydroksymetylo)butylo-3-metylo-5-metylosufanylo-1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyna i sposób jej otrzymywania.


118. H. Griengl, F. Gunzl, J. Heterocycl. Chem., 1984, 21, 505.


120. M. Mojzych, A. Rykowski, J. Wierzchowski, Molecules, 2005, 10, 1298.

121. M. Mojzych, A. Raszkiewicz, L. Strekowski, Heterocycl. Commun., 2009, 15, 123.

122. M. Henary, M. Mojzych, M. Say, L. Strekowski; J. Heterocycl. Chem., 2009, 46, 84.

123. M. Mojzych, M. Henary; Synthesis of Cyanine Dyes. Rozdział w Topics in Heterocyclic

Chemistry, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2008, 14, 1-9.

124. M. Henary, M. Mojzych, Stability and reactivity of polymethine dyes in solution.

Rozdział w Topics in Heterocyclic Chemistry, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg

2008, 14, 221-238.

125. L. Strekowski, E. Wolinska, M. Mojzych, DNA-Triple-helix stabilizing agents.

Rozdział w Synthetic and Biophysical Studies of DNA Binding Compounds, Ed.: M. Lee

and L. Strekowski, Transworld Research Network, Kerala, INDIA (2007).

79

126. L. Strekowski, M. Henary, M. Mojzych; Three heterocyclic rings fused (6:6:6).

Comprehensive Heterocyclic Chemistry III, Amsterdam, Elsevier 2008, 12, 1007-1035.

127. J. H. Ansede, R. D. Voyksner, M. A. Ismail, D. W. Boykin, R. R. Tidwell, J. E. Hall,

Xenobiotica, 2005, 35, 211.

128. E. M. De Souza, A. Lansiaux, C. Bailly, W. D. Wilson, Q. Hu, D. W. Boykin, M. M.

Batista, T. C. Araújo-Jorge, M. N. Soeiro, Biochem. Pharmacol., 2004, 68, 593.

129. J. Solecka, R. Kawęcki, J. Ziemska, A. Rajnisz, A. Laskowska, M. Postek, A. Guśpiel,

M. Mojzych, K. Łęczycka, A. Osior, B. Pietrzak, K. Pypowski, M. Soćko, A.

Wyrzykowska; Pochodne 3,4-dihydroizochinoliny, sposób ich wytwarzania,

kompozycje farmaceutyczne zawierające takie pochodne oraz ich zastosowanie.

Polskie zgłoszenie patentowe nr P. 403359 (2013).

130. I. Dolečkovă, M. Česnek, M. Darčisnkŷ, J. Brynda, J. Voller, Z. Janeba, V. Kryštof,

Eur. J. Med. Chem., 2013, 62, 443.

131. M. Mojzych; Nowe chiralne 5-aminowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny i sposób ich otrzymywania. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408802

(2014).

132. M. Mojzych; Nowe 5-aminowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny i

sposób ich otrzymywania. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408798 (2014).

5. Wykaz innych (nie wchodzących w skład osiągnięcia wymienionego w pkt 1)

opublikowanych prac naukowych oraz wskaźniki dokonań naukowych

A) Publikacje naukowe w czasopismach znajdujących się w bazie Journal Citation

Reports (JRC)

(1) A. Rykowski, M. Mojzych, Z. Karczmarzyk; A new synthesis of pyrazolo[4,3-e][l,2,4]-

triazines via acid promoted ring closure of the phenylhydrazones of 5-acyl-l,2,4-

triazines.

Heterocycles, 2000, 53, 2175-2181. (IF = 1.015; KBN/MNiSW = 9)

Udział własny: synteza związków, opracowanie wyników do publikacji


(2) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Rykowski; Synthesis and structure of p-chlorophenyl-

hydrazone of 3-(methylthio)-5-propanoyl-1,2,4-triazine.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=De%20Souza%20EM%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Lansiaux%20A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Bailly%20C%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Wilson%20WD%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Hu%20Q%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Boykin%20DW%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Batista%20MM%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Ara%C3%BAjo-Jorge%20TC%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Soeiro%20MN%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15276066

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15276066

80

J. Chem. Crystallogr., 2000, 30, 423-427. (IF = 0.319; KBN/MNiSW = 7)



(3) M. Mojzych, A. Rykowski; One-step synthesis and regioselective alkylation of

substituted 1H-pyrazolo[4,3-e][l,2,4]triazine.

Polish J. Chem., 2003, 77, 1797-1803. (IF = 0.515; KBN/MNiSW = 8)

Udział własny: wybór tematu, synteza związków, opracowanie wyników do publikacji


(4) M. Mojzych, A. Rykowski; Synthesis of functionalized 1H-pyrazolo[4,3-e][l,2,4]-

triazines and their fused derivatives via ipso-substitution of methylsulfonyl group with

O-, N-, S- and C-nucleophiles.




(5) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Rykowski; Synthesis and structure of 7-methyl-5-

phenyl-1H-pyrazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazine.

J. Chem. Crystallogr., 2005, 35, 151-155. (IF = 0.583; KBN/MNiSW = 10)



(6) M. Mojzych, A. Rykowski, J. Wierzchowski, Pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazines: purine

analogues with electronic absorption in the visible region.

Molecules, 2005, 10, 1298-1306. (IF = 1,113; KBN/MNiSW = 10)



(7) M. Mojzych, A. Rykowsk; Direct synthesis of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine

derivatives from oximes of 5-acyl and 5-formyl-1,2,4-triazines.

Heterocycl. Commun., 2006, 12, 191-194. (IF = 0.473; KBN/MNiSW = 10)


przygotowanie publikacji


(8) M. Mojzych, A. Rykowski; Thermal transformations of phenylhydrazones of 5-acyl-

1,2,4-triazines towards pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine and 4-cyanopyrazole derivative

under acidic and no acidic conditions.

J. Heterocyclic Chem., 2007, 44, 1003-1007. (IF = 0.813; KBN/MNiSW = 15)




(9) M. Mojzych, A. Rykowski; Synthesis of aza-analog of N-methylated formycine A.



81



(10) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Fruziński, A. Rykowski; Synthesis and structure of

(E)-1-(3-methylsulfanyl-1,2,4-triazin-5-yl)ethanone O-acryloyl oxime.

Analytical Sciences, 2007, 23, x205. (IF = 1.508; KBN/MNiSW = 15)



(11) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Fruziński; (E)-1-(Pyridin-2-yl)ethanone O-acryloyl

oxime.

Acta Cryst. E, 2008, E64, o653. (IF = 0.367; KBN/MNiSW = 10)



(12) M. Henary, M. Mojzych, M. Say, L. Strekowski; Functionalization of benzo[cd]indole

system for the synthesis of visible and near-infrared dyes.

J. Heterocyclic Chem., 2009, 46, 84-87. (IF = 1.009; KBN/MNiSW = 15)



(13) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, Z. Urbańczyk-Lipkowska, P. Kalicki; 1,2-Bis[1-(3-

methylsulfanyl-1,2,4-triazin-5-yl)ethylidene]diazane.




(14) M. Mojzych, A. Raszkiewicz, L. Strekowski; Facile synthesis of dimeric heptamethine

cyanine dyes containing a linker at the meso positions.

Heterocyclic Commun., 2009, 15, 123-126. (IF = 0.346; KBN/MNiSW = 13)


publikacji


(15) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, W. Wysocki; 1,3-Dimethyl-5-methylsulfonyl-1H-

pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine.

Acta Cryst, E, 2010, E66, o3226. (IF = 0.413; KBN/MNiSW = 13)



(16) M. Mojzych; Cytotoxic activity of some pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazines against human

cancer cell lines.

J. Chem. Soc. Pak., 2011, 33, 123-128. (IF = 1.377; KBN/MNiSW = 13)




(17) M. Mojzych; Antiviral ativity evaluation of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazines.

J. Chem. Soc. Pak., 2011, 33, 698-702. (IF = 1.377; KBN/MNiSW = 13)


82



(18) D. Branowska, O. Siuchta, Z. Karczmarzyk, W. Wysocki, E. Wolińska, M. Mojzych,

An unusual transformation of 5-acyl-1,2,4-triazines into 3-pyridyl-1,2,4-triazin via

tandem Stille cross-coupling aza Diels-Alder reaction.

Tetrahedron Lett., 2011, 52, 7054-7057. (IF = 2.683; KBN/MNiSW = 27)

Udział własny: synteza części związków


(19) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Fruziński; 2-(5,6-Diphenyl-1,2,4-triazin-3-yl)anilinę.





(25) M. Mojzych, M. Sebela; Synthesis and biological activity evaluation of Schiff Bases of

5-acyl-1,2,4-triazine.

J. Chem. Soc. Pak., 2015, 37, 300-305. (IF5 = 0.612; KBN/MNiSW = 15)



Udział procentowy: 90% (przyjęta do druku)

B) Monografie, publikacje naukowe w czasopismach międzynarodowych lub

krajowych innych niż znajdujące się w bazie, o której mowa w pkt 5 A:

BRAK

C) Rozdziały w książkach

(1) L. Strekowski, E. Wolinska, M. Mojzych; DNA-Triple-helix stabilizing agents.

Rozdział w Synthetic and Biophysical Studies of DNA Binding Compounds, Ed.: M. Lee

and L. Strekowski, Transworld Research Network, Kerala, INDIA (2007). Mój wkład w

powstanie tej pracy polegał na przeszukaniu literatury. Mój udział procentowy szacuję

na 40%.

(2) M. Mojzych, M. Henary; Synthesis of Cyanine Dyes.


2008, 14, 1-9. Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na przeszukaniu literatury,

napisaniu rozdziału i opracowaniu graficznym. Mój udział procentowy szacuję na 80%.

(3) M. Henary, M. Mojzych; Stability and reactivity of polymethine dyes in solution.


2008, 14, 221-238. Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na przeszukaniu literatury

i opracowaniu graficznym. Mój udział procentowy szacuję na 50%.

(4) L. Strekowski, M. Henary, M. Mojzych; Three heterocyclic rings fused (6:6:6).

Comprehensive Heterocyclic Chemistry III, Amsterdam, Elsevier 2008, 12, 1007-1035.

Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na przeszukaniu literatury, napisaniu

rozdziału i opracowaniu graficznym. Mój udział procentowy szacuję na 80%.

83

D) Kierowanie międzynarodowymi i krajowymi projektami badawczymi oraz udział

w takich projektach

(1) Marzec 2010 r. – wrzesień 2011 r. udział w projekcie europejskim pt. „Potencjalny

antybiotyk oraz pozyskiwanie nowych związków przeciwbakteryjnych” współfinanso-

wanym przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego Nr

UDA-POIG.01.03.01-14-136/09/2.

(2) Grant Habilitacyjny Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego NN405 092340

„Synteza nowych analogów sildenafilu pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazyny jako inhibitorów fosfodiesterazy PDE5 i tyrozynazy, także o działaniu

przeciwnowotworowym, przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym”, realizowany w

okresie czerwiec 2011 – czerwiec 2015, kierownik.

E) Współpraca naukowa

(1) Prof. dr hab. Anna Malm i dr Urszula Kosikowska z Uniwersytetu Medycznego w

Lublinie, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej –

określanie aktywności przeciwbakteryjnej dla pochodnych pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyn.

(2) Prof. dr hab. Krzysztof Bielawski, prof. dr hab. Anna Bielawska z Uniwersytetu

Medycznego w Białymstoku, Zakład Syntezy i Technologii Środków Leczniczych -

określanie aktywności przeciwnowotworowej dla pochodnych pirazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazyn względem komórek raka piersi.

(3) Prof. zw. dr hab. Barbara Filipek, dr Monika Kubacka i dr Szczepan Mogilski z

Uniwersytetu Jagiellońskiego, Katedra Farmakodynamiki, Wydział Farmaceutyczny

Collegium Medicum - badanie naczyniorozszerzającego działania sulfonamidowych

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny na izolowaną aortę szczura.

(4) Dr hab. Emilia Fornal z Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego im. Jana Pawła II,

Pracownia Zastosowań Metod Separacji i Spektroskopii, Interdyscyplinarne Centrum

Badań Naukowych - pomiary HRMS.

(5) Prof. Vladimír Kryštof, Dr Tomáš Gucký z Polacky University and Institute of

Experimental Botany ASCR, Laboratory of Growth Regulators, Faculty of Science,

Slechtitelu 11, 78371 Olomouc, Czech Republic – badanie aktywności biologicznej

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny względem komórek nowotworowych

oraz kinaz białkowych.

(6) Prof. Claudiu T. Supuran z Università degli Studi di Firenze, Polo Scientifico,

Laboratorio di Chimica Bioinorganica, Rm. 188, Via della Lastruccia 3, 50019 Sesto

Fiorentino (Florence), Italy - określanie zdolności sulfonamidowych pochodnych

układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny do hamowania izoenzymów anhydrazy

węglanowej (hCA I, II, IX i XII) przez.

(7) Prof. Reg Gorczynski, 2-805 TMDT, 101 College Street, Toronto, ON, M5G1L7,

Canada - badania przeciwnowotworowe.

84

(8) Prof. Volfgang Woelter z Eberhard-Karls-Universitat Tubingen, Interfakultares Institut

fur Biochemie, Hoppe-Seyler-Str. 4, D-72076 Tubingen – badanie inhibicji tyrozynazy

przez analogi sildenafilu.

(9) Dr Aleksandar Dolashki z Institute of Organic Chemistry with Centre of

Phytochemistry, G. Bonchev str. 9, Sofia 1113, Bulgaria – badanie inhibicji tyrozynazy

przez sulfonamidy pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

(10) Prof. JingShan Shen z Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of

Science – badanie inhibicji fosfodiesterazy typu 5 (PDE5) przez wybrane sulfonamidy

pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

(11) Prof. Jan Balzarini from Riga Institute for Medical Research, Katholieke Universiteit

Leuven Minderbroedersstraat 10, B-3000 Leuven, Belgium – określenie aktywności

przeciwwirusowej dla pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

(12) Dr Joanna Popiołkiewicz z Pracowni Cytometrii Przepływowej, Narodowy Instytut

Leków, w Warszawie – określenie aktywności przeciwnowotworowej dla wybranych

pochodnych układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny. Testy na 4 liniach komórek

nowotworowych: PC3, MCF7, H460, Colo205.

(13) Prof. Marek Sebela z Polacky University, Department of Biochemistry, Faculty of

Science, Slechtitelu 11, CZ-783 71, Olomouc, Czech Republik - badanie aktywności

biologicznej oksymów 5-acylo-1,2,4-triazyn jako inhibitororów oksydazy aminowej.

F) Międzynarodowe i krajowe nagrody za działalność naukową albo artystyczną

(1) Nagroda Rektora Akademii Podlaskiej w Siedlcach za osiągnięcia w pracy

zawodowej w 2007 r.

(2) Nagroda Rektora Akademii Podlaskiej w Siedlcach za działalność naukową w

2008 r.

G) Patenty

(1) M. Mojzych, A. Rykowski; Nowe pochodne układu pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

Pat RP-328889 (2006). Mój wkład w powstanie tego patentu polegał na syntezie i

zaprojektowaniu wszystkich związków. Mój udział procentowy szacuję na 90%.

(2) M. Mojzych, A. Rykowski; Nowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e]-1,2,4-triazolo-

[3,4-b][1,2,4]triazyny.



(3) M. Mojzych, A. Rykowski; Nowe 5-podstawione pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e]-

[1,2,4]triazyny.



85

(4) M. Mojzych, A. Rykowski; 5-Fenylo-7-metylo-1H-pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b]-

[1,2,4]triazyna.


zaprojektowaniu tytułowego związku. Mój udział procentowy szacuję na 90%.

(5) M. Mojzych, A. Rykowski; 3-[(2-Hydroksyetoksy)metylo]-1-metylo-1H-pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyna.



(6) M. Mojzych; 5-[2-etoksy-5-(4-metylopiperazyn-1-ylsulfonylo)fenylo]-2,3-dimetylo-2H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyna.



(7) M. Mojzych; 5-[2-etoksy-5-(4-metylopiperazyn-1-ylsulfonylo)fenylo]-2,3-dimetylo-1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyna.



(8) M. Mojzych, A. Bielawska, K. Bielawski, U. Kosikowska, A. Malm; Nowe sulfonamidy

pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny oraz sposób ich wytwarzania.



(9) M. Mojzych, A. Bielawska, K. Bielawski, U. Kosikowska, A. Malm; Nowe pochodne

układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny oraz sposób ich otrzymywania.



H) Międzynarodowe i krajowe zgłoszenia patentowe

(1) M. Mojzych; Nowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny z chiralną

grupą sulfonamidową i sposób ich otrzymywania.

Polskie zgłoszenie patentowe nr P.406299 (2013). Mój wkład w powstanie tego

zgłoszenia polegał na syntezie i zaprojektowaniu wszystkich związków. Mój udział

procentowy szacuję na 100%.

(2) J. Solecka, R. Kawęcki, J. Ziemska, A. Rajnisz, A. Laskowska, M. Postek, A. Guśpiel,

M. Mojzych, K. Łęczycka, A. Osior, B. Pietrzak, k. PypowskiM. Soćko, A.

Wyrzykowska; Pochodne 3,4-dihydroizochinoliny, sposób ich wytwarzania,

kompozycje farmaceutyczne zawierające takie pochodne oraz ich zastosowanie.

Polskie zgłoszenie patentowe nr P. 403359 (2013). Mój wkład w powstanie tego

zgłoszenia polegał na syntezie kilku związków. Mój udział procentowy szacuję na 2%.

(3) M. Mojzych; Nowe sulfonamidowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny

i sposób ich otrzymywania.




86

(4) M. Mojzych; Nowe chiralne 5-aminowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny i sposób ich otrzymywania.




(5) M. Mojzych; Nowe 5-aminowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny i

sposób ich otrzymywania.




(6) M. Mojzych; Nowe 5-arylo-7-metylo-5H-pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]-

triazyny. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.408801 (2014). Mój wkład w powstanie

tego zgłoszenia polegał na syntezie i zaprojektowaniu wszystkich związków. Mój udział


(7) M. Mojzych; Nowe 5-arylowe i 5-metylowe pochodne układu 1H-pirazolo[4,3-





(8) M. Mojzych; Nowe N-acyklonukleozydy pochodne układu pirazolo[4,3-

e][1,2,4]triazyny i sposób ich otrzymywania.




(9) M. Mojzych; 1-(4-Hydroksy-3-hydroksymetylo)butylo-3-metylo-5-metylosufanylo-1H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyna i sposób jej otrzymywania.


zgłoszenia polegał na syntezie i zaprojektowaniu tutułowego związku. Mój udział


I) Dorobek naukowy

1. Sumaryczny impact factor według listy Journal Citation Reports (JCR), zgodniez rokiem

opublikowania: 37.768 [KBN/MNiSW = 464].

2. Liczba cytowań publikacji według bazy Web of ScienceTM

Core Collection (bez

atocytowań): 57

3. Indeks Hirscha według bazy Web of ScienceTM

Core Collection: 7.0

4. Łączna liczba publikacji pełnotekstowych wynosi 33 w tym 29 oryginalnych artykułów

naukowych (Załącznik Nr 3 –Wykaz dorobku naukowego).

5. Łączna liczba publikacji pełnotekstowych po uzyskaniu stopnia naukowego doktora

wynosi 29 w tym 25 oryginalnych artykułów naukowych (Załącznik Nr 3 –Wykaz dorobku

naukowego po uzyskaniu stopnia doktora) o sumarycznym współczynniku oddziaływania

IF = 34.855 [KBN/MNiSW = 431]

6. Liczba polskich patentów: 9.

87

7. Liczba polskich zgłoszeń patentowych: 9.

8. Liczba międzynarodowych zgłoszeń patentowych: 0.

9. Polskie streszczenia zjazdowe: 21.

10. Zagraniczne streszczenia zjazdowe: 11.

11. Wygłoszone referaty na zagranicznych konferencjach tematycznych: 1.

12. Wygłoszone referaty na krajowych konferencjach tematycznych: 2.

6. Dorobek dydaktyczny i popularyzatorski oraz informacja o współpracy międzynaro-

dowej habilitanta

A) Aktywny udział w międzynarodowych i krajowych konferencjach naukowych:

(1) M. Mojzych, W. Majchrzak, A. Rykowski; A novel route to pyrazolo[4,3-e][l,2,4]-

triazines via intramolecular substitution of hydrogen in 1,2,4-triazine derivatives.

7th

Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry, Eger, Hungary, 1998, PO-96.

(2) M. Mojzych, A. Rykowski; Studia nad reakcją cyklizacji hydrazonów 5-acylo-3-fenylo-

l,2,4-triazyny do układu pirazolo[4,3-e][l,2,4]triazyny.

V Ogólnopolskie Sympozjum Chemii Organicznej IChO PAN, Konstancin-Jeziorna,

1998, P-33.

(3) A. Rykowski, T. Lipińska, M. Mojzych; A facile preparation of 5-acyl-1,2,4-triazines

as common intermediates in the synthesis of monocyclic and fused heterocyclic systems.

International Symposium on Nucleophilic Substitution, Chlewiska, Poland, 1999, OC-

12.

(4) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Rykowski; Phenylhydrazones of 5-acyl-1,2,4-triazine

useful intermediates in the synthesis of pyrazolo[4,3-e][l,2,4]triazines: X-ray analysis.

International Symposium on Nucleophilic Substitution, Chlewiska, Poland, 1999, OC-

10.

(5) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Rykowski; The crystal and molecular structure of

phenylhydrazone of 5-acyl-l,2,4-triazine. 41st Konwersatorium Krystalograficzne,

Wrocław, 1999, P-63.

(6) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Rykowski; Structural studies of pyrazolo[4,3-e]-

[1,2,4]triazine derivatives-structure of 3,7-diphenyl-5-methyl-pyrazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazine. 4lst Konwersatorium Krystalograficzne, Wrocław, 1999, P-64.

(7) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Rykowski; Synthesis and reactivity of pyrazolo[4,3-

e][l,2,4]triazine derivatives towards nucleophilic agents.

8 th

Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry, Bled, Slovenia, 2000, PO-62.

(8) M. Mojzych, D. Branowska, A. Rykowski; Wygodna droga syntezy pochodnych N-

alkilowych 1H-pirazolo[4,3-e][l,2,4]triazyny.

XLV Zjazd PTChem., Kraków, 2002, P191.

(9) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Rykowski; Annulated pyrazolo[4,3-e][l,2,4]triazines,

new heterocyclic ring system. 10 th

Blue Danube Symposium on Heterocyclic

Chemistry, Vienna, Austria, 2003, PO-88.

88

(10) M. Mojzych, T. Lipińska; Synteza acyklicznego analogu formycyny. XLVI Zjazd

PTChem., Lublin, 2003, P-44.

(11) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Rykowski, A. Łyp. Synteza i struktura 5-fenylo-7-

metylo-1H-pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyny.

46th

Konwersatorium Krystalograficzne, Wrocław, 2004, A-36.

(12) M. Mojzych, M. Say, A. Raszkiewicz, E. Wolinska, J. S. Kim, G. Patonay, L.

Strękowski; A facile synthesis and application of dimers of heptamethine cyanine dyes.

The 57th

Southeast/61st Southwest Regional Meeting, Memphis, USA, 2005, P-236.

(13) A. Raszkiewicz, E. Wolińska, M. Say, M. Mojzych, G. Patonay, L. Strękowski;

MALDI Mass Spectrometry of heptamethine cyanine dyes.

The 57th


(14) M. Say, M. Mojzych, A. Raszkiewicz, G. Patonay, L. Strękowski; Synthesis of pH-

sensitive 2,6-bis(substituted ethylidene)cyclohexanone/hydroxy cyanine dyes that

absorb in the visible/near-infrared regions.

The 57th


(15) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk; Synthesis and x-ray analysis of new derivatives of

pyrazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazine.

II Konwersatorium Chemii Medycznej, Lublin, 08-10 września 2009, komunikat

ustny, PP-10.

(16) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, N. Żaczek, Z. Urbańczyk-Lipkowska; Synteza i struktura

pochodnych układu pirazolo[4,3-e]tetrazolo[4,5-b][1,2,4]triazyny.

51 Konwersatorium Krystalograficzne, Wrocław, 25-27 VI 2009.

(17) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk; Synthesis and pharmacological evaluation of new

Sildenafil analogues.

III Konwersatorium Chemii Medycznej, Lublin, 20-22 września 2010, komunikat

ustny, K-8.

(18) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, A. Woźny; Synteza i struktura pochodnych układu 5H-

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazyny.

52 Konwersatorium Krystalograficzne, Wrocław, 24-26 VI 2010.

(19) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, W. Wysocki; Synteza i struktura oksymów5-acylo-3-(2-

etoksyfenylo)-1,2,4-triazyny.

53 Konwersatorium Krystalograficzne, Wrocław, 30VI-2VII 2011.

(20) M. Mojzych, Synthesis, functionalization and biological activity of pyrazolo[4,3-

e][1,2,4]triazines. 3rd

International Conference on Heterocyclic Chemistry, December

10-13, 2011, Jaipur, Indie, IL-10 (wykład na zaproszenie)

(21) M. Mojzych, Z. Karczmarzyk; Synthesis and biological evaluation of new pyrazolo[4,3-

e][1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazines.

IV Konwersatorium Chemii Medycznej, Lublin, 08-10 września 2011, P-41.

(22) M. Mojzych, A. Bielawska, K. Bielawski, U. Kosikowska, A. Malm; Synthesis and

biological evaluation of new sulfonamides derivatives of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazine.

89

V Konwersatorium Chemii Medycznej, Lublin, 13-15 września 2012, P-44.

(23) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych; 3-(2-Aminofenylo)-5,6-difenylo-1,2,4-triazyna.

54 Konwersatorium Krystalograficzne, Wrocław, 5-7 VII 2012.

(24) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych; Synthesis and structural characterization of new

pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine acyclonucleosides. VIII Joint Meeting on Medicinal

Chemistry, June 30 – July 4 2013, Lublin, Poland, P-20.

(25) M. Mojzych, E. Sikorska, M. Kluska; Zastosowanie wysokosprawnej chromatografii

cieczowej do rozdzielania analogów sildenafilu. 56 Zjazd PTChem i SITPChem,

Siedlce, 16-20 września 2013, SO4P11.

(26) M. Mojzych, E. Sikorska, M. Kluska; Rozdzielanie wybranych pochodnych układu

pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny techniką HPLC. 56 Zjazd PTChem i SITPChem, Siedlce,

16-20 września 2013, SO4P12.

(27) M. Mojzych, T. Gucky, V. Krystof; Anticancer activity of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]-

triazine sulfonamide derivatives.

VIII Joint Meeting on Medicinal Chemistry, June 30 – July 4 2013, Lublin, Poland, P-

32.

(28) M. Mojzych, M. Kubacka, B. Filipek; Relaxant effect of selected sildenafil analogues in

the rat aorta.

VI Konwersatorium Chemii Medycznej, Lublin, 18-20 września 2014, P-49.

(29) B. Popławska, N. Pawłowska, M. Mojzych, A. Bielawska, K. Bielawski; The influence

of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazine sulfonamides on cytotoxicity and biosynthesis DNA in

human MCF-7 breast cancer cells.


(30) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, W. Wysocki, Z. Urbańczyk-Lipkowska, P. Kalicki, C. T.

Supuran; New analogs of sildenafil, x-ray analysis and biological activity.


(31) W. Wysocki, M. Mojzych, Z. Karczmarzyk, A. Wielgosz, P. Kalicki, Z. Urbańczyk-

Lipkowska; Synthesis and structural characterization of new pyrazolo[4,3-e]tetrazolo-

[4,5-b][1,2,4]triazines with potential anticancer activity.


(32) Z. Karczmarzyk, M. Mojzych, W. Wysocki, Z. Urbańczyk-Lipkowska, P. Kalicki;

Struktura nowych analogów sildenafilu z układem pirazolo[4,3-e][1,2,4]triazyny.

57 Zjazd PTChem i SITPChem, Częstochowa, 14-18 września 2014, SM1-P09.

B) Udział w komitetach organizacyjnych międzynarodowych i krajowych konferencji

naukowych

(1) International Symposium on Nucleophilic Substitution, Chlewiska, Poland, 1999,

członek komitetu organizacyjnego.

90

(2) 56 Zjazd PTChem i SITPChem, Siedlce, 16-20 września 2013, Sekcja Chemii

Medycznej i Farmaceutycznej, opiekun sekcji.

C) Udział w komitetach redakcyjnych i radach naukowych czasopism

BRAK

D) Osiągnięcia dydaktyczne i w zakresie popularyzacji nauki lub sztuki

(1) Prowadzenie ćwiczeń laboratoryjnych i seminariów w ramach przedmiotu

Chemia organiczna I dla studentów II roku chemii.

(2) Opracowanie programu wykładów z chemii nieorganicznej i organicznej w

ramach przedmiotu Chemia dla studentów I roku zootechniki.

(3) Opracowanie programu ćwiczeń laboratoryjnych i wykładów z biochemii w

ramach przedmiotu Biochemia dla studentów III roku chemii.

(4) Prowadzenie ćwiczeń laboratoryjnych z analizy związków organicznych w ramach

przedmiotu Chemia II dla studentów III roku chemii.

(5) Prowadzenie ćwiczeń laboratoryjnych z chemii organicznej w ramach przedmiotu

Chemia dla studentów I roku rolnictwa.

(6) Prowadzenie ćwiczeń laboratoryjnych z chemii organicznej w ramach przedmiotu

Chemia dla studentów I roku kierunku biologii.

(7) Prowadzenie seminariów w ramach przedmiotu Chemia organiczna II dla

studentów III roku chemii.

E) Opieka naukowa nad studentami

(1) Promotor 8 prac magisterskich

(2) Promotor 4 prac licencjackich

(3) Opieka nad wykonaniem 5 prac magisterskich studentów macierzystego

Wydziału.

(4) Opieka nad studentami undergraduate (dwie osoby, trzy miesiące) oraz graduate

(dwie osoby, 6 miesięcy) pracującymi nad wykonaniem swoich prac licencjackich

i magisterskich w Department of Chemistry, Georgia State University, Atlanta,

USA.

F) Staże w zagranicznych i krajowych ośrodkach naukowych lub akademickich

(1) Udział w Szkole Nowoczesnej Chemii Organicznej w Krynicy, organizowanej dla

studentów V roku Wydziałów Chemicznych przez IChO PAN Warszawa (7 dni, 1998

r.).

uniwersytet przyrodniczo-humanistyczny w siedlcach wydział … · 2015. 11. 8. · prezentacja...

Documents