aplicación de las reacciones ullmann y ullmannefinkelstein para la síntesis

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Aplicación de las reacciones Ullmann y UllmanneFinkelstein para la síntesis de N-aril-N-(1H-pirazol-3-il) acetamida o N-(1-aril-1H-pirazol-3- il) derivados de acetamida y evaluación farmacológica abstracto Reacciones de tipo Ullmann se están convirtiendo en una herramienta importante en la química médica . En este artículo, se describe el uso de estas reacciones catalizadas por cobre con diversos precursores, acilo heteroarilaminas o pirazoles de interés para farmacomodulación . Para el químico medicinal que ofrecen nueva , desconexión general sin explotar se acerca a los compuestos de interés . De este modo, abren el camino a nuevos análogos originales de compuestos bioactivos posiblemente no patentados , de bloques de construcción comunes. También permiten C a N reemplazos bioisostéricas , que a veces son sintéticamente desafiante . Se presenta por primera vez el efecto crítico de acetilamino sustituyentes en la arilación regioselectiva de pirazoles no simétricos que son útiles para los químicos medicinales . Finalmente , hemos aplicado esta estrategia para el diseño de antagonistas de los receptores AT1 nuevos . A pesar de esta familia ha sido investigado ampliamente en los últimos 30 años , N- arilación y C a N de reemplazo posible gracias a la química Ullmann, pueden producir antagonistas originales. introducción Reacciones de tipo Ullmann son reacciones de cobre - catalizada que han allanado el camino a nuevos esquemas de síntesis particularmente útil para los químicos [ 1 ] . Entre muchas aplicaciones , permiten 1 ) N- arilación

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Page 1: Aplicación de las reacciones Ullmann y UllmanneFinkelstein para la síntesis

Aplicación de las reacciones Ullmann y UllmanneFinkelstein para la síntesis

de N-aril-N-(1H-pirazol-3-il) acetamida o N-(1-aril-1H-pirazol-3-il)

derivados de acetamida y evaluación farmacológica

abstracto

Reacciones de tipo Ullmann se están convirtiendo en una herramienta importante en la química médica . En este artículo, se describe el uso de estas reacciones catalizadas por cobre con diversos precursores, acilo heteroarilaminas o pirazoles de interés para farmacomodulación . Para el químico medicinal que ofrecen nueva , desconexión general sin explotar se acerca a los compuestos de interés . De este modo, abren el camino a nuevos análogos originales de compuestos bioactivos posiblemente no patentados , de bloques de construcción comunes. También permiten C a N

reemplazos bioisostéricas , que a veces son sintéticamente desafiante . Se presenta por primera vez el efecto crítico de acetilamino sustituyentes en la arilación regioselectiva de pirazoles no simétricos que son útiles para los químicos medicinales . Finalmente , hemos aplicado esta estrategia para el diseño de antagonistas de los receptores AT1 nuevos . A pesar de esta familia ha sido investigado ampliamente en los últimos 30 años , N- arilación y C a N de reemplazo posible gracias a la química Ullmann, pueden producir antagonistas originales.

introducción

Reacciones de tipo Ullmann son reacciones de cobre - catalizada que

han allanado el camino a nuevos esquemas de síntesis particularmente útil

para los químicos [ 1 ] . Entre muchas aplicaciones , permiten 1 ) N- arilación

de pirazoles y otros N- heterociclos ácidas ; 2 ) N- arilación de

anilinas y , más recientemente, heteroarilaminas y 3 ) N - arilación de

amidas [ 2 ] . Recientemente condiciones de microondas para esta reacción eran

publicado [ 3 ] . Los químicos en el campo de la utilización síntesis de productos naturales

a fondo estas reacciones catalizadas por Cu [ 4 ] . También , medicamento

químicos utilizan estas reacciones para acceder a nuevas plantillas para bioactivo

moléculas . Por ejemplo , se utiliza para sintetizar CHK- 1 Inhibidores

basado en el andamio benzodiazepina ( fig. 1 ) [ 5 ] . Tales reacciones son

también pasos clave en la síntesis de inhibidores de la coagulación sanguínea

Page 2: Aplicación de las reacciones Ullmann y UllmanneFinkelstein para la síntesis

el factor Xa apixaban , razaxaban [ 6,7 ] y derivados (Fig. 1 ) [ 8 ] .

Curiosamente , estas estrategias permiten el desarrollo de nuevos retrosintético

vías de fármacos conocidos o compuestos bioactivos que permitan nuevo

enfoques de desconexión . Por ejemplo , un nuevo sintético suave , sideproduct

protocolo libre de SB214857 , un receptor GPIIb / IIIa potente

antagonista , hace uso de reacciones mediadas por Cu (Fig. 1 ) [ 9 ] . rENTABLE

fuentes de cobre proporcionan ruta alternativa para imatinib

síntesis [ 10 ] . Estas reacciones podrían ser también investigados por otra

serie bioactivo teniendo pirazoles arilados como derivados de celecoxib ,

derivados fipronil , rimonabant (Fig. 1) [ 11 ] .

Queríamos aplicar estas reacciones a una terapéutica conocida

clase como sartanes , en nuestro continuo esfuerzo por proporcionar valiosa

rutas químicas para compuestos bioactivos [ 12 ] . Curiosamente , muchos

La angiotensina - 2 receptor tipo 1 ( AT1 ) antagonistas de pantalla

Heterociclos sustituidos en N - [ 13 ] y en pirazoles particulares . En estos

serie , pirazol es alquilado , ya sea con la bifenilmetilo canónica

fracción [ 14 ] o con una propilo o butilo [ 15,16 ] . Otras series

mostrar elementos farmacofóricos clave sobre los 3 carbonos de pirazoles

[ 17,18 ] o benzopyrazoles [ 19 ] o aminopirazoles [ 20,21 ] .

Después de haber explorado previamente el potencial de reacciones de tipo Ullmann , nos parecía que podrían ser útiles para el

síntesis de los compuestos diana en las Figs . 2 y 3 [ 2,22,23 ] Estos

compuestos difieren de los pirazoles descritos previamente por el

conexión del pirazol con el sistema de anillo de bifenilo . mostramos

que estas reacciones permiten (i ) la síntesis de nuevos y originales

análogos de compuestos bioactivos a partir de bloques de construcción comunes,

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( ii ) la validación de un elemento clave farmacóforo y (iii ) la

Reemplazos de C a N - bioisostéricas , que a veces son sintéticamente

desafiante . En total, estos resultados muestran la utilidad de tales

reacciones en farmacomodulación y también en cuanto a arilación de

pirazoles se refiere, mostrar el impacto del sustituyente eNHAc

en la regioselectividad de la reacción .

figura 1 y 2

2 . Resultados y discusión

2.1 . química

2.1.1 . Síntesis de precursores 3aee

Los precursores químicos clave acetato de 3 - acetilamino - 1H - pirazol -

4 - carboxilato de metilo 3a o derivados N-sustituidos de la pirazol

Por grupos de n-butilo o fenilo 3bed se sintetizaron por

la construcción del anillo de pirazol de la hidrazina correspondiente

para dar 2aed (Esquema 1 ) . La acilación del nitrógeno exocíclico

para dar 3aed impide alquilación del nitrógeno exocíclico más adelante en

la síntesis de [ 24 ] , aunque este potencial reacción secundaria no es

siempre observado [ 25 ] .

La síntesis de 3aeb procede en dos pasos de ethoxymethylenecyanoacetic

éster etílico del ácido y 1aeb usando previamente

condiciones publicadas (Esquema 1 ), para dar los aminopirazoles 2aeb

que son más cuantitativamente acila a 3ae3b ( se obtiene 3 ter

directamente desde 1b sin aislar 2b ) [ 26 ]

En cuanto a 2aeb , pirazoles N arilados - 2ced se pueden sintetizar

de las hidracinas correspondientes en renta variable (Esquema 1 )

[ 25 ] . Para inducir la síntesis de la regioisómero , hidrazina deseada

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se hace reaccionar primero con benzaldehído para dar el correspondiente

fenilhidrazona [ 27 ] . Esta hidrazona también reacciona con ethoxymethylenecyanoacetic

éster etílico del ácido para dar la deseada

Pirazol N - arilado [ 28 ] . El 3d derivado bromado , era

obtenida con un rendimiento global baja de 12 % debido a los productos secundarios en

la sustitución nucleófila del ácido ethoxymethylenecyanoacetic

éster de etilo , y a la ausencia de precipitación de la sustancia intermedia

en xileno . Dado este bajo rendimiento, otra vía retrosintético

figura 3, Esquema 1. Síntesis de precursores 3aed por la construcción del anillo de pirazol. reacción

condiciones: para 3aeb a. éster etílico del ácido ethoxymethylenecyanoacetic, etanol, temperatura ambiente, 6 HB

cloruro de acetilo, reflujo, 1 h, después de H2O, 18 h, t.a. para C 3ced. (i) metanol, benzaldehído,

De NaOH 1 M, 1 h, temperatura ambiente. a continuación, (ii) éster etílico del ácido ethoxymethylenecyanoacetic, xileno, reflujo,

72h a continuación (iii). HCl al 37% / EtOH (1/10), reflujo, 15 min; d. anhídrido acético, ácido acético,

reflujo 1 h.

utilizando la reacción de Ullmann de arilato pirazoles (Esquema 2 ) se

investigado . En ese caso , la regioselectividad de la pirazol

arilación es un punto crítico .

Algunos arilaciones de cobre - catalizada de pirazoles no simétricos

a partir de haluros de arilo se han descrito por Buchwald et al . y Cristau

et al . [ 29,30 ] Ellos mostraron durante cuatro ejemplos que dependiendo

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sustituyentes de pirazol , N - arilación pueden conducir a la 2 - N1 y

N2- regioisómeros ( Tabla 1 ) . Por lo general , el nitrógeno menos impedido es

arilado selectivamente [ 1 ] . También , CF3 induce una mejor regioselectividad

( 94 %) que CH3 ( 74 % ) [ 31,32 ] . En el curso de nuestros síntesis , nos

evaluado la influencia de un amino o un sustituyente acilamino en

la arilación de Ullmann de pirazoles acceder modelo compuesto 2c .

De hecho , a partir de 2a , arilación con yodo- benceno condujo a la

dos regioisómeros 2c y 2'c ( Tabla 1 y el Esquema 2 ) . Un grupo NH2

parece no ser lo suficientemente grande para evitar arilación en el adyacente

nitrógeno heterocíclico en comparación con CF3 ( Tabla 1 , entrada 1 vs 3 ) .

Curiosamente , el pirazol arilarse en el nitrógeno en alfa de la

grupo amino , es el producto principal . Esto se observó una vez con anterioridad

en la literatura ( Tabla 1 , entrada 2 ) . En este contexto , se puede

la hipótesis de que los efectos electrónicos deben ser tomados en consideración.

Por el contrario , a partir de acilamino " - electrones neutro "

3a derivada, sólo el regioisómero N1 3c deseada (Tabla 1 entrada 4

y el Esquema 2 ) se obtuvo , destacando el papel crucial de la

función Acetyle en regioselectividad ( entradas 4E5 comparación con el 1 y

3 ) . Curiosamente , en este paso , sin arilación de la función amida es

observado probablemente debido a las diferencias de pKa entre el pirazol

y la función amida .

Por lo tanto , el uso de UllmanneFinkelstein [ 2 ] con condiciones 3a y

para- bromoyodobenceno , sólo el regioisómero deseado fue

obtenido . En estas condiciones , 3e fue con éxito y directamente

sintetizado con un rendimiento del 60 % a partir de precursor de 3a y un rendimiento global de

51 % de hidrato de hidrazina ( ventajosamente en comparación con el 12 %

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rendimiento global de 3d de para- bromofenilhidrazina ) .

Esquema 2. Síntesis de pirazoles N arilados-3ce3e a través de Ullmann o Ullmann-Finkelstein

reacción [2]. Condiciones de reacción: a. yodo-benceno; K3PO4, CuI, Trans-N, N'-dimetilciclohexano-

Anhídrido acético 1,2-diamina, dioxano, reflujo, 48 HB, ácido acético, reflujo 1 h

c. para-bromo-yodobenceno, K3PO4, CuI, Trans-N, N'-dimetil-ciclohexano-1,2-diamina,

dioxano, reflujo, 48 h.

2.1.2 . Síntesis de compuestos diana

2.1.2.1 . Los compuestos 6aeh , 7 , 8 . Compuestos objetivo 6aeh , 7, 8 fueron

sintetizado como se describe en el Esquema 3 . Primeros intermedios 4 resultados

fromN1 - alquilación de ácido 3 - acetilamino - 1H - pirazol - 4 - carboxílico

éster etílico de 3a de comercial de 40 bromometilbifenil - 2 -

carbonitrilo . Curiosamente , en contraste con la alquilación en otra pirazol

derivados , alquilación es N - 1 regioselectiva [ 31 ] . a continuación , Ullmann

arilación (Esquema 3 ) procede como se describió anteriormente utilizando CuI ,

trans - N , N0- dimetilciclohexano - 1 ,2 - diamina y K3PO4 en calentó a reflujo

dioxano , en moderados a buenos rendimientos (Tabla 2 ) togive5aeh [ 22 ] . Parasubstituted

derivados de yodo- benceno dieron mejores resultados que metacounterpart .

5h compuesto básico se obtuvo con satisfactorios

ceder. El último paso es la conversión de la función nitrilo en el tetrazol

6ae6h heterociclos (Esquema 3 ) . Esta reacción procede con

moderada a excelente rendimiento ( 50e80 %). Los rendimientos más bajos fueron

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obtenido para los compuestos que necesitan la purificación por preparativa

HPLC . 6bwas compuesto adicional hidrolizado con hidróxido de sodio en

metanol se sometió a reflujo ( NB : no saponificación puede ser obtenida en la habitación

temperatura) para dar 7 (Esquema 3 ) . Compuesto 8 se obtuvo por

desacetilación de 6b en AcCl / EtOH ( 20/80 ) para evitar concomitante

saponificación de la función éster etílico.

Esquema 3. Síntesis de compuestos diana 6aeh; 7E8. Condiciones de reacción: a. 40-bromometil-2-bifenilcarbonitrilo, NaH, DMF, rt, 18 R, b. I-Ar, CuI, Trans-N, N'-dimetilciclohexano-

1,2-diamina, reflujo dioxano, 16e48 h (51e82%); c. (CH3) 3SiN3, (nBu) 2SnO, tolueno, reflujo, 60 h; d. De NaOH (3 eq), MeOH, reflujo, 4 h (50e80%), e. AcCl / EtOH (20/80),

de reflujo, 60 h.

2.1.2.3 . Compuestos 13e14 . Derivado 14 muestra una bifeniltetrazol

resto injertadas en los nitrogenwas exocıclicas obtenidos a partir de

precursor 3b por las condiciones UllmanneFinkelstein [ 2 ] como por 3e, a

dar 12 (Tabla 1 Esquema ad 5 ) . Entonces el resto bifenilo era

obtenido con una reacción clásica de Suzuki y la formación de tetrazol

(Esquema 5 ) para dar 13 . La reacción adicional con hidróxido de sodio llevado

tanto a la saponificación y desacetilación en 14 (Esquema 5 ) .

Compuesto 14 es estricta isóstero nunca descrita de un AT1 publicado

antagonista del receptor de 15 [ 15 ] .

2.2 . resultados biológicos

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Inhibiciones de unión y actividades antagonistas de los receptores AT1 son

dada en la Tabla 3 . Entre los compuestos 6aeh , 7b , 8b algunos productos

mostrar una actividad de unión micromolar interesante y son antagonistas .

Mientras que los compuestos no sustituidos o meta -sustituidos son

activos ( compuestos 6aec ) , compuestos de para-sustituidos son menos

activo ( 6dee ) o inactivo ( 6feg ) . En esta última posición , parece que

grupos más grandes son perjudiciales para la actividad. Curiosamente , la metaposition

podría estudiarse más a fondo . De hecho , dimetil compuesto 6c

es tan activo como el compuesto 6b monosustituido . Curiosamente , la

reemplazo isostérico de un anillo de fenilo por una piridina ( 6a vs 6h )

dado lugar a una pérdida completa de la actividad . Por último , el ácido carboxílico 7 fue

Esquema 4. Síntesis del compuesto diana 11. Condiciones de reacción: a. 2 - [1E3] dioxaborinan-2-il-benzonitrilo, PdCl2 [P (C6H5) 3] 2, K3PO4, tolueno, 24 h, reflujo; b. I-Ar, CuI, Trans-N, N'-

dimetil-ciclohexano-1,2-diamina, K3PO4, dioxano, reflujo, 48 h; c. (CH3) 3SiN3, (nBu) 2SnO, tolueno, reflujo, 60 h; d. De NaOH (3 eq), MeOH, reflujo.

Esquema 5. Síntesis de compuestos diana 13e14. Condiciones de reacción: a. IeC6H4eBr, CuI, Trans-N, N'-dimetil-ciclohexano-1,2-diamina, reflujo dioxano, 72 h, b. 2 - [1E3] dioxaborinan-

2-il-benzonitrilo, PdCl2 [P (C6H5) 3] 2, K3PO4, tolueno, reflujo, 24 h, reflujo C (CH3) 3SiN3, (nBu) 2SnO, tolueno, reflujo, 60 h;. D. De NaOH (3 eq), MeOH, reflujo.

inactiva . Una función carboxílico en esa posición es perjudicial para la

la actividad de los pirazoles sintetizados . La hipótesis de que los ésteres

puede estar activo porque ocupan el bolsillo hidrofóbico interactúa

con la cadena de butilo de varios antagonistas de AT1 .

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El grupo éster es esencial para la unión ( 6b y 8 ) . Por

contrario, el grupo acetilo que era útil para la introducción de

la diversidad a través de la reacción de Ullmann , no es esencial para la actividad

desde 8 es equipotente a 6b . Por fin , el resto CH2 es esencial para

actividad desde su eliminación en el compuesto 11 (Serie B) llevó a

una pérdida completa de la actividad en comparación con 6b . Esta farmacofórico clave

elemento de la familia sartan nunca antes había sido eliminado

para mostrar su importancia. Esto es probablemente debido a que está presente en la

estructura de los sartanes como consecuencia de la alta reactividad de

benzylhalides en la reacción de acoplamiento entre el bifenilo

fracción y el heterociclo .

Análogos 13e14 pantalla un NH entre el pirazol y el

sistema de bifenilo en sustitución de la fracción clásica CH2 . mientras

compuesto 13 que tiene el éster y los grupos acetilo está inactivo , su

analógicas 14 muestra la actividad de unión nanomolar y antagonista

efecto ( Tabla 3 ) . En ese caso , la presencia de la función de acetilo en

el NH es perjudicial para la actividad . También, como la cadena de n-butilo

más que probablemente llena el bolsillo hidrofóbico del receptor , la

grupo éster es luego mal colocado y un grupo carboxílico mejor

tolerado . Compuesto 14 es un análogo todavía no descrita prometedora de

la sartan pirazol publicado 15 . Toda una familia de análogos podrían

derivarse de este nuevo compuesto de plomo .

3. conclusión

Hemos desarrollado reacciones Ullmann y demostrar que estas reacciones

son herramientas de la química esenciales para farmacomodulación y patente

excaping incluso en una familia muy lleno de moléculas bioactivas, como

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sartanes. Exploramos los factores determinantes de la regioselectiva

N-arilación de pirazoles y encontró que acilaminoácidos sustituyentes pueden

inducir la regioselectividad durante la reacción de Ullmann. Finalmente, el compuesto

14 es un análogo directo nanomolar de un antagonista de AT1 en la que nos

realizado con éxito el reemplazo bioisostérico del CH2

entre el sistema de bifenilo y el heterociclo de nitrógeno por una

Resto NH por primera vez. Reacción de Ullmann se abre un camino a una

espacio químico sin explotar de los antagonistas de AT1 y más generalmente en

otras grandes familias biológicamente activas.