БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2015, том 41, № 1, с. 97-101
УДК 547.597:547.362:54.057
СИНТЕЗ И ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОПАРГИЛАМИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НАФТОХИНОНЛЕВОПИМАРОВОЙ КИСЛОТЫ
© 2015 г. С. Ф. Василевский*, **, #, Д. С. Баранов*, А. И. Говди*, И. В. Сорокина***, Т. Г. Толстикова***
*Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 3 **Новосибирский государственный университет, Новосибирск ***Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск Поступила в редакцию 04.04.2014 г. Принята к печати 30.06.2014 г.
Осуществлена модификация нафтохинонлевопимаровой кислоты введением пропаргиламиновых остатков. Изучена противовоспалительная активность полученных при этом оснований Манниха.
Ключевые слова: ацетилены, нафтохинонлевопимаровая кислота, основания Манниха, противовоспалительная активность.
DOI: 10.7868/S0132342315010145
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы синтетические трансформации природных соединений, имеющих своей целью получение их биологически активных аналогов, становятся одним из актуальных направлений биоорганической химии. Особый интерес вызывает получение аналогов природных метаболитов — ди-терпеновых смоляных кислот, продуцируемых хвойными деревьями. Наиболее доступной и перспективной среди них является левопимаровая кислота (ЛПК) — основной компонент сосновой живицы. Важное преимущество ЛПК — ее высокое содержание в живице сосны обыкновенной Pinus sylvestris (27%) и ее разновидности — сосны крючковатой Pinushamata (36%) [1].
Разнообразные синтетические производные ЛПК проявляют широкий спектр биологического действия: противовоспалительную и противоязвенную активности [1], играют важную роль в защите против насекомых и болезнетворных микроорганизмов [2]. Вместе с тем, в последней монографии по данному предмету [1] (глава 3, 142 ссылки), охватывающей период с 1933 по 2010 годы и посвященной синтезу аналогов ЛПК, сведения о получении ацетиленовых производных ЛПК отсутствуют. Известно, что ацетиленовые производные сами являются важными природными биологически активными соединениями [3, 4], и
# Автор для связи (тел.: +7 (383) 333-33-47; факс: +7 (383) 330-73-50; эл. почта: vasilev@kinetics.nsc.ru).
более того, введение алкиновых остатков успешно используется для модификации природных соединений, в том числе тритерпеноидов [5, 6]. В развитие нашей научной программы по изучению растительных метаболитов, продуцируемых растениями и деревьями Сибирского региона [6, 7], нами представлены результаты по синтезу новых ацетиленовых производных нафтохинонлевопимаровой кислоты (НЛПК) — 4-аминобут-2-иниловых эфи-ров НЛПК — и исследованию противовоспалительной активности полученных соединений.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Молекула ЛПК представляет собой удобную платформу для модификации, поскольку имеет сопряженный диеновый фрагмент, который можно использовать в реакции Дильса-Альдера, и карбоксильную группу, способную к разнообразной функционализации.
Исходя из вышесказанного, нами была выбрана схема синтеза ключевого соединения — проп-2-инил-1-карбоксилата (II), включающая двойную модификацию молекулы ЛПК — диеновый синтез с 1,4-нафтохиноном и последующую эте-рификацию карбоксильной группы пропаргиль-ным остатком.
Следует отметить, что первая стадия — диеновый синтез с хиноном — является не только первой стадией модификации, но и одновременно наилучшим способом выделения ЛПК из слож-
7
97
ВАСИЛЕВСКИЙ и др.
98
ной смеси продуктов сосновой живицы. Эта методика проста и заключается в смешении раствора хинона с живицей. Дополнительное преимущество аддуктов — их большая стабильность по сравнению с исходной ЛПК.
НЛПК (I) была получена по методике [8], а ключевое соединение — проп-2-инил-1-карбок-силат (II) — взаимодействием НЛПК с пропар-гилбромидом в присутствии К2С03; выход алки-на-1 (II) составил 30% (схема).
R = -N^ (IIIa), -N^JO (IIIb), (IIIc), (IIId)
Схема. Получение ацетиленового производного нафтохинонпимаровой кислоты (II) и оснований Манниха (IIIa—d).
Известно, что пропаргиламины проявляют ценные для медицины биологические свойства. Некоторые из них являются эффективными противораковыми агентами, ингибиторами обратной транскриптазы ВИЧ, а также важными синтетическими интермедиатами [3, 9]. Среди таких соединений обнаружены ингибиторы скваленэпок-сидазы млекопитающих [10].
Одним из способов получения производных указанного типа может служить реакция Манниха. В классическом варианте она включает взаимодействие трех компонентов — терминального алкина, формальдегида (генерируемого in situ из параформа) и вторичного амина [11]. Для синтеза соединений (IIIa—d) нами были использованы отдельно приготовленные бисаминометаны. Реакцию проводили в диоксане в присутствии CuCl при комнатной температуре в инертной атмосфере (0.5 ч), в результате были получены продукты аминоалкилирования (IIIa—d) с выходами 88— 96% (схема).
Стереохимия исходного соединения НЛПК (I) надежно установлена ранее [8]. Поскольку синтез эфира НЛПК (II) и оснований Манниха (IIIa—d)
осуществляется при умеренных температурах (55 и 20°С соответственно), мы полагаем, что стереохимия молекулы сохраняется.
Структуры новых ацетиленов и продуктов их трансформации были установлены аналитическими и спектральными методами (ИК, 1Н- и13С-ЯМР).
Противовоспалительная активность производных (Ша—^ нафтохинонлевопимаровой кислоты (I) была исследована на стандартной модели воспаления лапы мышей, индуцированного ги-стамином.
Согласно результатам, представленным в таблице все синтезированные основания Манниха (Ша—^ при внутрибрюшинном введении мышам в дозе 20 мг/кг проявляют достоверный противовоспалительный эффект (26—41%) относительно контроля. У всех соединений, кроме ацетилена (II), величина отека не имела достоверных различий с таковой у референс-препарата, вводимого в аналогичной дозе (см. эксп. часть).
На основании данных, полученных при проведении эксперимента, можно заключить, что ос-
Исследование противовоспалительного действия соединений (II), (IIIa—d) на гистаминовой модели воспаления
Соединение Индекс воспалительного отека, % Размер отека относительно контроля, % Противовоспалительная активность относительно контроля, %
Контроль 27.3 ± 1.5d 100 0
(IIIa) 19.8 ± 1.9a 72.5 27.5
(IIIb) 17.4 ± 1.2b 63.7 36.3
(IIIc) 16.0 ± 1.5b 58.6 41.4
(IIId) 18.6 ± 1.5a 68.1 31.9
(II) 20.1 ± 1.4a,c 73.6 26.4
Индометацин 15.1 ± 1.1b 55.3 44.7
ар < 0.01, bр < 0.001, достоверно относительно контрольной группы; cр < 0.05, dp < 0.001, достоверно относительно индоме-тацина.
нования Манниха с морфолиновым (IIIb) и ди-этиламиновым (IIIc) остатками обладают выраженной, а с пирролидиновым (IIIa), пиперидиновым (IIId) фрагментами и собственно алкин-1 (II) — умеренной противовоспалительной активностью.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Химическая часть
ИК-спектры записаны на спектрометре Bruker Vector 22 в таблетках c KBr. Спектры ЯМР (8, м.д., КССВ, Гц) регистрировали на спектрометре Bruker AV 400 в CDCl3 при 400.13 (1Н-ЯМР) и 100.61 МГц (13С-ЯМР). Масс-спектры высокого разрешения получены на масс-спектрометре DFS ("Thermo Electron Corporation") методом прямого ввода, температура камеры ионизации 220— 270°C, напряжение ионизации 70 эВ. При колоночной хроматографии использовали Al2O3 (50— 150 мкм, ТУ 6-09-3916-75), ТСХ-контроль осуществляли на пластинах Silufol 60 F254 (Merck). Использовали пропаргилбромид фирмы Aldrich (США), ди(^,^-диэтиламино)- [12], ди(^-пипе-ридино)- [12], ди(^-морфолино)-[13] и ди(^-пирролидино)метан [14] получали, как описано ранее.
(1R,4aR,4bS,6R,6aR,12aR,12bS)-16-№onpontti-1,4а-диметил-1,2,3,4,4а,4Ь,5,6а,7,12,12а,13,14,14а-пентадекагидро-2#-(6,12Ь-этено)бензо[А]хризен-7,12-дион-1-карбоновая кислота (I) получена, как описано [8]. Т пл. 174-177°C (лит. т. пл. 175-178°C).
Проп-2-инил-{(1Л,4аЛ,4Ь5,6Л,6аЛ,12аЛ,12Ь5)-16-изопропил-1,4а-диметил-1,2,3,4,4а,4Ь,5,6а,7,12, 12а,13,14,14а-пентадекагидро-2#-(6,12Ь-этено) бензо[А]хризен-7,12-дион}-1-карбоксилат (II). Смесь 7 г (15.2 ммоль) нафтохинопимаровой кислоты, 3.6 г (30.4 ммоль) пропаргилбромида и 4.8 г (45.6 ммоль) K2CO3 в 190 мл ацетона кипятили 7 ч с обратным холодильником. Реакционную смесь отфильтровывали, упаривали в вакууме, а остаток очищали
колоночной хроматографией на А1203, элюируя хлористым метиленом. Выход 2.3 г (30%), т. пл. 175—176°С (гексан). ХН-ЯМР: 0.49 (3Н, д, J 6.7, СН3), 0.53 (3Н, с, СН3), 0.85 (3Н, д, J 6.7, СН3), 0.94 (1Н, м, СН), 1.14 (3Н, с, СН3), 1.25 (2Н, м, СН2), 1.35-1.58 (6Н, м, СН2), 1.65 (1Н, м, СН), 1.72-1.90 (5Н, м, СН2, СН), 2.48 (1Н, т, J 2.4, =СН), 2.87 (1Н, д, J 8.6, СН), 3.05 (1Н, уш.с, СН), 3.25 (1Н, дд, J1 2.9, J2 8.6 СН), 4.68 (2Н, м, ОСН2), 5.06 (1Н, уш.с, =СН), 7.61 (2Н, м, АгН), 7.71 (1Н, м, АгН), 7.79 (1Н, м, АгН). 13С-ЯМР: 16.23, 16.82, 17.10, 19.11, 20.73, 22.07, 28.21, 33.24, 35.02, 36.48, 37.82, 38.33, 42.24, 42.45, 47.28, 49.35, 52.23, 52.26, 56.23, 59.41, 74.75, 78.10, 125.19, 125.90, 125.93, 133.26, 134.02, 136.91, 138.70, 147.60, 177.93, 198.57, 198.86. Найдено, %: С 79.69; Н 7.62. С33Н3804. Вычислено, %: С 79.48; Н 7.68. ИК: v/см-1: 1680, 1722 (С=0); 2131, 3290 (С=СН).
Синтез оснований Манниха. К раствору 200 мг (0.4 ммоль) пропаргилового эфира нафтохинон-пимаровой кислоты (II) и 10 мг СиС1 в 10 мл 1,4-диоксана в атмосфере аргона при перемешивании добавляли диаминометан (0.44 ммоль), выдерживали 0.5 ч, смесь выливали в 20 мл толуола и промывали насыщ. водным NH4OH с небольшим количеством N^0 (2 х 20 мл) и высушивали над Продукт реакции очищали колоночной хроматографией на А1203, элюируя этилацетатом.
[4-(Пирролидин-1-ил)бут-2-инил]-{(1й,4ай, 4Ъ5',6й,6&К,12ай,12Ъ5)-16-изопропил-1,4а-диметил-1,2,3,4,4а,4Ъ,5,6а,7,12,12а,13,14,14а-пентадека-гидро-2#-(6,12Ъ-этено)бензо[А]хризен-7,12-ди-он}-1-карбоксилат (Ша). Выход 220 мг (95%), т. пл. 167-168°С (гексан). 1Н-ЯМР: 0.49 (3Н, д, J 6.9, СН3), 0.53 (3Н, с, СН3), 0.85 (3Н, д, J 6.9, СН3), 0.94 (1Н, м, СН), 1.12 (3Н, с, СН3), 1.25 (2Н, м, СН2), 1.36-1.57 (6Н, м, СН2), 1.63 (1Н, м, СН), 1.72-1.87 (9Н, м, СН2, СН),
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.