Синтез модифицированных природных хлорофиллов и изучение их свойств для бинарных методов терапии в онкологии

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

02.00.10 - Биоорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Синтез модифицированных природных хлорофиллов и изучение их свойств для бинарных методов терапии в онкологии

Грин Михаил Александрович

Москва - 2010

Работа выполнена на кафедре химии и технологии биологически активных соединений

им. Н.А. Преображенского Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова.

Научный консультант: доктор химических наук, профессор

Миронов Андрей Федорович

Официальные оппоненты: член-корр. РАН, доктор химических наук,

профессор Койфман Оскар Иосифович

доктор химических наук, профессор Пономарев Гелий Васильевич

доктор химических наук, профессор Томилова Лариса Годвиговна

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт химии растворов РАН

Защита диссертации состоится «22» ноября 2010 г. в 15.00 час на заседании Диссертационного совета Д 212.120.01 при Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ) по адресу: 119571 Москва, пр. Вернадского, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. М.В.Ломоносова по адресу 119571, Москва, пр. Вернадского, 86.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайте ВАК РФ:

Автореферат разослан «_____»_________2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного Cовета

кандидат химических наук,

старший научный сотрудник Лютик А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема борьбы со злокачественными новообразованиями остается одной из приоритетных для современного общества. Согласно официальным данным ежегодно в России каждый час злокачественные опухоли поражают 57 человек. В связи с этим разработка новых подходов к лечению онкологических заболеваний чрезвычайно актуальна.

Основными методами лечения в онкологии являются хирургическое вмешательство, лучевая терапия и химиотерапия. Однако в последнее десятилетие все большее распространение получают новые методы, среди которых следует отметить фотодинамическую терапию (ФДТ) и борнейтронозахватную терапию (БНЗТ) рака, которые являются примерами бинарной терапии, когда два раздельно введенных нетоксичных агента (фотосенсибилизатор или соединение бора, с одной стороны, и лазерное излучение или поток тепловых нейтронов, с другой стороны) при встрече в клетке-мишени генерируют цитотоксические вещества, приводящие к разрушению жизненно важных структур раковых клеток и их гибели.

В настоящее время применяются в клинике или находятся на разных стадиях клинических испытаний фотосенсибилизаторы (ФС) различных классов (порфирины и их металлокомплексы, хлорины, бензопорфирины, фталоцианины и др.). Среди них особый интерес представляют природные хлорофиллы и их производные с интенсивным поглощением в красной и ближней ИК-области спектра, поскольку их терапевтическое окно поглощения (660 - 800 нм) открывает новые возможности для диагностики и лечения злокачественных новообразований. Свет с подобной длиной волны проникает в ткань на глубину до 20 мм, что позволяет проводить лечение глубокозалегающих и пигментированных опухолей.

Выбор природных пигментов для создания новых ФС обусловлен рядом причин, включая их распространенность в природе, интенсивное поглощение в длинноволновой области спектра, возможность химической модификации боковых заместителей, структурную близость к эндогенным порфиринам, что предполагает низкий уровень токсичности подобных соединений и быстрое выведение из организма.

Однако сами хлорины и бактериохлорины имеют ограниченное применение в качестве ФС из-за высокой гидрофобности, низкой химической и фотостабильности, умеренной селективности накопления в раковых клетках. Это диктует необходимость создания устойчивых производных хлоринов и бактериохлоринов с улучшенными спектральными характеристиками, повышенной гидрофильностью для растворимости в полярных растворителях и воде, обладающих значительной тропностью к опухолям.

Представленная работа посвящена решению этих задач и является дальнейшим развитием основополагающих научных исследований, проведенных ранее в МИТХТ им. М.В. Ломоносова на кафедре химии и технологии тонких органических соединений в области химии порфиринов и родственных соединений, и выполнена по теме фундаментальных научных исследований № 1Б-4-355 «Разработка химических и биотехнологических методов модификации биологически активных соединений с целью моделирования жизненно важных процессов в природе».

Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 04-03-33064, 06-03-32459, 07-03-00452, 09-03-00701, 09-03-12203-офи-м), аналитической ведомственной целевой программы (проект 2.1.1/2889) «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы) и гранта INTAS № 01-0461.

Целью работы является разработка методов направленной химической модификации хлорофилла а (Хл а) и бактериохлорофилла а (Бхл а) с целью улучшения их фотофизических характеристик, синтеза конъюгатов с другими классами соединений и получения ФС с интенсивным поглощением в ближнем ИК-диапазоне для бинарных методов терапии в онкологии.

Поставленная проблема имеет комплексный характер, что потребовало решения следующих экспериментальных задач:

Разработка способов получения производных Хл а и Бхл а с дополнительными кислород- и азотсодержащими шестичленными циклами.

Направленная модификация заместителей в пиррольных кольцах A и С природных хлорофиллов.

Разработка методов синтеза амфифильных ФС на основе природных хлоринов и бактериохлоринов, включая положительно заряженные, а также нейтральные гидрофильные производные.

Создание конъюгатов хлоринов и бактериохлоринов с полиэдрическими соединениями бора для эффективной доставки атомов бора в опухоль с целью использования в БНЗТ и комбинированной (БНЗТ-ФДТ) рака.

Разработка способов синтеза конъюгатов природных хлоринов с углеводами для рецептор-опосредованного эндоцитоза ФС в опухоль.

Проведение необходимых фотофизических и биологических испытаний и выбор наиболее перспективных ФС для ФДТ и БНЗТ рака.

Научная новизна. Разработана новая стратегия функционализации природных хлоринов, позволяющая получать высокореакционноспособные производные Хл а и Бхл а для их последующей химической модификации.

Осуществлен синтез новых N-аминоциклоимидов в ряду Хл а. Впервые получены N-гидрокси- и N-аминоциклоимиды в ряду Бхл а и показана возможность их дальнейшей модификации.

Предложены новые методы химической модификации пиррола А в бактериохлориновом макроцикле, позволяющие получать амфифильные производные с гидроксилсодержащими заместителями, а также показана перспективность этих соединений в качестве эффективных ФС для ФДТ рака. бактериохлорин рак бор опухоль

Впервые получены катионные ФС в ряду Бхл а и показана их антимикробная фотодинамическая активность.

Разработаны методы синтеза конъюгатов природных хлоринов с молекулами других классов, базирующиеся на современных реакциях органической химии, включая “click chemistry” (Cu-катализируемое 1,3-диполярное циклоприсоединение терминальных алкинов с азидами), палладий-катализируемые реакции (реакция Соногаширы), реакции кросс-сочетания (метатезис олефинов) и др.

Впервые получены борсодержащие конъюгаты и гликоконъюгаты в ряду Бхл а.

Практическая значимость. Разработаны универсальные подходы к созданию новых высокоэффективных фотосенсибилизаторов на основе природных пигментов.

Предложен новый способ получения гидразидов в ряду Бхл а, обладающих высокой фотодинамической активностью.

Проведен биологический скрининг различных производных в ряду Хл а и Бхл а и отобраны наиболее перспективные соединения для проведения предклинических испытаний на экспериментальных животных с глубокозалегающими и пигментированными опухолями, трудно поддающимися лечению с использованием ныне существующих ФС.

Разработан новый высокоэффективный инфракрасный ФС на основе N-алкоксибактериопурпуринимида для ФДТ меланомы и создана его наноструктурированная инъекционная форма.

Получены водорастворимые производные хлоринов и бактериохлоринов, которые используются в практической работе биологов, связанной с изучением направленного внутриклеточного транспорта фотосенсибилизаторов.

Разработан эффективный способ доставки борных полиэдров в опухоль путем связывания с хлоринами и бактериохлоринами. Высокое накопление борсодержащих конъюгатов как в раковых клетках, так и в опухолях у экспериментальных животных делает этот способ перспективным для БНЗТ рака.

Получен модификационный ряд гликоконъюгатов на основе природных хлоринов и показана перспективность использования некоторых из них в ФДТ рака.

Основные положения, выносимые на защиту:

Методы синтеза и свойства циклических имидов и их производных в ряду хлоринов и бактериохлоринов.

Способ получения амфифильных бактериохлоринов с гидроксилсодержащими заместителями в пирроле А.

3. Синтез катионных ФС в ряду бактериохлорофилла а и их эффективность в антимикробной ФДТ.

4. Методы получения биоконъюгатов на основе природных хлоринов.

5. Синтез конъюгатов хлоринов и бактериохлоринов с борными кластерами для БНЗТ рака.

6. Методы синтеза гликоконъюгатов на основе природных хлоринов.

Личный вклад автора. Автору принадлежит решающая роль на всех этапах исследования - от постановки задачи, планирования и проведения ключевых экспериментов до обсуждения и литературного оформления полученных результатов.

Апробация работы. Результаты работы были представлены и обсуждены на:

VIII Международной конференции «Spectroscopy and chemistry of porphyrins and their analogs» (Минск, Беларусь, 1998), III Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 1999), Школе-конференции «Горизонты физико-химической биологии». (Пущино, 2000), III и IV Съездах фотобиологов России (Воронеж, 2001; Саратов, 2005), III Съезде биохимического общества (Санкт-Петербург, 2002), VIII Международной научной конференции «High-tech in Chemical Engineering 2002» (Уфа, 2002), IX Международной конференции по химии порфиринов и их аналогов (Суздаль, 2003), Международных конференциях по порфиринам и фталоцианинам (ICPP-3, США, 2004; ICPP-4, Италия, 2006; ICPP-5, Россия, 2008), XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007), Седьмой школе-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений (Одесса, 2007), ежегодных научно-практических конференциях «Отечественные противоопухолевые препараты» (2007-2010), 13-ом Международном конгрессе по нейтронозахватной терапии (Флоренция, Италия, 2008), Десятой международной конференции по физической и координационной химии порфиринов и их аналогов (Иваново, 2009), VIII Школе-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений (Гагры, Абхазия, 2009).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в монографии [23], 2-х обзорах [19, 20], 1 патенте, 24 статьях в отечественных и зарубежных журналах, более чем в 20-ти тезисах докладов на российских и международных конференциях.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Гидрированные аналоги порфиринов - хлорины и бактериохлорины - играют важную роль в природе, в том числе участвуют в фотосинтезе и родственных ему процессах. Большой интерес к этим соединениям обусловлен широким спектром полезных свойств их направленно модифицированных производных. Уникальная способность хлорофиллов избирательно накапливаться в опухолевых тканях и вызывать под действием лазерного облучения определенной длины флуоресценцию либо фотодинамический эффект, успешно используется в флуоресцентной диагностике (ФД) и ФДТ злокачественных новообразований.

Используя Хл а и Бхл а в качестве исходных соединений, в настоящей работе были выполнены исследования, целью которых явилось:

- получение устойчивых индивидуальных производных пигментов со спектральными характеристиками, не уступающими исходным хлорофиллам, а в ряде случаев и превосходящими их;

- снижение гидрофобности и придание амфифильных свойств молекулам пигментов с целью улучшения растворимости в полярных растворителях и воде;

- введение в макроцикл функциональных групп для присоединения других биоактивных молекул с целью повышения тропности к раковым клеткам и направленного внутриклеточного транспорта.

Выполненная работа строилась путем проведения исследований по следующим основным направлениям:

- синтез и изучение свойств циклических имидов хлорина и бактериохлорина и создание на их основе новых перспективных ФС;

- синтез и изучение свойств конъюгатов природных хлоринов с борными полиэдрами;

- разработка новых подходов к синтезу гликоконъюгатов в ряду Хл а и Бхл а.

1. Синтез и изучение свойств циклических имидов в ряду хлорофилла а и бактериохлорофилла а и создание на их основе новых высокоэффективных ФС

Создание высокоэффективных ФС на основе природных пигментов - комплексная проблема, включающая разработку методов синтеза стабильных производных Хл а и Бхл а с улучшенными спектральными и фотофизическими характеристиками, конструирование новых амфифильных молекул с оптимальным соотношением гидрофобных и гидрофильных заместителей, а также повышение эффективности и избирательности фотодинамического действия сенсибилизаторов. Структура молекул Хл а и Бхл а открывает широкие возможности для их направленной функционализации (Схема 1).

Схема 1. Возможные химические модификации хлорофилла а и бактериохлорофилла а.

Присоединение к основному макроциклу шестичленного ангидридного цикла приводит к повышению общей устойчивости системы. Следует отметить, что впервые пурпурин 18 был синтезирован Г. Фишером (Fischer H. et al., Die Chemie des Pyrrols, 1940), затем рядом других исследователей (Kenner G.V. et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1973; Lee S.-J. H. et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans.1, 1993); на нашей кафедре методика его получения была существенно улучшена (Миронов А.Ф. и др., Патент РФ № 2 054944, 1996). Что касается бактериопурпурина (БП), то его синтез осуществлен на кафедре впервые (Mironov A.F. et al., Proc. SPIE, 1992).

Для получения пурпуринов хлорофиллы экстрагируют из биомассы и затем без выделения и дополнительной очистки окисляют в щелочной среде кислородом воздуха. Последующая обработка соляной кислотой приводит к образованию ангидридного цикла и получению пурпурина 18 и бактериопурпурина (Схема 2).

Схема 2. Хлорофилл а и бактериохлорофилл а и их производные.

Введение экзоцикла приводит к батохромному сдвигу полосы Qy для пурпурина 18 до 700 нм и для БП до 818 нм. Однако, ангидридный цикл устойчив лишь в нейтральной и кислой средах, а в присутствии оснований происходит его быстрое раскрытие с образованием хлорина р6 и бактериохлорина р, поглощающих при 670 и 770 нм, соответственно. Это обстоятельство потребовало превращения ангидрида в более стабильное производное.

К началу наших исследований были известны методы замены атома кислорода в экзоциклах пурпурина 18 и бактериопурпурина на азот при взаимодействии с алкиламинами (Pandey, R.K. et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1994; Kozyrev, A.N. et al., Tetrahedron Lett., 1996). Полученные таким способом циклоимиды, однако, не могли быть использованы для синтеза других N-замещенных циклических имидов.

Принципиально новые возможности были обнаружены при замене в этой реакции алкиламинов на бифункциональные агенты - гидразингидрат и гидроксиламин. Во-первых, использование сильных нуклеофильных реагентов значительно упростило получение циклоимидов. Во-вторых, наличие в синтезированных циклоимидах амино- или гидроксильной групп при атоме азота позволило на основе лишь одного соединения получать модификационные ряды пурпурин- и бактериопурпуринимидов, что значительно упростило поиск новых наиболее эффективных ФС.

Первоначально реакция с одним из реагентов - гидроксиламином - была выполнена в ряду Хл а с образованием N-гидроксипурпуринимида на кафедре ХТБАС (Mironov A.F., Lebedeva V.S. Tetrahedron Lett., 1998).

В настоящей работе предпринято систематическое изучение взаимодействия производных Бхл а с гидроксиламином, а также Хл а и Бхл а с гидразингидратом.

1.1. Новые N-аминопурпуринимиды в ряду хлорофилла а

Превращение ангидридного цикла пурпурина 18 1 в N-аминоимидный цикл включает две основные стадии (Cхема 3). На первом этапе происходит раскрытие экзоцикла и образование смеси моногидразидов 2а и 2б, сопровождающееся гипсохромным смещением полосы Qy в область 670 нм. Добавление в реакционную смесь соляной кислоты приводит к внутримолекулярной циклизации с образованием N-аминоциклоимида 3. Структура его метилового эфира 4 подтверждена спектром 1Н ЯМР, в котором имеется сигнал двух протонов экзоциклической аминогруппы в виде несколько уширенного синглета при 5.7 м.д.

Аминогруппа легко алкилируется и ацилируется. Так, при обработке циклоимида 4 метилиодидом или тозилхлоридом были получены N,N-диметиламино 5 и N-тозильное 6 производные, соответственно. Принципиальная возможность использования первичной аминогруппы в циклоимиде 4 для присоединения биомолекул, несущих формильную функцию, была показана на примере конденсации последнего с п-нитробензальдегидом с образованием основания Шиффа 7.

В ходе превращения пурпурина 18 1 в циклоимид 3 была обнаружена возможность восстановления винильной группы в пирроле А под действием гидразина. Кинетика восстановления прослеживалась с помощью 1Н ЯМР и электронных спектров, в то время как заметных различий в хроматографической подвижности получаемых продуктов не наблюдалось. Через 48 часов основным продуктом реакции являлся 3-этил-3-девинил-N-аминопурпуринимид 3 с гипсохромным смещением основной полосы поглощения с 715 до 703 нм.

Схема 3. Синтез N-аминопурпуринимида и его химические модификации.

Описанное восстановление винильной группы с помощью гидразингидрата является новым подходом к получению мезохлорина, наряду с традиционно используемым каталитическим гидрированием винильной группы.

1.2. N-Аминоциклоимиды в ряду бактериохлорофилла а

Изучение взаимодействия БП с гидразингидратом (Схема 4) показало, что, как и в случае с пурпурином 18, на первом этапе очень быстро происходит раскрытие ангидридного цикла и образование моногидразидов 9а и 9б, при этом ацетильная группа превращается в гидразон. Предположение о возможном образовании гидразона в ходе реакции и последующем его гидролизе в кислой среде было подтверждено реакцией бактериохлорина р 11 с гидразином. Продукт 12 выделяли без добавления кислоты. Масс-спектр последнего подтвердил образование гидразона, который в присутствии соляной кислоты легко гидролизуется в исходный бактериохлорин р 11.

В дальнейшем, появившаяся в электронном спектре полоса при 750 нм смещается до 836 нм, что свидетельствует о самопроизвольной циклизации моногидразидов. Этот процесс значительно ускоряется при подкислении реакционной массы соляной кислотой.

Схема 4. Реакция бактериопурпурина с гидразингидратом.

В отличие от аналогичной реакции с пурпурином 18, где мы имели возможность сравнивать собственные результаты с литературными данными по взаимодействию последнего с алкиламинами и гидроксиламином, в случае бактериопурпурина можно было ожидать образование двух изомерных циклоимидов 10а и 10б.

Доказательство структуры проводилось с помощью химических модификаций и ЯМР-спектроскопии. Обработка полученного продукта метилиодидом согласно масс-спектру высокого разрешения давала N,N-диметилпроизводное 13 (Схема 5), в 1Н ЯМР спектре которого присутствуют два синглета, соответствующие метильным группам при 3.36 и 3.37 м.д. Появление этих сигналов позволило использовать двумерный гетероядерный резонанс для доказательства размеров образовавшегося цикла. Отсутствие в спектре гетероядерной корреляции через множественные связи (HMBC) кросс-пиков между протонами N-метильных групп Н-135 и карбонильными атомами углерода С-131 свидетельствует в пользу структуры 13а. В изомере 13б эти атомы, разделенные только четырьмя связями, должны взаимодействовать между собой и в спектре HMBC давать соответствующие кросс-пики.

Усреднение сигналов шести протонов метильных групп при нагревании образца 13 до 500С является еще одним доказательством в пользу структуры 13а. О наличии свободной аминогруппы также свидетельствует образование основания Шиффа при взаимодействии 13 с п-нитробензальдегидом и ацилирование ее тозилхлоридом с получением соответствующего тозилата.

Способ получения N-аминоциклоимидов в ряду бактериохлорофилла а защищен патентом РФ (Миронов А.Ф., Грин М.А., Ципровский А.Г. и др. Патент РФ № 2223274 от 10.02.2004).

Схема 5. Возможные структуры N,N-диметилпроизводного бактериопурпуринимида 13.

1.3. Катионные бактериопурпуринимиды и их свойства

Известно, что тетрапирролы, несущие одну или несколько положительно заряженных группировок, обладают антимикробной активностью при использовании в ФДТ. Это связано с инактивацией вирусов, бактерий, дрожжевых грибов и простейших активными формами кислорода, которые генерируются фотосенсибилизаторами при освещении. Данный метод значительно отстает по уровню фундаментальной разработки и практическому использованию от ФДТ рака, поэтому актуальны исследования в области.

N-Аминоциклоимид бактериохлорина р 10 явился ключевым соединением в синтезе серии производных бактериохлорофилла а, имеющих в своей структуре катионные фрагменты. Первоначально планировалось использовать для этих целей N,N-диметиламинопроизводное 13. Однако обработка его избытком иодистого метила или диметилсульфата не приводила к кватернизации атома азота.

Более успешным оказался иной подход, основанный на ацилировании N-аминопроизводного 10 хлорангидридом изоникотиновой кислоты с последующей кватернизацией атома азота в пиридиновом кольце соединения 14 иодистым метилом с образованием соли 15 (Схема 6).

В 1Н ЯМР спектре циклоимида 14 наблюдалось удвоение сигналов всех протонов. Этот факт можно объяснить наличием изомеров с очень близкой хроматографической подвижностью, исключающей возможность их препаративного разделения. Существование изомерных форм связано, по-видимому, как с кето-енольной таутомерией, так и наличием стереоизомерии, обусловленной отсутствием свободного вращения вокруг связи C(O)-N.

Схема 6. Синтез катионного бактериопурпуринимида.

Для выяснения этого предположения циклоимид 14 был обработан диазометаном (Схема 7), что привело к получению двух новых соединений с одинаковыми молекулярными массами и разной хроматографической подвижностью. Более подвижному изомеру была приписана структура N-метилгидразида 16, а второму изомеру - O-метилимидата 17. Структура изомера 16 была подтверждена встречным синтезом, который включал монометилирование N-аминобактериопурпуринимида 10 стехиометрическим количеством иодистого метила и последующее ацилирование монометильного производного 18 хлорангидридом изоникотиновой кислоты. Полученное соединение по молекулярной массе и хроматографической подвижности оказалось идентичным с быстродвижущимся изомером 16.

В спектрах 1Н ЯМР последнего сохраняется удвоение сигналов, подобное тому, что наблюдается для исходного циклоимида 14. Данное явление, по-видимому, связано с отсутствием свободного вращения вокруг связи C(O)-N. Съемка спектров 1Н ЯМР соединений 14 и 16 при 500 приводит к слиянию сигналов, что соответствует преодолению энергетического барьера вращения для таких изомеров. В то же время, в спектре 1Н ЯМР O-метилимидата 17 подобное удвоение сигналов отсутствует, что объясняется наличием одного Z- или E- изомера.

Катионный ФС 15 является значительно более гидрофильным соединением по сравнению с исходными бактерипурпуринимидами 10 и 14, в связи с чем для него характерна лучшая растворимость в водно-спиртовых растворах, что делает его удобным для биологических испытаний и перспективным для последующего медицинского применения.

Схема 7. Доказательство структуры изомеров 14 и 14а.

Антимикробная активность циклоимида 15 и его синтетического предшественника 14 тестировалась по методу фотоиндуцированного подавления биолюминесценции генно-инженерного штамма светящихся грамотрицательных бактерий.1 В отличие от циклоимида 14, не имеющего в структуре заряженных групп, ФС 15 вызывал фотоиндуцированное подавление биолюминесценции штамма бактерий, степень которого увеличивалась с ростом концентрации фотосенсибилизатора и дозы облучения (Рис. 1).

Рис. 1. Дозовые кривые подавления биолюминесценции биосенсора, проинкубированного 10 мин с различными концентрациями циклоимида .

1Работа по определению антимикробной и антифунгицидной активности проведена на биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова с.н.с. Страховской М.Г.

Следует отметить, что сам по себе белый свет не оказывал влияния на интенсивность бактериальной биолюминесценции. С другой стороны, в отсутствие облучения ФС 15 не вызывал заметного подавления интенсивности биолюминесценции.

Изучение антифунгицидной активности показало, что катионный фотосенсибилизатор 15 обладает не только антибактериальной активностью, но и проявляет высокую эффективность в инактивации дрожжей рода Candida guilliermondii. Учитывая тот факт, что длинноволновый максимум поглощения циклоимида находится при 830 нм, такого рода ФС в сочетании с соответствующим лазерным источником излучения может быть использован для фотосенсибилизации плотных культур микроорганизмов.

Для оценки влияния структурных особенностей гетероциклических фрагментов, вводимых в молекулу ФС, на химическую активность и изомерию последних, нами в качестве ацилирующих агентов были использованы хлорангидриды 6-метилпиколиновой и 6-метилникотиновой кислот (Схема 8).

Схема 8. Синтез и кватернизация циклоимидов с остатками пиридин- и хинолинкарбоновых кислот.

Оказалось, что кватернизация циклоимида 21, имеющего остаток 6-метилпиколиновой кислоты, с помощью иодистого метила невозможна, по-видимому, из-за отсутствия свободного доступа атакующей метильной группы к атому азота гетероцикла.

Удаление атома азота от карбоксильной группы в остатке 6-метилникотиновой кислоты 19 способствует успешному протеканию реакции кватернизации с образованием четвертичной соли 20. Подобное различие в химической активности также наблюдалось и для циклоимидов с остатками хинолинкарбоновых кислот (Схема 8). Конденсация N-аминоциклоимида 10 с хлорангидридами 2- и 6-хинолинкарбоновых кислот давала циклоимиды 22 и 24, из которых только соединение 22 превращалось в четвертичную соль 23. Мы не исключаем возможности образования внутримолекулярной водородной связи между атомом азота гетероцикла и амидным водородом в соединениях 21 и 24, что приводит к образованию пятичленного цикла и препятствует кватернизации.

1.4. Борсодержащие конъюгаты на основе N-аминобактериопурпуринимида

Присоединение борных полиэдров к производным природных хлорофиллов обеспечивает направленную доставку атомов бора в опухоль, что используется при создании препаратов для борнейтронозахватной терапии (БНЗТ) рака.

Нами разработан новый метод синтеза борсодержащих конъюгатов в ряду бактериохлорофилла а с использованием в качестве ключевого соединения N-аминобактериопурпуринимида 10 (Схема 9).

Наличие экзоциклической аминогруппы в нем позволило разработать два пути синтеза, один из которых включал создание CO-NH связи между макроциклом и борными кластерами, а другой заключался в получении конъюгатов путем взаимодействия циклоимида 10 с оксониевым производным металлокарборана (Схема 9).2

Первый подход был реализован за счет взаимодействия циклоимида 10 с карборанилкарбоновыми кислотами, используя различные методы активации карбоксильной группы. Конъюгат 27 получали, действуя на исходный N-аминобактериопурпуринимид 10 хлорангидридом додекаборатсодержащей карбоновой кислоты 25 в присутствии триэтиламина, в то время как конъюгат 28 был получен в результате взаимодействия того же циклоимида 10 с кислотой 26, активированной дициклогексилкарбодиимидом.

_______________________________

2Производные бис(дикарболлид)кобальта и клозо-додекаборат анионов получены в лаборатории д.х.н., проф. Брегадзе В.И., ИНЭОС РАН.

Схема 9. Синтез конъюгатов N-аминобактериопурпуринимида с борными полиэдрами.

Однако, такой способ синтеза борсодержащих конъюгатов позволил получить целевые продукты с выходами, не превышающими 20%. Более эффективным оказался подход, включающий нуклеофильное раскрытие цикла в оксониевом производном бис(дикарболлид)кобальта 29 в присутствии DIPEA. Конъюгат 30, содержащий два борных полиэдра, был получен с выходом 64%. Он имеет поглощение при 830 нм и может рассматриваться как перспективный ФС для комбинированной ФДТ-БНЗТ рака.

1.5. N-Гидроксициклоимиды в ряду бактериохлорофилла а 1.5.1. Синтез и свойства N-гидрокси- и N-алкоксибактериопурпуринимидов

Принципиально новые возможности для получения циклоимидов и их последующих химических превращений открылись при использовании гидроксиламина.

В случае БП можно было ожидать, что появление нового реакционного центра (ацетильная группа вместо винильного заместителя в пурпурине 18) несколько осложнит синтез. При обработке БП 8 гидроксиламином в пиридине первоначально образуется оксим 31, и лишь при использовании избытка реагента вторая молекула гидроксиламина вступает в реакцию с ангидридным циклом, давая оксим N-гидроксибактериопурпуринимида 36 (Схема 10).

Схема 10. Взаимодействие бактериопурпурина с гидроксиламином и алкоксиаминами.

Наличие в последнем подвижного атома водорода позволяет существенно расширить круг циклоимидов за счет реакций ацилирования и алкилирования. Наиболее интересным оказалось O-метильное производное 41, которое образуется с высоким выходом при действии диазометана на циклоимид 36.

В ходе исследования было обнаружено два интересных факта. Кислотность атома водорода в оксимной функции настолько понижена, что последняя не участвует в реакции с диазометаном. Кроме того, тщательный анализ (ТСХ, масс-спектры) N-метоксипроизводного 41 показал, что вещество является смесью двух изомеров с очень близкими значениями Rf. Выделенные изомеры были охарактеризованы спектрами 1Н ЯМР, включая спектроскопию 1D NOE, и на основании полученных данных сделан вывод о существовании соединения в двух стереоизомерных формах (син- и анти-).

Соединение 41 имело хорошие фотофизические свойства. Так, квантовый выход синглетного кислорода (в 1% эмульсии Кремофора в воде) оказался достаточно высоким (ц?=0.57) и, как следствие этого, пигмент имеет значительную фотоиндуцированную цитотоксичность на линии клеток А549 (IC50=0.97мкМ).3

Однако при изучении фармакокинетики данного соединения обнаружился ряд свойств, ограничивающих возможность его дальнейшего использования. Так, вещество имеет низкий индекс селективности (1.2 - 1.6), а динамика изменения концентрации ФС в опухоли, включая короткий период накопления (20-80 мин) и быстрое выведение, не дает возможности проведения эффективного сеанса ФДТ.

Для повышения общей гидрофобности молекулы были получены циклоимиды 42-45, содержащие алкоксильные группы как в экзоцикле, так и в пирроле А.

На биологическую активность ФС существенное влияние оказывает не только общая липофильность молекулы, но и расположение функциональных групп в макроцикле.

В связи с этим нами была разработана схема региоселективного синтеза производных бактериопурпуринимида, содержащих гидроксильную и алкоксильные группы в пиррольном кольце А и экзоцикле (Схема 11).

Предложенный подход позволил получить ряд региоизомеров 57-64 с алкильными заместителями разной длины с целью проведения скрининговых биологических испытаний и поиска наиболее эффективного ФС.

Изучение фотодинамической активности полученных циклоимидов проводилось in vitro на линии клеток A549 аденокарциномы легкого человека и in vivo на мышах F1 с опухолью

Эрлиха (ELD) и мышах BDF1 с меланомой B16.

____________________________

3Эксперименты in vitro проведены в Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П.А. Герцена в лаборатории д.б.н., проф. Якубовской Р.И.

Схема 11. Синтез алкоксипроизводных бактериопурпуринимида.

В экспериментах на клетках оценивалась фотоиндуцированная цитотоксичность соединений, тогда как на животных изучались три основных параметра биологической эффективности, включая коэффициент накопления активного вещества в опухоли (индекс

селективности), торможение роста опухоли (ТРО) и увеличение продолжительности жизни (УПЖ) животных.

По этим параметрам среди всех исследованных соединений наиболее эффективным оказался циклоимид 43, для которого в дальнейшем были созданы наноструктурные инъекционные формы.

1.5.2. Метиловый эфир O-этилоксима N-этоксибактериопурпуринимида и фотодинамическая терапия с его использованием

Циклоимид 43 имеет высокую фотоцитотоксичность (IC50=0.26 мкМ), которая коррелирует со значительным ингибирующим эффектом препарата на опухоль. Экспериментальная ФДТ мышиной меланомы B16T с использованием соединения 43 в форме мицеллярной дисперсии на основе Кремофора EL показала эффективное фотоиндуцированное воздействие вещества на опухоль, что привело к торможению роста опухоли с индексом ТРО, достигающим 91%, а величина УПЖ составила 61,3%.*

Изучение фотоиндуцированной активности ФС 43 при лечении человеческой меланомы Mel7, которая была подкожно перевита бестимусным мышам и характеризуется чрезвычайно высокой агрессивностью и резистентностью к известным химиотерапевтическим препаратам, показало также высокую эффективность воздействия на опухоль с индексом ТРО около 96%. Хорошая фармакокинетика циклоимида 43, включающая максимальное накопление препарата в опухоли в течение 5 часов после введения с индексом селективности, достигающим 11, и высокая фотодинамическая активность делают это соединение весьма перспективным для дальнейшего изучения в качестве высокоэффективного ФС для ФДТ глубокозалегающих и пигментированных опухолей.

1.5.3. Разработка наноструктурированных инъекционных форм метилового эфира O-этилоксима N-этоксибактериопурпуринимида

Учитывая гидрофобный характер исследуемого соединения 43, для биологических испытаний in vivo были созданы наноструктурированные (липосомальные и мицеллярные) инъекционные формы препарата.

Кроме мицеллярной дисперсии на основе Кремофора была получена дисперсия на основе Эмуксола-268 и липосомальная инъекционная форма, состоящая из липосом с диаметром около 100 нм на основе фосфатидилхолина, холестерина, фосфатидилэтаноламина и ПЭГа 2000. Выполнены сравнительные биологические испытания трех лекарственных форм препарата и показано, что наилучшей фармакокинетикой и фотоиндуцированной активностью обладает липосомальная форма. Так, величина ТРО для ФС 43, заключенного в липосомы, превысила этот параметр для мицеллярных дисперсий и составила 81 % (Рис.2).

Таким образом, наноструктурирование является существенным фактором, обеспечивающим высокую селективность накопления ФС в опухоли за счет эффективной диффузии наночастиц через дефектный эндотелиальный слой сосудов новообразований.

__________________________

* Значения ТРО и УПЖ получены при дозах ФС 0.5-1 мг/кг массы тела животных, облучение лазером с длиной волны 797 нм через 1 час после введения препарата, плотность мощности 200 мВт/см2, время облучения 20 мин.

Рис. 2. Эффективность ФДТ на меланоме В16 с использованием 3-х инъекционных форм циклоимида 43.4

Способ получения метилового эфира O-этилоксима N-этоксибактериопурпуринимида и фотодинамическая терапия с его использованием явились предметом заявки на изобретение (Миронов А.Ф., Грин М.А. и др, 2009).

1.6. Бактериохлорины, модифицированные по пиррольному кольцу А

1.6.1. Синтез винильного аналога бактериопурпурина

Наличие ацетильной группы в производных Бхл а серьезно осложняет протекание реакции с гидроксиламином. Поэтому в настоящей работе предложен способ превращения ее в винильную (Схема 12).

Восстановление ацетильной группы проводилось не на БП 8, а на бактериохлорине р 65, во избежание возможного восстановления ангидридного экзоцикла в -лактонный

(Mironov A.F., Efremov A.V., Efremova O.A. et al. J. Chem. Soc., Perkin Trans 1, 1998).

Полученную из БП 8 трикислоту 65 восстанавливали боргидридом натрия в соответствующий спирт 66, имеющий максимум поглощения при 740 нм. Обработка последнего соляной кислотой в диоксане приводила лишь к замыканию ангидридного цикла и не затрагивала -гидроксиэтильной группы. Образование соединения 67 также наблюдалось при действии тозилхлорида на спирт 66, причем если реакция проводилась более 2 часов, то преимущественно получался О-тозилат.

____________________________

4Эксперименты in vivo проведены в НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН с.н.с. Мееровичем Г.А. и с.н.с. Мееровичем И.Г.

Схема 12. Синтез и модификации 3-винил-3-деацетилбактериопурпурина 68.

Нами разработан эффективный способ дегидратации, основанный на обработке спирта 66 п-толуолсульфокислотой. При этом обнаружено, что наряду с образованием винильной группы происходит замыкание ангидридного экзоцикла в соединении 68, что приводит к возвращению основной спектральной полосы Qy в область 783 нм. Наряду с кислотой 68а получены ее метиловый 68б и этиловый 68в эфиры.

При взаимодействии соединений 68а и 68б с гидроксиламином были получены соответствующие N-гидроксициклоимиды 69а и 69б, а обработка 69а диазометаном давала метиловый эфир N-метоксициклоимида 69в, который является структурным аналогом метилового эфира N-метоксипурпуринимида (лмакс.=711нм), (Mironov A.F., Lebedeva V.S. Tetrahedron Lett., 1998) в бактериохлориновом ряду со спектральной полосой Qy, смещенной в район 810 нм.

1.6.2. Амфифильные производные бактериохлоринов

Использование гидрофобных ФС, несмотря на имеющиеся в клинической практике примеры, неудобно, так как оно трудоемко и удорожает лекарственные формы. В этой связи стоит проблема синтеза амфифильных ФС. Известно, что природные бактериохлорины отличаются высокой гидрофобностью. Для успешного их использования в ФДТ необходимо наличие более сбалансированного соотношения гидрофобных и гидрофильных заместителей в молекуле.

Для увеличения гидрофильности бактериопурпуринимидов нами был осуществлен синтез производных, которые содержат в пирроле А гидроксилсодержащие заместители, присоединенные к макроциклу за счет простой эфирной связи (Схема 13).

Схема 13. Синтез бактериопурпуринимидов с полярными заместителями в пиррольном кольце А.

Модификации проводили на N-метоксициклоимиде 70, для получения которого спирт 67 обрабатывали гидроксиламином и диазометаном. Гидроксильную группу в пирроле А активировали с помощью ангидрида трифторуксусной кислоты и полученный трифторацетат 71 конденсировали с метиловым эфиром этиленгликоля, ди- и триэтиленгликолями и глицерином, получая соединения 72-75.

Изучение фотофизических свойств бактериопурпуринимидов 72-75 показало, что характер полярного заместителя в пиррольном кольце А не оказывает существенного влияния на спектральные характеристики пигмента. Однако по сравнению с исходным бактериопурпурином 8 введение в молекулу кислородсодежащих заместителей вдвое повышает генерацию синглетного кислорода (цД=0.27 для БП и цД~ 0.55 для циклоимидов 70, 72-75).

Этот факт коррелирует с фотоиндуцированной активностью полученных соединений. В экспериментах in vitro на линиях клеток HeLa и A549 было показано, что фотоцитотоксичность соединений с кислородсодержащими заместителями в пирроле А в 20 раз выше, чем у исходного бактериопурпурина (Рис.3).

Причина столь высокой активности полученных препаратов связана с их повышенной селективностью к раковым клеткам (коэффициент селективности 8-13) и значительным квантовым выходом генерации синглетного кислорода (0.54-0.57).5 Анализ распределения ФС в тканях показал наибольшее накопление в сосудах опухоли, приводящее к гипоксии и некрозу последней, что полностью согласуется с данными израильских исследователей по механизму действия производных Бхл а.

Рисунок 3. Фотоцитотоксичность бактериопурпуринимидов с полярными заместителями в пирроле А.

2. Конъюгаты производных природных хлорофиллов с молекулами других классов

Использование известных ФС в клинике дает не плохие результаты, но применение этих веществ нередко связано с побочными эффектами. Исследования, направленные на изыскание путей снижения этих явлений, весьма актуальны. Одним из возможных путей повышения избирательности фотодинамического действия является присоединение к молекулам фотосенсибилизатора лигандов, для которых имеются специфические рецепторы на поверхности опухолевых клеток. Для подобных соединений характерна повышенная селективность связывания с поверхностью опухолевых клеток, что приводит к увеличению эффективности фотодинамического действия и позволяет снизить концентрацию препарата.

____________________________

5Спектральные свойства и фотоцитотоксичность производных Бхл а изучены д.б.н., проф. Феофановым А.В., ИБХ РАН.

Общая стратегия синтеза конъюгатов на основе производных Хл а и Бхл а представлена на Схеме 14. Первый вариант включает нуклеофильное раскрытие циклопентанонового кольца в феофорбиде а и региоселективное образование 131-амидов. В качестве нуклеофилов использовали алкилдиамины, аллиламин и пропаргиламин, получая таким образом пигменты с терминальными аминогруппой, двойной и тройной связями.

Схема 14. Методы синтеза конъюгатов.

Ключевыми соединениями во втором варианте синтеза являлись пурпурин 18 и бактериопурпурин, на основе которых были получены циклические имиды с якорными группами для присоединения молекул других классов, таких как моно- и дисахариды, борные кластеры.

Для реализации связывания таких лабильных объектов, как природные хлорины и бактериохлорины, с вышеназванными лигандами в настоящей работе были использованы реакции, отвечающие определенным требованиям, главные из которых - это доступность и простота получения исходных соединений, мягкие условия проведения реакций и высокий выход целевого продукта. Такими реакциями являются:

- Cu-катализируемая реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения терминальных алкинов с азидами;

- реакция кросс-метатезиса олефинов с использованием катализатора Граббса второго поколения;

- Pd-катализируемая реакция образования C-C связей между арил- или винилгалогенидами и терминальными алкинами;

- реакция нуклеофильного раскрытия 1,4-диоксанового кольца в оксониевых производных субстратов.

2.1. Реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения в синтезе конъюгатов на основе хлоринов и бактериохлоринов

Реакция циклоприсоединения [3+2] между азидами и алкинами с терминальной тройной связью (Huisgen R. In Book 1,3-Dipolar Cycloadditional Chemistry, 1984) универсальна и используется для создания сложных биоконъюгатов, иммобилизации биомолекул на матрицах различной природы и присоединения лекарств к адресным системам доставки. Широкому применению вышеописанной реакции для нужд биологической и фармацевтической химии способствовало значительное увеличение ее скорости за счет использования соединений Сu(I) в качестве катализатора. Кроме того, последний способствует региоселективному протеканию реакции с образованием 1,4-дизамещенных 1,2,3-триазолов.

Нами разработана универсальная схема синтеза конъюгатов хлорина е6, пурпуринимида и бактериопурпуринимида с остатками углеводов и борными кластерами, в которой ключевой стадией является “click” реакция между ацетиленовыми производными природных хлоринов и бактериохлоринов, с одной стороны, и азидами сахаров и борных полиэдров, с другой стороны.

2.1.1. Синтез гликоконъюгатов в ряду хлорофилла а

Известно, что раковые клетки обладают высокой экспрессией галектинов (например, Галектин - 1, Галектин - 3) - белков, имеющих углевод-узнающий домен с высокой аффинностью к в-галактозидам. Поэтому углеводные заместители в хлоринах и бактериохлоринах способны обеспечить векторную направленность доставки ФС внутрь раковой клетки посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза.

В настоящей работе синтезированы углеводсодержащие ФС на основе производных Хл а и Бхл а с остатками галактозы и лактозы.

В качестве ключевого соединения в синтезе хлоринового гликоконъюгата был использован метилфеофорбид а 76, из которого с выходом 86% получено производное хлорина е6 с терминальной тройной связью 77 (Схема 15).

Схема 15. Синтез гликоконъюгатов в ряду производных хлорофилла а.

Структура последнего подтверждена набором ЯМР экспериментов. Сигнал этинильного протона проявляется в виде триплета при 2.39 м.д., а протоны метиленовой группы пропаргильного остатка - в виде мультиплета при 4.50 м.д., давая корреляцию в спектре COSY с соседним NH-протоном амидной группы и протоном при тройной связи.

Производное 77 конденсировали с перацетами 1-О-(2-азидоэтил)-в-D-галактозы 79 и 1-О-(2-азидоэтил)-в-D-лактозы 80.6 Реакция циклоприсоединения проводилась в ___________________________________

6Модифицированные углеводы синтезированы в лаборатории д.х.н., проф. Себякина Ю.Л., МИТХТ им. М.В. Ломоносова

присутствии 10 мол. % иодида меди (I). В течение первых 10 мин. происходило образование Cu-комплекса хлорина, сопровождающееся гипсохромным смещением длинноволновой полосы поглощения пигмента с 663 до 635 нм.

Поэтому в дальнейшем нами был реализован иной подход к синтезу углеводсодержащих хлоринов, основанный на использовании Zn-комплекса амида 78 и получении соответствующих гликоконъюгатов 81 и 82. Было показано, что Zn-комплекс хлорина е6 в условиях реакции является достаточно устойчивым и не подвергается замещению на ион меди. Подобная «защита» катионом Zn2+ c последующим деметаллированием в слабо кислой среде позволила получить конъюгаты 83 и 84, деблокирование защитных ацетильных групп в которых давало галактозилхлорин 85 и лактозилхлорин 86 с выходами 90 и 85% соответственно.

Структура гликохлоринов 83 и 84 установлена с помощью одно- и двумерной спектроскопии ЯМР, включая надежное доказательство региоспецифического образования 1,4-дизамещенного триазола методом ROESY.

Введение углеводного фрагмента в молекулу хлорина заметно повысило гидрофильность последнего, а в случае лактозилхлорина 86 привело к водорастворимому соединению.

2.1.2. “Click chemistry” в синтезе гликоконъюгатов на основе бактериопурпуринимидов

Переход к гликоконъюгатам в ряду производных Бхл а обусловлен поиском ФС с улучшенными спектральными характеристиками. Полученные нами ранее бактериопурпуринимиды показали высокую химическую стабильность, а батохромный сдвиг Qy-полосы в область 820-835 нм делает их перспективными кандидатами в качестве ФС для ФДТ рака.

В настоящей работе описанный выше подход к синтезу гликоконъюгатов в ряду природных хлоринов был успешно реализован для получения гликоконъюгатов на основе бактериопурпуринимида с модифицированной лактозой (Схема 16).

В предложенной схеме использовался второй вариант синтеза, когда ключевым соединением являлся бактериопурпурин 8, из которого получены циклоимиды с пропаргильным заместителем в разных положениях макроцикла. Дело в том, что наличие в молекуле БП двух высокоэлектрофильных центров (ацетильной группы и ангидридного экзоцикла) приводит к неоднозначному протеканию реакции с пропаргиламином и образованию наряду с циклоимидом 87 также диалкинильного продукта 88. Было показано, что изменение количества пропаргиламина и времени реакции позволяет влиять на соотношения продуктов 87 и 88. Так, кипячение в хлороформе метилового эфира БП с 8-кратным избытком пропаргиламина в течение 16 ч приводило к получению циклоимида 87 с выходом 60% и основания Шиффа 88 с выходом 20%. Увеличение избытка пропаргиламина (40 экв.) и продолжительности реакции до 40 ч приводило преимущественно к образованию дипропаргильного производного 88. Последующее хроматографическое разделение реакционной смеси позволило выделить циклоимиды 87 и 88, которые далее вводили в реакцию с азидным производным лактозы 89, полученным последовательным ацилированием перацетата аминолактозида глицином и азидоуксусной кислотой.7

Схема 16. Синтез углеводсодержащих производных бактериопурпуринимида.

___________________________

7Лактозильное производное 89 синтезировано в лаборатории д.х.н., проф. Книреля Ю.А., ИОХ РАН.

Реакция циклоприсоединения протекала аналогично описанной для хлорина, однако образование Cu-комплекса бактериопурпуринимида в ходе реакции не наблюдалось, что согласуется с известным фактом в химии порфиринов, согласно которому легкость образования металлокомплексов падает в ряду порфирины - хлорины - бактериохлорины. Гликоконъюгат 90 был получен с 80%-ным выходом.

Синтез бактериопурпуринимида, содержащего в молекуле два остатка лактозы, осуществляли на основе циклоимида 88. Для этого последний восстанавливали боргидридом натрия с образованием смеси диастереомеров, которые затем вводили в реакцию сочетания с лактозидом 89. В результате был получен конъюгат 92 с выходом 70%.

Для направленного введения углеводного фрагмента в пиррольный цикл А в качестве исходного соединения был использован N,N-диметиламинобактериопурпуринимид, кипячение которого с пропаргиламином в хлороформе привело к образованию соответствующего основания Шиффа, которое затем было восстановлено боргидридом натрия. Образовавшуюся смесь диастереомеров вводили в сочетание с азидным производным перацетата лактозы 89, что приводило к конъюгату 94 с выходом 83%.

Удаление защитных ацетильных групп в соединениях 90, 92 и 94 позволило впервые получить высокогидрофильные углеводсодержащие конъюгаты 91, 93 и 95 в ряду природных бактериохлоринов.

В спектрах ЯМР лактозилбактериопурпуринимидов 90, 92 и 94 были выделены сигналы, относящиеся к макроциклу, триазолу и углеводному фрагменту, что позволило не только надежно установить структуру соединений, но и таутомерные формы и конформации.

Оценка фотоиндуцированной активности полученных углеводсодержащих хлоринов и бактериохлоринов, которая проводилась на линии трансформированных клеток Hep2 (эпидермоидная карцинома гортаноглотки), показала, что наиболее активны гликоконъюгаты в ряду производных хлорофилла а 85 и 86 (Табл. 1). В целом малоактивными оказались производные бактериопурпуринимида, при этом расположение углеводного остатка в макроцикле определенным образом влияет на фотоцитотоксичность соединений. Бактериопурпуринимид с дисахаридным остатком в пирроле А 95 обладает средней активностью (IC50=2.24 мкМ), тогда как введение углевода в экзоцикл 91 или наличие двух остатков дисахарида 93 делает пигменты неактивными.

Низкая активность гликоконъюгатов природных хлоринов и бактериохлоринов (ниже, чем у негликозилированного хлорина е6 (IC50=0.16 мкМ) может быть связана с высокой гидрофильностью полученных пигментов и присутствием в структуре триазольного гетероцикла.

...