СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЛОБЕТУЛИНА
ALLOBETULIN SYNTHESIS METHOD

Изобретение относится к способу получения аллобетулина (3β-гидрокси-19β,28-эпокси-18α-олеана) формулы (1):
Аллобетулин и ряд его полусинтетических производных проявляют разнообразную биологическую активность (противоязвенную, противовирусную, противоопухолевую, антифидантную и др.) [Lugemwa F. N., Huang F.-Y., Bentley M. D., Mendel M. J., Alford A. R. A Heliothis zea antifeedant from the abundant birchbark triterpene betulin. // J. Agric. Food Chem, 1990, V.38, p.493-496; Huang F.-Y., Chung B.Y., Bentley M.D., Alford A.R. Colorado potato beetle antifeedants by simple modification of the birchbark triterpene betulin. // J. Agric. Food Chem., 1995, V.43, p.2513-2516; Jagadeesh S.G., Krupadanam G.L.D., Srimannarayana G.S. Murthy Samba, Kaur Amariit, Raja S.S. Tobacco caterpillar antifeedent from the gotti stem wood triterpene betulinic acid. // J. Agric. Food Chem., 1998, V.46, р.2797-2799; Флехтер О.Б., Нигматуллина Л.Р., Балтина Л.А., Карачурина Л.Т., Галин Ф.З., Зарудий Ф.С., Толстяков Г.А., Бореко Е.И., Павлова Н.И., Николаева С.Н., Савинова О.В. Получение бетулиновой кислоты из экстракта бетулина. Противовирусная и противоязвенная активность некоторых родственных терпеноидов. // Хим.-фарм. журнал, 2002, Т.36, №9, с.26-28; Флехтер О.Б., Медведева Н.И., Карачурина Л.Т., Балтина Л.А., Галин Ф.З., Зарудий Ф.С., Толстиков Г.А. Синтез и фармакологическая активность эфиров бетулина, бетулиновой кислоты и аллобетулина. // Хим.-фарм. журнал, 2005, Т.39, №8, с.9-12; Соколянская М.П., Медведева Н.И., Флехтер О.Б., Беньковская Г.В., Николенко А.Г., Галин Ф.З. Антифидантная активность аллобетулина и его производных в отношении личинок колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata). // Агрохимия, 2005, №12, с.48-50; US patent 2002/0128210].
В природных источниках содержание аллобетулина крайне незначительно [Кислицын А.Н. Экстрактивные вещества бересты: выделение, состав, свойства, применение. // Химия древесины, 1994, №3, с.3-28], поэтому наиболее оптимальным является его получение из других доступных тритерпеноидов, например бетулина - тритерпеноида, поразительно широко распространенного в природе и легко получаемого практически в любом количестве [Cinta Pinzaru S., Leopold N., Kiefer W. Vibrational spectroscopy of betulinic acid HIV inhibitor and of its birch bark natural source. // Talanta, 2002, Vol.57, p.625-631; Hayek Е.W.Н., Jordis U., Moche W., Sauter F.A bicentennial of betulin. // Phytochemistry, 1989, Vol.28, No.9, p.2229-2242].
Результаты изобретения могут быть использованы в химии, медицинской химии, фармации.
Известные способы получения аллобетулина относятся к одной группе - изомеризации бетулина в присутствии каталитического количества кислотной компоненты.
В свою очередь, известные способы получения аллобетулина делятся на одно- и двухстадийные.
Одностадийные способы включают получение аллобетулина из бересты березы или из бетулина путем его изомеризации под действием кислотных агентов.
3
Известны одностадийные способы получения аллобетулина из бересты березы путем совмещения процессов экстракции бетулина из бересты гексаном или хлористым метиленом и стадии изомеризации бетулина в аллобетулин под действием ортофосфорной кислоты в одной колбе [RU 2334759 С1, 27.09.2008] или под действием нанесенного на силикагель FeCl [US 6280778, 02.11.1999].
Недостатками этих способов получения аллобетулина являются:
- береста березы не может быть стандартизирована, поскольку в зависимости от вида березы, условий произрастания, времени года и других факторов содержание бетулина в бересте может колебаться от 10 до 35% [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, №13, с.1-30; Krasutsky P. Birch Bark Research and Development. // Nat. Prod. Rep., 2006, Vol.6, No 23, p.919-942]; кроме того, в экстракте помимо бетулина содержатся другие тритерпеноиды (бетулиновая кислота, лупеол, кофеат бетулина и др.), и добиться селективной экстракции бетулина из бересты этими методами невозможно;
- низкий выход конечного продукта - не более 22%;
- использование подложки в виде силикагеля удорожает проведение укрупненного синтеза или полупромышленного производства;
- использование аппарата Сокслета усложняет проведение реакции при масштабировании.
Учитывая тот факт, что в настоящее время бетулин является полупромышленным продуктом [санитарно-эпидемиологическое заключение №77.99.03.003.Т. 000906.04.08. от 28.04.2008 http://www.birchworld.ru], проведена его стандартизация [Абышев А.З., Журкович И.К., Агаев Э.М., Абдулла-заде А.А., Гусейнов А.Б. Методы стандартизации качества субстанций и его лекарственных форм. // Хим.-фарм. журнал, 2006, Т.40, №1, с.49-53], то получение аллобетулина не из бетулина, а из бересты березы не представляется рациональным.
Одностадийные способы получения аллобетулина непосредственно из бетулина включают изомеризацию последнего под действием бромистоводородной кислоты в хлороформе [Disehendorfen О. // Monatshefte für Chemie, 1923, В.44, S.23] или концентрированной соляной кислоты в этаноле [Errington S.G., Ghisalberti E.L., Jefferies P.R. The Chemistry of the Euphorbiaceae. XXIV. Lup-20(29)-ene-3β,16β,28-triol from Beyeria brevifolia var. brevifolia. // Austr. J. Chem., 1976, Vol.29, No.8, p.1809-1814]. Главными недостатками этих методов является невысокий выход аллобетулина, наличие побочных продуктов, частичное осмоление реакционной массы и как следствие - затрудненность выделения продукта.
3
3
Известны одностадийные способы получения аллобетулина путем воздействия на бетулин ортофосфорной кислоты, нанесенной на активированный уголь или силикагель в кислородсодержащих растворителях или ароматических и алифатических углеводородах [RU 2174126 С1, 27.09.2001]; путем воздействия диметилсульфата [Linkowska E. Triterpenoids. Part XI. [1] Isomerization of Betulin and its Derivatives. // Polish. J. Chem., 1994, V.68, p.875-876], путем воздействия Fe(NO) в хлороформе [Thibeault D., Gauthier С., Legault J., Bouchard R., Dufour P., Pichette A. Synthesis and structure-activity relationship study of cytotoxic germanicane- and lupane-type 3β-O-monodesmosidic saponins starting from betulin. // Bioorg. Med. Chem., 2007, No.15, p.6144-6157]; путем воздействия р-толуолсульфокислоты в сухом хлороформе [Li T.S., Wang J.-X., Zheng X.-J. Simple synthesis of allobetulin, 28-oxoallobetulin and related biomarkers from betulin and betulinic acid catalysed by solid acids. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1998, p.3957-3965]; путем воздействия трифторуксусной кислоты (US patent 2002/0128210, Sep.12, 2002; Медведева Н.И., Флехтер О.Б., Куковинец О.С., Галин Ф.З., Толстиков Г.А., Баглин И., Кавэ К. Синтез 23,24-динор-А-нео-19β,28-эпокси-18α-олеан-4-ен-3-она из бетулина. // Известия АН. Серия химическая, 2007, №4, с.804-806].
Недостатками описанных методов являются:
- использование инертных носителей, таких как активированный уголь, силикагель, окись алюминия, усложняет и удорожает процесс выделения аллобетулина из реакционной массы;
- использование дорогих реагентов, таких как диметилсульфат, трифторуксусная кислота, неприемлемо для проведения укрупненных синтезов;
3
3
- использование Fe(NO) без подложки снижает выход целевого продукта;
- при использовании p-толуолсульфокислоты необходима длительная и тщательная подготовка реагентов (двойная осушка хлороформа, p-толуолсульфокислоты);
- возможно прохождение побочных процессов (образование 3-ацилпроизводных аллобетулина, продуктов дегидратации в цикле А) в случае нарушения температурного режима реакции.
Двухстадийные способы получения аллобетулина включают взаимодействие бетулина (2) с кислотой с образованием 3-ацил-аллобетулина (1а) с его последующим щелочным омылением до аллобетулина (I):
Среди двухстадийных методов существуют способы получения аллобетулина из бетулина под действием муравьиной кислоты [Lugemwa F.N., Huang F.-Y., Bentley M.D, Mendel M.J., Alford A.R. A Heliothis zea antifeedant from the abundant birchbark triterpene betulin. // J. Agric. Food Chem., 1990, V.38, p.493-496] или уксусной кислоты в присутствии каталитического количества серной кислоты [Barton D.H.R., Holness N.J. Triterpenoids. Part V. Some relative configurations in rings C, D, and E of the β-amyrin and the lupeol group of triterpenoids. // J. Chem. Soc., 1952, p.78-92] с последующим щелочным омылением 3-ацильного производного аллобетулина (1а) до аллобетулина (1).
Недостатками этих методов, кроме двухстадийности, являются продолжительное время реакций, а также выход аллобетулина, не превышающий 65%.
3
2
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения аллобетулина путем изомеризации бетулина с использованием в качестве кислотной компоненты нанесенного на окись алюминия FеСl·6НO в хлористом метилене [Lavoie S., Pichette A., Gameau F.-X., Girard M., Gaudet D. Synthesis of betulin derivatives with solid supported reagent. // Synth. Commun., 2001, Vol.31, No. 10, p.1565-1571].
3
2
2
3
Согласно данному методу к кипящему раствору 0.11 ммоль (50 мг) бетулина в 10 мл свежеперегнанного дихлорметана добавляют 0.22 ммоль FeCl·6НО/AlO, перемешивают 1 ч (ТСХ-контроль), реакционную массу фильтруют через слой силикагеля, к фильтрату прибавляют раствор 2% метанола в дихлорметане, растворитель упаривают в вакууме, получают 45.5 мг (91%) аллобетулина.
Этот способ имеет следующие недостатки:
- нанесение катализатора на инертный носитель (например, окись алюминия) усложняет и удорожает процедуру синтеза;
- необходимость предварительной подготовки растворителя (дихлорметана) перед реакцией;
- данный метод не предусматривает проведения укрупненных синтезов.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа получения аллобетулина более простым способом.
3
2
В заявленном способе в качестве кислотной компоненты используется FeCl·6НО (без подложки - силикагеля или окиси алюминия), а в качестве растворителя -хлороформ (без предварительной очистки и перегонки). Реакция протекает при комнатной температуре и перемешивании за 30 мин.
3
2
3
2
Сущность изобретения состоит в следующем. Бетулин, полученный путем экстракции бересты водным изопропанолом в соответствии с [Флехтер О.Б., Карачурина Л.Т., Нигматуллина Л.Р., Сапожникова Т.А., Балтина Л.А., Зарудий Ф.С., Галин Ф.З., Спирихин Л.В., Толстиков Г.А., Плясунова О.А., Покровский А.Г. Синтез и фармакологическая активность диникотината бетулина. // Биоорган, химия, 2002, Т.28, №6, с.543-550], суспендируют в хлороформе при комнатной температуре, добавляют каталитическое количество (20%) FeCl·6НО, реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 30 мин (ТСХ-контроль), затем хлороформ упаривают в вакууме водоструйного насоса, продукт промывают водой для удаления FeCl·6НО. Остаток высушивают на воздухе, перекристаллизовывают из смеси хлороформгексан и получают аллобетулин с выходом 92% и чистотой 95%.
3
2
Таким образом, предложен способ получения аллобетулина, имеющий следующие преимущества перед известным методом: использование в качестве кислотной компоненты FeCl·6НО без нанесения на подложку, использование в качестве растворителя хлороформа без предварительной очистки, сокращение времени реакции в два раза. Это упрощает экспериментальную наработку аллобетулина в дециграммовых и более количествах, экономит время и расход реагентов.
Пример.
3
2
3
D
3
3
3
2
3
20
1
13
К суспензии 5.3 г (12 ммоль) бетулина, полученного, как приведено выше, в 300 мл хлороформа добавляют 1 г FeCl·6НО (3.9 ммоль), реакционную массу перемешивают 30 мин (ТСХ-контроль), хлороформ упаривают в вакууме водоструйного насоса, продукт промывают водой для удаления соли железа, перекристаллизовывают из смеси хлороформгексан, выход аллобетулина составляет 4.9 г (92%), чистота 95% (согласно ТСХ, ЯМР). Т.пл. 264-266°С (CHCl-МеОН); [α] +58.0° (с 1.00, CHCl). Спектр ЯМР Н (CDCl, δ, м.д.): 0.75, 0.78, 0.86, 0.90, 0.98, 1.03 (6 с, 21Н, 7СН), 1.20-1.90 (м, 24Н, СН, СН), 3.30-3.40 (м, 1Н, Н3), 3.43 и 3.75 (оба д, по 1Н, Н28, J 7.8 Гц), 3.55 (с, 1Н, Н19). Спектр ЯМР С (CDCl, δ, м.д.): 14.5, 15.9, 16.1, 17.5, 18.4, 21.2, 22.1, 23.5, 24.9, 26.9, 27.1, 27.5, 29.7, 30.3, 31.4, 34.5, 35.3, 36.6, 37.2, 38.4, 38.7, 40.6, 43.5, 44.9, 50.5, 53.3, 55.8, 76.1 (С28), 79.1 (С3), 87.8 (С19).