Tetrahydropyridine: a promising heterocycle for pharmacologically active molecules

The tetrahydropyridine (THP) ring system has received considerable focus due to its excellent ability to act as a pharmacophore. It is recognized as a major constituent in natural alkaloids. THP derivatives have been reported for a diverse range of biological activities. Recent synthetic works contain syntheses of monosubstituted, disubstituted, trisubstituted, highly functionalized, and condensed structures. In this review, we summarize the recent literature dealing with the bioactive nature of this important heterocycle.

Keywords:

Functionalized tetrahydropyridine, condensed tetrahydropyridine, multicomponent reaction, antimicrobial, antiinflammatory, anticancer, tryptamine receptor agonist muscarinic receptor agonist, enzyme inhibitors,

PDF

___

Arora, P.; Arora, V.; Lamba, H.; Wadhwa, D. Int. J. Pharm. Sci. Res. 2012 , 3 , 2947.
Chen, J.; Cantrell, C. L.; Shang, H. W.; Rojas, M. G. J. Agric. Food. Chem. 2009 , 57 , 3128-3133.
Kusano, G.; Takahashi, A.; Sugiyama, K.; Nozoe, S. Chem. Pharm. Bull. 1987 , 35 , 4862-4867.
Yang, Y. R.; Chang, K. C.; Chen, C. L.; Chiu, T. H. Chin. J. Physiol. 2000 , 43 , 23-28.
Christie, J. E.; Shering, A.; Ferguson, J.; Glen, A. I. Br. J. Psychiatry 1981 , 138 , 46-50.
Harmer, R. Food Chem. 1980 , 5 , 81-90.
Davis, G. C.; Williams, A. C.; Markey, S. P.; Ebert, M. H.; Caine, E. D.; Reichert, C. M.; Kopin, I. J. Psychiat. Res. 1979 , 1 , 249-254.
Gessner, W.; Brossi, A.; Shen, R. S.; Abell, C. W. J. Med. Chem. 1985 , 28 , 311-317.
Domino, K. B.; Anderson, E. A.; Polissar, N. L.; Posner, K. L. Anesth. Analg. 1999 , 88 , 1370-1379.
Mashkovskii, M.; Glushkov, R. Pharm. Chem. J. 2001 , 35 , 179-182.
Gangapuram, M.; Redda, K. K. J. Heterocycl. Chem. 2006 , 43 , 709-718.
Rao, K. N.; Redda, K. K.; Onayemi, F. Y.; Melles, H.; Choi, J. J. Heterocycl. Chem. 1995 , 32 , 307-315.
Goldmann, S.; Stoltefuss, J. Angew. Chem. Int. Ed. 1991 , 30 , 1559-1578.
Zhou, Y.; Gregor, V. E.; Ayida, B. K.; Winters, G. C.; Sun, Z.; Murphy, D.; Haley, G.; Bailey, D.; Froelich, J. M.; Fish, S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007 , 17 , 1206-1210.
Dai, L.; Jacob, M. R.; Khan, S. I.; Khan, I. A.; Clark, A. M.; Li, X. C. J. Nat. Prod. 2011 , 74 , 2023-2026.
Prachayasittikul, S.; Worachartcheewan, A.; Lawung, R.; Ruchirawat, S.; Prachayasittikul, V. EXCLI J. 2009 , 8, 107-114.
León, L. G.; Carballo, R. M.; Vega-Hernández, M. C.; Martín, V. S.; Padrón, J. I.; Padrón, J. M. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007 , 17 , 2681-2684.
Gizur, T.; Kiss, B.; Harsányi, K.; Kárpáti, E.; Pálosi, É.; Gere, A.; Lapis, E.; Laszlovszky, I.; Szabó, S.; Szporny, L. Eur. J. Med. Chem. 1994 , 29 , 349-355.
Messer, W. S.; Abuh, Y. F.; Liu, Y.; Periyasamy, S.; Ngur, D. O.; Edgar, M. A. N.; El-Assadi, A. A.; Sbeih; Dunbar, P. G.; Roknich, S. et al. J. Med. Chem. 1997 , 40 , 1230-1246.
Redda, K.; Corleto, L. A.; Knaus, E. E. J. Med. Chem. 1979 , 22 , 1079-1082.
Rao, K. N.; Redda, K. K.; Onayemi, F. Y.; Melles, H.; Choi, J. J. Heterocycl. Chem. 1995 , 32 , 307-315.
Redda, K. K.; Rao, K. N.; Heiman, A. S.; Onayemi, F. Y.; Clark, J. B. Chem. Pharm. Bull. 1991 , 39 , 786-791.
Mateeva, N.; Winfield, L.; Redda, K. Curr. Med. Chem. 2005 , 12 , 551-571.
Boger, D. L.; Weinreb, S. M. Hetero Diels-Alder Methodology in Organic Synthesis ; Elsevier: Amsterdam, the Netherlands, 2012.
Ganem, B. Acc. Chem. Res. 2009 , 42 , 463-472.
Barry, B. Chem. Rev. 2009 , 109 , 4439-4486.
Han, R. G.; Wang, Y.; Li, Y. Y.; Xu, P. F. Adv. Synth. Catal. 2008 , 350 , 1474-1478.
Lee, H. S.; Kim, E. S.; Kim, S. H.; Kim, J. N. Tetrahedron Lett. 2009 , 50 , 2274-2277.
Takizawa, S.; Inoue, N.; Sasai, H. Tetrahedron Lett. 2011 , 52 , 377-380.
Blumel, M.; Chauhan, P.; Hahn, R.; Raabe, G.; Enders, D. Org. Lett. 2014 , 16 , 6012-6015.
Aridoss, G.; Amirthaganesan, S.; Ashok Kumar, N.; Kim, J. T.; Lim, K. T.; Kabilan, S.; Jeong, Y. T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008 , 18 , 6542-6548.
Aridoss, G.; Amirthaganesan, S.; Jeong, Y. T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010 , 20 , 2242-2249.
Raju, S. K.; Stephen, M. R.; Subbu, P.; Debjani, B.; Perumal, Y.; Dharmarajan, S. Chem. Pharm. Bull. 2010 , 58 , 602-610.
Yankin, A.; Nosova, N.; Gein, V.; Tomilov, M. Russ. J. Gen. Chem. 2015 , 85 , 844-850.
Srivastava, B. K.; Solanki, M.; Mishra, B.; Soni, R.; Jayadev, S.; Valani, D.; Jain, M.; Patel, P. R. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007 , 17 , 1924-1929.
Lohray, B. B.; Lohray, V. B.; Srivastava, B. K.; Kapadnis, P. B.; Pandya, P. Biorg. Med. Chem. 2004 , 12 , 4557-4564.
Anusevičius, K.; Mickevičius, V.; Belyakov, S.; Šiugždaitė, J.; Kantminienė, K. Monats. Chem. 2014 , 145 , 1611- 1620.
Prachayasittikul, S.; Pingaew, R.; Worachartcheewan, A.; Ruchirawat, S.; Prachayasittikul, V. EXCLI J 2010 , 9 , 102-107.
Brown, B. S.; Keddy, R.; Zheng, G. Z.; Schmidt, R. G.; Koenig, J. R.; McDonald, H. A.; Bianchi, B. R.; Honore, P.; Jarvis, M. F.; Surowy, C. S. et al. Biorg. Med. Chem. 2008 , 16 , 8516-8525.
Penning, T. D.; Talley, J. J.; Bertenshaw, S. R.; Carter, J. S.; Collins, P. W.; Docter, S.; Graneto, M. J.; Lee, L. F.; Malecha, J. W.; Miyashiro, J. M. et al. J. Med. Chem. 1997 , 40 , 1347-1365.
Chowdhury, M. A.; Abdellatif, K. R. A.; Dong, Y.; Knaus, E. E. Biorg. Med. Chem. 2008 , 16 , 8882-8888.
Wu, W.; Li, Z.; Yang, G.; Teng, M.; Qin, J.; Hu, Z.; Hou, L.; Shen, L.; Dong, H.; Zhang, Y. et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2017 , 27 , 2210-2215.
Choi, K. H. Expert. Opin. Drug. Dis. 2013 , 8 , 919-931.
Perez-Reyes, E. Physiol. Rev. 2003 , 83 , 117-161.
Lee, J. H.; Seo, S. H.; Lim, E. J.; Cho, N. C.; Nam, G.; Kang, S. B.; Pae, A. N.; Jeong, N.; Keum, G. Eur. J. Med. Chem. 2014 , 74 , 246-257.
Mochona, B.; Redda, K. K. J. Heterocycl. Chem. 2007 , 44 , 1383-1387.
Fujita, M.; Seki, T.; Ikeda, N. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002 , 12 , 1897-1900.
Gangapuram, M.; Mazzio, E.; Eyunni, S.; Soliman, K. F. A.; Redda, K. K. Arch. Pharm. 2014 , 347 , 360-369.
Yoon, K. J. P.; Kode, B.; Bowen, L.; Redda, K. K. J. Heterocycl. Chem. 2001 , 38 , 69-76.
Yoon, K. J. P.; Redda, K. K.; Mazzio, E.; Soliman, K. F. A. Drug Dev. Res. 2004 , 61 , 189-196.
Nakao, A.; Ohkawa, N.; Nagasaki, T.; Kagari, T.; Doi, H.; Shimozato, T.; Ushiyama, S.; Aoki, K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2009 , 19 , 4607-4610.
Nakao, A.; Ohkawa, N.; Nagasaki, T.; Kagari, T.; Doi, H.; Shimozato, T.; Ushiyama, S.; Aoki, K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010 , 20 , 2435-2437.
Nakao, A.; Ohkawa, N.; Nagasaki, T.; Kagari, T.; Doi, H.; Shimozato, T.; Ushiyama, S.; Aoki, K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010 , 20 , 4774-4778.
Gwaltney, S. L.; O’Connor, S. J.; Nelson, L. T.; Sullivan, G. M.; Imade, H.; Wang, W.; Hasvold, L.; Li, Q.; Cohen, J.; Gu, W. Z. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003 , 13 , 1359-1362.
Bell, I. M. Expert. Opin. Ther. Pat. 2000 , 10 , 1813-1831.
Aeluri, R.; Alla, M.; Bommena, V. R.; Murthy, R.; Jain, N. Asian J. Org. Chem. 2012 , 1 , 71-79.
Romagnoli, R.; Baraldi, P. G.; Carrion, M. D.; Cruz-Lopez, O.; Cara, C. L.; Tolomeo, M.; Grimaudo, S.; Di Cristina, A.; Pipitone, M. R.; Balzarini, J. et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008 , 18 , 5041-5045.
Narva, S.; Chitti, S.; Amaroju, S.; Bhattacharjee, D.; Rao, B. B.; Jain, N.; Alvala, M.; Sekhar, K. V. G. C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2017 , 27 , 3794-3801.
Lukevics, E.; Jansone, D.; Leite, L.; Popelis, J.; Andreeva, G.; Shestakova, I.; Domracheva, I.; Bridane, V.; Kanepe, I. Chem. Heterocycl. Comp. 2009 , 45 , 1226-1234.
Kamei, K.; Maeda, N.; Ogino, R.; Koyama, M.; Nakajima, M.; Tatsuoka, T.; Ohno, T.; Inoue, T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001 , 11 , 595-598.
Kamei, K.; Maeda, N.; Katsuragi-Ogino, R.; Koyama, M.; Nakajima, M.; Tatsuoka, T.; Ohno, T.; Inoue, T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005 , 15 , 2990-2993.
Conway, R. J.; Valant, C.; Christopoulos, A.; Robertson, A. D.; Capuano, B.; Crosby, I. T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2012 , 22 , 2560-2564.
Kikuchi, C.; Hiranuma, T.; Koyama, M. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002 , 12 , 2549-2552.
Graulich, A.; Léonard, M.; Résimont, M.; Huang, X. P.; Roth, B. L.; Liégeois, J. F. Aust. J. Chem. 2010 , 63 , 56-67.
Liegeois, J. F.; Lespagnard, M.; Meneses Salas, E.; Mangin, F.; Scuvee-Moreau, J.; Dilly, S. ACS Med. Chem. Lett. 2014 , 5 , 358-362.
Dilly, S.; Graulich, A.; Liégeois, J. F. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010 , 20 , 1118-1123.
Rajeswaran, W. G.; Cao, Y.; Huang, X. P.; Wroblewski, M. E.; Colclough, T.; Lee, S.; Liu, F.; Nagy, P. I.; Ellis, J.; Levine, B. A. et al. J. Med. Chem. 2001 , 44 , 4563-4576.
Cao, Y.; Zhang, M.; Wu, C.; Lee, S.; Wroblewski, M. E.; Whipple, T.; Nagy, P. I.; Takács-Novák, K.; Balázs, A.; Tőrös, S. et al. J. Med. Chem. 2003 , 46 , 4273-4286.
Tejada, F. R.; Nagy, P. I.; Xu, M.; Wu, C.; Katz, T.; Dorsey, J.; Rieman, M.; Lawlor, E.; Warrier, M.; Messer, W. S., Jr. J. Med. Chem. 2006 , 49 , 7518-7531.
Kiesewetter, D. O.; Jagoda, E. M.; Shimoji, K.; Ma, Y.; Eckelman, W. C. Nuclear Med. Biol. 2007 , 34 , 141-152.
van Oosten, E. M.; Wilson, A. A.; Mamo, D. C.; Pollock, B. G.; Mulsant, B. H.; Houle, S.; Vasdev, N. Can. J. Chem. 2010 , 88 , 1222-1232.
Sadashiva, C. T.; Chandra, J. N.; Kavitha, C. V.; Thimmegowda, A.; Subhash, M. N.; Rangappa, K. S. Eur. J. Med. Chem. 2009 , 44 , 4848-4854.
Anagnostaras, S. G.; Murphy, G. G.; Hamilton, S. E.; Mitchell, S. L.; Rahnama, N. P.; Nathanson, N. M.; Silva, A. J. Nat. Neurosci. 2003 , 6 , 51-58.
Zheng, G.; Smith, A. M.; Huang, X.; Subramanian, K. L.; Siripurapu, K. B.; Deaciuc, A.; Zhan, C. G.; Dwoskin, L. P. J. Med. Chem. 2013 , 56 , 1693-1703.
Misra, M.; Pandey, S. K.; Pandey, V. P.; Pandey, J.; Tripathi, R.; Tripathi, R. P. Biorg. Med. Chem. 2009 , 17 , 625-633.
Ramin, G. V.; Hajar, S. C. R. Chimie 2013 , 16 , 1047-1054.
Naranjo-Montoya, O. A.; Martins, L. M.; Silva-Filho, L. C. D.; Batagin-Neto, A.; Lavarda, F. C. J. Braz. Chem. Soc. 2015 , 26 , 255-265.
Nakazato, A.; Kumagai, T.; Okubo, T.; Tanaka, H.; Chaki, S.; Okuyama, S.; Tomisawa, K. Bioorg. Med. Chem. 2000 , 8 , 1183-1193.
Kumagai, T.; Okubo, T.; Kataoka-Okubo, H.; Chaki, S.; Okuyama, S.; Nakazato, A. Biorg. Med. Chem. 2001 , 9 , 1349-1355.
Krauze, A.; Vītolia, R.; Garaliene, V.; Sīle, L.; Kluša, V.; Duburs, G. Eur. J. Med. Chem. 2005 , 40 , 1163-1167.
Kálai, T.; Várbiró, G.; Bognár, Z.; Pálfi, A.; Hantó, K.; Bognár, B.; Ősz, E.; Sümegi, B.; Hideg, K. Biorg. Med. Chem. 2005 , 13 , 2629-2636.
Nguewa, P. A.; Fuertes, M. A.; Alonso, C.; Peréz, J. M. Mol. Pharmacol. 2003 , 64 , 1007.
Ishida, J.; Hattori, K.; Yamamoto, H.; Iwashita, A.; Mihara, K.; Matsuoka, N. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005 , 15 , 4221-4225.
Kálai, T.; Balog, M.; Szabó, A.; Gulyás, G.; Jekő, J.; Sümegi, B.; Hideg, K. J. Med. Chem. 2009 , 52 , 1619-1629.
Liu, Y. Q.; Yang, L.; Zhao, Y. L.; Li, H. Y. Pestic. Biochem. Physiol. 2010 , 98 , 219-223.
Tian, Z.; Shao, X.; Li, Z.; Qian, X.; Huang, Q. J. Agric. Food. Chem. 2007 , 55 , 2288-2292.
Zhang, W.; Chen, Y.; Chen, W.; Liu, Z.; Li, Z. J. Agric. Food. Chem. 2010 , 58 , 6296-6299.
Olesen, P. H.; Swedberg, M. D. B.; Rimvall, K. Biorg. Med. Chem. 1998 , 6 , 1623-1629.
Prasad, S. B. B.; Kumar, Y. C. S.; Kumar, C. S. A.; Sadashiva, C. T.; Vinaya, K.; Rangappa, K. S. Open Med. Chem. J. 2007 , 1 , 4-10.
Wichitnithad, W.; O’Callaghan, J. P.; Miller, D. B.; Train, B. C.; Callery, P. S. Bioorg. Med. Chem. 2011 , 19 , 7482-7492.
Borbe, H.; Niebch, G.; Nickel, B. In Proceedings of the 4th International Amine Oxidases Workshop; Würzburg, Germany; 1990 . Springer Link: Berlin, Germany, 1990, pp. 131-137.
Flaherty, P.; Castagnoli, K.; Wang, Y. X.; Castagnoli, N., Jr. J. Med. Chem. 1996 , 39 , 4756-4761.
Das, D. K.; Sarkar, S.; Khan, A. T.; Saravanan, P.; Patra, S. RSC Adv. 2014 , 4 , 3581-3590.
Löber, S.; Hübner, H.; Gmeiner, P. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006 , 16 , 2955-2959.
Ramachandran, P. V.; Burghardt, T. E.; Bland-Berry, L . J. Org. Chem . 2005 , 70 , 7911-7918.
Scholl, M.; Ding, S.; Lee, C. W.; Grubbs, R. H. Org. Lett. 1999 , 1 , 953-956.
Krishna, P. R.; Reddy, P. S. J. Comb. Chem. 2008 , 10 , 426-435.
Heja, L.; Kovacs, I.; Szarics, E.; Incze, M.; Temesvarine-Major, E.; Dornyei, G.; Peredy-Kajtar, M.; Gacs-Baitz, E.; Szantay, C.; Kardos, J. J. Med. Chem. 2004 , 47 , 5620-5629.
Deskus, J. A.; Epperson, J. R.; Sloan, C. P.; Cipollina, J. A.; Dextraze, P.; Qian-Cutrone, J.; Gao, Q.; Ma, B.; Beno, B. R.; Mattson, G. K. et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007 , 17 , 3099-3104.
Zheng, Y. Y.; Weng, Z. J.; Xie, P.; Zhu, M. Y.; Xing, L. X.; Li, J. Q. Eur. J. Med. Chem. 2014 , 86 , 219-234.
Ito, S.; Satoh, A.; Nagatomi, Y.; Hirata, Y.; Suzuki, G.; Kimura, T.; Satow, A.; Maehara, S.; Hikichi, H.; Hata, M. et al. Bioorg. Med. Chem. 2008 , 16 , 9817-9829.
Mohammadi, A. A.; Taheri, S.; Amouzegar, A.; Ahdenov, R.; Halvagar, M. R.; Sadr, A. S. J. Mol. Struct. 2017 , 1139 , 166-174.
Ravindernath, A.; Reddy, M. S. Arab. J. Chem. 2017 , 10 (Suppl. 1) , S1172-S1179.
Soldatenkov, A. T.; Levov, A. N.; Mamyrbekova, Z. A.; Kolyadina, N. M.; Mobio, I. G.; Naumov, Y. I.; Komarova, A. I.; An, L. T. Pharm. Chem. J. 2004 , 38 , 361-363.
Long, S.; Stefani, F. R.; Biondi, S.; Ghiselli, G.; Panunzio, M. Bioorg. Med. Chem. 2013 , 21 , 5811-5822.
Dai, L.; Jacob, M. R.; Khan, S. I.; Khan, I. A.; Clark, A. M.; Li, X. C. J. Nat. Prod. 2011 , 74 , 2023-2026.
Marastoni, M.; McDonald, J.; Baldisserotto, A.; Canella, A.; De Risi, C.; Pollini, G. P.; Tomatis, R. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004 , 14 , 1965-1968.
Watanabe, R.; Mizoguchi, H.; Oikawa, H.; Ohashi, H.; Watashi, K.; Oguri, H. Bioorg. Med. Chem. 2017 , 25 , 2851-2855.
Kim, E.; Park, C. S.; Han, T.; Bae, M. H.; Chong, W.; Lee, C. H.; Shin, Y. A.; Ahn, B. N.; Kim, M. K.; Shin, C. Y. et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008 , 18 , 4993-4996.
Remeň, L. U.; Bezençon, O.; Richard-Bildstein, S.; Bur, D.; Prade, L.; Corminboeuf, O.; Boss, C.; Grisostomi, C.; Sifferlen, T.; Strickner, P. et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2009 , 19 , 6762-6765.
Takai, T.; Hoashi, Y.; Tomata, Y.; Morimoto, S.; Nakamura, M.; Watanabe, T.; Igari, T.; Koike, T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2015 , 25 , 4245-4249.
Bringmann, G.; Feineis, D.; God, R.; Peters, K.; Peters, E. M.; Scholz, J.; Riederer, F.; Moser, A. Bioorg. Med. Chem. 2002 , 10 , 2207-2214.
Brisbare-Roch, C.; Dingemanse, J.; Koberstein, R.; Hoever, P.; Aissaoui, H.; Flores, S.; Mueller, C.; Nayler, O.; van Gerven, J.; de Haas, S. L. et al. Nat. Med. 2007 , 13 , 150-155.
Sifferlen, T.; Boss, C.; Cottreel, E.; Koberstein, R.; Gude, M.; Aissaoui, H.; Weller, T.; Gatfield, J.; Brisbare-Roch, C.; Jenck, F. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010 , 20 , 1539-1542.