Synthesis, Biological Profiling and Photophysical Properties of Polycyclic Hetero-Fused 7-Deazapurine Nucleosides

Abstract

Tato práce popisuje syntézu, fotofyzikálnívlastnosti a biologické testování několika sérií polycyklických hetero-fúzovaných 7-deazapurinových nukleosidů. Modifikované7-deazapurinové ribonukleosidy vykazují různé biologické účinky. Např. nukleosidy nesoucí 7-deazapurin anelovaný s malými (hetero)aromatickými kruhy vykázaly submikromolární cytostatické účinky nebo antivirové aktivity. Proto byly navrženy a připraveny dvě izomerní řady nových benzothieno-fúzovaných deazapurinových nukleosidů jako objemnější analogy cytotoxických thieno-fúzovaných nukleosidů a heteroanalogy antivirových nafto-fúzovaných nukleosidů. Cílem první části mé práce bylo syntetizovat tyto cílové sloučeniny. Klíčové kroky zahrnují Negishiho kapling pyrimidinylzinku s jodobenzothiofenem, tepelnou nebo fotochemickou cyklizaci, glykosylaci a konečnou derivatizaci. Furylové a benzofurylové deriváty vykazovaly mírné protirakovinné a anti-HCV aktivity. Většina volných nukleosidů vykazovala střední až silnou fluorescenci a odpovídající2'-deoxyribonukleosidtrifosfát byl inkorporován do modifikovanéDNA a byly studovány jejífluorescenční vlastnosti. Tri- a tetracyklické kondenzovanénukleobáze mohou být syntetizovány buď vícestupňovým heterocyklizačním přístupem nebo cross-couplingem pyrimidinylzinku s hetarylhalogenidy, ale pro některé...

This thesis describes the synthesis, photophysical properties and biological profiling of several series of polycyclic hetero-fused 7-deazapurine nucleosides. Modified 7-deazapurine ribonucleosides display a variety of biological effects. Previously, small (hetero)aromatic rings-fused 7-deazapurine nucleosides show submicromolar cytostatic effects or antiviral activities. Thus, the two isomeric series of new benzothieno-fused deazapurine nucleosides were designed as the extended analogues to the cytotoxic thieno-fused nucleosides and hetero-analogues of antiviral naphtho-fused nucleosides. The goal of the first part of my work was to synthesize these target compounds. Key steps include Negishi coupling of zincated pyrimidine with iodobenzothiophene, thermal or photochemical cyclization, glycosylation and final diversification. The furyl and benzofuryl derivatives exerted moderate anticancer and anti-HCV activities. Most of the free nucleosides showed moderate to strong fluorescence, and the corresponding 2′-deoxyribonucleoside triphosphate was incorporated into modified DNA and their fluorescence properties were studied The tri- and tetracyclic fused nucleobases can be synthesized either by multistep heterocyclization approach or through cross-coupling of zincated pyrimidine with hetaryl halides,...