CC BY
61
Химия растительного сырья. 2012. №2. С. 69-72.
УДК 547.9+547.36+546.183+546.185
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ ПОЛИПРЕНОЛОВ АМИДАМИ ФОСФОРИСТОЙ КИСЛОТЫ
© Е.Н. Расадкина , М.А. Маленковская, Н.М. Пугашова, Э.Е. Нифантьев
Московский педагогический государственный университет, Несвижский пер., 3, Москва, 119021(Россия), e-mail: chemdept@mail.ru
Исследовано фосфорилирование полипренола по гидроксильной группе амидами фосфористой кислоты с целью получения новых биологически активных соединений. Получены ди- и моноамидофосфиты и тиофосфаты полипренола. Их строение доказано методами ЯМР 31Р, 'Н и 13С-спектроскопии, а также масс-спектрометрии MALDI-TOF. Ключевые слова: полипренол, фосфорилирование, амиды фосфористой кислоты.
Введение
Фосфорсодержащие производные изопреноидных спиртов играют важную роль в живой природе, однако выделение этих соединений из природных источников затруднительно в связи с их крайне низким содержанием. Имеется достаточное количество работ по фосфорилированию полипренолов, однако многие из них не лишены недостатков: многостадийность синтезов, использование сложных и неустойчивых соединений фосфорилирующих агентов, низкие выходы, трудность выделения и очистки, использование только соединений пятивалентного фосфора [1-5]. В связи с этим развитие новых простых и эффективных методов фосфорилирования полипренолов до сих пор остается актуальной задачей. Также следует отметить, что исследование синтеза и фармакологических свойств других фосфорных эфиров, кроме фосфатов, например амидофосфатов, не проводилось.
В настоящей работе мы сообщаем о фосфорилировании полипренола (С75-С95 с ненасыщенным а-изопреновым звеном из хвои ели) амидами фосфористой кислоты, которые широко используются в органическом синтезе [6]. Полученные амидофосфиты в дальнейшем были переведены в тиоамидофосфаты, которые представляют интерес как потенциальные регуляторы метаболизма.
Обсуждениерезультатов
Фосфорилирование полипренола (I) гексаэтилтриамидом фосфористой кислоты (II) проводили при комнатной температуре с соотношением реагентов 1 : 1.
Реакция проходила в течение 48 ч. За ходом реакции следили с использованием спектроскопии ЯМР 31Р и хроматографически. В процессе прохождения фосфорилирования в спектре наблюдалось уменьшение сигнала триамида (II) (5р = 118 м.д.) и накопление сигнала в области 135 м.д., характерной для
диамидофосфитов. Без выделения образующегося амидофосфита (III) в реакционный раствор добавляли серу и выдерживали при 30-40 °С в течение 24 ч. В спектре ЯМР 31Р реакционного раствора наблюдалось четыре основных сигнала диамидотинфосфатов (IV а,б) с 79,3; 79,4 (а) и 80,03; 80,08 м.д. (б), что характерно для цис-транс-изомеров, претерпевающих конформационные переходы, и сигнал, соот-
* Автор, с которым следует вести переписку.
Расадкина Елена Николаевна - старший научный сотрудник, кандидат химических наук, e-mail: chemdept@mail.ru
Пугашова Нина Михайловна - кандидат химических наук, доцент, e-mail: chemdept@mail.ru
Нифантьев Эдуард Евгеньевич - заведующий кафедрой органической химии, член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор, e-mail: nifantyev_chem@mail.ru
ветствующий тионтриамидофосфату (5р =77,8 м.д.). Хотя эти соединения и обладали близкой хроматографической подвижностью, однако их удалось разделить с использованием колоночной хроматографии на силикагеле. Выделенные соединения были охарактеризованы с использованием спектроскопии ЯМР 31Р, :Н, 13С, масс-спектрометрии МАЬБЬТОР и ТСХ.
ному синглетному сигналу (5р = 79,13 и 80,63 м.д. соответственно), что свидетельствовало о существовании одного устойчивого конформера в каждом из изомеров. Такое изменение спектральной картины может быть связано с фиксацией спектров в разных растворителях (диоксан, хлороформ). При сравнении спектральных характеристик ЯМР 1Н исходного (I) и фосфорилированного (IV) полипренолов, кроме сигналов основного скелета данной молекулы, наблюдалось появление триплетного (5 1,09 м.д.с 31н-н 7,15 Гц) и мультиплетного (5 3,09 м.д.с 31н-н 12,8 Гц) сигналов группы -ОР(КЕ12)2. Спектры ЯМР 13С также подтвердили структуру полученных изомеров (^а, б). Следует отметить, что разницы в спектральных характеристиках для изомеров (а, б) не наблюдалось.
Масс-спектр МАЬБІ-ТОР исходного полипренола (I) зафиксировать не удалось, так как он разрушался в первый момент попадания в прибор, тогда как спектр фосфорилированного полипренола был получен. В нем наблюдалось распределение сигналов, соответствующих фосфорилированным полипренолам с п= 13-16.
Фосфорилирование полипренола (I) этилдиамидом фосфористой кислоты проводили при комнатной температуре в течение 72 ч.
В спектре ЯМР 31Р реакционного раствора наблюдали, помимо сигнала остатка исходного диамидо-фосфита (V, 5р=129,75 м.д.), наличие только одного сигнала образующегося этиламидополипренолфосфита (VI) с 5р 143,3 м.д. После добавления серы раствор выдерживали при 30-40 °С еще 2 чи выделяли обра-
сигнал с 5р 76 м.д., характерный для моноамидофосфата. В спектре ЯМР 1Н, помимо сигналов от скелетных протонов, наблюдали сигналы СН2 (5 3,18 и 3,9 м.д. соответственно) и СН3 (5 1,28 и 1,55 м.д. соответ-
того, следует отметить, что отнесение сигналов протонов соединений (^а, б, VII) было проведено на основе двойного магнитного резонанса и гетероядерной коррекционной спектроскопии (ИЕТСОЯ :И-13С).
Таким образом, исходя из полученных данных можно констатировать, что полипренолы (I) легко фосфорилируются производными фосфористой кислоты, окисляются и выделяются хроматографически. Кроме того, на основе спектроскопии МАЬБ1 - ТОБ можно констатировать, что полипренолы с более низкой молекулярной массой (п 8-12) фосфорилируются значительно хуже, чем с более высокой (п 13-18). Этот факт также подтверждает и неполное использование фосфорилирующего реагента при проведении реакции. Фосфорилированные полипренолы представляют интерес как биологически активные соединения, так как известно, что ди- и моноамиды фосфорной и тиофосфорной кислот таких природных соединений, как, напрмер, дигидрокверцетин [7, 8], обладают противоопухолевым действием. Кроме того, они могут являться моделями долихолов и иметь перспективу использования в генной терапии.
ЯОН + Р(МЕ12)з
НМЇІ2
I
II
III
1Уа,б
СН3
СН3
Здесь и далее Я
9-18
Следует отметить, что в спектрах ЯМР 31Р выделенных фракций ((IV а, б) наблюдалось уже по од-
зующийся тионфосфат (VII) колоночной хроматографией на силикагеле. В его спектре ЯМР 31Р имел место
ственно) - групп фосфорного узла. Спектр ЯМР 13С также подтвердил строение соединения (VII). Кроме
Экспериментальная часть
Спектры ЯМР 1Н, 13С и 31Р получены на приборе JEOL ECX-400 (400 МГц), химические сдвиги для 1Н и 13С приведены относительно ТМС, для 31Р - 85%-ной фосфорной кислоты; отнесение сигналов протонов проведено с использованием методики гетероядерной корреляционной спектроскопии (HETCOR 1Н- 13С).
Масс-спектральные исследования выполнены на приборе «Ultra Flex» с времяпролетным детектором (TOF) методом матрично-активированной лазерной десорбции и ионизации (MALDI) (к 337 нм) с использованием в качестве матрицы тригидроксиантрацена.
Все синтезы с участием трехвалентного фосфора проводили в атмосфере сухого азота и с использованием безводных растворителей.
Адсорбционное хроматографирование на колонке осуществляли на силикагеле L 100 I 160, анализ методом ТСХ - на пластинах Silufol с использованием систем бензол - гексан, 1 : 1 (А). Обнаружение веществ осуществляли парами йода и прожиганием.
Физико-химические характеристики полипренола: nD23 1,5135. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), 5, м.д.: 1,601,73 м (СН3), 2,0-2,1 м (СН2-СН2), 4,08 д (СН2ОН), 5,10 м (-СН=), 5,45 т (ОН). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), 5с, м.д.: 23,53 с (СН3), 26,48 с (СН2-СН2), 32,29 с (=С-СН2), 59,11 с (СН2ОН), 125,11 с (=СН), 135,46 с (Сче1В.).
Тетраэтилдиамидотионполипренолфосфат (IV а, б). К 0.2 г полипренола (I), растворенного в 5 мл диоксана, добавляли при комнатной температуре 0,004 г гексаэтилтриамида фосфористой кислоты (II) и выдерживали реакционную смесь при перемешивании 48 ч. К реакционному раствору добавляли 0,007 г серы и оставляли при 30-40 °С на 24 ч. Растворитель удаляли в вакууме, а остаток растворяли в бензоле и наносили на колонку с селикагелем, заполненную гексаном. Продукты (IV а, б) элюировали 20 мл смеси бензол - гексан, 1 : 1. Растворители удаляли в вакууме, а остаток сушили 3 ч при 40 °С (1 мм рт.ст.). Общий выход фосфорилированных полипренолов - 0,12 г (60%).
Тетраэтилдиамидотионполипренолфосфат (IV a). Rf 0,5 (А). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), 5, м.д.: 1,09 т (CH3CH2N, 3Jhh 7,15 Гц), 1,59-1,73 м ( СН3), 1,98-2,08 м (СН2-СН2), 3,09 м (CH3CH2N, 3Jhp 12,8 Гц), 4,44 т (СН2ОР, 3Jhp 6,8 Гц), 5,11 т (-СН=). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), 5с, м.д.: 14,14 с (CH3CH2N), 23,55 с (СН3), 26,74 с (СН2-СН2), 32,30 с (=С-СН2), 40,04 д (СН3СН2 NP, 3JP NC 5,66 Гц), 60 д (РОСН2, 2Jpc 3,28 Гц), 125,11с (=СН), 135,30 с (СчеТв ). Спектр ЯМР 31Р, хлороформ, 5, м.д.: 79,13 с. Масс-спектр, mle (%). Найден-но, М (12С): 1182,819 (100) [M+3Na] 3+ (n=13); 1243,882 (100) [M-H]+ (n=14); 1311,920 (100) [M-H] (n=15); 1426,029 (100) [M+Na]+ (n=16). Вычислено, M (12C): 1177,93 [M+3Na] 3+(n=13); 1244,05[M-H]+ (n=14); 1312,10 [M-H]+ (n=15); 1427,24[M+Na]+ (n=16).
Тетраэтилдиамидотионполипренолфосфат (IV 6). Rf 0,6 (А). Спектр ЯМР 1H (CDCl3), 5, м.д.: 1,08 т (CH3CH2N, 3Jhh 7,05 Гц), 1,59-1,75 м ( СН3), 1,90-2,15 м (СН2-СН2), 3,1 м (CH3CH2N, 3Jhp 12,8 Гц), 4,49 т (СН2ОР, 3Jhh 6,8 Гц), 5,10 т (-СН=). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), 5с, м.д.: 14,16 с (CH3CH2N), 23,57 с (СН3), 26,73 с (СН2-СН2), 32,32 с (=С-СН2), 40,08 д (СН3СН2 NP, 3JP NC 5,67 Гц), 60,02 д (РОСН2, 2Jpc 3,30 Гц), 125,13с (=СН), 135,32 с (СчеТв.). Спектр ЯМР 31Р, хлороформ, 5, м.д.: 80,63 с.
Этил(диэтиламидо)тионполипренолфосфат (VII). К 0,33 г полипренола (I), растворенного в 7 мл диоксана, добавляли при комнатной температуре 0,0054 г этилСгетраэтилдиамидо^осфитаСУ) и выдерживали реакционную смесь при перемешивании 24 ч. К реакционному раствору добавляли 0,008 г серы и оставляли при 30-40 °С 48 ч. Растворитель удаляли в вакууме, а остаток растворяли в бензоле и наносили на хроматографическую колонку с селикагелем, заполненную гексаном. Продукт (VII) элюировали смесью бензол - гексан, 1 : 1. Растворители удаляли в вакууме, а остаток сушили 3 ч при 40°С (1мм рт.ст.). Общий выход фосфорилированных полипренолов 0,26 г (79%). Rf 0,33 (А). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), 5, м.д.: 1,29 т (CH3CH2N, 3Jhh 7,10 Гц), 1,49-1,74 м (CH3CH20, СН3), 1,98-2,09 м (СН2-СН2), 3,19 м (CH3CH20, 3Jhf 13,7 Гц, 3JHH 10,0Гц), 3,98 м (CH3CH2N, 3Jhp 8,7 Гц , 3JHH 6,5 Гц), 4,43 м (СН2ОР, 3Jhp 16,0 Гц, 3Jhh 7,1 Гц), 5,10 т (-СН=). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), 5с, м.д.: 15,98 с (CH3CH2N), 23,42 с (СН3), 26,49 с (СН2-СН2), 32,45 с (=С-СН2), 46,21 с (СН3СН20), 62,5 д (СН3СН2 NP, 3JP NC 5,67 Гц), 63,00 д (ОСН2), 125,07 с (=СН), 135,22 с (Счетв.). Спектр ЯМР 31Р, хлороформ, 5, м.д.: 75,96 с.
Авторы благодарят заведующего кафедрой лесохимии Санкт-Петербургской лесотехнической акаде-миии В.И. Рощина за предоставленный образец полипренола.
Список литературы
1. Вергунова Г.Н., Глуходед Н.С., Данилов Л.Л., Елисеева Г.Н., Кочетков Н.К, Троицкий М.Ф., Усов А.П., Шашков А.С., Шибаев В.Н. Структура морапренола и синтез морапренилфосфата II Биоорганическая химия. 1977. Т. 3, №11. С. 1484-1492.
2. Jankowski W., Chojnacki T. Enzymic formation of polyisoprenol phosphate sugars II Acta biochim. Polon. 1972. Vol. 19, N1. Pp. 51-67.
3. Rupar C.A., Carroll K.K. Preparation of tritiated dolichol and dolichyl phosphate // Chem. And Phys. Lipids. 1976. Vol. 17, N2-3. Pp. 193-206.
4. Данилов Л.Л., Шибаев B.H., Кочетков H.K. Фосфорилирование полипренолов через их трихлорацетимидаты II Биоорганическая химия. 1983. Т. 9, №6. С. 844-845.
5. Данилов Л.Л., Мальцев С.Д., Шибаев В.Н. Фосфорилирование полипренолов тетра-к-бутиламмонийфосфатом вприсутствии трихлорацетонитрила II Биоорганическая химия. 1988. Т. 14, №9. С. 1287-1289.
6. Nifantiev E.E., Grachev M.K., Burmistrov S. Yu. Chem.Rev. Amides of trivalent phosphorus. II Chem. Rev. 2000. Vol. 100. Pp. 3755-3799.
7. Роговский B.C., Матюшин А.И., Шимановский Н.Л., Семейкин A.B., Кухарева Т.С., Коротеев A.M., Короте-ев М.П., Нифантьев Э.Е. Антипролиферативная и антиоксидантная активность новых производных дигидрок-верцетина II Экспериментальна7 и клиническая фармакология. 2010. Т. 73, №9. С. 39-42.
8. Патент №2349317 (РФ). Средство, обладающее противоопухолевым действием, и способ его получения I
Э.Е. Нифантьев, М.П. Коротеев, Г.З. Казиев, Т.С. Кухарева, О.С. Жукова, З.С. Смирнова II БИ. 20.03.2009. №8.
Поступило в редакцию 29 ноября 2011 г.
Rasadkina E.N. , Malenkovskaia M.A., Pugashova N.M., Nifant'ev E.E. PHOSPHORYLATION POLYPRENOLS BY PHOSPHOROUS ACID AMIDES
Moscow State Pedagogical University, Nesvizhskiiper., 3, Moscow, 119021 (Russia), e-mail: chemdept@mail.ru
Phosphorylation of the polyprenols hydroxyl groups by amides of phosphoric acid in order to obtain new biologically active compounds studied. Diamidofosfits, monoamidofosfits and thiophosphates of polyprenols obtained. Their structure was proved by NMR 31P, 'H and 13C spectroscopy and mass spectrometry MALDI-TOF.
Keywords: Polyprenols, phosphorylation, phosphorous acid amides.
References
1. Vergunova G.N., Glukhoded N.S., Danilov L.L., Eliseeva G.N., Kochetkov N.K., Troitskii M.F., Usov A.P., Shash-kov A.S., Shibaev V.N. Bioorganicheskaia khimiia, 1977, vol. 3, no. 11, pp. 1484-1492. (in Russ.).
2. Jankowski W., Chojnacki T. Acta biochim. Polon., 1972, vol. 19, no. 1, pp. 51-67.
3. Rupar C.A., Carroll K.K. Chem. AndPhys.Lipids., 1976, vol. 17, no. 2-3, pp. 193-206.
4. Danilov L.L., Shibaev V.N., Kochetkov N.K. Bioorganicheskaia khimiia, 1983, vol. 9, no. 6, pp. 844-845. (in Russ.).
5. Danilov L.L., Mal'tsev S.D., Shibaev V.N. Bioorganicheskaia khimiia, 1988, vol. 14, no. 9, pp. 1287-1289. (in Russ.).
6. Nifantiev E.E., Grachev M.K., Burmistrov S.Yu. Chem. Rev., 2000, vol. 100, pp. 3755-3799.
7. Rogovskii V.S., Matiushin A.I., Shimanovskii N.L., Semeikin A. V., Kukhareva T.S., Koroteev A.M., Koroteev M.P., Nifant'ev E.E. Eksperimental'na i klinicheskaiafarmakologiia, 2010, vol. 73, no. 9, pp, 39-42. (in Russ.).
8. Patent 2349317 (Russia). E.E. Nifant'ev, M.P. Koroteev, G.Z. Kaziev, T.S. Kukhareva, O.S. Zhukova, Z.S. Smirnova. 2009. (in Russ.).
Received November 29, 2011
* Corresponding author.
