Metodi sintetici per la preparazione di biscyclam con ponte acetilenico e prove di reattività

I biscyclam sono una classe di composti costituiti da due anelli di cyclam (un tetraazamacrociclo a 14 termini) tenuti insieme da un linker alifatico e/o aromatico, che sono stati studiati e analizzati fin dagli anni ’90 per la loro attività antivirale verso l’HIV (virus dell’immunodeficenza umana). L’HIV una volta venuto a contatto con il bersaglio si lega e si fonde con la membrana cellulare per mezzo di gp120 e gp41, due glicoproteine, e per opera di una trascrittasi inversa l’RNA viene trascritto in DNA e tradotto in proteine utili per la sopravvivenza e la riproduzione del virus. Numerosi studi hanno dimostrato che i co-recettori CXCR4 e/o CCR5 delle cellule bersaglio permettono l’ingresso del virus nella cellula ospite. Proprio a questo livello i biscyclam esplicano il loro effetto terapeutico. Nel corso degli anni sono stati fatti studi sulla relazione struttura-attività (SAR) di biscyclam che presentavano diversi linker tra i due anelli di cyclam, in modo da mettere in evidenzia differenze riguardanti l’attività farmacologica e la citotossicità. Per prima cosa è stato evidenziato come passando da un linker alifatico a uno aromatico l’attività antivirale verso HIV-1 e HIV-2 tende ad aumentare, come anche le concentrazioni citotossiche; inoltre passando da un anello a 12 termini a uno a 14 termini si ha un aumento dell’attività antivirale, che invece si abbassa se sono presenti ammine secondarie, terziarie o una poliammina aciclica. Il biscyclam più promettente è stato il Mozobil® che tuttavia non ha superato gli studi clinici di fase II per il trattamento dell’HIV. Il linker è un gruppo xilenico che garantisce rigidità e distanza tra i due anelli tetraazotati, per cui a pH fisiologico interagisce con i residui di acido aspartico carichi negativamente del recettore CXCR4, essendo carico positivamente. Questa interazione è coinvolta non solo nel trattamento dell’HIV, ma anche nella mobilitazione delle cellule staminali ematopoietiche (HPC) in quanto, quando il recettore interagisce con il suo ligando naturale SDF-1 è promosso il processo definito homecoming, per cui le cellule staminali rimangono nel midollo osseo. Dagli studi SAR è emerso anche che per migliorare l’attività antivirale è necessario che il linker sia rigido e generi una distanza ottimale tra i due anelli di cyclam. Perciò, nel mio internato di tesi, a partire dal Mozobil® è stata messa a punto una sintesi multistep per un derivato bismacrociclico, l’etinil-biscyclam che è costituito da un linker acetilenico rigido, che è leggermente più corto rispetto al gruppo xilenico del Mozobil®. Partendo dal cyclam sono stati provati diversi metodi di protezione per rendere disponibile un solo gruppo amminico dell’anello tetraazamacrociclico all’attacco nucleofilo del linker, in particolare con il tert-butilossicarbonile (BOC) e il trifluoroacetile (TFA). Il prodotto finale l’etinil-biscyclam è stato caratterizzato tramite tecniche spettroscopiche ed analizzato via HPLC per valutarne la purezza, e tramite titolazione potenziometrica è stato determinato il grado di protonazione in funzione del pH. Dato che il Mozobil® viene somministrato come sale, anche l’etinil-biscyclam è stato convertito nel corrispondente sale octacloridrato.La reattività del ponte acetilenico è stata testata con reazioni di click chemistry e addizione 1,3-dipolare.Il composto infine è stato studiato come legante per i metalli di transizione, in particolare rame(II) e nichel(II). Sono stati ottenuti complessi omodinucleari con risultati soddisfacenti. I complessi sono stati caratterizzati tramite spettroscopia di assorbimento UV-vis e studi elettrochimici.