嘌呤,嘌呤核苷及其类似物是自然界中普遍存在的含氮杂环化合物,存在于人类、植物和海洋生物等生物系统中(Legravernd,2008)。这些类型的杂环是鸟嘌呤和腺嘌呤核心结构的一部分核酸类(DNA和RNA)参与体内分解代谢和合成代谢途径。
6-巯基嘌呤是一种不溶于水的嘌呤类似物,因其抗肿瘤和免疫抑制特性而备受关注。除其他外,该药物还用于治疗风湿病、癌症和防止器官移植排斥反应。6-巯基嘌呤药物治疗的主要问题是口服吸收的生物利用度低,血浆半衰期短。为避免这些问题而采取的策略包括使用6-巯基嘌呤类似物作为前药或通过巯基的化学保护。
化学上,6-巯基嘌呤支架也可以通过适当选择位于C-2、N-1、C-6、N-3、C-8、N-7和N-9位置的取代基进行调节,生成具有潜在生物应用的多种衍生物(Legravernd&Grierson,2006;Tunçbilek,等。, 2009).
在这个框架内,本项目的目标一直集中于6-巯基嘌呤在位置6和9的功能化。这里我们描述了五种6-巯基嘌呤衍生物的合成和表征:2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(3-甲氧基苯基)-乙-1-酮(1),2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-甲氧基苯基)-乙-1-酮(2),2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-氯苯基)-乙-1-酮(三),2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-溴苯基)-乙-1-酮(4)和1-(3-甲氧基苯基)-2-[(9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]乙烷-1-酮(5).
化合物(1)–(5)如图1至图5所示。化合物(1)和(5)有类似的一和c(c)轴和(2), (三)和(4)是等结构和同构的。
这些化合物可以设想为两个构建单元,一个取代的苯基乙酮基团和一个取代的6-巯基嘌呤部分,通过巯基乙酮残基结合在一起。由于嘌呤环和苯环本质上都是平面的,因此这些化合物的结构构象受–SCH的制约2CO垫片(图6),允许围绕以下键旋转:Pu-S6、S6-C61、C61-C62和C62-Ph键。这个服务提供商三中心碳原子的性质也可能指示苯乙酮残基的相对位置离开巯基嘌呤构成的主平面,而本化合物并非如此。化合物的选定几何参数(1)–(5)分别在表1-5中给出。
Pu-S6键倾向于与嘌呤残基共面。事实上,6-巯基嘌呤本身可能以硫蛋白的形式出现,例如3,7-二氢嘌呤-6-硫,这是6-巯基嘌呤环境中电子高度离域的结果。Pu-S6键呈现部分双键特征的趋势也见于本发明化合物中,其相应Pu-S6的键长在1.741(3)Au之间(2)和1.755(3)(4). 相比之下,S6-C61键的长度更长,其值介于1.8017(18)ΩIn之间(1)和1.812(3)?英寸(4). 这种键也可以相对于主巯基嘌呤平面弯曲。弯曲程度可以通过C62碳原子与巯基嘧啶原子组成的平均平面的距离来评估。这些值[0.307(3)、0.272(4)、0.333(2)、0.332(4)和0.164(2)(1)–(5)]表明弯曲程度较高(1)–(4)比中的(5). 就乙酮基团而言,C61-C62键长在1.510(4)Ω范围内(2)至1.528(4)奥(4)对于C来说是正常的服务提供商三-C类服务提供商三而C62-Ph键长较短且在1.474(3)Ω范围内(2)至1.496(4)(4)这表明电子密度是从苯环中去定域的。
嘌呤环和苯环的平均平面之间的二面角,θ1嘌呤环的平均平面和S6-C61-C62-O6原子定义的平面之间的平面,θ2以及苯环的平均平面和S6-C61-C62-O6原子定义的平面之间的平面,θ三如表6所示。这些值表明(1)和(5)基本上是平面的。然而,在这三种同晶化合物的情况下(2), (三)和(4),嘌呤和外环苯基环均与桥联单元平面以相反方向扭曲,导致二面角约为38°。这是由于上述连接桥联单元与嘌呤和外环苯基环的键的旋转和弯曲所致。二面角θ2高于θ三; 前者主要是由于围绕S6-C61键的旋转,而后者主要是C62-Ph键弯曲的结果。
中没有弱C-H··O或C-H··N触点(1). 氢键(2)–(5)分别列于表7-10中。自(2), (三)和(4)它们是同晶的,超分子结构遵循相似的模式。因此,给出了氢键合图(2)只有。C8原子作为O9(−x个− 1, −年+ 1, −z(z)+ 1),通过H8形成R(右)22(10) 穿过反转中心的中心对称二聚体位于(−1/2,1/2,1/2),图7。C61原子与O6(−)形成氢键x个+ 1,年+ 1/2, −z(z)+ 1/2),通过H61型A类,形成一个C类4条平行于b条轴,图8,由位于(1/2,年, 1/4). 在(2)C6和4-甲氧基原子O64(−x个+ 2,年+ 1/2, −z(z)+1/2),形成C类12链条,与b条轴,由位于(1,年, 1/4). 在(5)、N9-H9···N9(x个− 1/2, −年+ 1/2,z(z)−1/2)氢键将分子连接成C类4条平行于[101],由n个-在(0,1/4,0)处滑翔。
由于这些化合物有三个环,咪唑环(带质心Cg公司1) 嘧啶环(带质心Cg公司2) 和苄基环(带质心Cg公司3) ,预计π–π接触是超分子结构的一部分。表11列出了可能的π–π联系人(1)–(5). 如表所示,嘧啶环建立π–π所有化合物都与苄基环接触。在(1),两个在(0,1/2,1/2)处穿过反转中心中心对称相关的分子参与π–π嘌呤环堆叠在外环苯环之上的堆叠(2), (三)和(4),的π–π堆叠在咪唑环之间,而在(1)和(5),触点位于咪唑环和苄基环之间(1)和(5)在(0,1/2,1/2)对称中心中心对称相关的两个分子参与π–π嘌呤环堆积在外环苯基环之上的堆积,表11。
\在剑桥结构数据库(Groom&Allen,2014)中进行的搜索显示,存在11种含有2-硫-1-苯基乙酮支架的沉积化合物(参见补充图)。其中只有八个具有环状取代基,其中大多数为杂环:MUCCUJ:2-(1,3-苯并恶唑-2-基磺胺基)-1-苯基乙酮(Loghmani-Khouzani等。, 2009一); NENFAO:3-(苯甲酰基甲硫基)-1,5-二苯基-1H(H)-1,2,4-三唑(Liu等。, 2006); PUFGED:2-(1,3-苯并噻唑-2-基磺胺基)-1-苯基乙酮(Loghmani-Khouzani等。, 2009b条); IKAXOI:6-环己基甲基-5-乙基-2-[(2-氧代-2-苯基乙基)-磺胺基]嘧啶-\4(3H(H))-οne(燕等。, 2011); 硅:2-(苯甲酰甲基磺胺基)-6-苄基-5-异丙基嘧啶-4(3H(H))-一个(Rao等。, 2007); ETEWOP:2-(苯甲酰甲基磺胺基)-6-甲氧基-1H(H)-苯甲酰胺(Lynch&McLenaghan,2004);XEBWEI:2-(1,3-苯并咪唑-2-基磺胺基)苯乙酮(Abdel-Aziz等。, 2012); UGITUA:2-[(4-甲氧基苄基)-磺胺基]-1-苯基乙酮(Heravi等。, 2009).
这个R(右)-这些化合物的S键距离与所研究的化合物相似,它们具有部分双键特征,但UGITUA除外,其中S原子与苯环键合,这表明当环具有杂原子时,电子密度有通过硫原子去局域的趋势。S-CH系列2键距在1.80到1.81Ω之间变化,SILGAW(1.79Ω)和ETEWOP(1.82Ω)除外。补充图还提供了有关–CH距离的信息2–碳原子到由杂环原子(CH)组成的最佳平面2–距离)。计算这些值是为了评估S-CH的弯曲程度2关于被替换环的主平面的键。主要有两组化合物,一组距离小于0.3º,另一组包含杂环中的CNH片段,其中该距离大于1.2º。如上所述服务提供商三的特性β-乙酮片段的碳原子也可能将苯乙酮残基的相对位置引导出由取代的杂芳环构成的主平面。这是SILGAW和IKAXOI的情况。因此,尽管样本量较小,但采用的构象范围很广。
6-巯基嘌呤衍生物(1)–(5)通过两步合成策略获得了中等产量。首先,6-巯基嘌呤在DMF/碳酸钾介质中使用不同的单溴苯乙酮衍生物在室温下进行烷基化(Lambertucci,等。2009). 硫醇烷基化后,嘌呤核在第9位与三乙胺和无水DMF中的醋酸酐酰化(1)–(4)室温下氩气气氛下(Masai,等。2002). 所有化合物均从二氯甲烷溶液中重结晶:2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(3-甲氧基苯基)-乙-1-酮(1):总收率:48%;熔点432–435 K;2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-甲氧基苯基)-乙-1-酮(2):总收益率:17%;熔点460–463 K;2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-氯苯基)-乙-1-酮(三):总收率:26%;熔点453–457 K;2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-溴苯基)-乙-1-酮(4):总收率:10%;熔点449–451 K;1-(3-甲氧基苯基)-2-[(9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]乙烷-1-酮(5):总收率:55%;熔点461–464 K。
晶体数据、数据采集和结构精细化表2总结了详细信息。H原子被视为骑原子,C-H(芳香族),0.95℃U型国际标准化组织= 1.2U型等式(C) ,C类-H2(亚甲基),0.99℃,含U型国际标准化组织= 1.2U型等式(C类),C类—H(H)(甲基)0.98ÅU型国际标准化组织= 1.5U型等式(C) 和中(5)仅,N-H,0.88º,带U型国际标准化组织= 1.2U型等式(C) ●●●●。甲基的位置在最终的差异图上进行了检查,与(5). 在(4),高差分图峰与Br原子有关。
嘌呤,嘌呤核苷及其类似物是自然界中普遍存在的含氮杂环化合物,存在于人类、植物和海洋生物等生物系统中(Legravernd,2008)。这些类型的杂环是鸟嘌呤和腺嘌呤核心结构的一部分核酸类(DNA和RNA)参与体内分解代谢和合成代谢途径。
6-巯基嘌呤是一种不溶于水的嘌呤类似物,因其抗肿瘤和免疫抑制特性而备受关注。除其他外,该药物还用于治疗风湿病、癌症和防止器官移植排斥反应。6-巯基嘌呤药物治疗的主要问题是口服吸收的生物利用度低,血浆半衰期短。为避免这些问题而采取的策略包括使用6-巯基嘌呤类似物作为前药或通过巯基的化学保护。
化学上,6-巯基嘌呤支架也可以通过适当选择位于C-2、N-1、C-6、N-3、C-8、N-7和N-9位置的取代基进行调节,生成具有潜在生物应用的多种衍生物(Legravernd&Grierson,2006;Tunçbilek,等。, 2009).
在这个框架内,本项目的目标一直集中于6-巯基嘌呤在位置6和9的功能化。这里我们描述了五种6-巯基嘌呤衍生物的合成和表征:2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(3-甲氧基苯基)-乙-1-酮(1),2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-甲氧基苯基)-乙-1-酮(2),2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-氯苯基)-乙-1-酮(三),2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-溴苯基)-乙-1-酮(4)和1-(3-甲氧基苯基)-2-[(9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]乙烷-1-酮(5).
化合物(1)–(5)如图1至图5所示。化合物(1)和(5)有类似的一和c(c)轴和(2), (三)和(4)是等结构和同构的。
这些化合物可以设想为两个构建单元,一个取代的苯基乙酮基团和一个取代的6-巯基嘌呤部分,通过巯基乙酮残基结合在一起。由于嘌呤环和苯环本质上都是平面的,因此这些化合物的结构构象受–SCH的制约2CO垫片(图6),允许围绕以下键旋转:Pu-S6、S6-C61、C61-C62和C62-Ph键。这个服务提供商三中心碳原子的性质也可能指示苯乙酮残基的相对位置离开巯基嘌呤构成的主平面,而本化合物并非如此。化合物的选定几何参数(1)–(5)分别在表1-5中给出。
Pu-S6键倾向于与嘌呤残基共面。事实上,6-巯基嘌呤本身可能以硫蛋白的形式出现,例如3,7-二氢嘌呤-6-硫,这是6-巯基嘌呤环境中电子高度离域的结果。Pu-S6键呈现部分双键特征的趋势也见于本发明化合物中,其相应Pu-S6的键长在1.741(3)Au之间(2)和1.755(3)(4). 相比之下,S6-C61键的长度更长,其值介于1.8017(18)ΩIn之间(1)和1.812(3)?英寸(4). 这种键也可以相对于主巯基嘌呤平面弯曲。弯曲程度可以通过C62碳原子与巯基嘧啶原子组成的平均平面的距离来评估。这些值[0.307(3)、0.272(4)、0.333(2)、0.332(4)和0.164(2)(1)–(5)]表明弯曲程度较高(1)–(4)比中的(5). 就乙酮基团而言,C61-C62键长在1.510(4)Ω范围内(2)至1.528(4)奥(4)对于C来说是正常的服务提供商三-C类服务提供商三而C62-Ph键长较短且在1.474(3)Ω范围内(2)至1.496(4)(4)这表明电子密度是从苯环中去定域的。
嘌呤环和苯环的平均平面之间的二面角,θ1嘌呤环的平均平面和S6-C61-C62-O6原子定义的平面之间的平面,θ2以及苯环的平均平面和S6-C61-C62-O6原子定义的平面之间的平面,θ三如表6所示。这些值表明(1)和(5)基本上是平面的。然而,在这三种同晶化合物的情况下(2), (三)和(4),嘌呤和外环苯基环均与桥联单元平面以相反方向扭曲,导致二面角约为38°。这是由于上述连接桥联单元与嘌呤和外环苯基环的键的旋转和弯曲所致。二面角θ2高于θ三; 前者主要是由于围绕S6-C61键的旋转,而后者主要是C62-Ph键弯曲的结果。
中没有弱C-H··O或C-H··N触点(1). 氢键(2)–(5)分别列于表7-10中。自(2), (三)和(4)它们是同晶的,超分子结构遵循相似的模式。因此,给出了氢键合图(2)只有。C8原子作为O9(−x个− 1, −年+ 1, −z(z)+ 1),通过H8形成R(右)22(10) 穿过反转中心的中心对称二聚体位于(−1/2,1/2,1/2),图7。C61原子与O6(−)形成氢键x个+ 1,年+ 1/2, −z(z)+ 1/2),通过H61型A类,形成一个C类4条平行于b条轴,图8,由位于(1/2,年, 1/4). 在(2)C6和4-甲氧基原子O64(−x个+ 2,年+ 1/2, −z(z)+1/2),形成C类12链条,与b条轴,由位于(1,年, 1/4). 在(5)、N9-H9···N9(x个− 1/2, −年+ 1/2,z(z)−1/2)氢键将分子连接成C类4条平行于[101],由n个-在(0,1/4,0)处滑翔。
由于这些化合物有三个环,咪唑环(带质心Cg公司1) 嘧啶环(带质心Cg公司2) 和苄基环(带质心Cg公司3) ,预计π–π接触是超分子结构的一部分。表11列出了可能的π–π联系人(1)–(5). 如表所示,嘧啶环建立π–π所有化合物都与苄基环接触。在(1),两个在(0,1/2,1/2)处穿过反转中心中心对称相关的分子参与π–π嘌呤环堆叠在外环苯环之上的堆叠(2), (三)和(4),的π–π堆叠在咪唑环之间,而在(1)和(5),触点位于咪唑环和苄基环之间(1)和(5)在(0,1/2,1/2)对称中心中心对称相关的两个分子参与π–π嘌呤环堆积在外环苯基环之上的堆积,表11。
\在剑桥结构数据库(Groom&Allen,2014)中进行的搜索显示,存在11种含有2-硫-1-苯基乙酮支架的沉积化合物(参见补充图)。其中只有八个具有环状取代基,其中大多数为杂环:MUCCUJ:2-(1,3-苯并恶唑-2-基磺胺基)-1-苯基乙酮(Loghmani-Khouzani等。, 2009一); NENFAO:3-(苯甲酰基甲硫基)-1,5-二苯基-1H(H)-1,2,4-三唑(Liu等。, 2006); PUFGED:2-(1,3-苯并噻唑-2-基磺胺基)-1-苯基乙酮(Loghmani-Khouzani等。, 2009b条); IKAXOI:6-环己基甲基-5-乙基-2-[(2-氧代-2-苯基乙基)-磺胺基]嘧啶-\4(3H(H))-οne(燕等。, 2011); 硅:2-(苯甲酰甲基磺胺基)-6-苄基-5-异丙基嘧啶-4(3H(H))-一个(Rao等。, 2007); ETEWOP:2-(苯甲酰甲基磺胺基)-6-甲氧基-1H(H)-苯甲酰胺(Lynch&McLenaghan,2004);XEBWEI:2-(1,3-苯并咪唑-2-基磺胺基)苯乙酮(Abdel-Aziz等。, 2012); UGITUA:2-[(4-甲氧基苄基)-磺胺基]-1-苯基乙酮(Heravi等。, 2009).
这个R(右)-这些化合物的S键距离与所研究的化合物相似,它们具有部分双键特征,但UGITUA除外,其中S原子与苯环键合,这表明当环具有杂原子时,电子密度有通过硫原子去局域的趋势。S-CH系列2键距在1.80到1.81Ω之间变化,SILGAW(1.79Ω)和ETEWOP(1.82Ω)除外。补充图还提供了有关–CH距离的信息2–碳原子到由杂环原子(CH)组成的最佳平面2–距离)。计算这些值是为了评估S-CH的弯曲程度2关于被替换环的主平面的键。主要有两组化合物,一组距离小于0.3º,另一组包含杂环中的CNH片段,其中该距离大于1.2º。如上所述服务提供商三的特性β-乙酮片段的碳原子也可能将苯乙酮残基的相对位置引导出由取代的杂芳环构成的主平面。这是SILGAW和IKAXOI的情况。因此,尽管样本量较小,但采用的构象范围很广。
6-巯基嘌呤衍生物(1)–(5)通过两步合成策略获得了中等产量。首先,6-巯基嘌呤在DMF/碳酸钾介质中使用不同的单溴苯乙酮衍生物在室温下进行烷基化(Lambertucci,等。2009). 硫醇烷基化后,嘌呤核在第9位与三乙胺和无水DMF中的醋酸酐酰化(1)–(4)室温下氩气气氛下(Masai,等。2002). 所有化合物均从二氯甲烷溶液中重结晶:2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(3-甲氧基苯基)-乙-1-酮(1):总收率:48%;熔点432–435 K;2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-甲氧基苯基)-乙-1-酮(2):总收益率:17%;熔点460–463 K;2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-氯苯基)-乙-1-酮(三):总收率:26%;熔点453–457 K;2-[(9-乙酰基-9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]-1-(4-溴苯基)-乙-1-酮(4):总收率:10%;熔点449–451 K;1-(3-甲氧基苯基)-2-[(9H(H)-嘌呤-6-基)磺胺基]乙烷-1-酮(5):总收率:55%;熔点461–464 K。
晶体数据、数据采集和结构精细化表2总结了详细信息。H原子被视为骑原子,C-H(芳香族),0.95℃U型国际标准化组织= 1.2U型等式(C) ,C类-H2(亚甲基),0.99℃,含U型国际标准化组织= 1.2U型等式(C类),C类—H(H)(甲基)0.98ÅU型国际标准化组织= 1.5U型等式(C) 和中(5)仅,N-H,0.88º,带U型国际标准化组织= 1.2U型等式(C) ●●●●。甲基的位置在最终的差异图上进行了检查,与(5). 在(4),高差分图峰与Br原子有关。