СИНТЕЗ И ЦИТОТОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ДИТЕРПЕНОВЫХ КИСЛОТ, СОДЕРЖАЩИХ ЦИКЛОАЦЕТАЛЬНЫЙ ФРАГМЕНТ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. Т 65 (4)_Серия «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»_2022

IZVESTIYA VYSSHIKH UCHEBNYKH ZAVEDENII V 65 (4) KHIMIYA KHIMICHESKAYA TEKHNOLOGIYA 2022

RUSSIAN JOURNAL OF CHEMISTRY AND CHEMICAL TECHNOLOGY

DOI: 10.6060/ivkkt.20226504.6516 УДК: 547.914.5

СИНТЕЗ И ЦИТОТОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ДИТЕРПЕНОВЫХ КИСЛОТ, СОДЕРЖАЩИХ ЦИКЛОАЦЕТАЛЬНЫЙ ФРАГМЕНТ

Н.С. Хуснутдинова, Г.Н. Сахабутдинова, Г.З. Раскильдина, С.А. Мещерякова, С.С. Злотский, Р.М. Султанова

Римма Марсельевна Султанова*, Гульнур Назифулловна Сахабутдинова, Гульнара Зинуровна Раскильдина, Семен Соломонович Злотский

Кафедра общей, аналитической и прикладной химии, Уфимский государственный нефтяной технический университет, ул. Космонавтов, 1, Уфа, Российская Федерация, 450062

E-mail: rimmams@yandex.ru*, gulya06111992@mail.ru, graskildina444@mail.ru, nocturne@mail.ru Наиля Сабитовна Хуснутдинова, Светлана Алексеевна Мещерякова

Кафедра общей химии, Башкирский государственный медицинский университет, ул. Ленина, 3, Уфа, Российская Федерация, 450008

E-mail: neilyhusnutdinova@yandex.ru, svetlanama@mail.ru

Получены новые сложные эфиры (2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метиловые, (5-этил-1,3-диоксан-5-ил)метиловые, (1,3-диоксолан-4-ил)метиловые и 1,3-диоксан-5-иловые эфиры абиетиновой и малеопимаровой кислот) и изучена их цитотоксическая активность. Показано, что применение натриевых солей соответствующих диоксациклановых спиртов позволяет синтезировать сложные эфиры с высокой селективностью и выходами 75-80%, препятствуя образованию побочных продуктов, и облегчает протекание реакции. Исходные соединения (хлорангидриды и 1,3-диоксациклоалканы) получены согласно стандартным базовым методикам. Из формалей глицерина (1,3-диоксолан-4-илметанола и 1,3-диоксан-5-ола) синтезирована смесь соответствующих эфиров с преобладанием 5-звенного циклического производного (1,3-диоксолана) над 6-звенной структурой (1,3-диоксаном). Это связано с большей активностью в реакции этерификации алкоголята первичного спирта, чем вторичного. Общий выход продуктов реакции не превышает 70%. Цитотоксическую активность полученных соединений изучали на опухолевых культурах клеток A549 - карцинома легкого человека; MCF-7-аденокарцинома молочной железы; HEK293 - условно-нормальные эмбриональные клетки почки человека и SH-SY5Y - линия клеток нейробластомы человека. Оценка влияния цикло-ацетальных эфиров на жизнеспособность клеток проведена с помощью витального красителя PrestoBlue® согласно протоколу изготовителя (Invitrogen, США) in vitro при концентрации вещества 1, 10 и 100 мкМ). Результаты тестирования показали, что полученный новый (2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)метиловый эфир малеопимаровой кислоты не влияет на метаболическую активность клеток HEK293 и не проявляет цитотоксические свойства, а 5-этил-1,3-диоксан-5-ил)метиловый эфир малеопимаровой кислоты оказался малотоксичным соединением по отношению ко всем клеточным линиям в используемой концентрации. Полученные данные обосновывают перспективность изучения и создания на основе полученных сложных эфиров биологически активных (противомикробных, антикоагуляционных, антиа-грегационных и противовирусных) препаратов с широким спектром действия.

Ключевые слова: дитерпеновые кислоты, 1,3-диоксациклоалканы, сложные эфиры, химическая модификация, цитотоксичность

SYNTHESIS AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF DITERPENIC ACIDS ESTERS CONTAINING A CYCLOACETAL FRAGMENT

N.S. Khusnutdinova, G.N. Sakhabutdinova, G.Z. Raskil'dina, S.A. Meshcheryakova, S.S. Zlotsky, R.M. Sultanova

Rimma M. Sultanova*, Gulnur N. Sakhabutdinova, Gul'nara Z. Raskil'dina, Simon S. Zlotsky

Department of General, Analytical and Applied Chemistry, Ufa State Petroleum Technological University,

Kosmonavtov st., 1, Ufa, 450062, Russia

E-mail: rimmams@yandex.ru*, gulya06111992@mail.ru, graskildina444@mail.ru, nocturne@mail.ru Nailya S. Khusnutdinova, Svetlana A. Meshcheryakova

Department of General Chemistry, Bashkir State Medical University, Lenina st., 3, Ufa, 450008, Russia E-mail: neilyhusnutdinova@yandex.ru, svetlanama@mail.ru

New (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl esters, (5-ethyl-1,3-dioxan-5-yl)methyl, (1,3-dioxolan-4-yl)methyl and 1,3-dioxane-5-yl esters of abietic and maleopimaric acids) were synthesized and studied their cytotoxic activity. It was shown that the use of sodium salts of the corresponding dioxacyclane alcohols allows the synthesis of esters with high selectivity and yields of 7580%, preventing the formation of by-products, andfacilitates the reaction. The starting compounds (acid chlorides and 1,3-dioxacycloalkanes) were synthesized according to standard basic procedures. A mixture of the esters was obtained with the predominance of the 5-membered cyclic derivative (1,3-dioxolane) over the 6-membered structure (1, 3-dioxane) from glycerol formals (1,3-di-oxolan-4-ylmethanol and 1,3-dioxan-5-ol). This is due to the greater activity in the esterification reaction of the alcoholate of the primary alcohol than that of the secondary one. The total yield of the reaction products does not exceed 70%. The cytotoxic activity of the synthesized compounds was studied on tumor cell cultures A549 - human lung carcinoma; MCF-7, breast adenocarcinoma; HEK293 - conditionally normal embryonic human kidney cells and SH-SY5Y- human neuroblastoma cell line. Evaluation of the effect of cycloacetal esters on cell viability was carried out using the vital dye PrestoBlue® according to the manufacturer's protocol (Invitrogen, USA) in vitro at a substance concentration of 1,10, and 100 pM). The test results showed that the obtained new (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl ester of maleopimaric acid does not affect the metabolic activity of HEK293 cells and does not exhibit cytotoxic properties, while 5-ethyl-1,3- dioxan-5-yl) methyl ester of maleopimaric acid turned out to be a low-toxic compound in relation to all cell lines at the concentration used. The data obtained substantiate the prospects for studying and creating biologically active (antimicrobial, anticoagulant, antiaggregatory and antiviral) drugs with a wide spectrum of action on the basis of the obtained esters.

Key words: diterpene acids, 1,3-dioxacycloalkanes, esters, chemical modification, cytotoxicity Для цитирования:

Хуснутдинова Н.С., Сахабутдинова Г.Н., Раскильдина Г.З., Мещерякова С.А., Злотский С.С., Султанова Р.М. Синтез и цитотоксическая активность сложных эфиров дитерпеновых кислот, содержащих циклоацетальный фрагмент. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 4. С. 6-12 For citation:

Khusnutdinova N.S., Sakhabutdinova G.N., Raskil'dina G.Z., Meshcheryakova S.A., Zlotsky S.S., Sultanova R.M. Synthesis and biological activity of diterpenic acids esters containing a cycloacetal fragment. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 4. P. 6-12

ВВЕДЕНИЕ

Сложные эфиры природных смоляных кислот используются в производстве синтетических смол, пластификаторов, лакокрасочных материалов, а также ряда ценных продуктов для фармацевтической, косметической промышленности и сельского хозяйства [1-3]. Однако этерификация смоляных кислот осложняется стерическим экранированием карбоксильной группы, расположенной у третичного атома углерода, и низкой кислотностью соединений этого класса [4]. Проведение реакции в жестких условиях (в присутствии сильных кислот и при повышенных температурах) вызывает нежелательные побочные превращения, такие как димеризация, диспропорционирование, окисление и др., что снижает выход целевого продукта, приводит к осмолению и затрудняет его выделение [5].

Описан ряд косвенных способов получения сложных эфиров смоляных кислот [6]. Например, взаимодействием абиетиновой кислоты с диазоме-таном [7] или иодистым метилом [8]. Реакцией резинатов щелочных металлов с алкилгалогенидами синтезированы сложные эфиры абиетиновой кислоты [9, 10].

Конденсация канифоли с этилен- и пропи-леноксидом приводит к соответствующим моно-эфирам [11].

Известно, что сложные эфиры спиртов 1,3-ди-оксацикланового ряда являются биологически активными соединениями [12, 13]. В этой связи, мы изучили синтез эфиров смоляных кислот и спиртов, содержащих циклоацетальные фрагменты, взаимодействием соответствующих алкоголятов натрия с хлорангидридами абиетиновой и малеопимаро-вой кислот.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре высокого разрешения Bruker Avance III 500 [рабочие частоты 500 МГц ОН), 125,76 МГц (13С)] в CDCb, внутренний стандарт - ТМС. ИК спектры записывали на приборе IR Prestige-21 (Fourier Transform Spectrophotometer - Shimadzu) в таблетках с KBr или в чистом виде. Масс-спектры записаны на масс-спектрометре «Shimadzu LCMS 2010 EV» в режиме ХИАД. Элементный анализ выполнен на С, H, N, S анализаторе «EURO EA 3000». Протекание реакции и чистоту полученных соединений контролировали методом ТСХ на пластинах Sorbfil ПТСХ-АФ-А, системы хлороформ-метанол 10 : 1.

Для проведения реакций применялись щелочи и растворители марки «о.с.ч.», «х.ч.». Для работы использовались 1,2,4-бутантриол - производства фирмы «АЫйЛ» чистотой > 98%; глицерин, бутанол-1, - производства фирм «ТехРесурс», «Реактив» и «Реторта». Используемые в работе растворители (ацетон, хлороформ, диэтиловый эфир, этанол, бензол, толуол, гексан) очищали и абсолютировали по стандартным методикам [14]. Все применяемые в экспериментах растворители и реактивы после очистки обладали характеристиками, соответствующими литературным данным. Спирты 5a,b получены по известным методикам, и физико-химические свойства соответствуют литературным данным [15-17].

Формали триола 5с и 5d были получены при конденсации формальдегида глицерином. Согласно данным ГЖХ и 1Н ЯМР, соотношение 5- и 6-звенных структур в смеси 5c и 5d соответствует 1,5 : 1, как описано ранее в работе [18].

Общая методика синтеза сложных эфиров. Алкоголяты натрия получали взаимодействием соответствующего спирта с металлическим натрием в толуоле или хлористом метилене.

К 16,5 ммоль хлорангидрида малеопимаро-вой кислоты (МПК) или абиетиновой кислоты (АБК) в 100 мл толуола при интенсивном перемешивании прибавляли суспензию 20,6 ммоль алко-голята натрия, полученных из спиртов 5a-d при комнатной температуре. Реакционную смесь перемешивали 3-6 ч, отделяли осадок хлорида натрия, толуольный раствор промывали водой, сушили №2804, растворитель удаляли. Смолообразный не-кристаллизующийся остаток желто-коричневого цвета сушили в вакууме над Р2О5.

(2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)мети-ловый эфир абиетиновой кислоты (4a). Выход 51,4 г (75%). Т. пл. 44 °С. Спектр 1Н ЯМР (СБСЬ), 5, м.д., /, Гц: 0,83 (с, 3Н, Ме20), 1,00 (д, 3Н, Н16, J 4,0), 1,02 (д, 3Н, Н17, J 3,2), 1,27 (с, 3Н, Ме19), 1,211,81 (м, 12Н, Н1, Н2, Н3, Н6, Н11, Н12), 1,32 (с, 3Н, Ме2'), 1,40 (с, 3Н, Ме2'), 3,55 (дд, На6', 2/10,6, 3/ 4,0), 3,66 (дд, 1Н, Нь6, 2/ 11,6, / 4,3), 3,73 (т, 1Н, На5', 2/ 6,7, / 14,5), 4,11 (т, 1Н, Нь5', 2/ 6,9, / 14,6), 4,174,23 (м, 1Н, Н4'), 5,39 (с, 1Н, Н7), 5.77 (с, 1Н, Н14). Спектр 13С ЯМР (СБСЬ), 5с, ррт: 14,02 (С20), 16,81 (С19), 18,05 (С2), 20,97 (С16), 21,40 (С17), 22,53 (С11), 25,64 (С6), 26,58 (С2"), 27,40 (С12), 40,51 (С'2), 34,56 (С10), 34,94 (С15), 37,20 (С3), 38,34 (С1), 44,91 (С5), 46,38 (С4), 50,90 (С9), 62,91 (С6), 65,70 (С5), 76,18 (С4), 109,31 (С2), 120,52 (С7), 122,44 (С14), 135,82 (С8), 145,10 (С13), 177,91 (С18). Найдено, %: С 74,92; Н 9,65. С26Н40О4. Вычислено, %: С 74,96; Н 9,68.

(5-Этил-1,3-диоксан-5-ил)метиловый эфир абиетиновой кислоты (4Ь). Выход 53,9 г (76%), желтое аморфное вещество. Спектр :Н ЯМР

(2,2-Диметил-1,3-диоксолан-4-ил)мети-ловый эфир малеопимаровой кислоты (5a). Выход 63,6 г (75%). Т. пл. 60 °С. Спектр Щ ЯМР

(CDCI3), 5, м.д., J, Гц: 0,62 (т, 3Н, Me9', 3J 7,6), 0,83 (CDCI3), 5, м.д., J, Гц: 0,60 (с, 3H, Me17), 1,00 (д, 3H,

(с, 3H, Me20), 1,00 (д, 3H, H16, J 4,0), 1,02 (д, 3H, H17, J 3,2), 1,06-1,17 (м, 2Н, H8), 1,27 (с, 3H, Me19), 1,211,81 (м, 12H, Н1, Н2, H3, H6, H11, H12), 3,39 (д, 2Н, H7'), 3,57 (с, Н2'), 3,61 (с, 4Н, Н4', H6'), 3,66 (дд, 1Н, Нь6, 2J 11,6, 3J 4,3), 5,39 (с, 1H, H7), 5,77 (с, 1H, H14). Спектр 13C ЯМР (CDCI3), 5c, ppm: 6,86 (С9 ), 14,01 3J 3,0), 3,98 (д, 1H, Ha11, J 9,0), 3,73 (т, 1Н, На5', 2J

H15, J 6,9), 0,96 (д, 3H, H16, J 6,4), 1,17 (с, 3H, Me18), 1,21-1,91 (м, 12H, H4, H5, H7, H8, H9, H10), 1,25 (т, 3H, Н23, J 7,1), 1,32 (с, 3Н, Me2), 1,40 (с, 3Н, Me2), 2,26 (к, 1H, Ha5, J 6,7), 2,54 (дт, 1H, Нь9, 2J 3,0, 3J 13,8), 2,73 (д, 1H, Ha3, J 8,7), 3,09 (дд, 1H, H11, 2J 8,6,

5' 2;

13), Ос

(С20), 16,83 (С19), 18,01 (С2), 20,18 (С8), 20,93 (С16), 21,40 (С17), 22,52 (С11), 23,59 (С5'), 25,65 (С6), 27,03 (С2), 27,47 (С12), 36,81 (С5), 34,50 (С10), 34,93 (С15), 37,24 (С3), 38,34 (С1), 44,91 (С5), 46,37 (С4), 50,90 (С9), 62,15 (С7), 64,96 (С4' + С6'), 98,01 (С2), 120,55 (С7), 122,44 (С14), 135,80 (С8), 145,14 (С13), 177,91 (С18). Найдено, %: С 75,34; Н 9,87. С27Н42О4. Вычислено, %: С 75,31; Н 9,83.

(1,3-Диоксолан-4-ил)метиловый эфир абиетиновой кислоты (4с). Выход 32,6 г (51%), желтое аморфное вещество. Спектр 1Н ЯМР (СБСЬ), О, м.д., /, Гц: 0,83 (с, 3Н, Ме20), 1,00 (д, 3Н, Н16, J 4,0), 1,02 (д, 3Н, Н17, / 3,2), 1,27 (с, 3Н, Ме19), 1,21-1,81 (м, 12Н, Н1, Н2, Н3, Н6, Н11, Н12), 3,55 (дд, На6', 2/ 10,6, 3/ 4,0), 3,66 (дд, 1Н, Нь6, 2/ 11,6, 3/ 4,3), 3,73 (т, 1Н, На5', 2/ 6,7, 3/ 14,5), 4,11 (т, 1Н, Нь5', 2/ 6,9, 3/ 14,6), 4,17-4,23 (м, 1Н, Н4'), 5,39 (с, 1Н, Н7), 5,77 (с, 1Н, Н14). Спектр 13С ЯМР (СБСЬ), Ос, ррт: 14,01 (С20), 16,80 (С19), 18,03 (С2), 20,90 (С16), 21,40 (С17), 22,54 (С11), 25,65 (С6), 27,47 (С12), 40,51 (С'2), 34,50 (С10), 34,94 (С15), 37,26 (С3), 38,31 (С1), 44,92 (С5), 46,34 (С4), 50,94 (С9), 62,91 (С6), 65,70 (С5), 76,18 (С4), 109,31 (С2), 120,51 (С7), 122,45 (С14), 135,85 (С8), 145,10 (С13), 177,97 (С18). Найдено, %: С 74,10; Н 9,30. С24Н36О4. Вычислено, %: С 74,16; Н 9,34.

1,3-Диоксан-5-иловый эфир абиетиновой кислоты (4d). Выход 10,8 г (17%), желтое аморфное вещество. Спектр 1Н ЯМР (СБСЬ), О, м.д., /, Гц: 0,83 (с, 3Н, Ме20), 1,00 (д, 3Н, Н16, / 4,0), 1,02 (д, 3Н, Н17, / 3,2), 1,27 (с, 3Н, Ме19), 1,21-1,81 (м, 12Н, Н1, Н2, Н3, Н6, Н11, Н12), 3,66 (дд, 1Н, Нь6, 2/ 11,6, 3/ 4,3), 4,11 (д, 4Н, Н4', Н6', 2/ 3,3), 4,99 (д, 2Н, Н2', 2/ 3,3), 4,91 (д, 1Н, Н5', 2/ 6,3, / 2,8), 5,39 (с, 1Н, Н7), 5,77 (с, 1Н, Н14). Спектр 13С ЯМР (СБСЬ), Ос, ррт: 14,07 (С20), 16,88 (С19), 18,00 (С2), 20,91 (С16), 21,45 (С17), 22,53 (С11), 25,64 (С6), 27,45 (С12), 36,81 (С5), 34,53 (С10), 34,97 (С15), 37,21 (С3), 38,35 (С1), 44,93 (С5), 46,37 (С4), 50,95 (С9), 66,12 (С5'), 66,74 (С4'+С6), 76,18 (С4), 95,51 (С2), 120,55 (С7), 122,47 (С14), 135,88 (С8), 145,10 (С13), 177,98 (С18). Найдено, %: С 74,10; Н 9,30. С24ШО4. Вычислено, %: С 74,16; Н 9,34.

6,7, 3J 14,5), 4,11 (т, 1Н, Нь5, J 6,9, 3J 14,6), 4,174,23 (м, 1Н, H4'), 4,15 (к, 2H, CH2, J 7,1), 5,54 (с, 1H, H13). Спектр 13C ЯМР (CDCI3), 5c, ppm: 14,28 (C17), 15,56 (C18), 16,71 (C24), 17,02 (C8), 19,77 (С23), 19,96 (C16), 20,57 (C15), 21,56 (C5), 26,58 (С2"), 27,23 (C10), 32,77 (C14), 34,83 (C4), 35,68 (C11), 36,64 (C7), 36,94 (C9a), 37,68 (С22), 38,04 (C9), 40,5 (C'2), 40,48 (C3b),

45.67 (C11a), 46,87 (C6), 49,38 (C5a), 53,07 (C3a), 53,28 (C9a), 62,91 (С6'), 65,70 (С5), 66,32 (С21), 76,18 (С4'), 109,31 (С2'), 124,77 (C13), 148,31 (C12), 171,00 (C1), 172.78 (C3), 178,20 (C19). Найдено, %: C 70,00; H 8,29. C30H42O7. Вычислено, %: C 70,01; H 8,23.

(5-Этил-1,3-диоксан-5-ил)метиловый эфир малеопимаровой кислоты (5b). Выход 69,7 г (80%). Т. пл. 60 °С. Спектр 1Н ЯМР (CDCI3), 5, м.д., J, Гц: 0,60 (с, 3H, Me17), 0,62 (т, 3Н, Me9', 3J 7,6), 1,00 (д, 3H, H15, J 6,9), 0,96 (д, 3H, H16, J 6,4), 1,061,17 (м, 2Н, H8'), 1,17 (с, 3H, Me18), 1,21-1,91 (м, 12H, Н2, Н3, H4, H5, H7, H8, H9, H10), 1,25 (т, 3H, Н23, J 7,1), 2,26 (к, 1H, Ha5, J 6,7), 2,54 (дт, 1H, Hb9, 2J 3,0, 3J 13,8), 2,73 (д, 1H, Ha3, J 8,7), 3,09 (дд, 1H, H11, 2J 8,6, 3J 3,0), 3,57 (с, 1Н, Н2'), 3,61 (с, 4Н, Н4', Н6), 3,98 (д, 1H, Ha11, J 9,0), 4,15 (к, 2H, CH2, J 7,1), 5,54 (с, 1H, H13). Спектр 13C ЯМР (CDCI3), 5c, ppm: 6,86 (С9), 14,28 (C17), 15,56 (C18), 16,71 (C24), 17,02 (C8), 19,77 (С23), 19,96 (C16), 20,18 (С8 ), 23,59 (С5), 20,57 (C15), 21,56 (C5), 27,23 (C10), 32,77 (C14), 34.83 (C4),

35.68 (C11), 36,64 (C7), 36,94 (C9a), 37,68 (С22), 38,04 (C9), 40,5 (C'2), 40,48 (C3b), 45,67 (C11a), 46,87 (C6), 49,38 (C5a), 53,07 (C3a), 53,28 (C9a), 62,15 (С7), 64,96 (С4'+С6), 98,01 (С2), 66,32 (С21), 124,77 (C13), 148,31 (C12), 171,00 (C1), 172,78 (C3), 178,20 (C19). Найдено, %: C 70,48; H 8,41. C31H44O7. Вычислено, %: C 70,43; H 8,39.

(1,3-Диоксолан-4-ил)метиловый эфир малеопимаровой кислоты (5c). Выход 42,5 г (53%). Т. пл. 131 °С. Спектр 1Н ЯМР (CDCI3), 5, м.д., J, Гц: 0,60 (с, 3H, Me17), 1,00 (д, 3H, H15, J 6,9), 0,96 (д, 3H, H16, J 6,4), 1,17 (с, 3H, Me18), 1,21-1,91 (м, 12H, H4, H5, H7, H8, H9, H10), 1,25 (т, 3H, Н23, J 7,1), 2,26 (к, 1H, Ha5, J 6,7), 2,54 (дт, 1H, Hb9, 2J 3,0, 3J 13,8), 2,73 (д, 1H, Ha3, J 8,7), 3,09 (дд, 1H, H11, 2J 8,6, 3J 3,0), 3,98 (д, 1H, Ha11, J 9,0), 3,73 (т, 1Н, На5', 2J 6,7, 3J

14,5), 4,11 (т, 1Н, Нь5', 2/ 6,9, 3/ 14,6), 4,17-4,23 (м, 1Н, Н4'), 4,15 (к, 2Н, СН2, / 7,1), 5,54 (с, 1Н, Н13). Спектр 13С ЯМР (СБСЬ), 5о, ррт: 14,28 (С17), 15,56 (С18), 16,71 (С24), 17,02 (С8), 19,77 (С23), 19,96 (С16), 20,57 (С15), 21,56 (С5), 27,23 (С10), 32,77 (С14), 34,83 (С4), 35,68 (С11), 36,64 (С7), 36,94 (С9а), 37,68 (С22), 38,04 (С9), 40,5 (С'2), 40,48 (С3ь), 45,67 (С11а), 46,87 (С6), 49,38 (С5а), 53,07 (С3а), 53,28 (С9а), 62,91 (С6'), 65,70 (С5 ), 66,32 (С21), 76,18 (С4), 109,31 (С2), 124,77 (С13), 148,31 (С12), 171,00 (С1), 172,78 (С3), 178,20 (С19). Найдено, %: С 69,05; Н 7,81. С28Ш07. Вычислено, %: С 69,11; Н 7,87.

(1,3-Диоксан-5-ил)овый эфир малеопима-ровой кислоты (5d). Выход 13,6 г (17%). Т. пл. 131 °С. Спектр 1Н ЯМР (СБСЬ), 5, м.д., /, Гц: 0,60 (с, 3Н, Ме17), 1,00 (д, 3Н, Н15, / 6,9), 0,96 (д, 3Н, Н16, / 6,4), 1,17 (с, 3Н, Ме18), 1,21-1,91 (м, 12Н, Н2, Н3, Н4, Н5, Н7, Н8, Н9, Н10), 1,25 (т, 3Н, Н23, / 7,1), 2,26 (к, 1Н, На5, / 6,7), 2,54 (дт, 1Н, Нь9, 2/ 3,0, 3/ 13,8), 2,73 (д, 1Н, На3, / 8,7), 3,09 (дд, 1Н, Н11, 2/ 8,6, 3/ 3,0), 3,57 (с, 1Н, Н2'), 3,61 (с, 4Н, Н4', Н6'), 3,98 (д, 1Н, На11, / 9,0), 4,15 (к, 2Н, СН2, / 7,1), 5,54 (с, 1Н, Н13). Спектр 13С ЯМР (СБСЬ), 5с, ррт: 14,28 (С17), 15,56 (С18), 16,71 (С24), 17,02 (С8), 19,77 (С23), 19,96 (С16), 23,59 (С5'), 20,57 (С15), 21,56 (С5), 27,23 (С10), 32,77 (С14), 34,83 (С4), 35,68 (С11), 36,64 (С7), 36,94 (С9а), 37,68 (С22), 38,04 (С9), 40,5 (С'2), 40,48 (С3ь), 45,67 (С11а), 46,87 (С6), 49,38 (С5а), 53,07 (С3а), 53,28 (С9а), 64,96 (С4' + С6'), 98,01 (С2), 66,32 (С21), 124,77 (С13), 148,31 (С12), 171,00 (С1), 172,78 (С3), 178,20 (С19). Найдено, %: С 69,05; Н 7,81. С28Ш07. Вычислено, %: С 69,11; Н 7,87.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Сложные эфиры абиетиновой и малеопима-ровой кислот получали реакцией хлорангидридов 1, 2 и натриевых солей соответствующих спиртов 3a-d.

Реакцию алкоголятов с хлорангидридом проводили в толуоле в течение 3-6 ч при мольном соотношении реагентов 1:1,25. В этом случае реакция протекала быстрее и второй продукт (хлорид натрия), который нерастворим в толуоле, был легко удален из реакционной смеси, упрощая выделение целевого продукта. Полученные соединения представляли собой кристаллические вещества (схема).

Этерификация хлорангидридов 1 и 2 2,2-ди-метил-4-оксиметил-1,3-диоксоланилатом натрия 3a и 5-этил-5-оксиметил-1,3-диоксанилатом натрия 3Ь протекает с высокими выходами (75-80%), в случае реакции с неразделимой смесью формалей глицерина 3с + 3d ^ : 3d = 1 : 3), общий выход продуктов реакции не превышает 70% и приводит к смеси

эфиров 4c + 4d и 5c + 5d, соответственно, где содержание эфира 4c или 5c в три раза выше, чем эфира 4d или 5d. Соотношение изомеров образующихся эфиров 4c и 4d ^ и 5d) определяли по интегральной интенсивности протонов, находящихся при С-4' атоме 1,3-диоксоланового фрагмента для соединений 4c и 5с и при С-5' 1,3-диоксанового фрагмента - для соединений 4d и 5d. Вероятно, это связано с большей активностью первичной гидроксильной группы формали 3c по сравнению с вторичной ОН-группой формали 3d, которая менее активна.

R—ONa 3

MePh, 20-25oC, 3-6 h

R = (a) O^

H3C CH3

OV/° (c) O.

5a (75%); 5b ( .. O 5c (53%); 5d (17%)

(d)

Схема Scheme

Строение полученных сложных эфиров 4a-с и 5a-с, содержащих дитерпеновый фрагмент, подтверждено методами ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии и спектроскопии 1Н, 13С ЯМР. Для ИК спектров полученных соединений характерны полосы валентных колебаний С-Н связей в области 3027-2535 см-1 , а также колебаний карбонильной группы С=О при 1738-1730 и 1694-1696 см-1.

Цитотоксическую активность некоторых новых синтезированных соединений (5a, 5Ь) изучали на опухолевых культурах клеток А549 - карцинома легкого человека; МСБ-7 - аденокарци-нома молочной железы; НЕК293 - условно-нормальные эмбриональные клетки почки человека и 8Н-8У5У - линия клеток нейробластомы человека. Согласно литературным данным, метиловый эфир малеопимаровой кислоты обладает выраженной цитотоксичностью по отношению к условно-нормальным эмбриональным клеткам почки человека (НЕК293) по сравнению с МПК (табл. 1) [19]. Полученный новый (2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-ил)ме-тиловый эфир малеопимаровой кислоты 5a не влияет на метаболическую активность клеток НЕК293 и не проявляет цитотоксические свойства, а 5-этил -1,3-диоксан-5-ил)метиловый эфир малеопимаровой кислоты 5Ь оказался малотоксичным соединением

O

O

O

O—R

O

O

по отношению ко всем клеточным линиям в используемой концентрации (ИК50 >100 мкМ, где ИК50 - концентрация соединения, необходимая для 50% ингибирования жизнеспособности клеток in vitro).

Таблица

In vitro цитотоксическая активность производных малеопимаровой кислоты в клеточных линиях че-

ловека

Table. Cytotoxic activity of maleopimaric acid derivatives in human cell lines in vitro

IC50, мкМ

R HEK293 SH- SY5Y MCF-7 A549

1 H [19] 195,5±9,8

2 Me [19] 21,1±3,9

3 У H3C CH3 105,80 ± 8,12 >100 >100 >100

4 ov___„o 42,15 ± 8,84 43,96 ± 1,64 65,81 ± 2,00 42,15 ± 8,84

Значения IC50 (мкМ) получены из анализов монтмориллонита (МТТ). Клетки инкубировали с соединениями в течение 48 ч. Значения представляли ± SD из двух независимых экспериментов, выполненных в трех вариантах.

Экспериментальные данные хорошо согласуются с полученными ранее результатами, что сложные эфиры монохлор- и феноксиуксусных кислот и 1,3-диоксоциклоалкановых спиртов также не являются токсичными соединениями [20]. Низкая токсичность в отношении раковых клеток является хорошим показателем для дальнейшего изучения противомикробной, антикоагуляционной, антиагре-гационной и противовирусной активности.

ЛИТЕРАТУРА

1. ^лстиков Г.А., Толстикова Т.Г., Шульц Э.Э., Тол-стиков С.Е., Хвостов М.В. Смоляные кислоты хвойных России. Химия, фармакология. Новосибирск: Академ. изд-во Гео. 2011. 394 с.

2. Клюев А.Ю., Козлов Н.Г., Прокопчук Н.Р., Ламоткин А.И., Проневич А.Н., Скаковский Е.Д., Латышевич И.А. Получение, свойства и применение терпеноиднома-леиновых аддуктов. Изв. НАН Беларуси. Сер. хим. наук. 2016. № 4. C. 110-120.

3. Флейшер В.Л., Черная Н.В. Модифицированная канифоль: получение, свойства и применение. Минск: БГТУ. 2019. 305 с.

4. Попова Л.М., Курзин А.В., Вершилов С.В., Евдокимов А.Н. Химия и технология органических веществ на основе побочных продуктов ЦБП. СПб.: ВШТЭ СПб ГУПТД. 2016. 61 с.

5. Llevot A., Grau E., Carlotti S., Grelier S., Cramail H. Di-merization of Abietic Acid for the Design of Renewable Polymers by ADMET. Eur. Polym. J. 2015. V. 67. P. 409-417. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2014.10.021.

ВЫВОД

Нами изучена реакция этерификации хлор-ангидридов абиетиновой и малеопимаровой кислот натриевыми солями спиртов, содержащих 1,3-ди-оксациклановый фрагмент, и синтезирован ряд их новых гетероциклических производных. Показано, что при использовании алкоголятов натрия соответствующих спиртов реакция протекает в мягких условиях с высокими выходами и селективностью. Для производных малеопимаровой кислоты определена цитотоксическая активность на опухолевых культурах клеток карциномы легкого человека; адено-карциномы молочной железы; условно-нормальных эмбриональных клетках почки человека и клеток нейробластомы человека. Обнаружено, что новые сложные эфиры дитерпеновых кислот, содержащие циклоацетальный фрагмент, не обладают выраженным цитотоксическим действием и являются перспективными гибридными соединениями для изучения и создания на их основе противомикроб-ных, антикоагуляционных, антиагрегационных и противовирусных препаратов.

Исследования выполнены при финансовой поддержке конкурса лидерских проектов ФГБОУ ВО УГНТУ 2022 года № 15-2-22.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

The research was carried out with the financial support of the competition of leadership projects of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education UGNTU 2022 No. 15-2-22.

The authors declare the absence a conflict of interest warranting disclosure in this article.

REFERENCES

1. Tolstikov G.A., Tolstikova T.G., Shultz E.E., Tolstikov S.E., Khvostov M.V. Resin Acids of Coniferous Russia. Chemistry, Pharmacology. Novosibirsk: Academ. Izd. Geo. 2011. 394 p. (in Russian).

2. Klyuev A.Yu., Kozlov N.G., Prokopchuk N.R., Lamotkin A.I., Pronevich A.N., Skakovsky E.D., Latyshevich I.A Preparation, Properties and use of Terpenoid Maleic Adducts. Izv. NAN Bela-rusi. Ser. Khim. Nauk. 2016. N 4. P. 110-120 (in Russian).

3. Fleischer V.L., Chernaya N.V. Modified Rosin: Preparation, Properties and Application: Monograph. Minsk: BGTU. 2019. 305 p. (in Russian).

4. Popova L.M., Kurzin A.V., Vershilov S.V., Evdokimov A.N. Chemistry and technology of organic substances based on pulp and paper by-products. SPb .: VShTE SPb GUPTD. 2016. 61 p. (in Russian).

5. Llevot A., Grau E., Carlotti S., Grelier S., Cramail H. Di-merization of Abietic Acid for the Design of Renewable Polymers by ADMET. Eur. Polym. J. 2015. V. 67. P. 409-417. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2014.10.021.

6. Evdokimov AN., Kurzin A.V., Davydova I.L. Obtaining and application of esters based on carbohydrates and higher carbox-ylic, resin and hydroxy acids. Abstracts. report V All-Russia. conf.

6. Евдокимов А.Н., Курзин А.В., Давыдова И.Л Получение и применение сложных эфиров на основе углеводов и высших карбоновых, смоляных и гидроксикислот. Тез. докл. V Всерос. конф. «Химия и химическая технология: достижения и перспективы». Кемерово: КузГТУ. 2020. С. 37.1-37.2.

7. Lee H.J., Ravn M.M., Coates R.M. Synthesis and Characterization of Abietadiene, Levopimaradiene, Palustradiene, and Ne-oabietadiene: Hydrocarbon Precursors of the Abietane Diter-pene Resin Acids. Tetrahedron. 2001. V. 57. Р. 6155-6167. DOI: 10.1016/S0040-4020(01)00605-6.

8. Liu X., Xin W., Zhang J. Rosin-Based Acid Anhydrides as Alternatives to Petrochemical Curing Agents. Green Chem. 2009. V. 11. P. 1018-1025. DOI: 10.1039/b903955d.

9. Nyanikova G.G., PopovaLM., Gaidukov IN., Shabrina O.P., Vershilov S.V. Biocidal Activity of the Esterification Products of Polyfluoroalkyl Alcohols and Pentafluorophenol with Resin Acids. Russ. J. Gen. Chem. 2013. V. 83. P. 2738-2744. DOI: 10.1134/S1070363213130203.

10. Popova L.M., Vershilov S.V. The Etherification of the Al-cohol-Telomers (n= 3 and 4) with Abietic Acid. J. Fluorine Notes. 2012. V. 2. N 81. P. 7-8.

11. Третьякова Е.В., Салимова Е.В., Парфенова Л.В. Синтез, антимикробная и противогрибковая активность ацетиленовых производных смоляных кислот. Биоорг. хим. 2019. Т. 45. № 6. С. 650-657. DOI: 10.1134/S0132342319050154.

12. Раскильдина Г.З., Яковенко Е.А., Мрясова Л.М., Злот-ский С.С. Синтез и гербицидная активность эфиров и амидов арилоксиуксусных кислот, содержащих циклоацеталь-ный фрагмент. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 1. С. 91-97. DOI: 10.6060/ivkkt.20196201.5753.

13. Сахабутдинова Г.Н., Раскильдина Г.З., Мещерякова С.А., Шумадалова А.В., Борцова Ю.Л., Кузьмина У.Ш., Злотский С.С., Султанова Р.М. Антиоксидантная и цито-токсическая активность ряда O- и S-содержащих макроциклов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. Т. 63. Вып. 3. С. 82-87. DOI: 10.6060/ivkkt.20206303.6118.

14. Теренин В.И., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И. Практикум по органической химии. М.: Лаборатория знаний. 2020. 571 с.

15. Раскильдина Г.З., Борисова Ю.Г., Михайлова Н.Н., Мрясова Л.М., Кузнецов В.М., Злотский С.С. Регуляторы роста растений на основе циклических кеталей и их производных. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 1. С. 95-101. DOI: 10.6060/tcct.2017601.5475.

16. Тугарова А.В., Казакова А.Н., Камнев А.А., Злотский С.С. Синтез и бактерицидная активность замещенных циклических ацеталей. ЖОХ. 2014. Т. 84. № 10. С. 1652-1655.

17. Раскильдина Г.З., Валиев В.Ф., Султанова Р.М., Злотский С.С. Получение, строение и превращения циклических формалей глицирина. Изв. АН. Сер. хим. 2015. Т. 64. № 9. С. 2095-2099.

18. Богомазова, А.А., Михайлова Н.Н., Злотский С.С. Современная химия циклических ацеталей. Получение. Реакции. Свойства. Saarbrucken, Germany: LAP LAMBERT Acad. Publ. 2012. P. 87.

19. Sakhautdinov I.M., Malikova R.N., Khasanova D.V., Zainul-lina L.F., Vakhitov V.A., Lobov A.N., Vakhitova Y.V., Yunusov M.S. Effective Synthesis and Cytotoxic Activity of Methyl Maleopimarate Imides. Lett. Org. Chem. 2018. V. 15. N 10. P. 854-862. DOI: 10.2174/1570178615666180212154722.

20. Яковенко Е.А., Баймурзина Ю.Л., Раскильдина Г.З., Злотский С.С. Синтез, гербицидная и антиокислительная активность ряда гетеро- и карбоциклических производных монохлоруксусной кислоты. ЖПХ. 2020. Т. 93. № 5. С. 708-713. DOI: 10.31857/S0044461820050126.

"Chemistry and Chemical Technology: Achievements and Prospects". Kemerovo: KuzGTU. 2020. P. 37.1-37.2 (in Russian).

7. Lee H.J., Ravn M.M., Coates R.M. Synthesis and Characterization of Abietadiene, Levopimaradiene, Palustradiene, and Neoab-ietadiene: Hydrocarbon Precursors of the Abietane Diterpene Resin Acids. Tetrahedron. 2001. V. 57. P. 6155-6167. DOI: 10.1016/S0040-4020(01)00605-6.

8. Liu X., Xin W., Zhang J. Rosin-Based Acid Anhydrides as Alternatives to Petrochemical Curing Agents. Green Chem. 2009. V. 11. P. 1018-1025. DOI: 10.1039/b903955d.

9. Nyanikova G. G., PopovaL.M., Gaidukov IN., Shabrina O.P., Vershilov S.V. Biocidal Activity of the Esterification Products of Polyfluoroalkyl Alcohols and Pentafluorophenol with Resin Acids. Russ. J. Gen. Chem. 2013. V. 83. P. 2738-2744. DOI: 10.1134/S1070363213130203.

10. Popova L.M., Vershilov S.V. The Etherification of the Al-cohol-Telomers (n= 3 and 4) with Abietic Acid. J. Fluorine Notes. 2012. V. 2. N 81. P. 7-8.

11. Tretyakova E.V., Salimova E.V., Parfenova L.V. Synthesis, antimicrobial and antifungal activity of acetylene derivatives of resin acids. Bioorg. Khim. 2019. V. 45. N 6. P. 650-657 (in Russian). DOI: 10.1134/S0132342319050154.

12. Raskil'dina G.Z., Yakovenko E.A., Mryasova L.M., Zlotskii S.S. Synthesis and Herbicid Activity of Aryloxya-cetic Acids and Amides of Aryloxy Acetic Acids Containing Cycloacetal Fragment. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.J. 2019. V. 62. N 1. P. 91-97 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196201.5753.

13. Sakhabutdinova G.N., Raskil'dina G.Z., Meshcherya-kova S.A., Shumadalova A.V., Bortsova Yu.L., Kuzmina U.Sh., Zlotsky S.S., Sultanova R.M. Antioxidant and Cytotoxic Activity of a Series of O-and S-containing Macrocycles. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 3. P. 82-87 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206303.6118.

14. Terenin V.I, Livantsov M.V., Livantsova L.I. Workshop on Organic Chemistry. 4th ed., Electron. M.: Laboratoriya znaniy. 2020. 571 p. (in Russian).

15. Raskil'dina G.Z., Borisova Yu.G., Mikhailova N.N., Mriasova L.M., Kuznetsov V.M., Zlotskii S.S. Plant Growth Regulators Based on Cyclic Ketals and Their Derivatives. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 1. P. 95-101 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017601.5475.

16. Tugarova AV., Kazakova AN., Kamnev AA, Zlotckiy S.S. Synthesis and bactericidal activity of substituted cyclic acetals. Russ. J. Gen. Chem. 2014. V. 84. N 10. P. 1930-1933. DOI: 10.1134/S1070363214100119.

17. Raskildina G.Z., Valiev V.F., Sultanova R.M, Zlotckii S.S. Synthesis, Structure, and Transformations of Cyclic Glycerol Formals. Izv. ANSer. Khim. 2015. V. 64. N 9. P. 2095-2099 (in Russian).

18. Bogomazova, A.A., Mikhailova N.N., Zlotsky S.S. Modern Chemistry of Cyclic Acetals. Receipt. Reactions Properties. Saarbrucken, Germany: LAP LAMBERT Acad. Publ. 2012. P. 87 (in Russian).

19. Sakhautdinov I.M., Malikova R.N., Khasanova D.V., Zainul-lina L.F., Vakhitov V.A., Lobov A.N., Vakhitova Y.V., Yunusov M.S. Effective Synthesis and Cytotoxic Activity of Methyl Maleopimarate Imides. Lett. Org. Chem. 2018. V. 15. N 10. P. 854-862. DOI: 10.2174/1570178615666180212154722.

20. Yakovenko E.A., Baimurzina Y.L., Raskil'dina G.Z., Zlotskii S.S. Synthesis and Herbicidal and Antioxidant Activity of a Series of Hetero- and Carbocyclic Derivatives of Mon-ochloroacetic Acid. Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. N 5. P. 712-720. DOI: 10.1134/S1070427220050122.

Поступила в редакцию (Received) 15.09.2021 Принята к опубликованию (Accepted) 21.02.2022