CC BY
13
ISSN 1998-4812
Вестник Башкирского университета. 2018. Т. 23. №4
1059
УДК 547.484.8; 547.914.4
СИНТЕЗ КОНЪЮГАТОВ 9-ОКСО-2Я-ДЕЦЕНОВОИ КИСЛОТЫ
С БЕТУЛИНОМ
© В. А. Выдрина*, Г. Р. Мингалеева
Уфимский институт химии УФИЦ РАН Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 71.
Тел./факс: +7 (347) 235 60 66.
*Email: insect@anrb.ru
9-Оксо-2Е-деценовая кислота является многофункциональным феромоном медоносных пчел Apis mellifera L. Она проявляет широкий спектр фармакологической активности: антибактериальные, антидотные, противовоспалительные, ускорителя заживления лоскутных ран и термических ожогов, иммуномодулятора (на теплокровных животных) и противовар-роатозное, антибактериальное и противогрибковое действие (на медоносных пчелах). Три-терпеноид бетулин обладает широким спектром фармакологической активности: антисептической, противорахитной, ранозаживляющей, гипохолестеринемической, противовоспалительной, желчегонной, гепатопротекторной, анти-ВИЧ и противоопухолевой. Впервые получены конъюгаты (гибридные молекулы) 9-оксо-2Е-деценовой кислоты - многофункционального феромона медоносной пчелы Apis mellifera L. - с фармакологически активным тритерпе-ноидом бетулином. Взаимодействие хлорангидрида 9-оксо-2Е-деценовой кислоты с бетули-ном в пиридине протекало только по первичной гидроксильной группе, для ацилирования вторичной гидрокси-функции необходимо добавление каталитического количества 4-диметил-аминопиридина.
Ключевые слова: 9-оксо-2Е-деценовая кислота, бетулин, конъюгаты, моно- и диэфиры бетулина, конденсация.
Введение
Конъюгаты - химически синтезированные гибридные молекулы, в которых присутствуют две или более фрагмента биологически активных молекул - широко используются в медицине и экспериментальной биологии. Поскольку тритерпеноид бетулин (1) обладает широким спектром фармакологической активности: антисептической, противо-рахитной, ранозаживляющей, гипохолестеринемической, противовоспалительной, желчегонной, гепатопротекторной, включая анти-ВИЧ и противоопухолевое действие, в последние годы в терапию ряда социально значимых заболеваний вводятся препараты на его основе [1-3].
Также известно, что 9-оксо-2Е-деценовая кислота (2), являющаяся многофункциональным феромоном медоносных пчел Apis mellifera L., проявляет широкий спектр фармакологической активности: антибактериальные, антидотные, противовоспалительные, ускорителя заживления лоскутных ран и термических ожогов, иммуномодулятора (на теплокровных животных) и противоварроатозное, антибактериальное и противогрибковое действие (на медоносных пчелах) [4].
Мы предположили, что сочетание в одной молекуле фрагментов бетулина (1) и сопряженной кислоты (2) может усилить имеющиеся фармакологические свойства и/или способствовать возникно-
вению иной биологической активности. Конъюгаты на основе 9-оксо-2£-деценовой кислоты (2) до настоящего времени были не известны. В литературе описано получение ряда фармакологически активных гибридных молекул бетулина (1) с производными хлорофилла а [5], а-токоферолом и его синтетическими аналогами [6] и 3-азидотимидином [7-8].
Результаты и их обсуждение
Нами впервые получены конъюгаты 9-оксо-2£-деценовой кислоты (2) с бетулином (1) как по первичной гидроксильной группе, так и по обеим. Для этого непредельная кислота (2) действием тио-нилхлорида была переведена в соответствующий хлорангидрид (3), согласно [9]. Взаимодействие его с бетулином (1) в пиридине протекало только по первичной гидроксильной группе, приводя к моноэфиру (4) с выходом 21%. Ацилирование по обеим гидроксильным группам проходит при добавлении каталитических количеств DMAP и приводит к ди-замещенному производному (5) с выходом 15%. Полученные сложные эфиры (4) и (5) были отделены хроматографически от непрореагировавших кетокислоты (2) и бетулина (1).
Таким образом, нами впервые осуществлен синтез конъюгатов 9-оксо-2£-деценовой кислоты (2) с бетулином (1) как по первичной гидроксиль-ной группе, так и по обеим.
,COOH
SOCl,
,COCl
HO1
Экспериментальная часть
В работе использовали оборудование Центра коллективного пользования «Химия» УфИХ УФИЦ РАН. ИК-спектры записывали на приборе IR Pres-tige-21 (Fourier Transform Spectrophotometer, Shi-madzu) в тонком слое. Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре «BRUKER АМ-500» (рабочая частота 500.13 МГц для 1H и 126.76 МГц для 13С) в растворе CDCl3 с внутренним стандартом TMS. Масс-спектры сняты на приборе Shimadzu LCMS 2010 EV в условиях ХИАД при энергии электронов 20 эВ с регистрацией положительных и отрицательных ионов. Жидкая подвижная фаза вода и ацетонитрил (95/5) при скоростях потока носителя 0.02 мл/мин. Для колоночной хроматографии использовали SiO2 (70-230) марки «Lancaster» (Англия). Контроль ТСХ осуществляли на SiO2 марки Sorbfil (Россия). Данные элементного анализа отвечали вычисленным. Оптическое вращение измерено на поляриметре «Perkin-Elmer-241-MC». В работе использовали бетулин (оптическая чистота 100%) фармацевтической компании «БетулаФарм» (г. Пермь, Россия).
28-0-(9-оксодец-2£'-еноил)-2О(29)-лупен-3-ол (4). К перемешиваемому раствору 1.41 г (7.0 ммоль) хлорангидрида (3), полученного из 1.29 г (7.0 ммоль) 9-оксо-2£-деценовой кислоты (2) [9] [ИК спектр (v, см-1): 1753 (СОО), 1719 (С=О), 1626 (С=С), 486 (C-Cl)], в 30 мл сухого СН2С12 прибавляли по каплям раствор 1.00 г (2.3 ммоль) бетулина (1) и 0.4 мл (4.6 ммоль) абс. Py в 20 мл сухого СН2С12 (0 оС, Ar). Реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре 6 ч (контроль ТСХ), затем разбавляли 30 мл СН2С12, последовательно промывали 5% HCl, холодными насыщенными растворами NaHCO3 и NaCl, сушили MgSO4, упаривали. Остаток (2.10 г) хроматографировали (SiO2, ПЭ-
МТБЭ, 5:1). Получили 0.30 г (21%) монозамещен-ного бетулина (4), Rf 0.5 (ПЭ-МТБЭ, 1:2). [a]D +54.0o (c 1.5; CHCl3). ИК спектр (v, см-1): 3520 (OH), 1718 (СОО), 1701 (С=О), 1653 (С=С). Спектр ЯМР 1Н (5, м.д., J, Гц): 0.64-0.68 (м, 1Н, Н-5), 0.74 и 0.80 (с, 6Н, СН3), 0.82-0.91 (м, 2Н, Н-18, НА-1),
0.95, 0.96 и 1.02 (с, 9Н, СН3), 1.04-1.66 (м, 24Н, НВ-
1, Н-2, Н-6, Н-7, H-9, Н-11-13, Н-15, Н-16, Н-5', Н-6', H-7', ОН), 1.67 (с, 3Н, С-29), 1.68-2.00 (м, 3Н, Н-19, Н-21), 2.12 (с, 3Н, С-10'), 2.16-2.48 (м, 6Н, Н-20, Н-4', Н-8'), 3.16 (дд, 1Н, J 11.6, 5.6 Гц, Н-3), 3.89 (д, 1Н, J 11.0 Гц, Н-28), 4.29 (д, 1Н, J 11.0 Гц, Н-28), 4.57 и 4.67 (уш.с, 2Н, Н-30), 5.81 (д, 1Н, J 15.6 Гц, Н-2'), 6.87-6.98 (м, 1 Н, Н-3'). Спектр ЯМР 13С (5, м.д.): 14.78, 15.37, 16.03, 16.09 (СН3), 18.28 (СН2, С-6), 19.14 (СН3, С-29), 20.79 (СН2, С-11), 23.47 (СН2, С-7'), 25.19 (СН2, С-20), 27.09 (СН2, С-12), 27.39 (СН2, С-2), 27.80 (СН2, С-5'), 27.99 (СН3, С-23), 28.65 (СН2, С-6'), 29.62 и 29.84 (СН2, С-16, С-21), 29.90 (СН3, С-10'), 31.99 (СН2, С-4'), 33.67 (СН2, С-15), 34.19 (СН2, С-7), 37.14 (С, С-10), 37.58 (СН, С-13), 38.71 (СН2, С-1), 38.86 (С, С-4), 40.87 (С, С-8),
42.70 (С, С-14), 43.53 (СН2, С-8'), 46.50 (С, С-17),
47.71 (СН, С-19), 48.82 (СН, С-9), 50.37 (СН, С-18), 55.30 (С, С-5), 62.49 (СН2, С-28), 78.95 (СН, С-3), 109.83 (СН, С-30), 121.43 (СН, С-2'), 149.06 (СН, С-3'), 150.20 (С, С-22), 167.18 (-С02-, С-1'), 209.00 (С=0, С-9). Масс-спектр (APCI, 20 эВ), m/z C40H6404 (608.48): Scan (C+): 626.93 [М+Н+H20]+, 425.38 ^-^0^03+4+.
28-0,3-0-ди(9-оксодец-2£'-еноил)-20(29)-лупен (5). К перемешиваемому раствору 1.41 г (7.0 ммоль) хлорангидрида (3), полученного из 1.29 г (7.0 ммоль) 9-оксо-2£'-деценовой кислоты (2) [9], в 30 мл сухого СН202 прибавляли по каплям раствор 1.00 г (2.3 ммоль) бетулина (1) и 0.4 мл (4.6 ммоль) абс. Py в 20 мл сухого СН202 (0 оС, Ar), затем до-
O
O
3
2
O
O
ISSN 1998-4812
Вестник Башкирского университета. 2018. Т. 23. №4
1061
бавляли 0.06 г (0.5 ммоль) DMAP. Реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре 6 ч (контроль ТСХ), затем разбавляли 30 мл CH2Cl2, последовательно промывали 5% HCl, холодными насыщенными растворами NaHCO3 и NaCl, сушили MgSO4, упаривали, остаток хроматографировали (SiO2, ПЭ-МТБЭ, 5:1). Получили 0.30 г (15%) диза-мещенного бетулина (5), Rf 0.6 (ПЭ-МТБЭ, 1:2). [a]D +32.0o (c 2.0; CHCl3). ИК спектр (v, см-1): 1718 (СОО), 1701 (С=О), 1653 (С=С). Спектр ЯМР 1Н (5, м.д., J, Гц): 0.87 и 0.87 (с, 6Н, СН3), 0.74-0.79 (м,
IH, Н-5), 0.82-0.91 (м, 1Н, Н-18,), 0.92, 0.96 и 1.02 (с, 9Н, СН3), 1.04-1.66 (м, 30Н, Н-1, Н-2, Н-6, Н-7, H-9, Н-1Ш3, Н-15, Н-16, Н-5', Н-5", Н-6', Н-6", H-7', H-7"), 1.67 (с, 3Н, С-29), 1.68-2.00 (м, 3Н, Н-19, Н-21), 2.12 (с, 6Н, С-10', C-10"), 2.14-2.50 (м, 10Н, Н-20, Н-4', Н-4", Н-8', Н-8"), 4.40-4.60 (м, 3Н, Н-3, Н-30), 3.89 (д, 1Н, J 11.0 Гц, Н-28), 4.29 (д, 1Н, J
II.0 Гц, Н-28), 5.71-6.11 (м, 2Н, Н-2', H-2"), 6.806.98 (м, 2 Н, Н-3', H-3"). Спектр ЯМР 13С (5, м.д.): 15.37, 16.03, 16.09 (СН3), 17.31 (СН2, С-6), 19.13 (СН3, С-29), 20.79 (СН2, С-11), 23.47 (СН2, C-7', С-7"), 25.19 (СН2, С-20), 25.69 (CH3, C-24) 27.09 (СН2, С-12), 28.05 (СН2, С-2), 27.80 (СН2, C-5', С-5"),
25.69 (СН3, С-23), 28.65 (СН2, C-6', С-6"), 29.62 и 29.84 (СН2, С-16, С-21), 29.90 (СН3, C-10', С-10"), 31.89 (CH2, C-4'), 31.99 (СН2, С-4"), 33.67 (СН2, С-15), 33.79 (СН2, С-7), 38.07 (С, С-10), 37.58 (СН, С-13), 41.50 (СН2, С-1), 38.66 (С, С-4), 41.38 (С, С-8),
42.70 (С, С-14), 43.53 (СН2, C-8', С-8"), 46.50 (С, С-
17), 47.71 (СН, С-19), 49.27 (СН, С-9), 50.37 (СН, С-
18), 52.70 (С, С-5), 62.49 (СН2, С-28), 80.98 (СН, С-3), 109.83 (СН, С-30), 121.15 (СН, С-2'), 121.43 (СН, С-2"), 147.70 (СН, С-3'), 149.06 (СН, С-3"), 150.20 (С, С-22), 166.85 (-СO2-, С-1'), 167.18 (-СO2-, С-1"), 209.00 (С=0, С-9', C-9"). Масс-спектр (APCI, 20 эВ), m/z C50H78O6 (775.16): Scan (C+): 592.31 [М-C10H16O3+Н]+, 407.03 [М-2C1oH16O3+Н]+.
ЛИТЕРАТУРА
1. Толстиков Г. А., Флехтер О. Б., Шульц Э. Э., Балти-на Л. А., Толстиков А. Г. Бетулин и его производные. Химия и биологическая активность // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. №1. С. 1-30.
2. Salvador J.A.R., Leal A.S., Alho D.P.S., Gonjalves B.M.F., Valdeira A.S., Mendes V.I.S., Jing Y. Chapter 2 - Highlights of Pentacyclic Triterpenoids in the Cancer Settings / in Studies in Natural Products Chemistry. 2014. V. 41. P. 33-73. URL: https: //doi.org/10.1016/B978-0-444-63294-4.00002-4
3. Jonnalagadda S.C., Summan P., Morgan D.C., Seay J.N. Chapter 2 - Recent Developments on the Synthesis and Applications of Betulin and Betulinic Acid Derivatives as Therapeutic Agents / in Studies in Natural Products Chemistry. 2017. V. 53. P. 45-84. URL: https: //doi.org/10.1016/B978-0-444-63930-1.00002-8
4. Ишмуратова Н. М., Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Тамбовцев К. А., Исмагилова А. Ф., Толстиков Г. А. Маточное вещество медоносных пчел: свойства, синтез, применение в пчеловодстве и шмелеводстве / Москва: Наука, 2015. 179 с.
5. Мальшакова М. В., Белых Д. В., Алексеев И. Н., Витязе-ва О. В., Кучин А. В. Конъюгаты производных хлорофилла ас бетулином // Макрогетероциклы. 2013. Т. 6. №»1. С. 62-66.
6. Спивак А. Ю., Халитова Р. Р., Бельский Ю. П., Иванова А. Н., Шакурова Э. Р., Бельская Н. В., Одиноков В. Н., Данилец М. Г., Лигачева А. А. Синтез конъюгатов лупа-новых тритерпеноидов с антиоксидантами хроманового ряда и изучение in vitro их влияния на продуцирование оксида азота и активность аргиназы в активированных макрофагах // Известия Академии наук. Сер. хим.. 2010. .№12. С.2164-2174.
7. Bori I.D., Hung H.-Y., Qian K., Chen C.-H., Morris-Natschke S.L., Lee K.-H. Anti-AIDS agents. 88. Anti-HIV conjugates of betulin and betulinic acid with AZT prepared via click chemistry // Tetrahedron Lett. 2012. V. 53. No. 15. P. 1987-1989.
8. Xiong J., Kashiwada Y.,, Chen C.-H., Qian K., Morris-Natschke S.L., Lee K.-H., Takaishi Y. Conjugates of betulin derivatives with AZT as potent anti-HIV agents // Bioorg. Med. Chem. 2010. V. 18. N 17. P. 6451-6469.
9. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Мингалеева Г. Р., Муслухов Р. Р., Вырыпаев Е. М., Галкин Е. Г., Толстиков А. Г. Синтез макрогетероциклических соединений, содержащих эфирные и гидразидные фрагменты, из тетрагид-ропирана // Макрогетероциклы. 2011. Т. 4. №»1. C. 50-57.
Поступила в редакцию 02.10.2018 г.
SYNTHESIS OF CONJUGATES OF 9-OXO-2E-DECENOIC ACID WITH BETULIN
© V. A. Vydrina*, G. R. Mingaleeva
Ufa Institute of Chemistry, Ufa Scientific Center ofRAS 71 Oktyabrya Avenue, 450054 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
Phone: +7 (347) 235 60 66.
*Email: insect@anrb.ru
9-Oxo-2E-decenoic acid is a multifunctional pheromone of honeybees Apis mellifera L. It exhibits a wide range of pharmacological activity: antibacterial, antidote, antiinflammatory, accelerating healing of patchwork wounds and thermal burns, immunomodulatory (in warm-blooded animals), antivaratogenic, antibacterial, and antifungal (in honeybees). Tri-terpenoid betulin has a wide spectrum of pharmacological activity: antiseptic, anticancer, wound healing, hypocholesterolemic, antiinflammatory, choleretic, hepatoprotective, anti-HIV, and antitumor. The authors of the article are the first scholars who obtained conjugates (hybrid molecules) of 9-oxo-2E-decenoic acid with pharmacologically active triterpenoid betulin. The reaction of 9-oxo-2E-decenoic acid chloride with betulin in pyridine proceeded only through the primary hydroxyl group, the addition of a catalytic amount of 4-dimethyl-aminopyridine is required for acylation of the secondary hydroxy-function.
Keywords: 9-oxo-2E-decenoic acid, betulin, conjugates, mono- and diesters of betu-lin, condensation.
Published in Russian. Do not hesitate to contact us at bulletin_bsu@mail.ru if you need translation of the article.
REFERENCES
1. Tolstikov G. A., Flekhter O. B., Shul'ts E. E., Baltina L. A., Tolstikov A. G. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 2005. No. 1. Pp. 1-30.
2. Salvador J.A.R., Leal A.S., Alho D.P.S., Gonjalves B.M.F., Valdeira A.S., Mendes V.I.S., Jing Y.doi.org/10.1016/B978-0-444-63294-4.00002-4
3. Jonnalagadda S.C., Summan P., Morgan D.C., Seay J.N.doi.org/10.1016/B978-0-444-63930-1.00002-8
4. Ishmuratova N. M., Ishmuratov G. Yu., Yakovleva M. P., Tambovtsev K. A., Ismagilova A. F., Tolstikov G. A. Matochnoe veshchestvo medonosnykh pchel: svoistva, sintez, primenenie v pchelovodstve i shmelevodstve [Honeybee queen substance: properties, synthesis, application in beekeeping and bumblebee breeding] / Moscow: Nauka, 2015.
5. Mal'shakova M. V, Belykh D. V., Alekseev I. N., Vityazeva O. V, Kuchin A. V. Makrogeterotsikly. 2013. Vol. 6. No. 1. Pp. 62-66.
6. Spivak A. Yu., Khalitova R. R., Bel'skii Yu. P., Ivanova A. N., Shakurova E. R., Bel'skaya N. V., Odinokov V. N., Danilets M. G., Ligacheva A. A. Izvestiya Akademii nauk. Ser. khim.. 2010. No. 12. Pp. 2164-2174.
7. Bori I.D., Hung H.-Y., Qian K., Chen C.-H. Tetrahedron Lett. 2012. Vol. 53. No. 15. Pp. 1987-1989.
8. Xiong J., Kashiwada Y.,, Chen C.-H., Qian K. Bioorg. Med. Chem. 2010. Vol. 18. N 17. Pp. 6451-6469.
9. Ishmuratov G. Yu., Yakovleva M. P., Mingaleeva G. R., Muslukhov R. R., Vyrypaev E. M., Galkin E. G., Tolstikov A. G. Makrogeterotsikly. 2011. Vol. 4. No. 1. Pp. 50-57.
Received 02.10.2018.
