Синтез и свойства производных ди- и тетрагидропорфиринов с полиэдрическими соединениями бора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.10, кандидат химических наук Титеев, Рустам Анварович

• Титеев, Рустам Анварович
• кандидат химических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат химических наук Титеев, Рустам Анварович

ВВЕДЕНИЕ.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Нейтронозахватная терапия.

1.1.1. Бор-нейтронозахватная терапия.

1.1.2. Препараты для БНЗТ.

1.1.3. Основные типы полиэдрических соединений бора.

1.1.4 Додекагидро-клозо-додекаборат и его производные.'.14'

1.1.5 Бис(дикарболлид) кобальта и его производные.

1.1.6 Молекулы-транспортеры для атомов 10В.

1.2. Фото- радиосенсибилизаторы для ФД-БНЗ терапии рака на основе порфиринов.

1.2.1. Конъюгаты синтетических ди- и тетрагидропорфиринов с полиэдрическими соединениями бора.

1.2.2. Конъюгаты природных порфиринов и хлоринов с полиэдрическими соединениями бора.

1.2.3 Конъюгаты природных порфиринов с борными полиэдрами.

1.2.4 Конъюгаты природных хлоринов с борными полиэдрами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез и свойства производных ди- и тетрагидропорфиринов с полиэдрическими соединениями бора»

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) рака - перспективный метод лечения онкологических заболеваний. Метод основан на способности изотопа 10В, при поглощении медленных нейтронов, распадаться на частицы с высокой энергией, которые избирательно поражают лишь те клетки, которые содержат достаточное количество борсодержащего вещества. К сожалению, соединения бора не обладают высокой 1 селективностью накопления в опухоли. Идея создания новых препаратов для БНЗТ рака заключается в синтезе конъюгатов борных кластеров с различными биологически активными соединениями, которые способны хорошо проникать в опухолевые клетки и удерживаться в них. В связи с этим, большой интерес представляют порфирины и их производные, которые, помимо возможности селективного накопления в раковых клетках, могут при облучении светом вызывать фотодинамическое повреждение опухоли. Этот факт открывает дополнительные возможности в использовании порфирин-борных конъюгатов для комбинированной фотодинамической (ФДТ) и бор-нейтронозахватной терапии рака. Перспективными компонентами для этих целей могут служить производные хлорофилла а и бактериохлорофилла а в связи с их интенсивным поглощением в длинноволновой области электронного спектра, возможностью химической модификации боковых заместителей, низким уровнем токсичности и быстрым выведением из организма.

Таким образом, разработка методов получения подобных конъюгатов является актуальным научным исследованием в области ФДТ-БНЗТ рака.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Заключение диссертации по теме «Биоорганическая химия», Титеев, Рустам Анварович

IV. ВЫВОДЫ

1. Разработаны методы получения конъюгатов природных хлоринов с полиэдрическими соединениями бора с использованием Cu(I) катализируемой реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения и кросс-сочения Соногаширы;

2. Изучено взаимодействие аминозамещенных хлоринов и бактериохлоринов с оксониевыми производными бис(дикарболлид) кобальта. Обнаружено влияние основания на характер протекания реакции и состав продуктов;

3. Синтезированы борсодержащие конъюгаты хлорина eg и пурпуринимида с использованием разработанных подходов;

4. Впервые получены конъюгаты N-аминобактериопурпуринимида с полиэдрическими соединениями бора;

5. В испытаниях на клетках А549 аденокарциномы легкого человека показано, что цвиттер-ионные структуры накапливаются лучше, чем конъюгаты с внешними катионами, а по мере увеличения длины спейсера в борхлориновых конъюгатах селективность накопления в раковых клетках повышается.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Титеев, Рустам Анварович, 2010 год

1. В.И. Брегадзе, И.Б. Сиваев. Лекарство снайпер или химический прицел для нейтрона // Природа. 2004.- Т.4.- С.3-10.

2. И.А. Гулидов, Ю.С. Мардынский. Андронная лучевая терапия злокачественных новообразований // Вместе против рака. 2005.- Т.З.- С.40-45. ;

3. G.L. Locher. Biological effects and therapeutic possibilities of neutrons // Am. J. Roentgenol. Radium Ther. 1936.- V.36.- P. 1-13.

4. M.L. Volokhonskaya. Experience in the use of semicarbazide-cadmium therapy in patients suffering from malignant neoplasms in the incurable period // Voprosy Onkologii (U.S.S.R.). 1963.- V.9.- P.6-10.

5. A. H. Soloway, W. Tjarks, B. A. Barnum, F-G. Rong, R. F. Barth, I. M. Codogni, J. G.

6. Wilson. The chemistry of neutron capture therapy // Chem. Rev. 1998.- V.98.- P.l 515-1562.i. «

7. Barth R.F., SolowayA.H.,Fairchild R.G. Boron Neutron Capture Therapy of Cancer // Cancer Res. 1990.-V.50.-P.1061-1070.

8. J. F. Hainfeld. Uranium-loaded apoferritin with antibodies attached: molecular design for uranium neutron-capture therapy // PNAS. 1992.- V.89.- P.l 1064-11068.

9. P. Caravan, J.J. Ellison, T.J. McMurry, R.B. Lauffer. Gadolinium(III) chelates as MRI contrast agents: structure, dynamics, and applications // Chem. Rev. 1999.- V.99.- P.2293-2352.

10. M.G.H. Vicente. Boron in Medicinal Chemistry // Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry. 2006.- V.6(2).- P.73.

11. O. Harling, K. Riley. Fission reactor neutron sources for neutron capture therapy a critical review // JNeurooncol. 2003.- V.2.- P.7-17.

12. Godwin J.T., Farr L.E., Sweet W.H., Pathological study of eight patients with glioblastoma multiforme treated by neutroncapture therapy using boron 10 // Cancer, 1955.- V.8.- P.601-615.

13. R.F. Barth, J.A. Coderre, M.G.H. Vicente, Т.Е. Blue. Boron Neutron Capture Therapy of Cancer: Current Status and Future Prospects // Clin. Cancer Res. 2005.- V. 11(11).- P.3987-4002.

14. C. Salt, A.J. Lennox, M. Takagaki, J.A. Maguire, and N.S. Hosmanea. Boron and gadolinium neutron capture therapy // Russian Chemical Bulletin, International Edition. 2004.- V.53(9).- P. 1-17.

15. I.B. Sivaev.- V.I. Bregadze. Polyhedral Boranes for Medical Applications: Current Status and Perspectives // European Journal of Inorganic Chemistry. 2009.- V. 11.- P. 1433-1450.

16. Snyder H.R., Reedy A.J., Lennarz W.J. Synthesis of Aromatic Boronic Acids. Aldehydo Boronic Acids and a Boronic Acid Analog of Tyrosine // Am.Chem.Soc., 1958.- V.80.-P.835-838.

17. B.B. Волков, И.С. Поеная. О синтезе додекагидро-клозо-додекаборатов(2-) взаимодействием тетрагидроборатов щелочных металлов с триэтиламинбораном // Ж. неорган. Химии.-. 1979,- V.24 (10).- Р.2824-2826. , ;

18. WangF., Wang Y., Wang X. Yingyong Huaxue, 1998.- V.15(5).- P.ll 1.

19. Hawthorne M.F, Andrews T.D. Carborane analogues of cobalticinium ion // J. Chem.Commun 1965.-P.443-444.i. i

20. Sivaev I.B., Bregadze V.I. Chemistry of cobalt bis(dicarbollides). A review // Collect. Czech. Chem. Commun. 1999.- V.64.- P.783-805.

21. Sivaev I.B., Starikova Z.A., Sjoberg S., Bregadze V.I. Synthesis of functionalderivatives of the 3,3'-Co(l,2-C2B9Hll)2.- anion // J. Organomet. Chem., 2002,- V.649.- P.l.

22. R.P. Evstigneeva, A.V. Zaitseev.- V.N. Luzgina.- V.A. Ol'shevskaya, A.A. Shtil.' Carboranylporphyrins for Boron Neutron Therapy of Cancer // Curr. Med. Chem. Anti-Cancer Agents, 2003.- V.3.- P.383-392.

23. M.W. Renner, M. Miura, M.W. Easson, M.G.H. Vicente. Recent Progress in the Syntheses and Biological Evaluation of Boronated Porphyrins for Boron Neutron-Capture Therapy // Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry. 2006.- V.6.- P. 145-157.

24. M. Ratajski, J. Osterloh, D. Gabel. Boron-Containing Chlorins and Tetraazaporphyrins: Synthesis and Cell Uptake of Boronated Pyropheophorbide a Derivatives // Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry, 2006.- V.6.- P. 159-166.

25. R.C. Haushalter, R.W. Rudolph. meso-Tetracarboranylporphyrins // J. Am. Chem. Soc. 1978.- V.100.- P.4628-4629.

26. R. C. Haushalter, W.M. Butler, R.W. Rudolph. The preparation and characterization of several meso-tetracarboranylporphyrins II J. Am. Chem.Soc. 1981.- V.103.- P.2620-2627.

27. M.-S. Koo, T. Ozawa, R.A. Santos, K.R. Lamborn, A.W. Bollen, D.F. Deen, and S.B. Kahl. Synthesis and Comparative Toxicology of a Series of Polyhedral Borane Anion-Substituted Tetraphenyl Porphyrins II J. Med. Chem. 2007.- V.50.- P.820-827.

28. G. Oenbrink, P. Jiirgenlimke, D. Gabel. Accumulation of porphyrins in cells: influence of hydrophobicity aggregation and protein binding // Photochemistry and photobiology. 1988.-V.48(4).- P.451-456.

29. M. Miura, P.L. Micca, C.D. Fischer, C.R. Gordon, J.C. Heinrichs, D.N. Slatkin. Evaluation of carborane-containing porphyrins as a tumor-targeting agents for boron neutron-capture therapy // Br. J. Radiol. 1998.- V.71.- P.773-781.

30. M. Miura, G.M. Morris, P.L. Micca, M.M. Nawrocky, M.S. Makar, S.P. Cook, D.N. Slatkin. Copper octabromotetracarboranylphenylporphyrin: Synthesis and its toxicity, and biodistribution in tumour-bearing mice // Br. J. Rad. 2004.- V.77.- P.573-580.

31. M.G.H. Vicente, B.F. Edwards, S.J. Shetty, Y. Hou and J.E. Boggan. Synthesis and Preliminary Biological Studies of Four Tetra(nido-carboranylmethylphenyl) porphyrins // Bioorganic Medicinal Chemistry. 2002.- V.10.- P.481-492.

32. M.G.H. Vicente.- V. Gottumukkala, A. Wickramasinghe, M. Anikovsky and M.A.J. Rodgers. Singlet Oxygen Generation and Dark Toxicity of a nido- and a closo-Carboranylporphyrin // Proceedings ofSPIE, 2004.- V.5315.- P.33-40.

33. M.W. Easson, F.R. Fronczek, T.J. Jensen, M.G.H. Vicente. Synthesis and in vitro properties of trimethylamine- and phosphonate-substituted carboranylporphyrins for application in BNCT // Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2008,- V.16(6).- P.3191-3208.1 !

34. E. Hao, M.G.H. Vicente. Expeditious Synthesis of Porphyrin-cobaltacarborane Conjugates // Chemical Communications. 2005, 1306-1308.

35. Е. Нао, TJ. Jensen, В.Н. Courtney and M.G.H. Vicente. Synthesis and Cellular Studies of Porphyrin-Cobaltacarborane Conjugates // Bioconjugate Chemistry. 2005.- V.16.- P.1495-1502.

36. M. Sibrian-Vazquez, E. Hao, T.J. Jensen, M.G.H. Vicente. Enhanced Cellular Uptake with a Cobaltacarborane-Porphyrin-HIV-1 Tat 48-60 Conjugate // Bioconjugate Chemistry. 2006.- V.17.- P.928-934.

37. R. Luguya, F.R. Fronckzek, K.M. Smith, M.G.H. Vicente. Synthesis of Noveli i

38. Carboranylchlorins with Dual Application in Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) and Photodynamic Therapy (PDT) // Journal of Applied Radiation and Isotopes. 2004.- V.61.-P.1117-1123.

39. R. Luguya, T.J. Jensen, K.M. Smith, M.G.H. Vicente. Synthesis and Cellular Studies of a Carboranylchlorin for the PDT and BNCT of Tumors // Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2006.- V.14.- P.5890-5897.

40. E. Hao, E. Friso, G. Miotto, G. Jori, M. Soncin, C. Fabris, M. Sibrian-Vazqueza, M.G.H. Vicente. Synthesis and biological investigations of tetrakis(p-carboranylthio-tetrafluorophenyl)chlorine (TPFC) // Org. Biomol. Chem. 2008.- V.6.- P.3732-3740. , :

41. S. B. Kahl, M. S. Koo. Synthesis of tetrakis-carboxylate esters of 2, 4-di(a, p -dihydroxylethyl) deuterioporphyrin IX // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1990.-P.1769-1771.

42. M. Miura, D. Gabel, G. Oenbrink, R.G. Fairchild. Preparation of carboranyl porphyrins for boron neutron capture therapy // Tetrahedron Lett. 1990,- V.31.- P.2247-2250.

43. J. Lee, Y. S. Park, Y.Kim, H. C. Kang. Synthesis of a Porphyrin Having Eight Carborane Cages II Bull. Korean Chem. Soc. 1999.- V.20(ll).- P.1371-1372.

44. P. Dozzo, M.-S. Koo, S. Berger, T.M Forte and S.B. Kahl, Synthesis, Characterization and Lipoprotein Association of a Nuclear Targeted Boronated Porphyrin // J. Med. Chern. 2005.- , V.48.- P.357-359.

45. M.F. Isaac and S.B. Kahl. Synthesis of Ether- and Carbon-Linked Polycarboranyl Porphyrin Dimers for Cancer Therapies II J. Organometallic Chem. 2003.- V.680.- P.232-243.

46. V.A. Ol'shevskaya, A.V. Zaytsev, A.N. Savchenko, A.A. Shtil', C.S. Cheong.- V.N. Kalinin. Boronated Porphyrins and Chlorins as Potential Anticancer Drugs // Bull Korean Chem. Soc. 2007.- V.28(l 1).- P.1910-1916.

47. A. N. Savchenko.- V. A. Ol'shevskaya.- V. N. Kalinin, and A. A. Shtil. Boronated Derivatives of Protohemin IX with L-Amino Acids as Potential Anticancer Agents // Vestnik Moskovskogo Universiteta. Khimiya, 2007.- V. 5.- P.292-298.

48. Novel boronated chlorin e6-based photosensitizers: Synthesis, binding to albumin and antitumour efficacy // Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2009.- V. 17.- P. 1297-1306.

49. A. V. Kuchin, M. V. Mal'shakova, D. V. Belykh.- V. A. Ol'shevskaya and V. N. Kalinin. Synthesis of Boronated Derivatives of Chlorin e6 with Amide Bond // Doklady Akademii Nauk, 2009.- V. 425,- P.80-83.

50. A.S. Brandis, A.N. Kozyrev and A.F. Mironov. Synthesis and study of chlorin and porphyrin dimers with ether linkage. // Tetrahedron. 1992.- V.48(31).- P.6485-6494.

51. A.F. Mironov, A.N. Kozyrev and A.S. Brandis. Sensitizers of second generation for photodynamic therapy of cancer based on chlorophyll and bacteriochlorophyll derivatives. // Proc. SPIE. 1993,- V.1922.- P.204-209.