Synthesis of novel types of acyclic nucleoside phosphonates and preparation of prodrugs and drug delivery systems

Abstract

První část této práce se zabývá dříve přehlíženými C1'-větvenými acyklickými nukleosid fosfonáty (ANPs). Bylo vyvinuto/optimalizováno pět různých syntetických přístupů vedoucích ve 2-4 krocích ke klíčovému 6-chlorpurinovému intermediátu nesoucímu N9 - fosfonomethoxyethyl (PME) větvený v poloze C1'. Bylo prokázáno, že tyto intermediáty mohou být dále rozsáhle diversifikovány na ANPs nesoucí jak přírodní tak modifikované nukleobáze. Byly připraveny jednotlivé enantiomery i racemáty finálních C1'-větvených ANPs (celkem 48 finálních látek) a vybrané látky byly testovány pro jejich biologické vlastnosti. Zmíněné ANPs neprokázaly žádnou aktivitu vůči studovaným virům a pouze slabou nebo mírnou cytostatickou aktivitu. Adeninové C1'-větvené ANPs se prokázaly být nejaktivnějšími dosud známými inhibitory adenin fosforibosyl transferásy Trypanosomy brucei (TbrAPRT), enzymu záchytného mechanismu purinů. Další hodnocení biologických vlastností stále probíhá. Druhá část této práce se zabývá vývojem nových proléčiv s vyšším indexem selektivity (tzn. poměr toxicity a aktivity - SI), která jsou založená na tzv. ProTide proléčivech, a která obsahují deriváty tyrosinu namísto fenolu (přítomného v ProTidech). Tenofovir byl vybrán jako vhodná modelová látka, proto byla efektivita vyvinutých proléčiv hodnocena proti...

First part of this thesis was focused on the previously overlooked field of C1'-branched acyclic nucleoside phosphonates (ANPs). Five diverse synthetic approaches were developed/optimized affording key 6-chloropurine intermediates bearing N9 -phosphonomethoxyethyl (PME) branched at C1' position in 2-4 steps. It was demonstrated that these intermediates can be further vastly diversified into ANPs bearing both natural and unnatural nucleobases. Single enantiomers as well as racemates of final C1'-branched ANPs (overall 48 final compounds) were prepared and selected compounds were evaluated with respect to their biological properties. The aforementioned ANPs showed no antiviral potency against studied viruses and only weak to moderate cytostatic activity. Adenine C1'-branched ANPs proved to be the most potent currently known inhibitors of Trypanosoma brucei adenine phosphoribosyl transferase (TbrAPRT), an enzyme involved in purine salvage pathway (PSP) of T. brucei. Further biological evaluation of prepared compounds is in progress. Second part of this thesis was focused on development of novel prodrug moieties with higher selectivity index (i.e. toxicity/potency ratio - SI) based on so-called ProTide prodrugs where phenol (present in ProTides) was replaced by tyrosine derivatives. Tenofovir was...