home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HaCKeRz KrOnIcKLeZ 3 / HaCKeRz_KrOnIcKLeZ.iso / drugs / xanthines < prev    next >
Internet Message Format  |  1996-05-06  |  16KB

  1. From: jkenner@cello.gina.calstate.edu (Jason Kennerly)
  2. Newsgroups: alt.drugs.chemistry,alt.psychoactives,sci.med.psychobiology,bionet.neuroscience,alt.bio.hackers
  3. Subject: N substituted xanthines
  4. Date: 22 Sep 1995 13:18:51 -0700
  5. Message-ID: <43v5nb$mic@cello.gina.calstate.edu>
  6.  
  7. Here is the information I have gathered so far on caffeine analogs, with 
  8. abstracts as references. Any other information on any of these compounds, 
  9. or other n-substituted xanthines would be of great interest to me, 
  10. especially concerning the use of such compounds in humans ["tasting"]
  11.  
  12. N-SUBSTITUTED XANTHINES:
  13. a CAFFEINE ANALOG information file.
  14.  
  15.  
  16. ASCII DEPICTIONS, SUMMARY INFO
  17. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  18. chart:
  19. A1: Activity at A1 reletive to caffeine
  20. A2: Activity at A2 reletive to caffeine
  21. PDE: PDE inhibiton reletive to caffeine
  22. Action: Depressant or Stimulant of behaviour
  23.  
  24.  
  25.        O    CH3                         O   
  26.        ||   |                           ||   H
  27.  H3C   C    N{7}                  H3C   C    N
  28.     \ / \  / \                       \ / \  / \
  29.   {1}N   ||   \                       N   ||   \
  30.      |   ||  //                       |   ||  //
  31.     //\ /  \//                       //\ /  \//
  32.     O  N{3} N                        O  N    N
  33.        |                                |
  34.        CH3                              CH3
  35.  
  36. Caffeine                            Theophylline
  37. A1: 1                               A1: ?
  38. A2: 1                               A2: ?
  39. PDE: is                             PDE: ?(less?)
  40. Action: Stimulant                   Action: weak Stimulant
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45. -----------------------------------------------------------------------
  46.  
  47.                                                 CH
  48.                                                |||
  49.    CH                                      H2C--C
  50.   |||                                        |
  51.    C   O    CH3                         O    CH2
  52.    |   ||   |                           ||   |
  53.  H2C   C    N                     H3C   C    N
  54.     \ / \  / \                       \ / \  / \
  55.      N   ||   \                       N   ||   \
  56.      |   ||  //                       |   ||  //
  57.     //\ /  \//                       //\ /  \//
  58.     O  N    N                        O  N    N
  59.        |                                |
  60.        CH3                              CH3
  61.  
  62. 1-Proparagyl 3,7-Dimethyl           7-Proparagyl 1,3-Dimethyl
  63. Xanthine                            Xanthine
  64. A1: .5                              A1: .5
  65. A2: 4 to 7                          A2: 3 to 4
  66. PDE: less                           PDE: ?
  67. Action: Stimulant                   Action: ?
  68. -----------------------------------------------------------------------
  69.                                        
  70.                                     CH          CH
  71.                                    |||         |||
  72.        O    CH3                     C   O  H2C--C
  73.        ||   |                       |   ||   |
  74.  H3C   C    N                     H2C   C    N
  75.     \ / \  / \                       \ / \  / \
  76.      N   ||   \                       N   ||   \
  77.      |   ||  //                       |   ||  //
  78.     //\ /  \//                       //\ /  \//
  79.     O  N    N                        O  N    N
  80.        |                                |
  81.     C--CH2                           C--CH2
  82.    |||                              |||
  83.     CH                               CH
  84.  
  85. 3-Proparagyl 1,7-Dimethyl           1,3,7-Triproparagyl
  86. Xanthine                            Xanthine
  87. A1: ?  high in                      A1: ?  high in
  88. A2: ?  general                      A2: ?  general
  89. PDE: less                           PDE: less
  90. Action: Stimulant                   Action: Stimulant
  91.  
  92. -----------------------------------------------------------------------
  93.  
  94.        O                                O    CH2-CH2-CH3
  95.        ||   H                           ||   |
  96.  H3C   C    N             H3C-H2C-H2C   C    N
  97.     \ / \  / \                       \ / \  / \
  98.      N   ||   \                       N   ||   \
  99.      |   ||  //                       |   ||  //
  100.     //\ /  \//                       //\ /  \//
  101.     O  N    N                        O  N    N
  102.        |                                |
  103.        C                                CH2-CH2-CH2
  104.       / \
  105.    H3C   CH2-CH3
  106.  
  107. IBMX                                1,3,7-Tripropyl Xanthine
  108. A1: ?                               A1: higher than 1,3,7 triproparagyl-x!
  109. A2: ?                               A2: higher   ""
  110. PDE: high                           PDE: higher   ""
  111. Action: Depressant                  Action: Depressant [due to PDE]
  112.  
  113. -----------------------------------------------------------------------
  114.                   _____
  115.                  /  _  \
  116.        O    CH2-<  (_)  >               O    CH3
  117.        ||   |    \_____/                ||   |
  118.  H3C   C    N             H3C-H2C-H2C   C    N
  119.     \ / \  / \                       \ / \  / \
  120.      N   ||   \                       N   ||   \
  121.      |   ||  //                       |   ||  //
  122.     //\ /  \//                       //\ /  \//
  123.     O  N    N                        O  N    N
  124.        |                                |
  125.        C                                CH3
  126.       / \
  127.    H3C   CH2-CH3
  128.  
  129. 7-Benzyl-IBMX                       1-Propyl 3,7-Dimethyl Xanthine
  130. A1: ? (high)                        A1: 1.4
  131. A2: ? (high)                        A2: >10
  132. PDE: ? (high)                       PDE: ?
  133. Action: weak Stimulant              Action: ?
  134.       
  135. -----------------------------------------------------------------------
  136.  
  137.                                                 CH
  138.                                                |||
  139.               O    CH3                  O  H2C--C
  140.               ||   |                    ||   |
  141. H3C-H2C-H2C   C    N      H3C-H2C-H2C   C    N
  142.            \ / \  / \                \ / \  / \
  143.             N   ||   \                N   ||   \
  144.             |   ||  //                |   ||  //
  145.            //\ /  \//                //\ /  \//
  146.            O  N    N                 O  N    N
  147.               |                         |
  148.               CH2-CH2-CH3               CH2-CH2-CH3
  149.  
  150. 1,3-Dipropyl 7-Methyl               1,3-Dipropyl 7-Proparagyl
  151. Xanthine                            Xanthine
  152. A1: 8                               A1: ~100
  153. A2: 40                              A2: ~100
  154. PDE: ?                              PDE: ?
  155. Action: ?                           Action: ?
  156.  
  157. -----------------------------------------------------------------------
  158.        
  159.        O    CH3                         O  H2C--CH==CH2
  160.        ||   |                           ||   |
  161.  H3C   C    N                     H3C   C    N
  162.     \ / \  / \                       \ / \  / \
  163.      N   ||   \                       N   ||   \
  164.      |   ||  //                       |   ||  //
  165.     //\ /  \//                       //\ /  \//
  166.     O  N    N                        O  N    N
  167.        |                                |
  168.        CH3                              CH3
  169.  
  170. 3,7-Dimethyl 1-Propyl              7-allyl 1,3-dimethyl
  171. Xanthine                           Xanthine
  172. A1: ?                              A1: ?
  173. A2: more than A1                   A2: more than A1
  174. PDE: ?                             PDE: ?
  175. Action: ?                          Action: ?
  176.  
  177. ***Abstracts of articles where above information was obtained***
  178.  
  179. CAFFEINE ANALOGS: STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIPS AT ADENOSINE RECEPTORS.
  180. Daly JW; Hide I; Muller CE; Shamim M
  181. Laboratory of Bioorganic Chemistry, National Institute of Diabetes,
  182. Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health,
  183. Bethesda, Md.
  184. Pharmacology 42: 309-21 (1991) 
  185.  
  186. Abstract
  187. Caffeine and analogs that contain ethyl, propyl, allyl, propargyl and
  188. other substituents in place of methyl at 1-, 3- and 7-positions were
  189. antagonists at the two major classes (A1 and A2) of adenosine
  190. receptors. Potency at both receptors increased as methyls were
  191. replaced with larger substituents. Certain analogs with only one of
  192. the three methyl groups of caffeine replaced by larger substituents
  193. were somewhat selective for A2 receptors. None of the analogs were
  194. particularly selective for A1 receptors. The presence of polar
  195. entities in the substituent at the 1- or 7-position was poorly
  196. tolerated at adenosine receptors. Activity of caffeine analogs at A1
  197. and A2 adenosine receptors in a variety of systems and cell types is
  198. presented and summarized.
  199.  
  200. ***
  201.  
  202. ANALOGS OF CAFFEINE: ANTAGONISTS WITH SELECTIVITY FOR A2 ADENOSINE RECEPTORS.
  203. Ukena D; Shamim MT; Padgett W; Daly JW
  204. Life Sci 39: 743-50 (1986) 
  205.  
  206. Abstract
  207. Several analogs of caffeine have been investigated as antagonists at
  208. A2 adenosine receptors stimulatory to adenylate cyclase in membranes
  209. from rat pheochromocytoma PC12 cells and human platelets and at A1
  210. adenosine receptors inhibitory to adenylate cyclase from rat fat
  211. cells. Among these analogs, 1-propargyl-3,7-dimethylxanthine was about
  212. 4- to 7-fold and 7-propyl-1,3-dimethylxanthine about 3- to 4-fold more
  213. potent than caffeine at A2 receptors of PC12 cells and platelets. At
  214. A1 receptors of fat cells, both compounds were about 2-fold less
  215. potent than caffeine. These caffeine analogs have an A1/A2 selectivity
  216. ratio of about 10-20 and are the first selective A2 receptor
  217. antagonists yet reported. The results may provide the basis for the
  218. further development of highly potent and highly selective A2 adenosine
  219. receptor antagonists.
  220.  
  221. ***
  222.  
  223. CAFFEINE AND THEOPHYLLINE ANALOGUES: CORRELATION OF BEHAVIORAL EFFECTS WITH
  224. ACTIVITY AS ADENOSINE RECEPTOR ANTAGONISTS AND AS PHOSPHODIESTERASE INHIBITORS.
  225. Choi OH; Shamim MT; Padgett WL; Daly JW
  226. Laboratory of Bioorganic Chemistry, National Institute of Diabetes,
  227. Digestive and Kidney Diseases, Bethesda, Maryland 20892.
  228. Life Sci 43: 387-98 (1988) 
  229.  
  230. Abstract
  231. The behavioral stimulant effects of xanthines, such as caffeine and
  232. theophylline, appear to involve blockade of central adenosine
  233. receptors. However, 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), a potent
  234. phosphodiesterase (PDE) inhibitor, produces behavioral depression. The
  235. effects of caffeine analogs on open field behavior of mice and
  236. potencies as antagonists of adenosine receptors and as inhibitors of
  237. three classes of brain PDE have been compared.
  238. 1,7-Dimethyl-3-propargylxanthine, 1,3,7-tripropargylxanthine, and
  239. 3,7-dimethyl-1-propargylxanthine, which have high affinity for
  240. adenosine receptors and weaker activity as PDE inhibitors, all
  241. increase behavioral activity. In contrast, 1,3,7-tripropylxanthine, a
  242. more potent inhibitor of the brain calcium-independent (Ca-indep) PDEs
  243. than 1,3,7-tripropargylxanthine, produces behavioral depression, even
  244. though both analogues are potent adenosine receptor antagonists.
  245. 7-Benzyl-IBMX, an active receptor antagonist and selective inhibitor
  246. of a brain calcium-dependent (Ca-dep) PDE, produces a slight
  247. behavioral activation. Xanthines that are potent adenosine receptor
  248. antagonists and relatively weak inhibitors of the Ca-indep PDEs
  249. reverse the depressant effects of N6-cyclohexyladenosine, while
  250. xanthines, such as 1,3,7-tripropylxanthine, that are potent inhibitors
  251. of the Ca-indep PDEs, do not. The results suggest that the behavioral
  252. effects of xanthines may be determined primarily by relative activity
  253. as adenosine receptor antagonists and as inhibitors of brain Ca-indep
  254. PDEs.
  255.  
  256. ***
  257.  
  258. ANALOGUES OF CAFFEINE AND THEOPHYLLINE: EFFECT OF STRUCTURAL ALTERATIONS ON
  259. AFFINITY AT ADENOSINE RECEPTORS.
  260. Daly JW; Padgett WL; Shamim MT
  261. J Med Chem 29: 1305-8 (1986) 
  262.  
  263. Abstract
  264. A variety of analogues of caffeine and theophylline in which the
  265. 1-,3-, and 7-methyl substituents have been replaced with n-propyl,
  266. allyl, propargyl, and isobutyl and, in a few cases, with chloroethyl,
  267. hydroxyethyl, or benzyl were assessed for potency and selectivity as
  268. antagonists at A1- and A2-adenosine receptors in brain tissue.
  269. Caffeine and theophylline are nonselective for these receptors. Nearly
  270. all of the 22 analogues of caffeine are more potent than caffeine
  271. itself at adenosine receptors. Replacement of the 1-methyl moiety with
  272. n-propyl, allyl, or propargyl substituent has little effect on potency
  273. at the A1 receptor while enhancing potency about 7- to 10-fold at the
  274. A2 receptor. 3,7-Di-methyl-1-propylxanthine is only slightly
  275. (1.4-fold) more potent than caffeine at the A1 receptor while being
  276. 10-fold more potent at the A2 receptor.
  277. 1,3-Di-n-propyl-7-methylxanthine is also selective for the A2
  278. receptor, being 8-fold more potent than caffeine at the A1 receptor
  279. and 40-fold more potent at the A2 receptor.
  280. A number of other caffeine analogues including 
  281. 3,7-dimethyl-1-n-propylxanthine, 7-allyl-1,3-dimethylxanthine, and 
  282. 1,3-dimethyl-7-propargylxanthine are also somewhat selective for the 
  283. A2 receptor. 
  284. The most potent caffeine analogue was 1,3-di-n-propyl-7-propargylxanthine,
  285. which was about 100-fold more potent than caffeine at both A1 and A2 
  286. receptors. 
  287. The 10 theophylline analogues were relatively nonselective except for the
  288. 1-ethyl analogue and the 1,3-diallyl analogue, which were selective
  289. for the A2 receptor, and the 1,3-di-n-propyl, 1,3-diisobutyl, and
  290. 1,3-dibenzyl analogues, which were somewhat selective for the A1
  291. receptor. 1,3-Di-n-propylxanthine was 20-fold more potent than
  292. theophylline at the A1 receptor and 5-fold more potent at the A2
  293. receptor.
  294.  
  295. ***
  296.  
  297. ADENOSINE RECEPTORS: DEVELOPMENT OF SELECTIVE AGONISTS AND ANTAGONISTS.
  298. Daly JW; Jacobson KA; Ukena D
  299. Prog Clin Biol Res 230: 41-63 (1987) 
  300.  
  301. Abstract
  302. Adenosine modulates a variety of physiological functions through
  303. interaction with A1 and A2 adenosine receptors, where agonists mediate
  304. inhibition and stimulation, respectively, of adenylate cyclase. In the
  305. cardiovascular system, A2 receptors mediate vasodilation and reduction
  306. in blood pressure, while A1 receptors mediate cardiac depression. The
  307. involvement of adenylate cyclase in these responses remains
  308. unresolved. Adenosine analogs in particular the N6-substituted
  309. compounds are more potent at A1 receptors than at A2 receptors. The
  310. subregion of the adenosine receptor that interacts with the
  311. N6-substituent is different for A1 and A2 receptors, particularly with
  312. respect to phenyl interactions, bulk tolerance and stereoselectivity.
  313. A series of para-substituted N6-phenyladenosines have been synthesized
  314. based on a "functionalized congener" approach in which a chemically
  315. reactive group, such as an amine or carboxylic acid, is introduced at
  316. the terminus of a chain. From the "functionalized congener" are
  317. synthesized a variety of conjugates each containing a common
  318. pharmacophore. Certain of the adenosine conjugates are highly
  319. selective for A1 receptors. Xanthines are classical antagonists for
  320. adenosine receptors for many of their pharmacological actions may be
  321. due to blockade of adenosine receptors. Caffeine and theophylline are
  322. virtually non-selective for A2 and A2 receptors. Replacement of the
  323. methyl groups of theophylline with n-propyl or larger alkyl groups
  324. yields xanthines with selectivity for A1 receptors, particularly when
  325. combined with an 8-phenyl moiety. Most 1,3-dialkyl-8-phenyl xanthines
  326. are very insoluble, but incorporation of polar aryl substituents, such
  327. as sulfo or carboxy to increase solubility, results in marked
  328. reduction in potency and selectivity. A new series of more hydrophilic
  329. 1,3-dipropyl-8-phenylxanthines has been synthesized using the
  330. "functionalized congener" approach. Certain conjugates of
  331. 8-[4-(carboxymethyloxy)phenyl 1]1,3-dipropylxanthine display A1
  332. selectivity in biochemical and cardiovascular models. Certain analogs
  333. of caffeine in which the methyl group at the 1- or 7-position is
  334. replaced with a propargyl or propyl group display selectivity for A2
  335. receptors. The profile of a series of adenosine analogs or of xanthine
  336. antagonists can be used to define the nature of adenosine receptors.
  337.  
  338.  
  339.  
  340. --
  341.      ____   ______  ________ _____
  342.     /    \ |      \|   /\   |     \   jkenner@cello.gina.calstate.edu
  343.    /      \|   _   \   \/   |  _   \  
  344.   /___/\   \___|>   >       |__|>   > BORN TO BE WIRED... 
  345.  /         |       /   /\  |       /  All the sugar and twice the 
  346.  \_________|______/|___\/__|______/   caffeine of regular netusers!
  347.  finger me and make a pgp key come.
  348.  
  349.  
  350.