CC BY
20
УДК 547.7
М. А. Назаров (асп.) 1, Л. А. Жикина (студ.) 2, И. А. Толмачева (к.х.н., с.н.с.) 1, В. В. Гришко (к.х.н., зав. лаб.) 1
СИНТЕЗ ТРИТЕРПЕНОВЫХ АЦЕТИЛГИДРАЗОНОВ НА ОСНОВЕ АЛЛОБЕТУЛИНА
1 Институт технической химии УрО РАН, лаборатория биологически активных соединений 614013, г. Пермь, ул. Акад. Королева, 3, e-mail: [email protected], [email protected] 2 Пермский государственный национальный исследовательский университет 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, e-mail: [email protected]
M. N. Nazarov, L. A. Zhikina, I. A. Tolmacheva, V. V. Grishko
SYNTHESIS OF TRITERPEN ACETYLHYDRAZONES BASED ON ALLOBETULIN
1 Institute of Technical Chemistry of Ural Branch of the RAS 3, Akademika Koroleva Str., 614013, Perm, Russia, e-mail: [email protected],
[email protected] 2 Perm State National Research University 15, Bukireva Str., 614990, Perm, Russia, e-mail: [email protected]
На основе аллобетулина, легко получаемого из доступного лупанового тритерпеноида бетули-на, в результате окисления селенистой кислотой 3^,28^-дибензоилокси-18а,19^И-урс-20(21)-ена и 2-формил-19Ь,28-эпоксиолеанан-1(2)-ен-3-она синтезированы 18а, 19ДИ-урсановый и 19^,28-эпокси-18аН-олеанановый альдегиды. Полученные тритерпеновые альдегиды при взаимодействии с ацетилгидразином в условиях кислотного катализа образуют ацетилгидразоны 3^,28^-ди-бензоилокси-18а, 19^И-урс-20(21)-ен-29-аля и 2-формил-19Ь,28-эпоксиолеанан-1(2)-ен-3-она, перспективные в качестве новых биологически активных соединений.
Ключевые слова: аллобетулин; аллобетулон; альдегиды; ацилгидразоны; бетулин; гидразо-ны; олеанан; тритерпеноиды; урсан.
Работа выполнена при финансовой поддержке программы Президиума РАН «Биомолекулярная химия и органический синтез» (№ 18-7-3-4).
В последнее время активно развивается направленный синтез биологически активных гетероатомных производных на основе пента-циклических тритерпеноидов В частности, среди множества азотсодержащих лупановых и олеанановых тритерпеноидов интерес вызывают соединения, имеющие в структуре фраг-
Дата поступления 10.10.17
3j6,28j6-Dibenzyloxy-18a,19j6H-urs-20(21)-en 2 and 2-formic-19j6,28-epoxyoleanan-1(2)-en-3-on 5 were synthesized based on allobetuline which easy to obtain from available lupane triterpenoid betuline. Oxidation of compounds 2 and 5 by selenous acid led to 18a,19^H-ursen and 19Д28-epoxy-18aH-oleanan aldehydes 3, 6. Acetylhyd-razones of 3^,28^-dibenzyloxy-18a, 19^H-urs-20(21)-en-29-al 7 and 2-formic-19^,28-epoxy-oleanan-1(2)-en-3-on 8 were obtained in the reaction of triterpen aldehydes 3, 6 with acetylhydrazine in acidic condition. Obtained compounds 7, 8 are perspective as new biologically active compounds.
Key words: acetylhydrazones; aldehydes; allobetulin; allobetulone; betulin; hydrazones; oleanan; triterpenoids; ursan.
The work was carried out with the financial support of the program of the Presidium of the Russian Academy of Sciences «Biomolecular Chemistry and Organic Synthesis» (№ 18-7-3-4)
менты гидразида и/или гидразона. Ha основе бетулиновой и бетулоновой кислот получены гидразоны и гидразиды с высокой анти-ангио-генной и противовирусной активностью 2-5. Тритерпеноиды с заместителем типа ацетил-гидразона в 2,3-секофрагменте проявляют высокий уровень вирус-ингибирующего и профилактического действия в отношении оболочеч-ного вируса везикулярного стоматита 6'7, а их
структурные модификанты с фрагментом 1,3,4-оксадиазолина обладают цитотоксичес-ким действием .
В продолжение исследований в данной области на основе аллобетулина нами осуществлен синтез тритерпеновых ацетилгидразо-нов 18а, 19^И-урсанового и 19^,28-эпокси-18аН-олеананового типа (схема 1).
На начальном этапе схема синтеза целевых ацетилгидразонов предполагала введение альдегидной функции в молекулу тритерпено-ида. Кипячением аллобетулина 1 в толуоле с бензоилхлоридом получено 18а, 19£Н-урсано-вое 3^,28^-дибензоилпроизводное 2 9, окислением И25е03 в 1,4-диоксане которого синтезирован альдегид 3 10.
В результате окисления И25е03 в 1,4-диок-сане 2-гидроксиметилен-19Д28-эпоксиолеан-3-она 5, полученного из аллобетулона 4 по известной методике 11, получен альдегид 6. Строение соединения 6 подтверждено данными ИК, *Н и 13С ЯМР спектроскопии. В ИК спектре соединения 6 присутствуют полосы поглощения в области 1720 и 1701 см-1 , отвечающие валентным колебаниям групп СН=0 и С=0. В спектре *Н ЯМР наряду с сигналами протонов, характерными для 19Д28-эпоксидного фрагмента, регистрируются синглеты протона С1 и протона альдегидной группы при 7.87 и 9.98 м.д., соответственно. В спектрах 13С ЯМР имеются характерные сигналы атомов углерода групп С3=0 (203.00 м.д.) и СНО (189.83 м.д.).
Ацетилгидразоны 7 и 8 получены взаимодействием ацетилгидразина с альдегидами 3 и 6 в этаноле в присутствии каталитических количеств ледяной уксусной кислоты. Строение синтезированных гидразонов 7, 8 подтвержде-
29
но данными ИК, 1Н и 13С ЯМР спектроскопии. В ИК спектрах гидразонов 7, 8 наблюдаются полосы поглощения валентных колебаний групп CH=N (1674 см-1), и NH (3186— 3210 см-1). В спектрах 1Н ЯМР соединений 7 и 8 присутствуют сигналы протонов фрагментов ацетилгидразона: синглет протонов ацетильного заместителя в области 2.28—2.24 м.д., синглет иминного протона в области 7.29—7.68 м.д. и широкий синглет протона аминогруппы в области 9.11—8.94 м.д. В спектрах 13С ЯМР сигнал карбонильного углерода ацетильной группы регистрируется при 172.86—172.83 м.д.
Экспериментальная часть
ИК спектры регистрировали на спектрофотометре Bruker (Германия) в вазелиновом масле. Спектры ЯМР 1Н и 13С записывали для растворов в CDCl3 на ЯМР-спектрометре Bruker AVANCE II (400 МГц и 100 МГц соответственно), внутренний стандарт — ТМС и ГМДС. Пороговое значение температуры в точке плавления при скорости нагрева 1 оС / мин определяли на приборе OptiMelt MPA100 (США). Величины удельного оптического вращения определяли для растворов в CHCl3 на поляриметре 341 модели Perkin-Elmer (США) при длине волны 589 нм. Колоночную хроматографию проводили на силикагеле марки «Merck» (0.35—0.70 мм), соотношение вещества и сорбента ~ 1 : 50, элюирующую смесь подбирали для каждого соединения индивидуально. Для ТСХ использовали пластины «Sorbfil» (Россия), обнаружение веществ осуществляли нанесением 5% раствора серной кислоты в воде и последующим нагреванием.
HO
OCOPh
1,4-диоксан
<t° H2NNHCOCH3 C2H5OH, CH3COOH
Л
HN *O i
OCOPh
COPh
28
3
7
Схема 1
3^,28^-Дибензоилокси-18а,19^Н-урс-20(21)-ен 2.
К раствору 2 г (22.5 ммоль) соединения 1 в безводном толуоле (10 мл) добавляли 1.5 мл (90.0 ммоль) бензоилхлорида, кипятили 5 ч. Растворитель отгоняли, остаток очищали с помощью колоночной хроматографии на силика-геле (элюент петролейный эфир : этилацетат, 25:1). Выход 50%, прозрачные кристаллы. Тпл 221 °С. Лит. 9 Тпл 220-224 оС.
Спектр *Н ЯМР (СБС13, 5, м.д., //Гц): 0.86, 0.87, 0.94, 0.96, 1.04, 1.60 (18Н, 6с, 6СН3); 0.99 (3Н, д, / = 6.4, С30Н3 ); 4.04 и 4.51 (2Н, 2д, / = 10.8, С28Н2); 4.67 (1Н, дд, / = 11.0, 5.1, С3Н2) 5.22 (1Н, д, / = 6.8, С21Н); 7.34-7.38, 7.45-7.49 и 7.94-7.99 (10Н, 3м, 2РЬ).
Спектр 13С ЯМР (СЭС13, 5, м.д.,): 14.55, 15.65, 15.84, 16.29, 17.72, 21.00; 21.08, 22.45, 23.29, 26.41, 27.12, 27.63, 30.27, 33.63, 35.12, 35.73, 36.63, 37.31, 37.74, 38.04, 38.26, 40.72, 41.82, 48.35, 49.91, 55.05, 61.89, 81.11; 117.55; 127.79 (2С), 127.82 (2С), 129.00 (2С), 129.03 (2С), 130.28, 130.60, 132.14, 132.20, 139.74, 165.77, 166.18.
3^,28^-Дибензоилокси-18а,19^Н-урс-20(21)-ен-29-аль 3.
К раствору 5 г (8.0 ммоль) соединения 2 в безводном 1,4-диоксане (50 мл) добавляли 5 г (38.0 ммоль) Н2Бе03, кипятили 4 ч, растворитель отгоняли. Остаток очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент петролейный эфир:этилацетат, 10:1). Выход 73%, прозрачные кристаллы. Тпл 249.0 оС. Лит. 9 Т„л 247.0-251.0 оС.
ИК спектр (п, см-1): 1682 (НС=0), 1717 (СООРЬ).
Спектр *Н ЯМР (СЭС13, 5, м.д., //Гц): 0.94, 0.95, 1.02, 1.06, 1.11, (15Н, 5с, 5СН3); 1.09 (3Н, д, / = 6.4, С30Н3); 3.87 и 4.58 (2Н, д, / = 11.2, С28Н2); 4.75 (1Н, дд, / = 10.8, 5.0, С3Н); 6.72 (1Н, дд, /= 7.0, 1.9, С21Н); 7.417.46, 7.52-7.58 и 7.99-8.05 (10Н, 3м, 2РЬ); 9.40 (1Н, с, С29Н).
Спектр 13С ЯМР (СЭС13, 5, м.д.,): 14.53, 15.59, 15.81, 16.28, 17.70, 20.90, 23.12, 23.27, 26.31, 26.80, 27.63, 28.77, 30.34, 33.60, 36.12, 36.63, 37.74 (2С), 38.03, 38.13, 40.70, 41.77, 47.79, 49.87, 55.06, 61.15, 81.05, 127.79 (2С), 127.91 (2С), 128.99 (2С), 129.02 (2С), 129.82, 130.57, 132.15, 132.46, 146.67, 147.78, 165.77, 165.81, 192.84.
2-Формил-19^,28-эпоксиолеанан-1(2)-ен-3-он 6.
К раствору 1 г (2.0 ммоль) соединения 5 в безводном 1,4-диоксане (10 мл) добавляли 0.5 г (3.5 ммоль) Н2Бе03, кипятили 4 ч. Раствори-
тель отгоняли, остаток очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент петролейный эфир:этилацетат, 7:1). Выход 80%, прозрачные кристаллы. Тпл 173.9 °С. [a]D21 -9.59 (с 0.6).
ИК спектр (v, см-1): 1701, 1720 (C=O, HC=O).
Спектр 1Н ЯМР (CDCl3, 5, м.д., //Гц): 0.76, 0.86, 0.89, 1.02, 1.04, 1.09, 1.10 (18H, 7с, 7CH3); 3.40 и 3.71 (2H, 2д, / = 8.3, C28H2); 3.49 (1H, с, С19Н); 7.82 (1H, с, C1H); 9.92 (1H, с, HC=O).
Спектр 13C ЯМР (CDCl3, 5, м.д.,): 12.78, 15.79, 18.29, 18.62, 20.72, 21.05, 24.02, 25.64, 25.71, 25.88, 27.52, 28.25, 31.04, 32.21, 32.58, 33.94, 35.77, 36.22, 39.39, 40.59, 40.97, 41.35, 43.96, 44.56, 52.36, 70.71, 87.36, 131.00, 165.20, 189.83, 203.1025.
Ацетилгидразон 3b,28 b-дибензоилокси-18а,19ЬН-урс-20(21)-ен-29-аля 7.
К раствору 0.1 г (0.15 ммоль) соединения 3 в 50 мл C2H5OH добавляли 0.013 г (0.18 ммоль) ацетилгидразина и 3-5 капель CH3COOH, перемешивали при комнатной температуре 4 ч. Растворитель отгоняли, остаток очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент петролейный эфир-эти-лацетат, 5:1). Выход 79%, прозрачные кристаллы. Тпл 277.8 оС. [a]D21 +35.52 (с 0.6).
ИК спектр (v, см-1): 1674 (С^Мгат), 1717 (COOPh), 3186 (NH).
Спектр 13C ЯМР (CDCl3, 5, м.д.,): 0.94, 0.95, 1.02, 1.06, 1.12 (15H, 5с, 5CH3); 1.16 (3H, д, / = 6.4, C30H3); 2.28 (3H, с, NHCOCH¿); 3.98 и 4.57 (2H, 2д, / = 11.1, С28Н2); 4.75 (1H, дд, / = 10.9, 5.1, C3H); 6.00 (1H, дд, / = 7.3, 2.3, C21H); 7.29 (1H, с, HC=N); 7.41-7.45, 7.55-7.57 и 7.99-8.05 (10H, 3м, 2Ph); 9.11 (1H, уш.с, NH).
Спектр 13C ЯМР (CDCl3, 5, м.д.,): 14.54, 15.62, 15.82, 16.28, 17.71, 19.79, 21.02, 23.28, 23.79, 24.78, 27.62, 30.10, 30.24, 33.60, 34.17, 35.92, 36.65, 37.44, 37.74, 38.03, 38.12, 40.73, 41.79, 48.12, 49.91, 55.06, 61.53, 81.08, 127.79 (2С), 127.87 (2С), 128.98 (2С); 129.02 (2С), 129.95, 130.57, 132.16, 132.38, 132.55, 141.56, 145.36, 165.78, 165.99, 172.86.
Ацетилгидразон 2-формил-19Ь,28-эпок-сиолеанан-1(2)-ен-3-она 8.
К раствору 0.5 г (1.0 ммоль) соединения 6 в 20 мл С2Н50Н добавляли 0.1 г (1.3 ммоль) ацетилгидразина и 3-5 капель СН3С00Н, перемешивали при комнатной температуре 4 ч. Растворитель отгоняли, остаток очищали с помощью колоночной хроматографии на силика-геле (элюент петролейный эфир:этилацетат,
5:1). Выход 92%, белый порошок. Тпл 225.7 0С. [a]D21 +16.23 (с 1.0).
ИК спектр (v, см-1): 1674 (CH=NNHCO), C=O); 3210 (NH).
Спектр ЯМР (CDCl3, 5, м.д., //Гц): 0.75, 0.88, 0.89, 1.01, 1.05, (15H, 5с, 5CH3); 1.08 (6H, с, 2CH3); 2.24 (3H, с, NHCOCH3); 3.41 и 3.71 (2H, 2д, / = 7.8, C28H2); 3.50 (1H,
с, C19H); 7.65 (1H, с, C!H); 7.68 (1H, с, HC=N); 8.94 (1H, с, NH).
Спектр 13C ЯМР (CDCl3, 5, м.д.,): 13.34, 16.23, 19.12, 19.39, 20.33, 21.42, 21.49, 24.52, 26.23, 26.32, 26.39, 28.22, 28.77, 32.69, 33.19, 34.42, 36.26, 36.72, 39.49, 41.09, 41.48, 41.69, 44.76, 44.93, 46.76, 52.92, 71.22, 87.87, 128.65, 139.19, 156.43, 172.83, 203.38.
Литература
1. 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.- Т.13, №1.- С.1-30.
2. Dehaen W., Mashentseva A. A., Seitembetov T. S. Allobetulin and Its Derivatives: Synthesis and Biological Activity // Molecules.- 2011.- V.16, №3.- Pp.2443-2466.
3. Flekhter O.B., Boreko E.N., Nigmatullina L.P., Pavlova N.I., Nikolaeva S.N., Savinova O.V., Eremin V.F., Baltina L.A., Galin F.Z., Tolstikov G.A. Synthesis and Antiviral Activity of Hydrazides and Substituted Benzalhydrazides of Betulinic Acid and Its Derivatives // Rus. J. Bioorg. Chem.- 2003.- V.29, №3.- Pp.296-301.
4. Mukherjee R., Jaggi M., Rajendran P., Siddiqui M.J.A., Srivastava S.K., Vardhan A., Burman A.C. Betulinic acid and its derivatives as anti-angiogenic agents // Bioorg. Med. Chem. Lett.-2004.- V.14, №9.- Pp.2181-2184.
5. Mukherjee R., Jaggi M., Rajendran P., Srivastava S.K., Siddiqui M.J.A., Vardhan A., Burman A.C. Synthesis of 3-O-acyl/3-benzylidene/3-hydrazone/3-hydrazine/17-carboxyacryloyl ester derivatives of betulinic acid as anti-angiogenic agents // Bioorg. Med. Chem. Lett.- 2004.- V.14, №12.- Pp.3169-3172.
6. Galayko N.V., Tolmacheva I.A., Grishko V.V., Volkova L.V., Perevozchikova E.N., Pestereva S.A. Antiviral activity of 2,3-secotriterpenic hydrazones of the lupane and 19^-,28-epoxy-18a-oleanane types // Russ. J. Bioorg. Chem.-2010.- V.36, №4.- Pp.516-521.
7. Волкова Л.В., Гришко B.B., Перевозчикова E.H., Толмачева И.А. Исследование противовирусных свойств ацетилгидразона 1-циано-19уб,28-эпокси-2,3-секо-18а-олеан-3-аля в экспериментах in vivo в отношении вирусов родов Paramyxo- и Vesiculovirus // Актуальн. Вопр. Вет. Биол.- 2013.- V.19, №3.- Pp.56-60.
8. Grishko V.V., Tolmacheva I.A., Galaiko N.V., Pereslavceva A.V., Anikina L.V., Volkova L.V., Bachmetyev B.A., Slepukhin P.A. Synthesis, transformation and biological evaluation of 2,3-secotriterpene acetylhydrazones and their derivatives // Eur. J. Med. Chem.- 2013.-№68.- Pp.203-211.
9. Klinot J., Vystr-il A. Nebenprodukte bel der umsetzung von allobetulin zu heterobetulin // Coll. Czech. Chem. Communs.- 1964.- №29.-Pp.516-530.
References
1. Tolstikov G.A., Flekhter O.B., Shul'ts E.E., Baltina L.A., Tolstikov A.G. Betulin i ego proizvodnye. Khimiya i biologicheskaya aktivnost' [Betulin and its derivatives. Chemistry and Biological Activity]. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya [Chemistry for Sustainable Development], 2005, vol.13, no.1, pp.1-30.
2. Dehaen W., Mashentseva A.A., Seitembetov T.S. [Allobetulin and Its Derivatives: Synthesis and Biological Activity]. Molecules, 2011, vol.16, no.3, pp.2443-2466.
3. Flekhter O.B., Boreko E.N., Nigmatullina L.P., Pavlova N.I., Nikolaeva S.N., Savinova O.V., Eremin V.F., Baltina L.A., Galin F.Z., Tolstikov G.A. [Synthesis and Antiviral Activity of Hydrazides and Substituted Benzalhydrazides of Betulinic Acid and Its Derivatives]. Rus. J. Bioorg. Chem., 2003, vol.29, no.3, pp.296-301.
4. Mukherjee R., Jaggi M., Rajendran P., Siddiqui M.J.A., Srivastava S.K., Vardhan A., Burman A.C. [Betulinic acid and its derivatives as anti-angiogenic agents]. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2004, vol.14, no.9, pp.2181-2184.
5. Mukherjee R., Jaggi M., Rajendran P., Srivastava S.K., Siddiqui M.J.A., Vardhan A., Burman A.C. [Synthesis of 3-O-acyl/3-benzylidene/3-hydrazone/3-hydrazine/17-carboxyacryloyl ester derivatives of betulinic acid as anti-angiogenic agents]. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2004, vol.14, no.12, pp.3169-3172.
6. Galayko N.V., Tolmacheva I.A., Grishko V.V., Volkova L.V., Perevozchikova E.N., Pestereva S.A. [Antiviral activity of 2,3-secotriterpenic hydrazones of the lupane and 19b-,28-epoxy-18a-oleanane types]. Russ. J. Bioorg. Chem., 2010, vol.36, no.4, pp.516-521.
7. Volkova L.V., Grishko V.V., Perevozchikova E.N., Tolmacheva I.A. Issledovanie protivovirusnyh svojstv acetilgidrazona 1-ciano-19p-,28-jepoksi-2,3-seko-18a-olean-3-alya v jeksperimentah in vivo v otnoshenii virusov rodov Paramyxo- i Vesiculovirus [In Vivo Investigation of the Antiviral Activity of Acetylhydrazone 1-Cyano-19b-,28-Epoxy-2,3-Seco-18a-Olean-3-Al Against Paramyxoand Vesiculoviruses] Aktual'n. Vopr. Vet. Biol. [Actual Questions of Veterinary Biology], 2013, vol.19, no.3, pp.56-60.
8. Grishko V.V., Tolmacheva I.A., Galaiko N.V., Pereslavceva A.V., Anikina L.V., Volkova L.V., Bachmetyev B.A., Slepukhin P.A. [Synthesis, transformation and biological evaluation of 2,3-secotriterpene acetylhydrazones and their derivatives]. Eur. J. Med. Chem., 2013, no.68, pp.203-211.
10. Vystrchil A., Rikhova E. Intramolekulare 9. epoxydierung im triterpenring E; Darstellung von 21ß-,28-oxido-taraxastan-derivaten // Coll. Czech. Chem. Communs.— 1964.— №29.— Pp.2377-2388.
11. Klinot J., Svetly J., Kudlachkova D., 10. Budezhinsky M., Vystrchil A. Preparation of 2-methyl-3-oxo triterpenoids of 18a-oleanane series
and the conformation of ring A // Coll. Czech. Chem. Communs.- 1979.- №44.- Pp.211-225.
11.
Klinot J., Vystrchil A. Nebenprodukte bel der umsetzung von allobetulin zu heterobetulin [Byproducts in the reaction of allobetulin to heterobetulin]. Coll. Czech.. Chem. Communs., 1964, no.29, pp.516-530.
Vystrchil A., Rikhova E. Intramolekulare epoxydierung im triterpenring E; Darstellung von 21 ß-,28-oxido-taraxastan-derivaten [Intramolecular epoxidation in the triterpene ring E; Preparation of 21 ß-, 28-oxido-taraxastane derivatives] Coll. Czech. Chem. Communs., 1964, no.29, pp.2377-2388.
Klinot J., Svetly J., Kudlachkova D., Budezhinsky M., Vystrchil A. [Preparation of 2-methyl-3-oxo triterpenoids of 18a-oleanane series and the conformation of ring A]. Coll. Czech.. Chem. Communs., 1979, no.44, pp.211-225.
