СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (2RS)-2,5,7,8-ТЕТРАМЕТИЛ-2-[(4RS,8RS)-4,8,12-ТРИМЕТИЛТРИДЕЦИЛ]-ХРОМАН-6-ИЛ-N-[3-ОКСОЛУП-20(29)-ЕН-28-ОИЛ]-ГЛИЦИНАТА
METHOD OF PRODUCING (2RS)-2,5,7,8-TETRAMETHYL-2-[(4RS,8RS)-4,8,12-TRIMETHYLTRIDECYL]-CHROMAN-6-YL-N-[3-OXOLUP-20(29)-EN-28-OYL]-GLYCINATE

Предлагаемое изобретение относится к области синтеза биологически активных веществ, конкретно к синтезу (2RS)-2,5,7,8-тетраметил-2-[(4RS,8RS)-4,8,12-триметилтридецил]-хроман-6-ил-N-[3-оксолуп-20(29)-ен-28-оил]-глицината (1) - гибридной молекулы, комбинированной из d,1-α-токоферола (витамина Е) (2) и бетулоновой кислоты (3) через мостик, построенный из остатка глицина.
Бетулоновая кислота - известный представитель широко распространенных в природе лупановых тритерпеноидов, в ряду которых обнаружены чрезвычайно перспективные противоопухолевые и противовирусные средства [Толстикова Т.Г., Сорокина И.В., Толстиков Г.А., Толстиков А.Г., Флехтер О.Б. // Биоорган. химия. 2006. Т.32. №1. с.42-55].
α-Токоферол входит в состав витаминов группы Е и является основным липофильным антиоксидантом биологических мембран млекопитающих. Он участвует в межклеточной передаче сигналов, уменьшает активность протеинкиназы С, ингибирует пролиферацию клеток гладких мышц и управляет экспрессией гена α-тропомиазина [R.Brigelius-Flohe, F.J.Kelly. J.J.Salonen, J.Neuzil, J-M Zingg, A.Azzi // Am J. Clin Nutr 2002. V 76. №4, pp 703-716].
В последнее время при создании новых лекарственных препаратов с комбинированными фармакологическими свойствами большой интерес вызывают гибриды α-токоферола или его короткоцепочечных аналогов с некоторыми природными или синтетическими биологически активными веществами. Особенно актуально использование таких гибридных соединений в терапии патологических нарушений, вызванных окислительным стрессом [В.Н.Одиноков, А.Ю.Спивак, О.В.Кнышенко. // Биоорг. хим. 2007, т.33, №4, с.387-404].
Сочетанием кислоты Trolox (известного гидрофильного аналога α-токоферола) с N,N'-диэтилэтилендиамином получены соединения, проявившие антиоксидантные и антиаритмические свойства, эффективные в предотвращении реперфузионной аритмии [Koufaki M., Calogeropoulou Т., Rekka E., Chryselis M., Papazafiri P., Gaitanaki С., Makriyannis J. // Bioorg. Med. Chem. 2003. V.11. P.5209-5219].
На основе кислоты Trolox и аминов с церебропротекторными свойствами получены гибридные молекулы, проявившие нейрозащитные эффекты при ишемических и травматических нарушениях центральной нервной системы [Jon Jacobsen E., VanDoornik F.J., Ayer D.E., Belonga K.L., Braughler J.M., Hall E.D., Houser D.J. // J. Med. Chem. 1992. V.35. P.4464-4472].
Осуществлена комбинация короткоцепочечного аналога α-токоферола с эфирными производными аскорбиновой кислоты. Полученные гибридные соединения превосходили по своей антиоксидантной активности α-токоферол и аскорбиновую кислоту и проявили высокую активность в предотвращении реперфузионно-ишемических нарушений [S.Manfredini, S.Vertuani, В.Manfredi, G.Rossoni, G.Calviello, P.Palozza // Bioorg. Med. Chem. 2000. V 8. P.2791-2801].
Синтетическая комбинация аналогов α-токоферола с каротиноидами привела к соединениям с высоким терапевтическим эффектом при окислительных процессах [Р.Palozza, E.Piccioni, L.Avanzi, S.Vertuani, G.Calviello, S.Manfredini // Free Radical Biol. Med. 2002. V 33, P.1724-1735].
Получено гибридное соединение в виде сложного эфира холевой кислоты и коньюгата хроманилметанола с лизином [Р.Arya, N.Alibhai, Н.Qin, G.W.Burton // Bioorg. Med. Chem. Lett, 1998. №8. P.2433-2438; M.A.Alaoui-Jamali, P Akya, G.W.Burton, G.Batist, T.Wang // WO 99/24417 от 20.05 1999].
О синтезе гибридов витамина Е с тритерпеноидами лупанового ряда в литературе не сообщалось. Между тем, синтетическая комбинация α-токоферола с этими соединениями может привести к взаимному синергетическому влиянию комбинируемых молекул или проявлению гибридным соединением новой биологической активности.
Известен способ получения конъюгатов α-токоферола с глицином и лизином путем его конденсации с бензилоксикарбонилзащищенными кислотами (CBz-Gly и CBz-Lys) под действием дициклогексилкарбодиимида (DCC) и диметиламинопиридина (DMAP) с последующим деблокированием аминогруппы путем гидрогенолиза над палладиевым катализатором [Р.Arya, N.Alibhai, Н.Qin, G.W.Burton // Bioorg. Med. Chem. Lett., 1998. №8. P.2433-2438; M.A.Alaoui-Jamali, P Akya, G.W.Burton, G.Batist, T.Wang // WO 99/24417 от 20.05 1999].
Однако в работах отсутствует экспериментальное описание способа получения коньюгатов, не приведены их физико-химические константы и спектральные характеристики. Конъюгаты в виде водорастворимых гидрохлоридов были протестированы на противоопухолевую активность.
Об использовании этих соединений в каких-либо химических трансформациях, в том числе в синтезе гибридных молекул, не сообщалось.
Известен способ получения коньюгатов бетулоновой кислоты с эфирами аминокислот путем активации карбоксильной группы с использованием дорогостоящих реагентов (гидроксибензотриазол, 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимид) [Chen Sun, Chin-Ho Chen, Y Kashiwada, J-H Wu, H-K Wang, K-H Lee // J.Med. Chem. 2002, V.45, pp 4272-4275].
Препаративно более приемлемый хлорангидридный способ предложен в работе [О.Б.Флехтер, Е.И.Бореко, Л.Р.Нигматуллина, Б.В.Третьякова, Н.И.Павлова, Л.А.Балтина, С.Н.Николаева, О.В.Савинова, В.Ф.Еремин, Ф.З.Галин, Г.А.Толстиков. // Биоорг. Хим. 2004, Т.30, с.89-98]. Полученный непосредственно перед реакцией хлорангидрид бетулоновой кислоты вовлекают во взаимодействие с гидрохлоридами метилового или третбутилового эфиров аминокилот в присутствии триэтиламина.
В нашем случае этот известный способ оказался малоэффективным. Комбинация хлорангидрида (4) с солянокислой солью (7) в присутствии триэтиламина протекала менее селективно и приводила к целевому продукту (1) с выходом, не превышающим 30%.
Цель предлагаемого способа состоит в том, чтобы получить фармакологически перспективное новое гибридное соединение: α-токоферол-бетулоновая кислота, комбинацией остатков природных молекул через аминокислотный спейсер в виде остатка глицина. Поставленная цель достигается путем взаимодействия предварительно полученного d,1-α-токоферил-глицината (6) с хлорангидридом бетулоновой кислоты (4).
Предлагаемый способ получения заключается в проведении реакции α-токоферола (2) с N-(бензилоксикарбонил)-глицином (CBz-Gly), активированным N,N'-дициклогексилкарбодиимидом (DCC) и пара(N,N'-диметиламино) пиридином (DMAP) в хлористом метилене при комнатной температуре в течение 2 часов при мольном соотношении: α-токоферол:CBz-Gly:DCC:DMAP, равным 1:(1-1.5):(1-1.5):0.15, с выделением продукта (5) колоночной хроматографией на силикагеле с выходом 82% и последующим деблокированием аминогруппы путем гидрогенолиза над палладиевым катализатором в этаноле с выходом 88% d,1-α-токоферил-глицината (6) и его вовлечением в сочетание с хлорангидридом бетулоновой кислоты (4), полученным непосредственно перед реакцией действием оксалилхлорида на бетулоновую кислоту по известному методу [О.Б.Флехтер, Е.И.Бореко, Л.Р.Нигматуллина, Е.В.Третьякова, Н.И.Павлова, Л.А.Балтина, С.Н.Николаева, О.В.Савинова, В.Ф.Еремин, Ф.З.Галин, Г.А.Толстиков. // Биоорг. хим. 2004, т.30, №1 с.89-98; Chen Sun, Chin-Ho Chen, Y. Kashiwada, J-H Wu, H-K Wang, K-H Lee // J. Med. Chem., 2002. V 45. P.4271-4275].
Реакцию сочетания проводят в сухом бензоле, или хлороформе, или хлористом метилене при комнатной температуре или кипячении (преимущественно при кипячении) в течение 1 часа, мольное соотношение: хлорангидрид(4):глицинат(6) - 1:(1-1.5) Продукт реакции выделяют колоночной хроматографией на силикагеле. Выход гибрида (1) составляет 67-79% в расчете на хлорангидрид(4).
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
Реагенты и условия: a) CBzNHCHCOH, DCC, 10%-15% моль DMAP (CHCl, 20°С); b) H/10% Pd-C, EtOH; с) 5 М HCl/MeOH; d) (COCl), бензол; е) бензол, или CHCl, или CHCl, кипячение или комнатная температура, 1 ч; f) EtN, CHCl, кипячение 2 ч.
Изобретение поясняется следующими примерами
ПРИМЕР 1. Получение (2RS)-2,5,7,8-тетраметил-2-[(4RS,8RS)-4,8,12-триметилтридецил]-хроман-6-ил-N-[3-оксолуп-20(29)-ен-28-оил]-глицината (1)
2
2
2
К раствору 0.43 г (1 ммоль) α-токоферола в 20 мл сухого CHCl при перемешивании прибавили 0.018 г (0.15 ммоль) DMAP, 0.314 г (1.5 ммоль) CBz-глицина и 0.31 г (1.5 ммоль) DCC. Реакционную массу перемешивали 2 часа при комнатной температуре, выпавший осадок отфильтровали, фильтрат упарили. Остаток хроматографировали на колонке SiO (14 г, элюент - гексан-EtOAc, 3:1). Получили 0.51 г (82%) конъюгата 5 в виде вязкого масла.
Через перемешиваемую смесь 0.51 г (0.82 ммоль) конъюгата 5 и 0.07 г 10 мол.% Pd-C в 10 мл этанола пропускали водород. За окончанием реакции следили с помощью ТСХ, катализатор отфильтровали, фильтрат упаривали. Получили 0.35 г (87.7%) амина 6 в виде вязкого масла.
3
3
4
2
3
Раствор 0.23 г (0.49 ммоль) хлорангидрида бетулоновой кислоты 4 и 0.35 г (0.72 ммоль) амина 6 в 5 мл сухого CHCl кипятили 1 ч, охладили до комнатной температуры, промыли 10% раствором NaHCO, водой, сушили MgSO, упарили в вакууме. Остаток хроматографировали на колонке с SiO (12 г) (СНCl-МеОН, 10:1). Получили 0.36 г (79%) соединения 1.
2
2
ПРИМЕР 2. К раствору 0.43 г (1 ммоль) α-токоферола в 20 мл сухого CHCl при перемешивании прибавили 0.018 г (0.15 ммоль) DMAP, 0.21 г (1.0 ммоль) CBz-глицина и 0.21 г (1.0 ммоль) DCC. Реакционную массу перемешивали 2 часа при комнатной температуре. Обработку и выделение продукта проводили, как описано в примере 1. Получили 0.51 г (82%) конъюгата 5. Гидрогенолиз конъюгата 5 и последующее взаимодействие амина 6 с хлорангидридом бетулоновой кислоты 4 проводили, как описано в примере 1.
ПРИМЕР 3. Раствор 0.23 г (0.49 ммоль) хлорангидрида бетулоновой кислоты 4 и 0.35 г (0.72 ммоль) амина 6 в 10 мл сухого бензола кипятили 1 ч. Обработку и выделение продукта проводили, как описано в примере 1. Получили 0.33 г (73%) соединения 1.
ПРИМЕР 4. Раствор 0.17 г (0.36 ммоль) хлорангидрида бетулоновой кислоты 4 и 0.18 г (0.36 ммоль) амина 6 в 10 мл сухого бензола кипятили 1 ч. Обработку и выделение продукта проводили, как описано в примере 1. Получили 0.25 г (76%) соединения 1.
ПРИМЕР 5. Раствор 0.16 г (0.34 ммоль) хлорангидрида бетулоновой кислоты 4 и 0.25 г (0.51 ммоль) амина 6 в 10 мл сухого хлористого метилена перемешивали 1 час при комнатной температуре. Обработку и выделение продукта проводили, как описано в примере 1. Получили 0.2 г (67%) соединения 1.
3
3
4
2
1
13
ПРИМЕР 6 (по способу, описанному в [О.Б.Флехтер, Е.И.Бореко, Л.Р.Нигматуллина, Е.В.Третьякова, Н.И.Павлова, Л.А.Балтина, С.Н.Николаева, О.В.Савинова, В.Ф.Еремин, Ф.З.Галин, Г.А.Толстиков. // Биоорг. Хим. 2004, Т.30, с.89-98]). К раствору 1.94 г (4 ммоль) амина 6 (получен в условиях, описанных в примере 1) в 8 мл метанола прибавили 4 мл (20 ммоль) 5 М HCl и упарили в вакууме досуха. Получили 1.7 г (85%) гидрохлорида 7. Последний растворили в 12 мл CHCl и прибавили при перемешивании по каплям раствор 1.17 г хлорангидрида 4 в 12 мл CHCl, затем 0.5 мл триэтиламина и кипятили 1 ч. Реакционную массу промыли 2 М HCl водой, сушили MgSO, упарили в вакууме. Остаток хроматографировали на колонке с SiO (40 г), как описано в примере 1. Получили 0.67 г (29.2%) гибрида 1 идентичного по спектрам ЯМР Н, С соединению, полученному в примере 1.
31
53
3
2
3
max
3
3
2
3
2
2
2
3
3
3
3
3
2
2
-1
1
13
'
4
13'
2'
6'
10'
12'
3
4'
8'
3'
5'
7'
9'
11'
1'
2
5
7
8
10
8a
6
(2RS)-2,5,7,8-тетраметил-2[(4RS,8RS)-4,8,12-триметилтридецил]-хроман-6-ил-N-бензилоксикарбонилглицинат (5). Вязкое масло. Найдено, мас.(%): С, 76.28; Н, 10.98; N, 2.94. CHNO. Вычислено, мас. (%): С, 76.34; Н, 10.95; N, 2.87. ИК-спектр (v, см): 1760(С=О), 3400(C-NH). УФ-спектр (CHCl), λ, нм(ε): 287(2420). Спектр ЯМР Н (δ, м.д., J, Гц): 0.85 (м, 12Н, СН); 1.05-1.90 (м, 26Н, СН-2, СН, СН); 1.98, 2.02, 2.12 (все с, 9Н, СН-ароматические); 2.60 (т, 2Н, СН, J=6.2); 3.77 (с, 2Н, CH-NH). Спектр ЯМР С (δ, м.д.): 11.82, 12.12, 12.96 (СН-ароматические); 19.69, 19.75 (СН-4, СН-8'); 20.59, 21.03 (С); 22.63, 22.72 (СН-12', С); 24.17 (СН-2); 24.44, 24.81 (С, С, С); 27.98 (С); 31.00 (С); 32.69, 32.78 (С, С); 37.29, 37.39, 37.46, 37.56 (С, С, С, С); 39.38 (С); 40.00 (С); 43.68 (CH-NH); 75.10 (С); 117.30 (С); 123.14, 124.81, 126.56 (С, С, С); 140.25 (C); 149.53 (С); 172.92 (С=О).
31
53
3
2
3
max
3
3
2
3
2
2
2
3
3
3
3
3
2
2
-1
1
13
4
13'
2'
6'
10'
12'
3
4'
8'
3'
5'
7'
9'
11'
1'
2
5
7
8
10
8a
6
(2RS)-2,5,7,8-тетраметил-2[(4RS,8RS)-4,8,12-триметилтридецил]-хроман-6-ил-глицинат (6). Вязкое масло. Найдено, мас. (%): С, 76.28; Н, 10.98; N, 2.94. CHNO. Вычислено, мас. (%): С, 76.34; Н, 10.95; N, 2.87. ИК-спектр (v, см): 1760 (С=O), 3400 (C-NH). УФ-спектр (CHCl), λ, нм (ε): 287 (2420). Спектр ЯМР H (δ, м.д., J, Гц): 0.85 (м, 12Н, СН); 1.05-1.90 (м, 26Н, СН-2, СН, СН); 1.98, 2.02, 2.12 (все с, 9Н, СН-ароматические); 2.60 (т, 2Н, СН, J=6.2); 3.77 (с, 2Н, CH-NH). Спектр ЯМР С (δ, м.д.): 11.82, 12.12, 12.96 (СН-ароматические); 19.69, 19.75 (СН-4', СН-8'); 20.59, 21.03 (С); 22.63, 22.72 (СН-12', С); 24.17 (СН-2); 24.44, 24.81 (С, С, С); 27.98 (С); 31.00 (С); 32.69, 32.78 (С, С); 37.29, 37.39, 37.46, 37.56 (С, С, С, С); 39.38 (С); 40.00 (С); 43.68 (CH-NH); 75.10 (С); 117.30 (С); 123.14, 124.81, 126.56 (С, С, С); 140.25 (C); 149.53 (С); 172.92 (С=О).
-1
1
4
13
4
13'
2'
6'
10'
12'
3
4'
8'
3'
5'
7'
9'
11'
1'
2
5
7
8
10
8a
6
2
3
max
3
3
2
3
2
2
2
3
3
3
3
3
2
2
Гидрохлорид (2RS)-2,5,7,8-тетраметил-2-[(4RS,8RS)-4,8,12-триметилтридецил]-хроман-6-ил-глицината (7). Аморфный гигроскопичный порошок, т.пл. 161-163°С. ИК-спектр (v, см): 1750 (С=О), 3400 (C-NH). УФ-спектр (CHCl), λ, нм (ε): 284 (1006). Спектр ЯМР H (δ, м.д., J, Гц): 0.84-0.88 (м, 12Н, СН); 1.05-1.90 (м, 26Н, СН-2, СН, СН); 1.99, 2.03, 2.10 (все с, 9Н, СН-ароматические); 2.62 (т, 2Н, Н, J=6); 3.31 (с, 2Н, NH); 4.23 (с, 2Н, CH-NH). Спектр ЯМР С (δ, м.д.): 11.74, 12.43, 13.16 (СН-ароматические); 18.77, 19.00 (СН-4', СН-8'); 20.11, 20.65 (С); 21.63, 21.71 (СН-12', С); 22.71 (СН-2); 24.01, 24.49 (С, С, С); 27.73 (С); 30.95, 31.00 (С); 32.47, 32.51 (С, С); 36.87, 36.97, 37.07, 37.10 (С, С, С, С); 39.13 (С); 39.43 (С); 39.43 (CH-NH·HCl); 74.95 (С); 117.40 (С); 122.94, 125.12, 126.74 (С, С, С); 140.08 (C); 149.63 (С); 166.49 (С=О).
(2RS)-2,5,7,8-тетраметил-2-[(4RS,8RS)-4,8,12-триметилтридецил]-хроман-6-ил-N-[3-оксолуп-20(29)-ен-28-оил]-глицинат (1)
D
3
61
97
5
3
max
3
3
2
3
2
3
3
2
2
3
3
3
3
3
3
3
2
20
-1
1
4
19
29
13
25
26
27
6
30
11
24
4
13'
2'
6'
10'
12
23
12
15
21
3
21
16
4'
8'
7
2
22
10
3'
5'
7'
9'
13
11'
1
8
1'
14
19
4
9
18
5
17
2
29
5
7
8
10
8a
6
20
3
[α] +12.1°(c3.7, CHCl). Найдено, мас.(%): С, 79.07; Н, 10.52; N, 1.48. CHNO. Вычислено, мас.(%): С, 79.25; Н, 10.58; N, 1.52. ИК-спектр (v, см): 3460 (NH), 1770 (C=O), 1710 (C=O), 1680 (CONH), 1650 (C=C). УФ-спектр (CHCl), λ/нм(ε): 286 (1645). Спектр ЯМР H (δ, м.д., J, Гц): 0.83-0.89 (м, 12Н, СН в остатке α-токоферола); 0.92, 0.96, 0.99, 1.02, 1.07 (все с, 15Н, СН в остатке бетулоновой кислоты); 1.1-1.95 (м, 24Н, CH, CH в остатке бетулоновой кислоты и 26Н, СН-2, СН, CH в остатке α-токоферола); 1.70 (с, 3Н, СН-20 в остатке бетулоновой кислоты); 1.99, 2.03, 2.10 (все с, 9Н, СН-ароматические в остатке α-токоферола); 2.59 (т, 2Н, Н, J=6.6 в остатке α-токоферола); 3.12 (м, 1Н, Н в остатке бетулоновой кислоты); 4.29 (дд, 1Н, CH-NH, J=14, J=5); 4.38 (дд, 1Н, CH-NH, J=14, J=5); 4.61 и 4.76 (с, 2Н, Н в остатке бетулоновой кислоты); 6.18 (т, 1Н, NH, J=5). Спектр ЯМР С (δ, м.д.): 11.90, 12.17, 13.01 (СН-ароматические в остатке α-токоферола); 14.54, 15.78, 15.94 (СН , СН , СН  в остатке бетулоновой кислоты); 19.35, 19.62, 20.99, 21.37 (С, С, С, С в остатке бетулоновой кислоты); 19.67, 19.74, 20.54 (СН-4, СН-8', С в остатке α-токоферола); 22.62, 22.72 (СН-12', С в остатке α-токоферола); 24.44, 24.79 (С, С С в остатке α-токоферола); 25.63, 26.59 (С, С в остатке бетулоновой кислоты); 27.97 (С в остатке α-токоферола); 29.36 (С в остатке бетулоновой кислоты); 29.66 (С в остатке бетулоновой кислоты); 29.69 (С в остатке α-токоферола); 30.77 (С в остатке бетулоновой кислоты); 31.92 (С в остатке бетулоновой кислоты); 32.69, 32.77 (С, С в остатке α-токоферола); 33.60, 34.16 (С, С в остатке бетулоновой кислоты); 36.92, 37.04 (С, С в остатке бетулоновой кислоты); 37.28, 37.38, 37.44, 37.55 (С, С, С, С в остатке α-токоферола); 38.23 (С в остатке бетулоновой кислоты); 39.37 (С в остатке α-токоферола); 39.65 (С в остатке бетулоновой кислоты); 40.71 (CH-NH, С в остатке бетулоновой кислоты, С в остатке α-токоферола); 42.55 (С в остатке бетулоновой кислоты); 46.62 (С в остатке бетулоновой кислоты); 47.33 (С в остатке бетулоновой кислоты); 50.01 (С, С в остатке бетулоновой кислоты); 55.04, 55.79 (С, С в остатке бетулоновой кислоты); 74.85 (С в остатке α-токоферола); 109.47 (С в остатке бетулоновой кислоты); 117.49 (С); 123.19, 124.83, 126.52 (С, С, С в остатке α-токоферола); 140.18 (C в остатке α-токоферола); 149.64 (С в остатке α-токоферола); 150.77 (С в остатке бетулоновой кислоты); 169.49 (COOR); 176.76 (CONH); 218.15 (С в остатке бетулоновой кислоты).