Structure–anticancer activity relationships among 4-azolidinone-3-carboxylic acids derivatives

Abstract

The aim of present research was investigation of anticancer activity of 4-azolidinone-3-carboxylic acids derivatives, and studies of structure–activity relationships (SAR) aspects. Methods. Organic synthesis; spectral methods; anticancer screening was performed according to the US NCI protocol (Developmental Therapeutic Program). Results. The data of new 4-thiazolidinone-3-alkanecarboxylic acids derivatives in vitro anticancer activity were described. The most active compounds which belong to 5-arylidene-2,4- thia(imida)zolidinone-3-alkanecarboxylic acids; 5-aryl(heteryl)idenerhodanine-3-succinic acids derivatives were selected. Determination of some SAR aspects which allowed to determine directions in lead-compounds structure optimization, as well as desirable molecular fragments for design of potential anticancer agents based on 4-azolidinone scaffold were performed. 5-Arylidenehydantoin-3-acetic acids amides were identified as a new class of significant selective antileukemic agents. Possible pharmacophore scaffold of 5-ylidenerhodanine-3-succinic acids derivatives was suggested. Conclusions. The series of active compounds with high anticancer activity and/or selectivity levels were selected. Some SAR aspects were determined and structure design directions were proposed.

Мета даного дослідження полягала у вивченні протиракової активності 4-азолідон-3-карбонових кислот та їхніх похідних, встановленні особливостей взаємозв’язку «структура–активність». Методи. Органічний синтез, спектральні методи, скринінг протипухлинної активності (US NCI-методології, Developmental Therapeutic Program). Результати. Представлено результати тестування in vitro протиракової активності нових похідних 4-азолідон-3-алканкарбонових кислот. Виділено високоактивні сполуки, які належать до похідних 5-ариліден-2,4-тіа(іміда)золідон-3-алканкарбонових кислот та 5-арил(гетерил)іденроданін-3-сукцинатних кислот. Встановлені закономірності залежності «структура–активність» дозволяють окреслити напрямки оптимізації структур-лідерів і ідентифікувати молекулярні фрагменти для дизайну потенційних протиракових агентів на основі 4-азолідонового скаффолду. Аміди 5-ариліденгідантоїн-3-оцтових кислот визначено як новий клас протилейкемічних агентів. Для 5-іліденроданін-3-сукцинатних кислот ідентифіковано ймовірний фармакофор. Висновки. Одержано низку активних сполук з високим рівнем протиракової активності та/або селективності. Запропоновано напрямки дизайну структури потенційних протиракових агентів на основі встановлених закономірностей «структура–активність».

Цель данного исследования состояла в изучении противоопухолевой активности 4-азолидон-3-карбоновых кислот и их производных, а также в установлении некоторых особенностей взаимосвязи «структура–активность». Методы. Органический синтез, спектральные методы, скрининг противоопухолевой активности (US NCI-методология, Developmental Therapeutic Program). Результаты. Представлены результаты тестирования in vitro противоопухолевой активности новых производных 4-азолидон-3-аланкарбоновых кислот. Отобраны наиболее активные соединения, которые относятся к производным 5-арилиден-2,4-тиа(имида)золидон-3-алканкарбоновых кислот и 5-арил(гетерил)иденроданин-3-сукцинатных кислот. На основании выявленных закономерностей взаимосвязи «структура–активность» определены направления оптимизации структур-лидеров, идентифицированы молекулярные фрагменты для дизайна потенциальных противоопухолевых агентов на основании 4-азолидонового скаффолда. Амиды 5- арилиденгидантоин-3-уксусных кислот рассматриваются как новый класс противолейкемических агентов. Для ряда 5-илиденроданин-3-сукцинатных кислот установлен вероятный фармакофор. Выводы. Выделен ряд активных соединений с высоким уровнем противоопухолевой активности и/или селективности. Предложены направления дизайна структуры потенциальных противоопухолевых агентов на основе установленных закономерностей «структура–активность».