REVIEW

Recent Advances on the Synthesis and Antitumor Evaluation of Exonuclear Heterosteroids

  • Yu Bin ,
  • Cai Zuyun ,
  • Wang Shuai ,
  • Liu Hongmin
Expand
  • a School of Pharmaceutical Sciences, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001;
    b Key Laboratory of Advanced Drug Preparation Technologies(Zhengzhou University), Ministry of Education, Zhengzhou 450001;
    c Collaborative Innovation Center of New Drug Research and Safety Evaluation, Henan Province, Zhengzhou 450001;
    d Room 601 No. 55, Hangbei Road 180, Minhang District, Shanghai 201105

Received date: 2017-04-05

  Revised date: 2017-04-21

  Online published: 2017-05-02

Supported by

Received April 5, 2017; revised April 21, 2017; published online May 2, 2017. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 81430085, 21372206), the National Key Research Program of Proteins (No. 2016YFA0501800), the Key Research Program of Henan Province (No. 1611003110100), the PhD Educational Award from Ministry of Education (No. 20134101130001), and the Starting Grant of Zhengzhou University (No. 32210533).

Abstract

The synthesis and biological evaluation of exonuclear heterosteroids are highly pursued in steroid chemistry and steroid-based new drug design. In this review, the recent progress on the synthesis and antitumor activity of exonuclear heterosteroids is highlighted with particular emphasis on steroidal the spirooxindoles, triazole-linked steroidal conjugates and natural N-heterosteroids.

Cite this article

Yu Bin , Cai Zuyun , Wang Shuai , Liu Hongmin . Recent Advances on the Synthesis and Antitumor Evaluation of Exonuclear Heterosteroids[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2017 , 37(8) : 1952 -1963 . DOI: 10.6023/cjoc201704004

References

[1] (a) Zhang, Y.-L.; Li, Y.-F.; Shi, Y.-K.; Yu, B.; Zhang, G.-C.; Qi, P.-P.; Fu, D.-J.; Shan, L.-H.; Liu, H.-M. Steroids 2015, 104, 1.
(b) Zhang, B.-L.; Zhang, E.; Pang, L.-P.; Song, L.-X.; Li, Y.-F.; Yu, B.; Liu, H.-M. Steroids 2013, 78, 1200.
(c) Yu, B.; Sun, X.-N.; Shi, X.-J.; Qi, P.-P.; Fang, Y.; Zhang, E.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Steroids 2013, 78, 1134.
(d) Yu, B.; Shi, X.-J.; Ren, J.-l.; Sun, X.-N.; Qi, P.-P.; Fang, Y.; Ye, X.-W.; Wang, M.-M.; Wang, J.-W.; Zhang, E.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Eur. J. Med. Chem. 2013, 66, 171.
(e) Yu, B.; Zhang, E.; Sun, X.-N.; Ren, J.-L.; Fang, Y.; Zhang, B.-L.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Steroids 2013, 78, 494.
[2] Clinton, R. O.; Manson, A. J.; Stonner, F. W.; Neumann, H. C.; Christiansen, R. G.; Clarke, R. L.; Ackerman, J. H.; Page, D. F.; Dean, J. W.; Dickinson, W. B.; Carabateas, C. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 1478.
[3] Ryan, C. J.; Smith, M. R.; de Bono, J. S.; Molina, A.; Logothetis, C. J.; de Souza, P.; Fizazi, K.; Mainwaring, P.; Piulats, J. M.; Ng, S.; Carles, J.; Mulders, P. F. A.; Basch, E.; Small, E. J.; Saad, F.; Schrijvers, D.; Van Poppel, H.; Mukherjee, S. D.; Suttmann, H.; Gerritsen, W. R.; Flaig, T. W.; George, D. J.; Yu, E. Y.; Efstathiou, E.; Pantuck, A.; Winquist, E.; Higano, C. S.; Taplin, M.-E.; Park, Y.; Kheoh, T.; Griffin, T.; Scher, H. I.; Rathkopf, D. E. New Engl. J. Med. 2013, 368, 138.
[4] Purushottamachar, P.; Godbole, A. M.; Gediya, L. K.; Martin, M. S.; Vasaitis, T. S.; Kwegyir-Afful, A. K.; Ramalingam, S.; Ates-Alagoz, Z.; Njar, V. C. O. J. Med. Chem. 2013, 56, 4880.
[5] Njar, V. C. O.; Brodie, A. M. H. J. Med. Chem. 2015, 58, 2077.
[6] (a) Hanson, J. R. Nat. Prod. Rep. 2010, 27, 887.
(b) Frank, É.; Schneider, G. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2013, 137, 301.
(c) Gupta, A.; Sathish Kumar, B.; Negi, A. S. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2013, 137, 242.
[7] Ibrahim-Ouali, M.; Rocheblave, L. Steroids 2008, 73, 375. Singh, R.; Panda, G. Tetrahedron 2013, 69, 2853.
[8] Cui, C.-B.; Kakeya, H.; Osada, H. Tetrahedron 1996, 52, 12651.
[9] Görmen, M.; Le Goff, R.; Lawson, A. M.; Daïch, A.; Comesse, S. Tetrahedron Lett. 2013, 54, 2174.
[10] Kumari, G.; Nutan; Modi, M.; Gupta, S. K.; Singh, R. K. Eur. J. Med. Chem. 2011, 46, 1181.
[11] (a) Lo, M. M. C.; Neumann, C. S.; Nagayama, S.; Perlstein, E. O.; Schreiber, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16077.
(b) Yu, B.; Yu, Z.; Qi, P.-P.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Eur. J. Med. Chem. 2015, 95, 35.
(c) Ding, K.; Lu, Y.; Nikolovska-Coleska, Z.; Qiu, S.; Ding, Y.; Gao, W.; Stuckey, J.; Krajewski, K.; Roller, P. P.; Tomita, Y.; Parrish, D. A.; Deschamps, J. R.; Wang, S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10130.
[12] Yu, B.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Eur. J. Med. Chem. 2015, 97, 673.
[13] Vintonyak, V. V.; Warburg, K.; Kruse, H.; Grimme, S.; Hübel, K.; Rauh, D.; Waldmann, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5902.
[14] Rottmann, M.; McNamara, C.; Yeung, B. K. S.; Lee, M. C. S.; Zou, B.; Russell, B.; Seitz, P.; Plouffe, D. M.; Dharia, N. V.; Tan, J.; Cohen, S. B.; Spencer, K. R.; González-Páez, G. E.; Lakshminarayana, S. B.; Goh, A.; Suwanarusk, R.; Jegla, T.; Schmitt, E. K.; Beck, H.-P.; Brun, R.; Nosten, F.; Renia, L.; Dartois, V.; Keller, T. H.; Fidock, D. A.; Winzeler, E. A.; Diagana, T. T. Science 2010, 329, 1175.
[15] Yu, B.; Zheng, Y. C.; Shi, X. J.; Qi, Q. P.; Liu, H. M. Anti-Cancer Agent Med. Chem. 2016, 16, 1315.
[16] (a) Zhang, Z.; Ding, Q.; Liu, J.-J.; Zhang, J.; Jiang, N.; Chu, X.-J.; Bartkovitz, D.; Luk, K.-C.; Janson, C.; Tovar, C.; Filipovic, Z. M.; Higgins, B.; Glenn, K.; Packman, K.; Vassilev, L. T.; Graves, B. Bioorg. Med. Chem. 2014, 22, 4001.
(b) Zhang, Z.; Chu, X.-J.; Liu, J.-J.; Ding, Q.; Zhang, J.; Bartkovitz, D.; Jiang, N.; Karnachi, P.; So, S.-S.; Tovar, C.; Filipovic, Z. M.; Higgins, B.; Glenn, K.; Packman, K.; Vassilev, L.; Graves, B. ACS Med. Chem. Lett. 2013, 5, 124.
[17] Wang, S.; Sun, W.; Zhao, Y.; McEachern, D.; Meaux, I.; Barrière, C.; Stuckey, J. A.; Meagher, J. L.; Bai, L.; Liu, L.; Hoffman-Luca, C. G.; Lu, J.; Shangary, S.; Yu, S.; Bernard, D.; Aguilar, A.; Dos-Santos, O.; Besret, L.; Guerif, S.; Pannier, P.; Gorge-Bernat, D.; Debussche, L. Cancer Res. 2014, 74, 5855.
[18] (a) Sampson, P. B.; Liu, Y.; Forrest, B.; Cumming, G.; Li, S.-W.; Patel, N. K.; Edwards, L.; Laufer, R.; Feher, M.; Ban, F.; Awrey, D. E.; Mao, G.; Plotnikova, O.; Hodgson, R.; Beletskaya, I.; Mason, J. M.; Luo, X.; Nadeem, V.; Wei, X.; Kiarash, R.; Madeira, B.; Huang, P.; Mak, T. W.; Pan, G.; Pauls, H. W. J. Med. Chem. 2015, 58, 147.
(b) Mason, Jacqueline M.; Lin, Dan C.-C.; Wei, X.; Che, Y.; Yao, Y.; Kiarash, R.; Cescon, David W.; Fletcher, Graham C.; Awrey, Donald E.; Bray, Mark R.; Pan, G.; Mak, Tak W. Cancer Cell 2014, 26, 163.
[19] Babu, A. R. S.; Raghunathan, R. Tetrahedron Lett. 2008, 49, 4618.
[20] Kanchithalaivan, S.; Rani, M. A.; Kumar, R. R. Synth. Comm. 2014, 44, 3122.
[21] Yu, B.; Shi, X.-J.; Qi, P.-P.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2014, 141, 121.
[22] Yu, B.; Sun, X.-N.; Shi, X.-J.; Qi, P.-P.; Zheng, Y.-C.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Steroids 2015, 102, 92.
[23] (a) Yu, B.; Qi, P.-P.; Shi, X.-J.; Shan, L.-H.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Steroids 2014, 88, 44.
(b) Shi, X.-J.; Yu, B.; Wang, J.-W.; Qi, P.-P.; Tang, K.; Huang, X.; Liu, H.-M. Sci. Rep. 2016, 6, 31607.
[24] Zhang, Y.-L.; Li, Y.-F.; Wang, J.-W.; Yu, B.; Shi, Y.-K.; Liu, H.-M. Steroids 2016, 109, 22.
[25] Pérez-Labrada, K.; Brouard, I.; Morera, C.; Estévez, F.; Bermejo, J.; Rivera, D. G. Tetrahedron 2011, 67, 7713.
[26] Kolb, H. C.; Finn, M. G.; Sharpless, K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2004.
[27] (a) Devraj, R.; Barrett, J. F.; Fernandez, J. A.; Katzenellenbogen, J. A.; Cushman, M. J. Med. Chem. 1996, 39, 3367.
(b) Agouridas, V.; Magnier, E.; Blazejewski, J.-C.; Laïos, I.; Cleeren, A.; Nonclercq, D.; Laurent, G.; Leclercq, G. J. Med. Chem. 2009, 52, 883.
(c) Levine, P. M.; Garabedian, M. J.; Kirshenbaum, K. J. Med. Chem. 2014, 57, 8224.
(d) Anelli, P. L.; Lattuada, L.; Lorusso, V.; Lux, G.; Morisetti, A.; Morosini, P.; Serleti, M.; Uggeri, F. J. Med. Chem. 2004, 47, 3629.
(e) Li, M.-J.; Greenblatt, H. M.; Dym, O.; Albeck, S.; Pais, A.; Gunanathan, C.; Milstein, D.; Degani, H.; Sussman, J. L. J. Med. Chem. 2011, 54, 3575.
[28] Gryder, B. E.; Rood, M. K.; Johnson, K. A.; Patil, V.; Raftery, E. D.; Yao, L.-P. D.; Rice, M.; Azizi, B.; Doyle, D. F.; Oyelere, A. K. J. Med. Chem. 2013, 56, 5782.
[29] (a) Jiang, Y.; Miyazaki, T.; Honda, A.; Hirayama, T.; Yoshida, S.; Tanaka, N.; Matsuzaki, Y. J. Gastroenterol. 2005, 40, 490.
(b) Nakayama, Y.; Sakamoto, H.; Satoh, K.; Yamamoto, T. Cancer Lett. 2000, 161, 63.
(c) Schwartz, A. G.; Pashko, L.; Whitcomb, J. M. Toxicol. Pathol.1986, 14, 357.
(d) Schwartz, A. G.; Pashko, L. L. J. Cell. Biochem. 1993, 53, 73.
[30] (a) Yu, B.; Qi, P.-P.; Shi, X.-J.; Huang, R.; Guo, H.; Zheng, Y.-C.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Eur. J. Med. Chem. 2016, 117, 241.
(b) Yu, B.; Wang, S.-Q.; Qi, P.-P.; Yang, D.-X.; Tang, K.; Liu, H.-M. Eur. J. Med. Chem. 2016, 124, 350.
[31] Chen, Y.; Yang, Y.; Wang, F.; Wan, K.; Yamane, K.; Zhang, Y.; Lei, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 13956.
[32] (a) Handratta, V. D.; Vasaitis, T. S.; Njar, V. C. O.; Gediya, L. K.; Kataria, R.; Chopra, P.; Newman, D.; Farquhar, R.; Guo, Z.; Qiu, Y.; Brodie, A. M. H. J. Med. Chem. 2005, 48, 2972.
(b) Ang, J. E.; Olmos, D.; de Bono, J. S. Br. J. Cancer 2009, 100, 671.
[33] Bruno, R. D.; Vasaitis, T. S.; Gediya, L. K.; Purushottamachar, P.; Godbole, A. M.; Ates-Alagoz, Z.; Brodie, A. M. H.; Njar, V. C. O. Steroids 2011, 76, 1268.
[34] (a) Potter, G. A.; Hardcastle, I. R.; Jarman, M. Org. Prep. Proced. Int. 1997, 29, 123.
(b) Balaev, A. N.; Gromyko, A. V.; Fedorov, V. E. Pharm. Chem. J. 2016, 50, 404.
[35] Guarna, A.; Occhiato, E. G.; Machetti, F.; Giacomelli, V. J. Org. Chem. 1999, 64, 4985.
[36] Zhang, Y.-L.; Li, Y.-F.; Shi, X.-L.; Yu, B.; Shi, Y.-K.; Liu, H.-M. Steroids 2016, 115, 147.
[37] (a) Huang, L.-H.; Zheng, Y.-F.; Song, C.-J.; Wang, Y.-G.; Xie, Z.-Y.; Lai, Y.-W.; Lu, Y.-Z.; Liu, H.-M. Steroids 2012, 77, 367.
(b) Huang, L.-H.; Zheng, Y.-F.; Lu, Y.-Z.; Song, C.-J.; Wang, Y.-G.; Yu, B.; Liu, H.-M. Steroids 2012, 77, 710.
[38] Moser, B. R. J. Nat. Prod. 2008, 71, 487.
[39] (a) Li, Y.; Dias, J. R. Chem. Rev. 1997, 97, 283.
(b) Nahar, L.; Sarker, S. D.; Turner, A. B. Curr. Med. Chem. 2007, 14, 1349.
[40] Yu, B.; Shi, X.-J.; Zheng, Y.-F.; Fang, Y.; Zhang, E.; Yu, D.-Q.; Liu, H.-M. Eur. J. Med. Chem. 2013, 69, 323.
[41] Arenas-González, A.; Mendez-Delgado, L. A.; Merino-Montiel, P.; Padrón, J. M.; Montiel-Smith, S.; Vega-Báez, J. L.; Meza-Reyes, S. Steroids 2016, 116, 13.
[42] Lawrence, H. R.; Vicker, N.; Allan, G. M.; Smith, A.; Mahon, M. F.; Tutill, H. J.; Purohit, A.; Reed, M. J.; Potter, B. V. L. J. Med. Chem. 2005, 48, 2759.
[43] Azzi, A.; Rehse, P. H.; Zhu, D.-W.; Campbell, R. L.; Labrie, F.; Lin, S.-X. Nat. Struct. Mol. Biol. 1996, 3, 665.
[44] Fischer, D. S.; Allan, G. M.; Bubert, C.; Vicker, N.; Smith, A.; Tutill, H. J.; Purohit, A.; Wood, L.; Packham, G.; Mahon, M. F.; Reed, M. J.; Potter, B. V. L. J. Med. Chem. 2005, 48, 5749.
[45] Lopes, S. M. M.; Sousa, E. P.; Barreira, L.; Marques, C.; Rodrigues, M. J.; Pinhoe Melo, T. M. V. D. Steroids 2017, 122, 16.
[46] Poirier, D.; Boivin, R. P.; Tremblay, M. R.; Bérubé, M.; Qiu, W.; Lin, S.-X. J. Med. Chem. 2005, 48, 8134.
[47] Lee, S. T.; Welch, K. D.; Panter, K. E.; Gardner, D. R.; Garrossian, M.; Chang, C.-W. T. J. Agr. Food Chem. 2014, 62, 7355.
[48] Pettit, G. R.; Xu, J.-P.; Chapuis, J.-C.; Melody, N. J. Nat. Prod. 2015, 78, 1446.
[49] (a) Fukuzawa, S.; Matsunaga, S.; Fusetani, N. J. Org. Chem. 1995, 60, 608.
(b) Fukuzawa, S.; Matsunaga, S.; Fusetani, N. J. Org. Chem. 1997, 62, 4484.
(c) Phillips, S. T.; Shair, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6589.
[50] Müller, I. M.; Dirsch, V. M.; Rudy, A.; López-Antón, N.; Pettit, G. R.; Vollmar, A. M. Mol. Pharmacol. 2005, 67, 1684.
[51] Dirsch, V. M.; Müller, I. M.; Eichhorst, S. T.; Pettit, G. R.; Kamano, Y.; Inoue, M.; Xu, J.-P.; Ichihara, Y.; Wanner, G.; Vollmar, A. M. Cancer Res. 2003, 63, 8869.
[52] Fukuzawa, S.; Matsunaga, S.; Fusetani, N. J. Org. Chem. 1994, 59, 6164.
[53] Tremblay, M. R.; Nevalainen, M.; Nair, S. J.; Porter, J. R.; Castro, A. C.; Behnke, M. L.; Yu, L.-C.; Hagel, M.; White, K.; Faia, K.; Grenier, L.; Campbell, M. J.; Cushing, J.; Woodward, C. N.; Hoyt, J.; Foley, M. A.; Read, M. A.; Sydor, J. R.; Tong, J. K.; Palombella, V. J.; McGovern, K.; Adams, J. J. Med. Chem. 2008, 51, 6646.
[54] Tremblay, M. R.; Lescarbeau, A.; Grogan, M. J.; Tan, E.; Lin, G.; Austad, B. C.; Yu, L.-C.; Behnke, M. L.; Nair, S. J.; Hagel, M.; White, K.; Conley, J.; Manna, J. D.; Alvarez-Diez, T. M.; Hoyt, J.; Woodward, C. N.; Sydor, J. R.; Pink, M.; MacDougall, J.; Campbell, M. J.; Cushing, J.; Ferguson, J.; Curtis, M. S.; McGovern, K.; Read, M. A.; Palombella, V. J.; Adams, J.; Castro, A. C. J. Med. Chem. 2009, 52, 4400.
[55] Wang, D. D.; Li, Z.; Zhang, L.; Atanasov, A. G.; Wang, S. Planta Med. 2016, 82, 195.

Outlines

/