СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИПРОПИОНАТА БЕТУЛИНОЛА
METHOD OF PRODUCING BETULINOL DIPROPIONATE

Изобретение относится к лесохимической промышленности и переработке отходов древесины и касается получения из бересты (наружного слоя коры березы) дипропионата бетулинола.
Дипропионат бетулинола-3β,28-дипропиокси-луп 20(29)-ен (1) является сложным эфиром пропионовой кислоты и бетулинола.
Структурная формула дипропионата бетулинола.
Целенаправленная химическая модификация природных биологически активных соединений приводит в ряде случаев к получению веществ, которые обладают более широким спектром действия и низкой токсичностью. Показано, что ацилаты бетулинола проявляют противоопухолевое действие [Флехтер О.Б., Бореко Е.И., Нигматулина Л.Р., Павлова Н.И., Медведева Н.И., Николаева С.Н., Третьякова Е.В., Савинова О.В., Балтина Л.А., Карачурина Л.Т., Галин Ф.З., Зарудий Ф.С., Толстиков Г.А. Синтез и фармакологическая активность ацилированных оксимов бетулоновой кислоты и 28-оксо-аллобетулона. Химико-фармацевтический журнал. Т.38. №3. 2004. С.31-34]. Среди ацилатов бетулинола выявлены высокоактивные вещества, такие как диникотинат, бисгемисукцинат, бисгемифиалат бетулинола и другие, проявляющие гепатопротекторную и анти-ВИЧ активность. Диникотинат бетулинола способствует восстановлению уровня маркерных ферментов сыворотки крови, щелочной фосфотазы и билирубина. Кроме того, данное соединение уменьшает интенсивность процесса пероксидного окисления липидов в ≈1,8 раза и обладает тем самым антиоксидантными свойствами. Диацетат бетулинола [3β,28-диацетокси-луп-20(29)-ен(1)] обладает гиполипидемическим и желчегонным действием [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. Василенко Ю.К., Семенченко В.Ф., Фролова Л.М. и др. Фармакологические свойства тритерпеноидов коры березы. Эксперим. и клин. фармакол. 1993. Т. 56. №4. С.53-55]. Кроме того, диацетат бетулинола является сырьем для многих органических синтезов, таких как получение бетулиновой кислоты, серопроизводных бетулинола, синтез аминопроизводных диацетата бетулинола и других [Шелевич И.С., Рыбина А.В., Галин Ф.З., Талипов Р.Ф. Трансформация диацетата бетулина в различных средах. Тез. докл. IV Всерос. Науч. конф. «Химия и технология растительных веществ». Сыктыквар. 2006. С.453. Патент РФ 2150473. 2000]
Известен способ получения ацила бетулинола - диацетата бетулинола кипячением бетулинола в смеси пиридина и уксусного ангидрида [Сымон А.В., Веселова Н.Н., Каплун А.П. и др., Синтез циклопропановых производных бетулиновой и бетулоновой кислот и их противоопухолевая активность. Биоорганическая химия. 2005. том 31. №3. С.320-325].
Недостатками этого способа являются сложное технологическое исполнение и использование токсичных химикатов.
Известен способ получения диацетата бетулинола кипячением бетулинола в смеси бензола и уксусного ангидрида [Левданский В.А., Еськин А.П., Полежаева Н.И. Выделение бетулина и суберина из коры березы, активированной в условиях «взрывного автогидролиза». Химия растительного сырья. Барнаул. Изд. Алтайского госуниверситета. 1998. №1. С.5-9].
Недостатками данного способа являются энергозатратность метода активации и использование дорогостоящих, токсичных химикатов.
1
4
Известен способ получения диацетата бетулинола при ацетилировании бетулинола смесью уксусной кислоты и алкилацетатов спиртов С-С в присутствии катализатора [RU 2150473 от 2000.06.10].
Недостатками данного способа являются использование дорогостоящих химикатов (пара-толуолсульфокислота, алкилацетаты); необходимость проведения дополнительной стадии получения бетулина.
Наиболее близким по существу к заявляемому изобретению является способ получения дипропионата бетулинола обработкой бетулина пропионовой кислотой при нагревании [JP 2001288222 А, 16.10.2001]. В данном способе дипропионат бетулинола получают в две стадии. На первой стадии к 200 мг бетулина добавляют 100 мл пропионовой кислоты, смесь помещают в автоклав и выдерживают при температуре 250°С в атмосфере азота 1,5 часа. Полученный промежуточный продукт охлаждают, растворяют в хлороформе, промывают водой, отделяют органический слой, сушат, фильтруют, растворитель отгоняют и получают прозрачный жидкий продукт монопропионата бетулинола. На второй стадии к 200 мг полученного моноэфира добавляют 100 мл пропионовой кислоты, смесь помещают в автоклав и выдерживают в атмосфере азота при температуре 170°С 3,5 часа. Полученный дипропионат бетулинола выделяют из смеси вышеописанным методом.
Известный способ имеет следующие недостатки.
Способ сложен технологически, т.к. длителен и многостадиен, требует предварительного выделения бетулина из бересты березы. Сложность способа заключается также в получении дипропионата бетулинола в две стадии с выделением промежуточного моноэфира бетулинола. Кроме того, требуется наличие специального оборудования, т.к. способ осуществляют в автоклаве в атмосфере азота.
Технический результат изобретения - упрощение технологии, сокращение стадий процесса, снижение затрат на получение целевого продукта.
Технический результат достигается тем, что дипропионат бетулинола получают непосредственно из бересты березы в одну стадию путем обработки бересты березы фракции 10-20 мм пропионовой кислотой при температуре 120-130°С в течение 4-12 часов.
В предлагаемом способе экспериментально подобраны условия реакции, позволяющие получать дипропионат бетулинола в одну стадию.
Дипропионат бетулинола не является токсичным и может проявлять новые биологические свойства. Испытания на токсичность полученного дипропионата бетулина были проведены в аккредитованном испытательном центре г.Красноярска на белых мышах. Дипропионат бетулина в дозе 4000 мг/кг нетоксичен.
Способ осуществляют следующим образом.
В круглодонную колбу с обратным холодильником помещают измельченную до фракции 10-20 мм бересту березы, приливают пропионовую кислоту. Полученную смесь нагревают и выдерживают на масляной бане при температуре 120-130°С в течение 4-12 часов. Затем бересту отфильтровывают, раствор упаривают и получившийся концентрат выливают в дистиллированную воду. Выпавший светло-серый осадок отфильтровывают и высушивают в эксикаторе в течение трех суток. Массовая доля дипропионата бетулинола в продукте составляет 90%. Полученный порошок перекристаллизовывают. Температура плавления полученного дипропионата бетулина составляет 150-152°С.
Идентификация полученного продукта дипропионату бетулинола призведена физико-химическими методами.
Элементный анализ представлен в таблице, см. в конце описания.
1
3
2
2
2
3
Н-ЯМР (200 МГц, CDCl): 4,72 (1Н, м, =CH); 4,55 (1Н, м, =СН); 4,47 (1Н, м, Н3); 4,26 (1Н, д, J10.7 Гц, Н28); 3,86 (1Н, д, J10.7 Гц, Н28); 2,50 (1Н, м, Н19); 2,5-2,3 (4Н, м, CH-СО); 1,65; 1,02; 0,94; 0,82; 0,80 (все 3Н, с, СН) См. фиг.1.
ИК-спектр: 3067,02 (С=С); 2956,98; 2871,82 (С-Н); 1735,79; 1641,88 (С=О); 1461,80; 1423,84; 1389,97; 1355,27 (С-С); 1276,09; 1261,10; 1185,80;
1148,72; 1105,54; 1083,88 (С-O-С). См. фиг.2.
Способ подтверждается конкретными примерами.
Пример 1. В круглодонную колбу объемом 250 мл с обратным холодильником помещали 5 г измельченной до фракции 2-5 мм бересты березы и добавляли 100 мл пропионовой кислоты. Раствор выдерживали на масляной бане при температуре 130°С в течение 8 часов. Затем горячую реакционную массу фильтровали на воронке Бюхнера. Полученный фильтрат упаривали до 2/3 частей от первоначального объема и выливали в холодную дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушили на воздухе при комнатной температуре. Выход продукта составил 43% от массы абсолютно сухой бересты. Массовая доля дипропионата бетулинола в полученном продукте составляет более 90,5%.
Пример 2. В круглодонную колбу объемом 250 мл с обратным холодильником помещали 5 г бересты березы крупной фракции 10-20 мм и добавляли 100 мл пропионовой кислоты. Раствор выдерживали на масляной бане при температуре 120°С в течение 4 часов. Затем горячую реакционную массу фильтровали на воронке Бюхнера. Полученный фильтрат упаривали до 2/3 частей от первоначального объема и выливали в холодную дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушили на воздухе при комнатной температуре. Выход продукта составил 49% от массы абсолютно сухой бересты. Массовая доля дипропионата бетулинола в полученном продукте составляет более 92,0%.
Пример 3. В круглодонную колбу объемом 500 мл с обратным холодильником помещали 5 г кусковой бересты фракции 10-20 мм и добавляли 200 мл пропионовой кислоты. Раствор выдерживали на масляной бане при температуре 130°С в течение 7 часов. Затем горячую реакционную массу фильтровали на воронке Бюхнера. Полученный фильтрат упаривали до 2/3 частей от первоначального объема и выливали в холодную дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушили на воздухе при комнатной температуре. Выход продукта составил 50% от массы абсолютно сухой бересты. Массовая доля дипропионата бетулинола в полученном продукте составляет более 95%.
Элементный состав дипропионата бетулинола
Таблица
Элементный состав полученного продукта, %
Теоретический состав дипропионата бетулинола [C<sub>36</sub>H<sub>58</sub>O<sub>4</sub>], %
С
Н
O
С
Н
O
77,50
11,43
11,07
77,98
10,47
11,55
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить способ получения дипропионата бетулинола за счет сокращения количества стадий процесса и снижения затрат на получение целевого продукта.