СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ А-СЕКОТРИТЕРПЕНОВЫХ С-3(28) МОНО-И ДИАМИДОВ И ИХ СЕКОИНТЕРМЕДИАТОВ

Изобретение относится к области синтеза биологически активных веществ, в частности способу получения A-секотритерпеновых C-3(28) моно- и диамидов, а также промежуточных соединений - карбонил- и карбоксилсодержащих 2,3-секотритерпеноидов, которые могут быть использованы в том числе для получения A-секотритерпеновых C-3(28) моно- и диамидов.

Известна высокая перспективность для медицины природных лупановых тритерпеноидов и их полусинтетических производных [Терпеноиды ряда лупана как перспективные для медицины биологически активные агенты. Часть 2. Полусинтетические производные лупана / Т.Г.Толстикова, И.В.Сорокина, Г.А.Толстиков, А.Г.Толстиков, О.Б.Флехтер // Биоорганическая химия. - 2006. - Т.32. - №3. - С.291-307].

В качестве фармакологически активных агентов перспективны C-3(28) моно- и дифункционализированные сложноэфирные и амидные производные 2,3-секотритерпенов, среди которых выявлены соединения с высокой ингибирующей активностью в отношении вируса герпеса простого I типа, в том числе производные, сочетающие противогерпетическую активность с анти-ВИЧ действием [Лупановые A-секотритерпеноиды, проявляющие противовирусную активность / И.А.Толмачева, В.В.Гришко, Е.В.Игошева, Е.И.Бореко, В.Ф.Еремин, И.И.Кучеров, О.В.Савинова // Патент РФ №2470003, опубл. 20.12.2012].

Известен способ получения А-секотритерпеновых амидов из моно- и дикарбоновых 2,3-секотритерпеновых кислот [Синтез лупановых и 19β,28-эпокси-18α-олеанановых 2,3-секопроизводных на основе бетулина /И.А. Толмачева, А.В. Назаров, О.А. Майорова, В.В. Гришко // Химия природных соединений. - 2008. - №5. - С.491-494; 2,3-секо-производные бетулиновой кислоты // И.А. Толмачева, В.В. Гришко, Е.И. Бореко, О.В. Савинова, Н.И. Павлова // Патент РФ №2429227, опубл. 27.01.2011], синтезированных на основе бетулина.

Недостатками известного способа синтеза 2,3-секотритерпеновых амидов являются многостадийность, продолжительность стадии фрагментации по Бекману (4-5 часов) и низкий (не более 10%) выход целевых продуктов (в пересчете на исходный тритерпеноид), а также использование высокой температуры (115°C), окислительной системы (реактив Джонса) и высокотоксичного растворителя (пиридин) для получения ключевых карбоксилсодержащих 2,3-секотритерпеновых интермедиатов.

Задачей изобретения является сокращение стадийности и продолжительности процесса, повышение выхода целевых продуктов, исключение из процесса окислительной системы, снижение энергозатрат за счет проведения реакции в условиях комнатной температуры, замена высокотоксичного растворителя пиридина менее токсичным.

Для решения задачи предлагаются способы получения A-секотритерпеновых С-3(28) моно- и диамидов и их 2,3-секоинтермедиатов путем фрагментации тритерпеновых α-гидроксиоксимов и α-кетоксимов под действием по меньшей мере одного кислотного дегидратирующего агента с хлорирующими свойствами (тионилхлорида или оксалилхлорида или пентахлорида фосфора и т.д.) с образованием в реакционной смеси хлорангидрида карбонил(или карбоксил)содержащего 2,3-секоинтермедиата, последующая обработка реакционной смеси водой или амином приводит к получению карбонил(или карбоксил)содержащего 2,3-секотритерпеноида или 2,3-секотритерпенового амида соответственно.

Описания заявляемого способа в источниках информации не обнаружено.

Методика проведения синтеза

К раствору 1,1 ммоль тритерпенового α-гидроксиоксима или α-кетоксима в безводном растворителе в атмосфере аргона добавляют 2,2 ммоль кислотного дегидратирующего агента с хлорирующими свойствами (например, тионилхлорида).

Количество кислотного дегидратирующего агента с хлорирующими свойствами может изменяться, предпочтительно использовать его избыток. Количество кислотного дегидратирующего агента с хлорирующими свойствами (например, тионилхлорида) может составлять приблизительно 1,1 ммоль (0,1 мл)-3,3 ммоль (0,3 мл). При количествах меньше указанных пределов может понижаться степень превращения, а более высокие количества могут приводить к образованию нежелательных побочных продуктов.

После перемешивания реакционной смеси в течение 30 мин получают карбонилсодержащий 2,3-секоинтермедиат или хлорангидрид карбоксилсодержащего 2,3-секоинтермедиата. Растворитель отгоняют досуха в вакууме водоструйного насоса. К остатку добавляют 10 мл безводного растворителя (например, дихлорметана), растворитель отгоняют. Процедуру повторяют трижды до полного удаления дегидратирующего агента с хлорирующими свойствами.

Полученный хлорангидрид карбоксилсодержащего 2,3-секоинтермедиата растворяют в безводном растворителе (например, дихлорметане) и добавляют первичный или вторичный амин и 1,2 (или 2,4) ммоль триэтиламина. Реакционную смесь в течение 30 минут перемешивают при комнатной температуре. Растворитель упаривают, полученный 2,3-секотритерпеновый амид очищают с помощью колоночной хроматографии (элюент для каждого соединения подбирается индивидуально).

При указанных условиях хлорангидрид карбоксилсодержащего 2,3-секоинтермедиата обычно находится в растворе. Этот продукт может быть очищен с использованием различных известных способов, однако, как правило, его используют на следующей стадии без очистки. Предпочтительно использовать хлорангидрид карбоксилсодержащего 2,3-секоинтермедиата в период от 5 минут до 24 часов после получения. Увеличение времени хранения хлорангидрида карбоксилсодержащего 2,3-секоинтермедиата может приводить к его нежелательному разложению. Указанные ограничения по времени предполагают, что смесь продуктов не подвергается воздействию влаги воздуха и температур, намного превышающих 30°C.

Количество первичного или вторичного амина также может варьироваться. Предпочтительно использовать небольшой избыток амина (приблизительно 1,2 ммоль-2,4 ммоль). При количествах, меньших, чем указанные пределы, может понижаться степень превращения.

Реакцию обычно проводят в присутствии одного или нескольких полярных или неполярных растворителей. Количество растворителя (например, дихлорметана) может составлять приблизительно 5,0-20,0 мл на 1,1 ммоль тритерпенового α-гидроксиоксима или α-кетоксима или хлорангидридов карбоксилсодержащих 2,3-секоинтермедиатов.

Реакция может проводиться в различных типах реакторов. Так, может использоваться реакционный аппарат с мешалкой. Стеклянные реакторы часто предпочтительны, хотя в качестве материала реактора может быть использована какая-либо композиция, устойчивая при доступе к ней реакционной смеси. Взбалтывание (например, перемешивание) реакционной смеси поддерживают при скорости, которая сводит к минимуму или полностью исключает какое-либо отложение тритерпеновых α-гидроксиоксимов или α-кетоксимов или хлорангидридов карбоксилсодержащих 2,3-секоинтермедиатов на стенках реактора.

Реакция может проводиться в широком диапазоне температур (приблизительно 10-30°C). Если использовать температуры меньше указанных пределов, скорость реакции может замедляться, а температуры более высокие, чем указанные пределы, могут приводить к нежелательным потерями растворителя, особенно когда растворителем является дихлорметан.

Реакция может проводиться в различных атмосферах, например в инертной атмосфере. Одним из вариантов такой атмосферы может быть аргон. Возможно проведение реакции и в атмосферном воздухе, хотя предполагается, что такие условия могут способствовать образованию нежелательных побочных продуктов и понижению выхода целевых продуктов.

Время проведения реакции может зависеть от различных факторов, включая, например, температуру реакции, характеристики растворителя, относительные количества ингредиентов и нежелательные превращения. В реакторе периодического действия время реакции, как правило, составляет около 30 минут, а в некоторых вариантах осуществления может составлять от 15 минут до 1 часа. Более продолжительные периоды времени могут приводить к образованию нежелательных побочных продуктов и понижению выхода целевых продуктов, а также повышению энергозатрат при проведении реакции.

Для получения индивидуального карбонил- или карбоксилсодержащего 2,3-секотритерпенового интермедиата реакцию останавливают через 30 минут после добавления кислотного дегидратирующего агента с хлорирующими свойствами.

Реакционную смесь промывают водой (3×30 мл), органический слой отделяют, сушат над безводным сульфатом магния, растворитель отгоняют. Полученный карбонил- или карбоксилсодержащий 2,3-секотритерпеновый интермедиат очищают с помощью колоночной хроматографии (элюент для каждого соединения подбирается индивидуально).

Структурную формулу и состав 2,3-секотритерпеновых амидов I-XII, карбонил- и карбоксилсодержащих интермедиатов XIII-XVIII подтверждали с помощью физико-химических методов. ИК спектры снимали на ИК-Фурье спектрометре IFS 66ps «Bruker» (Германия) в суспензии вазелинового масла или в тонкой пленке, полученной испарением раствора вещества в CHCl₃ на поверхности стекла NaCl. Спектры ЯМР ¹Н и ¹³C записывали для растворов в CDCl₃ или DMSO-d₆ (для соединения I) на спектометре Varian Mercury plus 300 (США) при рабочей частоте прибора 300 или 75,5 МГц соответственно, внутренний стандарт гексаметил-дисилоксан. Величины удельного оптического вращения измеряли для растворов соединений в CHCl₃ на поляриметре Perkin-Elmer-341 (США) при длине волны 589 нм. Температуру плавления соединений I-XI определяли на приборе OptiMelt MPA100 (Stanford Research Systems, США); за точку плавления принимали пороговое значение температуры плавления при скорости нагрева 1°C/1 мин. Температуру плавления соединений XII-XVIII определяли на приборе ПТП (Россия). Элементный анализ (C, H, N) проводили на приборе «Leco CHNS-93213», Нидерланды, данные элементного анализа соответствуют расчетным.

Качественный и количественный контроль за образованием 2,3-секотритерпеновых карбонил- или карбоксилсодержащих интермедиатов и амидов осуществляли с помощью жидкостного микроколоночного хроматографа «Милихром A02» («Эконова», Новосибирск, Россия) на обращенно-фазовой колонке ProntoSIL-120-5-C18 AQ, 2×75 мм ("BISCHOFF Analysentechnik und Gerate GmbH", Германия), подвижная фаза: А - вода (9); Б - ацетонитрил (91), режим элюирования - изократический, температура колонки 37°C, однолучевой режим измерения, τ=0,34 с, скорость потока 160 мкл/мин. Идентификацию компонентов в анализируемых образцах проводили по временам удерживания внешних стандартов, количественные расчеты - методом абсолютной калибровки. В качестве параметра для анализа пика использовали время удерживания, высоту и площадь пика при длине волны 210 нм. Результаты обрабатывали с помощью программы Мультихром-СПЕКТР для Windows © 193-2003 Ampersand Ltd.

Сущность предлагаемого способа и возможность его осуществления подтверждается примерами 1-18 и физико-химическими данными, приведенными в таблице.

Пример 1. N,N'-[1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-3,28-диоил]ди-3-аминопропен (соединение I). К раствору 1,1 ммоль 2-гидроксимино-3-оксо-луп-20(29)-ен-28-овой кислоты в 10 мл безводного хлористого метилена в атмосфере аргона добавляли 2,2 ммоль (0,2 мл) тионилхлорида. После перемешивания реакционной смеси в течение 30 мин растворитель отгоняли досуха в вакууме водоструйного насоса. К остатку добавляли 10 мл безводного хлористого метилена, растворитель отгоняли. Процедуру повторяли трижды до полного удаления хлорирующего агента.

Полученный хлорангидрид 1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-3,28-диовой кислоты растворяли в 10 мл безводного хлористого метилена и в атмосфере аргона добавляли 2,4 ммоль аллиламина и 2,4 ммоль триэтиламина. Реакционную смесь в течение 30 минут перемешивали при комнатной температуре. Растворитель упаривали, полученный 2,3-секотритерпеновый диамид очищали с помощью колоночной хроматографии. Выход 69%; R_f 0,23 (гексан-этилацетат, 7:3); т.пл. 128,0°C; (с 0,5, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения I приведены в таблице.

Пример 2. N-[1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-3-аль-28-оил]-3-аминопропен (соединение II) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 3β-гидрокси-2-гидрокси-минолуп-20(29)-ен-28-овую кислоту и добавляя 1,2 ммоль аллиламина, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 44%; R_f 0,17; т.пл. 138,1°C (гексан-этилацетат, 7:3); (с 0,5, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения II приведены в таблице.

Пример 3. N-[28-Метокси-28-оксо-1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-оил]-3-аминопропен (соединение III) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения метиловый эфир 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овой кислоты и добавляя 1,2 ммоль аллиламина, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 66%; R_f 0,36 (гексан-этилацетат, 7:3); т.пл. 157,6°C, (с 0,5, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения III приведены в таблице.

Пример 4. N-[1-Циано-2,3-секо-2-нор-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-оил]-3-аминопропен (соединение IV) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 2-гидроксимино-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-он и добавляя 1,2 ммоль аллиламина, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 52%; R_f 0,26 (гексан-этилацетат, 7:3); т.пл. 56,2°C, (с 0,5, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения IV приведены в таблице.

Соединения I, II, III, IV структурной формулы,

где R=, R₁= (соединение I), или где R=CHO, R₁= (соединение II), или где R=, R₁= (соединение III), или R=, R₁= (соединение IV), синтезированы впервые. Описания этих соединений и их свойств в источниках информации не обнаружено.

Пример 5. N,N'-[1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-3,28-диоил]ди-2-аминопропан (соединение V) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овую кислоту и добавляя 2,4 ммоль изопропиламина, 2,4 ммоль триэтиламина. Выход 58%; R_f 0,50 (гексан-этилацетат, 5:1); т.пл. 127,4°C; (с 0,5, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения V приведены в таблице.

Пример 6. N-[1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-аль-28-оил]-2-аминопропан (соединение VI) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 3β-гидрокси-2-гидроксимино-луп-20(29)-ен-28-овую кислоту и добавляя 1,2 ммоль изопропиламина, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 39%; R_f 0,20 (гексан-этилацетат, 7:3); т.пл. 112,9°C (гексан-этилацетат); (с 0,6, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения VI приведены в таблице.

Пример 7. N-[28-Метокси-28-оксо-1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-оил]-2-аминопропан (соединение VII) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения метиловый эфир 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овой кислоты и добавляя 1,2 ммоль изопропиламина, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 62%; R_f 0,35 (CHCl₃-этилацетат 10:1); т.пл. 183,7°C; (с 0,55, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения VII приведены в таблице.

Пример 8. N-[1-Циано-2,3-секо-2-нор-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-оил]-2-аминопропан (соединение VIII) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 2-гидроксимино-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-он и добавляя 1,2 ммоль изопропиламина, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 48%; R_f 0,4 (гексан: этилацетат - 7:3); т.пл. 110-112°C; (с 0,4, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения VIII приведены в таблице.

Пример 9. Диэтил N,N'-[1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-3,28-диоил]ди-β-аланинат (соединение IX) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овую кислоту и добавляя 2,4 ммоль этил-β-аланината, 2,4 ммоль триэтиламина. Выход 52%; R_f 0,70 (CHCl₃-метанол, 20:1); т.пл. 83,8°C; (с 0,4, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения IX приведены в таблице.

Пример 10. N-[1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-аль-28-оил]-β-аланинат (соединение X) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 3β-гидрокси-2-гидроксимино-луп-20(29)-ен-28-овую кислоту и добавляя 1,2 ммоль этил-β-аланината, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 42%; R_f 0,70 (CHCl₃-метанол, 20:1); т.пл. 83,8°C; (с 0,4, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения X приведены в таблице.

Пример 11. Этил-N-[28-метокси-28-оксо-1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-оил]-β-аланинат (соединение XI) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения метиловый эфир 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овой кислоты и добавляя 1,2 ммоль этил-β-аланината, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 59%; R_f 0,3 (CHCl₃-этилацетат 10:1); т.пл. 74,0°C; (с 0,4, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XI приведены в таблице.

Пример 12. Этил N-[1-циано-2,3-секо-2-нор-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-оил]-β-аланинат (соединение XII) получали по методике, описанной в примере 1, используя в качестве исходного соединения 2-гидрокси-мино-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-он и добавляя 1,2 ммоль этил-β-аланината, 1,2 ммоль триэтиламина. Выход 46%; R_f 0,3 (хлороформ: этилацетат - 10:1); т.пл. 110-112°C; (с 0,4, CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XII приведены в таблице.

Пример 13. 1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3,28-диовая кислота (соединение XIII). К раствору 1,1 ммоль 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овой кислоты в 10 мл безводного хлористого метилена в атмосфере аргона добавляли 2,2 ммоль (0,2 мл) тионилхлорида. Реакционную смесь перемешивали в течение 30 мин при комнатной температуре, после чего растворитель отгоняли. Остаток очищали с помощью колоночной хроматографии. Выход 76%; R_f 0,46 (гексан-этилацетат 7:3); т.пл. 169-171°; (с 0,5; CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XIII приведены в таблице.

Пример 14. 1-Циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-аль-28-овую кислоту (соединение XIV) получали по методике, описанной в примере 13, используя в качестве исходного соединения 3β-гидрокси-2-гидроксимино-луп-20(29)-ен-28-овую кислоту. Выход 72%; R_f 0,2 (CHCl₃-этилацетат 10:1); т.пл. 72-74° (гексан-этилацетат); (с 0,2; CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XIV приведены в таблице.

Пример 15. 28-Метокси-28-оксо-1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-овую кислоту (соединение XV) получали по методике, описанной в примере 13, используя в качестве исходного соединения метиловый эфир 2-гидроксимино-3-оксолуп-20(29)-ен-28-овой кислоты. Выход 70%; R_f 0,25 (гексан-этилацетат 5:1); т.пл. 123-126°; (с 0,7; CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XV приведены в таблице.

Пример 16. Метиловый эфир 1-циано-2,3-секо-2-норлуп-20(29)-ен-3-аль-28-овой кислоты (соединение XVI) получали по методике, описанной в примере 13, используя в качестве исходного соединения метиловый эфир 3β-гидрокси-2-гидроксиминолуп-20(29)-ен-28-овой кислоты. Выход 75%; R_f 0,36 (гексан-этилацетат 5:1); т.пл. 125-128°; (с 0,5; CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XVI приведены в таблице.

Пример 17. 1-Циано-2,3-секо-2-нор-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-овую кислоту (соединение XVII) получали по методике, описанной в примере 13, используя в качестве исходного соединения 2-гидроксимино-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-он. Выход 63%; R_f 0,36 (гексан-этилацетат 5:1); т.пл. 139-141°; (с 0,6; CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XVII приведены в таблице.

Пример 18. 1-Циано-2,3-секо-2-нор-19β,28-эпокси-18αН-олеан-3-аль (соединение XVIII) получали по методике, описанной в примере 13, используя в качестве исходного соединения 3{3-гидрокси-2-гидроксимино-19β,28-эпокси-18αН-олеан. Выход 67%; R_f 0,22 (гексан-этилацетат 5:1); т.пл. 220-223°; (с 0,5; CHCl₃). Спектральные характеристики соединения XVIII приведены в таблице.

Применение предлагаемого способа дает следующие преимущества.

1. Значительное упрощение способа получения A-секотритерпеновых C-3(28)моно- и диамидов и их секоинтермедиатов вследствие сокращения числа синтетических стадий и(или) времени проведения реакции.

2. Увеличение выхода целевых продуктов.

3. Исключение из процесса окислительной системы.

4. Снижение энергозатрат за счет проведения реакции при комнатной температуре.

5. Замена высокотоксичного растворителя пиридина менее токсичным, например, дихлорметаном.