Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЛОБЕТУЛИНА

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения аллобетулина (19β,28-эпокси-18α-олеанан-3β-ола).

Аллобетулин (1) проявляет разнообразную биологическую активность (антифидантную, противоязвенную, противовирусную, цитотоксическую и др.) и используется в синтезе фармакозначимых и природных соединений [Lugemwa F.N., Huang F.Y., Bentley M.D, Mendel M.J., Alford A.R. // J. Agric. Food Chem., 1990, V.38, N 2, p.493-496; Флехтер О.Б., Медведева Н.И., Карачурина Л.Т., Балтина Л.А., Галин Ф.З., Зарудий Ф.С., Толстиков Г.А. // Хим.-фарм. журнал, 2005, Т.39. N 8. С.9-12; Thibeault D., Gauthier С., Legault J., Bouchard J., Dufour P., Pichette A. // Bioorg. Med. Chem., 2007, Vol.15, N 18, p.6144-6157; Urban M., Sarek J., Kvasnica M., Tislerova I., Hajduch M. // J. Nat. Prod., 2007, Vol.70, N 4. p.526-532; Thibeault D., Legault J., Bouchard J., Pichette A. // Tetrahedron Lett., 2007, V.48, N 48, p.8416-8419; Zhang P., Hao J., Liu J., Zhang L., Sun H. // Tetrahedron, 2009, Vol.65, N 22, p.4304-4309; Gauthier C., Legault J., Piochon M., Lavoie S., Tremblay S., Pichette A. // Bioorg. Med. Chem. Lett., 2009, Vol.19, N 8, p.2310-2314; Kazakova O.B., Giniyatullina G.V., Yamansarov E.Yu., Tolstikov G.A. // Bioorg. Med. Chem. Lett., 2010, Vol.20, N 14, p.4088-4090; Kazakova O.B., Kazakov D.V., Yamansarov E.Yu., Medvedeva N.I., Tolstikov G.A., Suponitsky K.Yu., Arkhipov D.E. // Tetrahedron Lett., 2011, Vol.52, N 9, p.976-979; Urban M., Vlk M., Dzubak P., Hajduch M., Sarek J. // Bioorg. Med. Chem., 2012, Vol.20, N 11, p.3666-3674].

Результаты изобретения могут быть использованы в химии, медицинской химии и фармации.

Поскольку содержание аллобетулина (1) в природных источниках незначительно, то изомеризация широко распространенного в природе и легко выделяемого в чистом виде растительного тритерпеноида бетулина (2) в присутствии кислотных агентов является наиболее оптимальным путем его получения.

Известны способы получения аллобетулина путем изомеризации бетулина под действием муравьиной кислоты [Schulze Н., Pieroh K. // Chem. Ber., 1922, Vol.55, N 8, р.2332-2346], бромистоводородной кислоты [Dischendorfer О. // Monatsh. Chem., 1923, Vol.44, N 3-4, р.123-138], уксусной кислоты в присутствии каталитических количеств серной кислоты [Barton D.H.R., Holness N.J. // J. Chem. Soc, 1952, p.78-92], концентрированной соляной кислоты [Lawrie W., McLean J., Taylor G.R. // J. Chem. Soc, 1960, p.4303-4308; Erring-ton S.G., Ghisalberti EX., Jefferies P.R. // Australian J. Chem., 1976, Vol.29, N 8. p.1809-1814], фосфорной кислоты [патент RU 2174126, 27.09.2001]. Основными недостатками этих методов являются невысокий выход аллобетулина, образование побочных продуктов, сложная процедура выделения и очистки целевого продукта.

Известны способы получения аллобетулина путем изомеризации бетулина под действием солей Fe(III), нанесенных на твердофазные носители (силикагель, окись алюминия) [Lavoie S., Pichette A., Garneau F.X., Girard М., Gaudet D. // Synth. Commun., 2001, Vol.31, N 10, p.1565-1571] и гексагидрата хлорида железа (III) в хлороформе [патент RU 2402561, 27.10.2010]. Основными недостатками методов являются усложнение и удорожание процесса, обусловленные необходимостью нанесения катализаторов на твердофазные носители, возможность окисления аллобетулина до аллобетулона под действием Fe(NO₃)₃, необходимость очистки аллобетулина от солей железа.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по типу кислотного агента является способ получения аллобетулина путем изомеризации бетулина под действием пара-толуолсульфокислоты [Li T.S., Wang J.X., Zheng X.J. Simple synthesis of allobetulin, 28-oxyallobetulin and related biomarkers from betulin and betulinic acid catalyzed by solid acids. // J. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, 1998, N 23, p.3957-3965], принятый за прототип. Согласно данному способу раствор 0.12 ммоль бетулина и 0.089 ммоль пара-толуолсульфокислоты в 4 мл дихлорметана кипятят в течение 5 ч. После окончания реакции растворитель удаляют под вакуумом, сырой продукт очищают от п-толуолсульфокислоты колоночной хроматографией на SiO₂ и получают аллобетулин с 93% выходом.

Данный метод имеет следующие недостатки:

- недостаточно высокий выход аллобетулина;

- необходимость очистки аллобетулина от пара-толуолсульфокислоты с использованием колоночной хроматографии;

- невозможность регенерации кислотного катализатора.

Задачей изобретения является создание более эффективного, простого и практичного способа получения аллобетулина с более высоким выходом.

Указанная задача решается тем, что изомеризацию бетулина (2) в аллобетулин (1) согласно изобретению осуществляют в хлороформе под действием промышленного катионита Амберлист 15, содержащего в своей структуре сильнокислотную сульфогруппу.

Способ осуществляется следующим образом. Суспензию бетулина (1) и катионита Амберлист 15 (50-250 мас.%, предпочтительно 150 мас.%) в хлороформе перемешивают при 20-35°C (предпочтительно при 25°C) в течение 3-8 ч в зависимости от загрузки катализатора (предпочтительно 5 ч) до полной конверсии субстрата, прохождение реакции контролируют с помощью ГЖХ-анализа. После полной конверсии субстрата катионит отфильтровывают, растворитель удаляют под вакуумом и получают аллобетулин с 96% выходом. Структура и чистота синтезированного аллобетулина была подтверждена ГЖХ-анализом, данными ЯМР-спектроскопии и хроматомасс-спектрометрии.

Катионит Амберлист 15 удобен в использовании, не токсичен, позволяет проводить реакцию с практически количественным выходом, а процесс выделения целевого продукта при его применении сводится к процедуре фильтрования и удалению растворителя. Важным достоинством катионита является возможность его многократного использования и создания на его основе проточной технологии получения аллобетулина из бетулина.

Пример. К суспензии 0.2 г бетулина (2) в 6 мл хлороформа добавляли 0.3 г катионита Амберлист 15. Реакционную массу перемешивали в течение 5 ч, за ходом реакции следили с помощью ГЖХ-анализа. После полной конверсии субстрата катионит отфильтровывали, растворитель упаривали под вакуумом. Выход 0.192 г (96%), т.пл. 263-265°C. Спектр ¹H ЯМР, δ, м. д.: 0.77 с (3H, CH₃), 0.80 с (3H, CH₃), 0.84 с (3H, CH₃), 0.91 с (3H, CH₃), 0.93 с (3H, CH₃), 0.97 с (6H, 2 CH₃), 1.20-1.73 м (24H, CH₂, CH), 3.20 д.д (1H, С³Н, J 11.6, 4.9 Гц), 3.44 д (1H, C²⁸H₂, J 7.8 Гц), 3.53 с (1H, C¹⁹H), 3.77 д.д (1H, C²⁸H₂, J7.8, 1.2 Гц). Спектр ¹³C ЯМР, δ, м. д.: 13.51 (C²⁷), 15.38 (C²⁴), 15.70 (C²⁶), 16.48 (C²⁵), 18.25 (C⁶), 20.98 (C¹¹), 24.55 (C²⁹ или C³⁰), 26.25 (CH₂), 26.43 (CH₂), 26.44 (CH₂), 27.40 (C²), 27.97 (C²³), 28.81 (C²⁹ или C³⁰), 32.70 (C²¹), 33.90 (С⁷), 34.14 (С¹³), 36.26 (С¹⁷), 36.74 (C¹⁶), 37.25 (C¹⁰), 38.88 (C⁴), 38.91 (C¹), 40.60 (C), 40.70 (С), 41.47 (C), 46.82 (C¹⁸), 51.07 (C⁹), 55.48 (C⁵), 71.26 (C²⁸), 78.96 (C³), 87.93 (C¹⁹). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 443 (2) [M]⁺, 135 (67), 121 (70), 107 (73), 95 (100), 93 (71), 81 (93), 69 (80), 55 (67), 43 (90), 41 (60).

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

- более высокий выход аллобетулина;

- упрощенная процедура выделения продукта, состоящая из фильтрования катионита и удаления растворителя;

- возможность регенерации и многократного использования катализатора.