CC BY
15
Химия растительного сырья. 2020. №2. С. 101-109. DOI: 10.14258/jcpim.2020025468
УДК 547.598.458.22
ГИДРОБОРИРОВАНИЕ-ОКИСЛЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ ГЛИЦИРРЕТОВОЙ КИСЛОТЫ
© В.А. Выдрина, М.П. Яковлева*, А.А. Кравченко, Р.Р. Саяхов, Г.Ю. Ишмуратов
Уфимский Институт химии - обособленное структурное подразделение Федерального бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра РАН, пр. Октября, 71, Уфа, 450054 (Россия), e-mail: insect@anrb.ru
Реакция гидроборирования-окисления широко используется в химии терпеноидов как для доказательства структуры выделенных из природного сырья новых соединений, так и в направленном синтезе низкомолекулярных биорегуляторов. Причем большая часть известных примеров затрагивает моно- и сесквитерпены, гораздо меньшее количество - для ди- и тритерпеноидов: большинство представлено гидроборированием-окислением локализованных двойных связей, примеры для сопряженных диенов ограничены лишь гидроборированием-окислением цис-эудесма-6,11-диена, абиетиновой кислоты и ее метилового эфира.
Нами установлено, что восстановление пентациклического тритерпеноида - метилового эфира глицирретовой кислоты - диизобутилалюминийгидридом в хлористом метилене при -78 °С и последующем гидролизе в присутствии хлорида аммония протекает с образованием 3р,30-дигидрокси-18рН-олеан-9(11),12(13)-диена с выходом 90%. Показано, что гидроборирование 1,3-диеновой системы в нем 3.3 мольным избытком диборана в тетрагидрофуране сопровождается восстановлением карбоксильной функции, и после окисления системой перекись водорода-ацетат натрия образующихся органоборанов приводит к смеси (2 : 1 : 1) трех спиртов: 3р,11,30-тригидрокси-18рН-олеан-12(13)-ена, 3р,12,30-тригидрокси-18рН-олеан-9(11)-ена и 3р,9,30-тригидрокси-18рН-олеан-12(13)-ена, соответственно. Аналогичная смесь триолов получена также при гидроборировании-окислении 3Р-гидрокси-18рН-олеан-9(11 ),12(13)-диен-30-овой кислоты. Реакции гидроборирования-окисления 3р,30-дигидрокси-18рН-олеан-9(11 ),12(13)-диена либо соответствующей 30-овой кислоты протекают как монопроцессы преимущественно по 9(11) двойной связи.
Ключевые слова: глицирретовая кислота, диизобутилалюминийгидрид, 3Р-гидрокси-18рН-олеан-9(11),12(13)-диен-30-овая кислота, 3р,30-дигидрокси-18рН-олеан-9(11),12(13)-диен, гидроборирование окисление.
Исследование выполнено по теме № АААА-А17-117011910023-2 госзадания.
Введение
Гидроборирование алкенов, открытое Г. Брауном в 1959 г., в настоящее время приобрело большое значение в органической химии, особенно в многостадийных синтезах биологически активных природных
Выдрина Валентина Афанасиевна - кандидат химических наук, старший научный сотрудник, e-mail: insect@anrb.ru Яковлева Марина Петровна - доктор химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, e-mail: insect@anrb.ru
Кравченко Алексей Александрович - младший научный сотрудник, e-mail: insect@anrb.ru Саяхов Расуль Рустэмович - аспирант, e-mail: insect@anrb.ru
Ишмуратов Гумер Юсупович - доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, e-mail: insect@anrb.ru
соединений. Последовательность двух реакций -гидроборирования, представляющего собой присоединение гидридов бора по двойной связи оле-фина (1) через четырехцентровое промежуточное переходное состояние (2), и окисления полученного борорганического интермедиата (3) до спирта (4) - представляет собой метод гидратации алкенов (1), формально протекающий против правила Марковникова.
* Автор, с которым следует вести переписку.
R H
\ / H-BR2 -.
HH
R
Ч
,*H
i "*H
H—B.......
B
2
R
R H
h'\ I H
H br2
3
[ O ]
R H
.C—C.
H I I H
H OH
4
1
Наиболее часто в качестве гидроборирующих агентов используются получаемый in situ диборан, комплекс борана с ТГФ, а также бис(1,2-диметилпропил)боран (дисиамилборан) - (Sia)2BH, 1,1,2-триметилпро-пилборан (тексилборан) - TexBH и 9-борабицикло[3,З,1]нонан (9-BBN). Методы получения гидробориру-ющих агентов и основные закономерности процесса гидроборирования-окисления подробно описаны в монографии [1] и обзорных статьях [2, 3]. Реакция гидроборирования-окисления широко используется в химии терпеноидов как для доказательства структуры, выделенных из природного сырья новых соединений, так и в направленном синтезе низкомолекулярных биорегуляторов. Причем большая часть примеров затрагивает моно- и сесквитерпены, гораздо меньшее количество - для ди- и тритерпеноидов. Большинство из них представлено гидроборированием-окислением локализованных двойных связей. Например, гидроборирование дибораном в диглиме монотерпеновых олефинов (+)-3-карена (5) и а-пинена (6), доступных из смолы и скипидаров хвойных деревьев рода Pinus [4], протекает регио- и стереоселективно как анти-Марковниковское цис-присоединение с менее затрудненной стороны двойной связи и приводит после окисление щелочной перекисью водорода к единственным продуктам - (-)-цис-каран-транс-4-олу [(-)-4-изокаранолу] (7) [5-8] и изопинокамфеолу (8) [9] - с выходами 98 и 94% соответственно.
1. B2H / diglyme
2. H2O2 / NaOH
98%
¿OH
1. B2H / diglyme
2. H2O2 / NaOH
94%
.«\OH
Гидроборирование с помощью комплекса BH3•ТГФ сопряженной двойной связи в сесквитерпене цис-эудесма-6,11-диене (9), выделенном из эфирного масла ветивера УеЫуегш zizunioides, было региоселектив-ным (проходило по двойной связи изопропилиденового фрагмента), но не стереоселективным (после окисления получена эквимолярная смесь первичных эпимерных спиртов (10)) [10].
1. B2H6-THF / THF
2. H2O2 / NaOH *
55%
H 10
6
8
Данные по гидроборированию сопряженной диеновой системы в трициклическом дитерпеноиде абиетиновой кислоте (11), основном компоненте канифоли и янтаря, достаточно противоречивые. Поскольку Д-7(8)-связь в ней является более реакционноспособной, гидроборирование дисиамилбораном (либо одним молем диборана) с последующим окислением сопровождается восстановлением карбоксильной группы до спиртовой и приводит к смеси соединений, из которой хроматографически выделены абиетинол (12) (30%) и 70-диол (13) (15%), а избыток диборана ведет к образованию смеси диолов, из которой перекристаллизацией получены 7р,14р-триол (14а) (50%) и 7а,14а-триол (14Ь) (2%) [11].
14a ( 50% )
14b ( 2% )
Гидроксилирование метилового эфира абиетиновой кислоты (15) комплексом БИ3^ТГФ в основном протекает как реакция моногидроборирования (соотношение суммы моноспиртов (16, 17а, 18) и диола (19), 3 : 1), при этом образуются продукты с в-конфигурацией гидроксильных групп, а сложноэфирная группа не затрагивается [12]. При гидроборировании того же субстрата (15) дисиамилбораном карбоксильная группа также не восстанавливалась: образовалась смесь, из которой хроматографически были выделены гидрок-сиэфиры (17a) (23%) и (17b) (14%). Таким образом, гидроборирование-окисление сопряженной двойной связи в абиетиновой кислоте протекает преимущественно с незагруженной в-стороны кратных связей [11].
Данные по гидроборированию-окислению тритерпеноидов сводятся лишь к нескольким примерам. Гидроборирование дибораном тритерпеноида бетулина (20), выделенного из коры деревьев семейства березовых Бе(и1а, проходит региоспецифично, и после окисления щелочной перекисью водорода получен триок-силупан (21) [13, 14].
HO'
OH
OH
1. B2H6 / THF
2. H2O2 / NaOH
HO
H
. H 21
OH
Гидроборирование комплексом БИ3^ТГФ полученного из бетулина (20) луп-5-ен-3р,28-диола (22), проведенное в ампуле при 80 °С, протекало регио- и стереоспецифично и после окисления системой Н2О2-№ОИ дало лупан-3р,6а,28-триол (23) как единственный продукт [15].
Гидроборирование-окисление 30-нср-19-лупановых производных (26) и (27), доступных из диацетата бетулина (24) и ацетата лупеола (25), в обоих случаях приводило к смеси двух гидрокси-производных: основными продуктами в обоих процессах были вторичные ((28) и (29)), а минорными - более полярные третичные ((30) и (31)) спирты. а-Конфигурация С19-ОН приписана на основании известного положения: дибо-ран атакует со стерически менее затрудненной стороны [16].
АсО
Я = СН2ОАс ( 24 ) Я = СН2 ( 25 )
Я = СН2ОАс ( 29 ) - 28% Я = СН;, ( 31 ) - 10%
Гидроборирование-окисление содержащегося во многих хвойных деревьях пентациклического три-терпена серратена (32) с необычным семиугольным кольцом протекает региоспецифично и приводит к образованию спирта (33) [17].
Ранее нами было установлено, что пентациклический тритепреноид глицирретовая кислота (34), выделяемая из экстракта корня солодки Glycyrrhiza игактч^', действием избытка диизобутилалюминийгидрида в хлористом метилене и последующем гидролизе в присутствии Ы^О превращается в Зр-ги^окси^в^ олеан-9(11),12(13)-диен-30-овую кислоту (35) с выходом 88% [18].
Результаты и их обсуждение
В данной статье нами сообщается, что при восстановлении полученного из кислоты 34 метилового эфира глицирретовой кислоты (36) [19], в аналогичных условиях образуется с выходом 90% 3р,30-дигид-рокси- ^р^олеан^а 1),12(13)-диен (37).
В продолжение изучения реакций гидроксилирования сопряженных природных терпеноидных диенов нами изучен процесс гидроборирования-окисления 1,3-диеновой системы гидроксикислоты (35) и диола (37). Реакция гидроборирования диеновой кислоты (35) 3.3 мольным количеством BHз•ТГФ сопровождается полным восстановлением карбоксильной функции и частичной конверсией 1,3-диеновой системы, приводя после окисления к диендиолу 37 (30%) и хроматографически неделимой смеси трех спиртов (2 : 1 : 1, по соотношению в спектрах ЯМР :Н интенсивностей сигналов На-3 3.26, 3.31 и 3.21 м.д., соответственно): 3p,11,30-тригидрокси-18pH-олеан-12(13)-ена (38), 3pД2,30-тригидрокси-18pH-олеан-9(П)-ена (39) и 3p,9,30-тригидрокси-18pH-олеан-12(13)-ена (40) соответственно.
Аналогичная смесь (2 : 1 : 1) триолов (38-40) получена также при гидроборировании-окислении ди-ендиола (37).
1) NaBH4, BF3 Et2O, THF
37 -- 37 + 38 + 39 + 40
2) H2O2, AcONa 10% 43% 25% 22%
Известно [20], что для производных глицирретовой кислоты с одной С12(13) кратной связью в кольце С устойчивой является конфигурация с В/С-сочленением колец с а-конфигурацией Н-9: в спектре ЯМР 13С сигнал С-9 резонирует в области 55.00-56.00 м.д., сигнал Н-9 в спектре ЯМР 1Н - при 1.30-1.40 м.д. Наличие в спектре ЯМР 13С смеси спиртов (38-40) сигнала 55.82 м.д. (СН, С-9) и в спектре ЯМР 1Н сигнала 1.40 м.д. указывает на а-конфигурацию протона Н-9. Поскольку гидроборирование протекает как согласованный процесс через четырехцентровое переходное состояние [1], то гидроксильная группа при С-11 имеет также а-ори-ентацию, что указывает на образование 3p,11а,30-тригидрокси-18pH-олеан-12(13)-ена (38).
Также известно [21], что для производных глицирретовой кислоты с одной С9(11) кратной связью в кольце С устойчивой является конфигурация с G/D-сочленением колец с Р-конфигурацией Н-13: в спектре ЯМР 13С сигнал С-13 резонирует в области 39.00-41.00 м.д., сигнал Н-13 в спектре ЯМР 1Н при 1.00-2.00 м.д. Наличие в спектре ЯМР 13С образующейся смеси спиртов (38-40) сигнала 39.75 м.д. (СН, С-13) и в спектре ЯМР 1Н сигнала 1.85 м.д. (1Н, Н-13) указывает на присутствие протона 13р-конфигурации. Поскольку гидроборирование - согласованный процесс, то гидроксильная группа при С-12 также имеет р-ориентацию, что указывает на образование 3p,12p,30-тригидрокси-18pH-олеан-9(11)-ена (39).
Наличие в спектре ЯМР 13С сигналов 74.45 м.д. (СН, С(9)ОН) и 33.72 м.д. (СН, С-11) свидетельствует о присутствии 3p,9а,30-тригидрокси-18pH-олеан-12(13)-ена (40). Так как у атома С-9 нет протона, определить конфигурацию гидроксильной группы по спектру ЯМР 1Н не представляется возможным. Однако из-
за того, что для производных глицирретовой кислоты с одной (С-12-С-13) двойной связью в кольце С устойчивой является конфигурация с В/С-сочленением колец с а-конфигурацией Н-9 [20], то гидроксильная группа, наиболее вероятно, имеет ту же конфигурацию.
Таким образом, в данном сообщении нами показано, что восстановление метилового эфира глицирретовой кислоты диизобутилалюминийгидридом проходит с образованием диола с 1,3-диеновым фрагментом, процесс гидроборирования-окисления которого, как и соответствующей диен-30-овой кислоты комплексом БИ3^ТГФ в ТГФ протекает как моногидроборирование преимущественно по 9(11) двойной связи.
Экспериментальная часть
В работе использовалось оборудование ЦКП «Химия» и УфИХ УФИЦ РАН и РЦКП «Агидель» УФИЦ РАН. Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре «БКиКЕЯ АМ-300» (рабочая частота 300.13 МГц для 1Н и 75.47 МГц для 13С) в растворах СБСЬ. За внутренний стандарт принимали значение сигналов хлороформа: в ЯМР 1Н - примесь протонов в дейтерированном растворителе (5 7.27 м.д.), в ЯМР 13С - средний сигнал CDQз (5 77.00 м.д.). Контроль ТСХ осуществляли на 8Ю2 марки 8огЬШ (Россия). Гли-цирретовая кислота 34 получена по известной методике [22].
18рН-Олеан-9(11),12(13)-диен-3р,30-диол (37). К раствору 2.03 г (4.2 ммоль) метилового эфира глицирретовой кислоты (36), полученного по методу [19], в 40 мл безводного СИ2С12 (-70°С, Аг) по каплям прибавляли 3.5 мл (14.0 ммоль) 73%-ного раствора ДИБАГ в толуоле в 10 мл безводного СИ2С12, выдерживали при -70 °С 15 мин, после чего температуру реакционной массы повышали до 22 °С и перемешивали 1 ч. Затем реакционную массу охлаждали до 0 °С и прикапывали 10 мл Н2О, перемешивали 15 мин, разбавляли 50 мл СИ2С12, фильтровали через слой А12О3 (5 см), сушили №28О4 и упаривали. Получили 1.85 г диенового спирта 37 (90%). [а]в20 +280° (с 0.10, СИСЬ). Спектр ЯМР 13С (СБСЬ): 15.76, 20.05, 20.88, 25.21, 27.39, 28.50, 28.59 (СИ3, С-23-С-29), 18.20, 25.49, 26.41, 27.75, 29.44, 29.64, 32.04, 36.39, 38.67 (СН2, С-1, С-2, С-6, С-7, С-15, С-16, С-19, С-21, С-22), 32.00, 35.44, 36.39, 38.84, 40.54, 41.98 (С, С-4, С-8, С-10, С-14, С-17, С-20), 44.94, 51.06 (СН, С-5, С-18), 70.55 (СН2ОН, С-30), 78.58 (СНОН, С-3), 115.37 (СИ, С-11), 121.03 (СИ, С-12), 146.24 (С, С-13), 154.46 (С, С-9). Спектр ЯМР *Н (СБСЬ): 0.78, 0.86, 0.87, 0.96, 0.98, 1.10, 1.16 (все с, Н-23-29, 21Н), 1.23-2.17 (м, Н-1, Н-2, Н-5, Н-6, Н-7, Н-15, Н-16, Н-18, Н-19, Н-21, Н-22, 20Н), 3.21 (На-3, аа, 11=4.7, 12=11.0 Гц, 1Н), 4.31 и 4.34 (оба д, 1=7.1 Гц, 2Н, Н-30), 5.54 и 5.49 (оба д, 1=5.7 Гц, 2Н, Н-11, Н-12).
Гидроборирование-окисление диеновой кислоты (35). К суспензии 1.00 г (2.2 ммоль) диена (35) и 0.38 г (9.9 ммоль) МаВИ в 40 мл абс. ТГФ (Аг, 0 °С) прибавляли по каплям раствор 1.79 мл (1.90 г, 13.2 ммоль) БР3-Е12О в 10 мл абс. ТГФ. Перемешивали 3.5 ч, добавляли 8.8 мл И2О, через 10 мин прибавляли раствор 6.00 г АсО№ в 3.6 мл Н2О и 3.6 мл 30% И2О2, перемешивали 16 ч, после чего разбавляли 200 МТБЭ, промывали насыщенным раствором №С1, сушили №28О4 и упаривали. Остаток (0.82 г) флеш-хроматогра-фировали [8Ю2, ПЭ-АсОЕ! (10:1)] и получили 0.27 г (28%) диенового спирта (37), а также 0.55 г (55%) смеси триолов (6), (7) и (8), в соотношении 2 : 1 : 1.
Гидроборирование-окисление диенового диола (37).К суспензии 0.97 г (2.2 ммоль) диенового диола (37) и 0.38 г (9.9 ммоль) МаВИ в 40 мл абс. ТГФ (Аг, 0 °С) прибавляли по каплям раствор 1.79 мл (1.90 г, 13.2 ммоль) ВР3-Е12О в 10 мл абс. ТГФ. Перемешивали 3.5 ч, добавляли 8.8 мл И2О, через 10 мин прибавляли раствор 6.00 г АсО№ в 3.6 мл Н2О и 3.6 мл 30% И2О2, перемешивали 16 ч, после чего разбавляли 200 мл МТБЭ, промывали насыщенным раствором №С1, сушили №28О4 и упаривали. Остаток (0.82 г) флеш хроматографировали [8Ю2, ПЭ-АсОЕ! (10 : 1)] и получили 0.09 г (10%) диенового спирта (37), а также 0.71 г (70%) смеси триолов (38), (39) и (40), в соотношении 2 : 1 : 1.
3р,11а,30-тригидрокси-18рИ-олеан-12(13)-ен (38). Спектр ЯМР 13С (СБСЬ): 15.72, 16.83, 18.07, 25.23, 28.27, 28.44, 28.88 (СИ3, С-23-С-29), 18.05, 25.30, 26.60, 26.76, 28.91, 29.70, 33.42, 35.10, 37.57 (СН2, С-1, С-2, С-6, С-7, С-15, С-16, С-19, С-21, С-22), 32.20, 33.29, 36.25, 39.10, 40.38, 42.10, (С, С-4, С-8, С-10, С-14, С-17, С-20), 46.07, 52.42 (СН, С-5, С-18), 55.82 (СН, С-9), 66.31 (СН2ОН, С-30), 68.89 (СН, С(11)ОН), 78.63 (СНОН, С-3), 125.85 (СИ, С-12), 148.15 (С, С-13). Спектр ЯМР *Н (СБСЬ): 0.80, 0.82, 0.86, 0.97, 0.98, 1.07, 1.16 (все с, Н-23-Н-29, 21Н), 0.80-1.20 (м, Н-5, На-15, На-16, 3 Н), 1.23-2.17 (м, Н-1, Н-2, Н-6, Н-7, Н-9, Нь15, Нь-16, Н-18, Н-19, Н-21, Н-22, 3 ОИ, 20Н), 3.26 (На-3, дд, ^=10.8, 12=5.3 Гц, 1Н), 3.60 (д, J=10.5, 1Н, На-30), 3.71 (д, 1=10.5 Гц, 2Н, Нь-30), 4.35 (дд, 1=5.4, 2.9, 1Н, Н-11), 5.41 (д, 1=5.4 Гц, 1Н, Н-12).
3р,12р,30-тригидрокси-18рИ-олеан-9(11)-ен (39). Спектр ЯМР 13С (CDCb): 15.81, 18.02, 19.26, 23.55, 24.76, 27.50, 27.80 (CH3, C-23-C-29), 18.60, 26.33, 26.56, 26.72, 27.39, 27.94, 28.00, 32.04, 35.97, 37.00 (СН 2, С-1, C-2, C-6, C-7, C-15, C-16, C-19, C-21, C-22), 33.17, 34.02, 39.50, 41.30, 41.62, 42.73 (С, С-4, C-8, C-10, C-14, C-17, C-20), 39.75, 45.59, 51.74 (СН, С-5, С-13, C-18), 67.44 (СН, С-12), 74.46 (СН2ОН, C-30), 78.95 (СНОН, C-3), 121.02 (CH, С-11), 148.60 (C, С-9). Спектр ЯМР *Н (CDCb): 0.83, 0.85 , 0.89, 0.96, 0.99, 1.13, 1.14 (все с, Н-23-29, 21Н), 1.20-2.07 (м, Н-1, Н-2, Н-5, Н-6, Н-7, H-13, Н-15, Н-16, Н-18, Н-19, Н-21, Н-22, 3 ОН, 24Н), 3.31 (dd, J:=12.1, J2=3.7 Гц, 1Н, Ha-3), 3.47 (д, J=10.7, 1Н, На-30), 3.55 (д, J=10.7, 1Н, Нь-30), 4.12 (дд, Ja=3.4, J2=11.9 Гц, H-12), 5.19 (д, J=3.4 Гц, 1Н, Н-11).
3р,9а,30-тригидрокси-18рИ-олеан-12(13)-ен (40). Спектр ЯМР 13С (CDCl3): 16.03, 16.83, 20.27, 22.16, 25.29, 26.09, 28.40 (CH3, C-23-29), 18.00, 24.91, 25.87, 26.50, 27.14, 28.60, 29.01, 29.68, 33.72, 35.92 (СН 2, С-1, C-2, C-6, C-7, С-11, C-15, C-16, C-19, C-21, C-22), 32.95, 35.57, 38.14, 41.05, 41.68, 47.07 (С, С-4, C-8, C-10, C-14, C-17, C-20), 45.91, 51.00 (СН, С-5, C-18), 67.17 (СН2ОН, C-30), 74.45 (ШН, С-9), 78.79 (СНОН, C-3), 119.10 (СН, С-12), 148.90 м.д. (С, С-13). Спектр ЯМР *Н (CDCb): 0.83, 0.86, 0.87, 0.96, 0.98, 1.10, 1.16 (все с, Н-23-29, 21Н), 1.00-1.20 (м, На-15, На-16, 2 Н), 1.23-2.70 (м, Н-1, Н-2, Н-5, Н-6, Н-7, Н-11, Нь15, Нь-16, Н-18, Н-19, Н-21, Н-22, 20Н), 3.21 (дд, Jx=11.0, J2=4.7 Гц, 1Н, Ha-3), 3.60 (д, J=10.5, 1Н, На-30), 3.71 (д, J=10.5 Гц, 2H, Нь-30), 5.20 (дд, J:=5.6, J2=3.4 Гц, 1Н, Н-12).
Список литературы
1. Михайлов Б.М., Бубнов Ю.Н. Борорганические соединения в органическом синтезе. М., 1977. 516 с.
2. Brown H.C., Krishnamurthy S. Forty years of hydride reductions // Tetrahedron. 1979. Vol. 35. N5. Pp. 567-607. DOI: 10.1016/0040-4020(79)87003-9.
3. Brown H.C., Ramachandran P.V. Sixty years of hydride reductions // Reduction in organic synthesis. Washington, DC, 1996. Pp. 1-30.
4. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. Казань, 2001. 376 с.
5. Brown H.C., Brown H.C., Suzuki A. Hydroboration of terpenes. IV. Hydroboration of (+)-3-Carene (A3-Carene). Configuration assignments for the 4-caranols and 4-caranones. An unusual stability of 4-isocaranone with a cis relationship of the methyl and gem-dimethyl groups // J. Am. Chem. Soc. 1967. Vol. 89. N8. Pp. 1933-1941. DOI: 10.1021/ja00984a031.
6. Acharya S.P., Brown H.C. Hydroboration of terpenes. III. Isomerization of (+)-3-carene to (+)-2-carene. hydroboration of (+)-2-carene (A4-carene). Nuclear magnetic resonance spectra with absolute configurational and conformational assignments for the 2-caranols and 2-caranones // J. Am. Chem. Soc. 1967. Vol. 89. N8. Pp. 1925-1932. DOI: 10.1021/ja00984a030.
7. Cocker W., Shannon P.V.R., Staniland P.A. The chemistry of terpenes. Part III. Oxidative hydroboronation of car-2-, -3-, and -4-enes // J. Chem. Soc. C. 1967. Pp. 485-489. DOI: 10.1039/J39670000485.
8. Macaev F.Z., Malkov A.V. Use of monoterpenes, 3-carene and 2-carene, as synthones in the stereoselective synthesis of 2,2-dimethyl-1,3-disubstituted cyclopropanes // Tetrahedron. 2006. Vol. 62. N1. Pp. 9-29. DOI: 10.1016/j.tet.2005.09.001.
9. Zweifel G., Zweifel G., Brown H.C. Hydroboration of terpenes. II. The Hydroboration of a- and P-Pinene - the absolute configuration of the dialkylborane from the hydroboration of a-pinene // J. Am. Chem. Soc. 1964. Vol. 86. N3. Pp. 393397. DOI: 10.1021/ja01057a021.
10. Weyerstahl P., Marschall H., Splittgerber U., Wolf D. New cis-eudesm-6-ene derivatives from vetiver oil // Liebigs Ann. Chem. 1997. Vol. 1997. N8. Pp. 1783-1787. DOI: 10.1002/jlac.199719970823.
11. Cross B.E, Myers P.L. The hydroboration-oxidation of abietic acid // J. Chem. Soc. (C). 1968. Pp. 471-480. DOI: 10.1039/J39680000471.
12. Выдрина В.А., Кравченко А.А., Яковлева М.П., Муслухов Р.Р., Толстиков А.Г., Ишмуратов Г.Ю. Гидроборирова-ние дибораном метилового эфира абиетиновой кислоты // Химия природ. соедин. 2018. № 3. С. 405-407; [Vydrina V.A., Kravchenko А.А., Yakovleva M.P., Muslukhov R.R., Tolstikov A.G., Ishmuratov G.Yu. Hydroboration by diborane of methyl abietate // Chem. Nat. Compd. 2018. Vol. 54. N3. Pp. 478-480. DOI: 10.1007/s10600-018-2383-2].
13. Матюхина Л.Г. Способ получения триоксилупана // Журн. общ. химии. 1976. Т. 46. №12. С. 2759-2760.
14. Толстиков Г.А., Флехтер О.Б., Шульц Э.Э., Балтина Л.А., Толстиков А.Г. Бетулин и его производные. Химия и биологическая активность // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. №13. С. 1-30.
15. Dracinsky M., Hybelbauerova S., Sejbal J., Budésinsky M. Preparation and conformation study of B-ring substituted lupine derivatives // Collect. Czech. Chem. Commun. 2006. Vol. 71. N8. Pp. 1131-1160. DOI: 10.1135/cccc20061131.
16. Klinotova E., Bosak S., Vystrcil A. The Preparation of 19aH-lupeol acetate and its derivatives // Collect. Czech. Chem. Commun. 1978. Vol. 43. N8. Pp. 2204-2216. DOI: 10.1135/cccc19782204.
17. Inubushi Y., Sano T., Tsuda Y. Serratenediol: a new skeletal triterpenoid containing a seven membered ring // Tetrahedron Lett. 1964. N21. Pp. 1303-1310. DOI: 10.1016/S0040-4039(00)90472-6.
18. Выдрина В.А., Кравченко А.А., Денисова К.С., Яковлева М.П., Ишмуратов Г.Ю. Эффективный синтез 3^-гидрокси-18/?#-олеан-9(11),12(13)-диен-30-овой кислоты // Химия природ. соедин. 2016. №5. С. 821; [Vydrina V.A., Kravchenko
А.А., Denisova K.S., Yakovleva M.P., Ishmuratov G.Yu. Effective synthesis of 3yS-hydroxy-18/i#-olean-9(11),12(13)-dien-30-oic acid // Chem. Nat. Compd. 2016. Vol. 52. N5. Pp. 959-960. DOI: 10.1007/s10600-016-1833-y].
19. Будаев А.С., Михайлова Л.Р., Спирихин Л.В., Балтина Л.А. Синтез и спектры ЯМР новых С-модифицирован-ных производных глицирретовой кислоты // Химия природ. соедин. 2014. №2. С. 265-267. [Budaev A.S., Mi-khailova L.R., Spirikhin L.V., Baltina L.A. Synthesis and NMR spectra of new C-modified glycyrrhetic acid derivatives // Chem. Nat. Compd. 2014. Vol. 50. N2. Pp. 302-304]. doi.org/10.1007/s10600-014-0937-5]
20. Beseda I., Czollner L., Shah P.S., Khunt R., Gaware R., Kosma P., Stanetty C., del Ruiz-Ruiz M.C., Amer H., Mereiter K., Da Cunha T., Odermatt A., ClaBen-Houben D., Jordis U. Synthesis of glycyrrhetinic acid derivatives for the treatment of metabolic diseases // Bioorg. Med. Chem. 2010. Vol. 18. N1. Pp. 433-454. DOI: 10.1016/j.bmc.2009.10.036.
21. Logashenko E.B., Salomatina O.V., Markov A.V., Korchagina D.V., Salakhutdinov N.F., Tolstikov G.A., Vlassov V.V., Zenkova M.A. Synthesis and pro-apoptotic activity of novel glycyrrhetinic acid derivatives // ChemBi-oChem. 2011. Vol. 12. N5. Pp. 784-794. DOI: 10.1002/cbic.201000618.
22. Балтина Л.А., Флехтер О.Б., Путиева Ж.М., Кондратенко Р.М., Краснова Л.В., Толстиков Г.А. Гидролиз Р-гли-цирризиновой кислоты // Хим. фарм. ж. 1996. Т. 30. №4. С. 47-49; [Baltina L.A., Flekhter O.B., Putieva Zh.M., Kondratenko R.M., Krasnova L.V., Tolstikov G.A. Hydrolysis of P-glycyrrhizic acid // Pharm. Chem. J. 1996. Vol. 30. N4. Pp. 263-266. DOI: 10.1007/BF02218774].
Поступила в редакцию 17 апреля 2019 г.
После переработки 19 декабря 2019 г.
Принята к публикации 23 декабря 2019 г.
Для цитирования: Выдрина В.А., Яковлева М.П., Кравченко А.А., Саяхов Р.Р., Ишмуратов Г.Ю. Гидробориро-вание-окисление производных глицирретовой кислоты // Химия растительного сырья. 2020. N»2. С. 101-109. БО1; 10.14258/)сргш.2020025468.
Vydrina V.A., YakovlevaM.P.*, KravchenkoA.A., SayakhovR.R., Ishmuratov G.Yu. HYDROBORATION-OXIDATION OF GLYCIRRETHIC ACID'S DERIVATIVES
Ufa Institute of Chemistry -Ufa Federal Research Center of the RAS, pr. Oktyabrya, 71, Ufa, 450054 (Russia),
e-mail: insect@anrb.ru
The hydroboration-oxidation reaction is widely used in the chemistry of terpenoids both for proving the structure of new compounds isolated from natural raw materials and for the directed synthesis of low molecular weight bioregulators. Moreover, most of the known examples affect mono- and sesquiterpenes, a much smaller number - for di- and triterpenoids: most are represented by hydroboration-oxidation of localized double bonds, examples for conjugated dienes are limited only by hydroboration-oxidation of cis-eudesma-6,11-diene, abietic acid and its methyl ester.
We found that the reduction of the pentacyclic triterpenoid - glycyrrhetate methyl ester - diisobutylaluminium hydride in methylene chloride at -78 ° C and subsequent hydrolysis in the presence of ammonium chloride proceeds with the formation of 3p,30-dihydroxy-18pH-olean-9(11),12(13)-diene with a yield of 90%. It was shown that the hydroboration of the 1,3-diene system in it with a 3.3 molar excess of diborane in tetrahydrofuran is accompanied by the restoration of the carboxyl function, and after oxidation with the hydrogen peroxide-sodium acetate system of the organoboranes formed, three alcohols are mixed (2 : 1 : 1): 3p,11,30-trihydroxy-18pH-olean-12(13)-ene, 3p,12,30-trihydroxy-18pH-olean-9(11)-ene and 3p,9,30-trihydroxy-18pH-olean-12 (13)-ene, respectively. A similar mixture of triols was also obtained by hydroboration-oxidation of 3p-hydroxy-18pH-olean-9(11),12(13)-diene-30-oic acid. The hydroboration-oxidation reactions of 3p,30-dihydroxy-18pH-olean-9(11),12(13)-diene or the corresponding 30th acid proceed as monoprocesses predominantly at 9(11) double bonds.
Keywords: glycyrrhetic acid, diisobutylaluminium hydride, 3p-hydroxy-18pH-olean-9 (11), 12 (13) -diene-30-oic acid, 3p, 30-dihydroxy-18pH-olean-9 (11), 12 ( 13) -diene, hydroboration oxidation.
* Corresponding author.
rHflPOEOPHPOBAHHE-OKHCnEHHE nPOH3BOflH^IX Г.ПHЦHРРЕTOВОH KHCnOTLI
109
References
1. Mikhaylov B.M., Bubnov Yu.N. Bororganicheskiye soyedineniya v organicheskom sinteze. [Organoboron compounds in organic synthesis]. Moscow, 1977, 516 p. (in Russ.).
2. Brown H.C., Krishnamurthy S. Tetrahedro, 1979, vol. 35, no. 5, pp. 567-607. DOI: 10.1016/0040-4020(79)87003-9.
3. Brown H.C., Ramachandran P.V. Reduction in organic synthesis. Washington, DC, 1996, pp 1-30.
4. Plemenkov V.V. Vvedeniye v khimiyuprirodnykh soyedineniy. [Introduction to the chemistry of natural compounds]. Kazan, 2001, 376 p. (in Russ.).
5. Brown H.C., Brown H.C., Suzuki A. J. Am. Chem. Soc., 1967, vol. 89, no. 8, pp. 1933-1941. DOI: 10.1021/ja00984a031.
6. Acharya S.P., Brown H.C. J. Am. Chem. Soc, 1967, vol. 89, no. 8, pp. 1925-1932. DOI: 10.1021/ja00984a030.
7. Cocker W., Shannon P.V.R., Staniland P.A. J. Chem. Soc. C, 1967, pp. 485-489. DOI: 10.1039/J39670000485.
8. Macaev F.Z., Malkov A.V. Tetrahedron, 2006, vol. 62, no. 1, pp. 9-29. DOI: 10.1016/j.tet.2005.09.001.
9. Zweifel G., Zweifel G., Brown H.C. J. Am. Chem. Soc, 1964, vol. 86, no. 3, pp. 393-397. DOI: 10.1021/ja01057a021.
10. Weyerstahl P., Marschall H., Splittgerber U., Wolf D. LiebigsAnn. Chem, 1997, vol. 1997, no. 8, pp. 1783-1787. DOI: 10.1002/jlac.199719970823.
11. Cross B.E, Myers P.L. J. Chem. Soc. (C), 1968, pp. 471-480, DOI: 10.1039/J39680000471.
12. Vydrina V.A., Kravchenko A.A., Yakovleva M.P., Muslukhov R.R., Tolstikov A.G., Ishmuratov G.Yu. Khimiya prirodnykh soyedineniy, 2018, no. 3, pp. 405-407. (in Russ.); Vydrina V.A., Kravchenko A.A., Yakovleva M.P., Muslukhov R.R., Tolstikov A.G., Ishmuratov G.Yu. Chem. Nat. Compd, 2018, vol. 54, no. 3, pp. 478-480. DOI: 10.1007/s10600-018-2383-2 (in Russ.).
13. Matyukhina L.G. Zhurnal obshchey khimi, 1976, vol. 46, no. 12, pp. 2759-2760. (in Russ.).
14. Tolstikov G.A., Flekhter O.B., Shul'ts E.E., Baltina L.A., Tolstikov A.G. Khimiya v interesakh ustoychivogo razvitiya, 2005, no. 13, pp. 1-30.
15. Dracinsky M., Hybelbauerova S., Sejbal J., Budesinsky M. Collect. Czech. Chem. Commun., 2006, vol. 71, no. 8, pp. 1131-1160. DOI: 10.1135/cccc20061131.
16. Klinotova E., Bosak S., Vystrcil A. Collect. Czech. Chem. Commun., 1978, vol. 43, no. 8, pp. 2204-2216. DOI: 10.113 5/cccc 19782204.
17. Inubushi Y., Sano T., Tsuda Y. Tetrahedron Lett, 1964, no. 21, pp. 1303-1310. DOI: 10.1016/S0040-4039(00)90472-6.
18. Vydrina V.A., Kravchenko A.A., Denisova K.S., Yakovleva M.P., Ishmuratov G.Yu. Khimiya prirodnykh soyedineniy, 2016, no. 5, p. 821. (in Russ.); Vydrina V.A., Kravchenko A.A., Denisova K.S., Yakovleva M.P., Ishmuratov G.Yu. Chem. Nat. Compd, 2016, vol. 52, no. 5, pp. 959-960. DOI: 10.1007/s10600-016-1833-y
19. Budayev A.S., Mikhaylova L.R., Spirikhin L.V., Baltina L.A. Khimiya prirodnykh soyedineniy, 2014, no. 2, pp. 265267. (in Russ.); Budaev A.S., Mikhailova L.R., Spirikhin L.V., Baltina L.A. Chem. Nat. Compd., 2014, vol. 50, no. 2, pp. 302-304. DOI: 10.1007/s10600-014-0937-5.
20. Beseda I., Czollner L., Shah P.S., Khunt R., Gaware R., Kosma P., Stanetty C., del Ruiz-Ruiz M.C., Amer H., Mereiter K., Da Cunha T., Odermatt A., Claßen-Houben D., Jordis U. Bioorg. Med. Chem., 2010, vol. 18, no. 1, pp. 433-454. DOI: 10.1016/j.bmc.2009.10.036.
21. Logashenko E.B., Salomatina O.V., Markov A.V., Korchagina D.V., Salakhutdinov N.F., Tolstikov G.A., Vlassov V.V., Zenkova M.A. ChemBioChem, 2011, vol. 12, no. 5, pp. 784-794, DOI: 10.1002/cbic.201000618.
22. Baltina L.A., Flekhter O.B., Putiyeva ZH.M., Kondratenko R.M., Krasnova L.V., Tolstikov G.A. Khimiko-farmatsev-ticheskiy zhurnal, 1996, vol. 30, no. 4, pp. 47-49. (in Russ.); Baltina L.A., Flekhter O.B., Putieva Zh.M., Kondratenko R.M., Krasnova L.V., Tolstikov G.A. Pharm. Chem. J., 1996, vol. 30, no. 4, pp. 263-266. DOI: 10.1007/BF02218774.
Received April 17, 2019 Revised December 19, 2019 Accepted December 23, 2019
For citing: Vydrina V.A., Yakovleva M.P., Kravchenko A.A., Sayakhov R.R., Ishmuratov G.Yu. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2020, no. 2, pp. 101-109. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2020025468.
