Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор «Алкилированные стероиды и их биологическая активность» 10
1.1. Алкилирование сопряженных диеновых кетонов в синтезе аналогов андрогенов .12
1.2. Алкилирование производных тестостерона и 19-нортестостерона с последующей ароматизацией кольца А в синтезе 7-алкилированных эстрогенов 21
1.3. Алкилирование эстрогенов и трансформации алкилированных эстрогенов
Заключение по литературному обзору 33
Глава 2. Обсуждение результатов .34
2.1. Новые минорные фитоэкдистероиды Serratula coronata L .35
2.2. 7-Алкилирование 20-гидроксиэкдизона и его ацетонидов 39
2.3. 7-Алкилирование и 7,7-бисалкилирование 20-гидроксиэкдизона под действием пропаргилбромида .46
2.4. Спироциклизация 7,7-бис(2-пропинил)-14-дезокси-8(14)-20 гидроксиэкдизона при гидрировании над палладиевым
катализатором 49
2.5. 7-Алкилирование, 7,7-бисалкилирование и восстановление 20-кетогруппы постстерона при взаимодействии с алкилгалогенидами в литий-аммиачном растворе 54
Глава 3. Экспериментальная часть 63
3.1. Выделение и идентификация минорных фитоэкдистероидов из сока растений Serratula coronata L .64
3.2. Алкилирование 20-гидроксиэкдизона и его ацетонидов 70
3.2.1. Алкилирование 20-гидроксиэкдизона 69
3.2.2. Алкилирование 2,3:20,22-диацетонида 20-гидроксиэкдизона .77
3.2.3. Алкилирование 20,22-моноацетонида 20-гидроксиэкдизона .80
3.3. 7-Алкилирование и 7,7-бисалкилирование 20-гидроксиэкдизона под действием пропаргилбромида 84
3.4. Спироциклизация 7,7-бис(2-пропинил)-14-дезокси-8(14)-20 гидроксиэкдизона при гидрировании над палладиевым
катализатором .89
3.5. 7-Алкилирование, 7,7-бисалкилирование и восстановление 20-кетогруппы постстерона при взаимодействии с алкилгалогенидами в литий-аммиачном растворе 93
3.5.1. Алкилирование постстерона метилйодидом 93
3.5.2. Алкилирование постстерона аллилбромидом 94
3.5.3. Алкилирование постстерона пропаргилбромидом 97
Выводы .101
Список литературы .
- Алкилирование производных тестостерона и 19-нортестостерона с последующей ароматизацией кольца А в синтезе 7-алкилированных эстрогенов
- 7-Алкилирование и 7,7-бисалкилирование 20-гидроксиэкдизона под действием пропаргилбромида
- Алкилирование 20-гидроксиэкдизона и его ацетонидов
- Алкилирование постстерона метилйодидом
Введение к работе
Актуальность темы. Фитоэкдистероиды – аналоги гормонов линьки насекомых,
вырабатываемые растениями для защиты от фитофагов, представляют довольно
обширную специфическую группу природных полигидроксилированных стероидов, к
которой проявляют большой интерес исследователи в последние 50 лет. Это
обусловлено возможностью использовать экдистероиды растений как инсектициды
нового поколения. В этом качестве повышенное внимание уделяется минорным
компонентам букета экдистероидов растений, наиболее эффективно проявляющим
защитные свойства против травоядных насекомых. Выделение и установление
структуры минорных экдистероидов растений позволит целенаправленно
модифицировать более доступные экдистероиды.
С другой стороны, экдистероиды, являясь нетоксичными соединениями для млекопитающих, обладают важным для человека профилем биологической активности, проявляющейся в адаптогенных свойствах и гормонально независимой анаболической активности. Более того, некоторые экдистероиды способны существенно снизить дозу и повысить устойчивость к резистенции лекарственных препаратов, используемых в хемотерапии раковых клеток.
Как известно, многофункциональность стероидных гормонов затрудняет их использование в медицине. Для создания препаратов с узким направленным действием синтезируются модифицированные стероиды. Одним из основных направлений модификации стероидных соединений является их алкилирование. К важным фармакологическим соединениям относятся 7-алкилстероиды, для получения которых обычно используется сопряженное присоединение алкилкупратных регентов к 4,6-ненасыщенным 3-кетостероидам, приводящее к смеси 7- и 7-алкилстероидам.
Алкилирование экдистероидов, подобно стероидам, способно придать им новые специфические свойства, ценные для медицины. Однако до наших исследований в литературе не было сообщений об алкилировании экдистероидов. Из сказанного следует, что выделение и идентификация минорных фитоэкдистероидов и разработка синтеза 7-алкилэкдистероидов представляются актуальными задачами.
Работа выполнялась как плановая в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтехимии и катализа Российской академии наук по
теме: «Направленные трансформации природных и синтетических токоферолов, тритерпеноидов, экдистероидов и полисахаридов» (№ Госрегистрации 01201168019 в 2011-2013 гг.), «Направленные трансформации природных и синтетических ди- и тритерпеноидов, экдистероидов и полисахаридов» (№ Госрегистрации 01201460335 в 2014-2016 гг.), при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 16-33-00977 мола).
Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в исследовании экдистероидного состава растений вида Serratula coronata L. и разработке метода синтеза 7-алкилированных экдистероидов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
выделение и идентификация минорных фитоэкдистероидов;
алкилирование экдистероидов в литий-аммиачном растворе;
синтез 7-алкилированных экдистероидов (20-гидроксиэкдизона, его ацетонидов и постстерона).
Научная новизна. Из растений вида Serratula coronata L. впервые выделены и идентифицированы 2-, 3- и 11-ацетаты аюгастерона С и калонистерон. 11-Ацетат аюгастерона С является новым экдистероидом.
Разработан метод стереоспецифического 7-алкилирования экдистероидов под действием алкилгалогенидов в литий-аммиачном растворе. При взаимодействии 20-гидроксиэкдизона и его ацетонидов с метил-, этилйодидами и аллилбромидом синтезированы с выходом 80-95% соответствующие 7-алкил-14-дезокси-8(14)-экдистероиды. Их структура установлена с помощью одно- и двумерных спектров ЯМР 1Н и 13С, масс-спектров MALDI TOF/TOF, а структура 7-аллил-14-дезокси-8(14)-20-гидроксиэкдизона однозначно подтверждена методом РСА.
Показано, что 20-гидроксиэкдизон и его 20,22-ацетонид с избытком (6 мол. экв.) алкилгалогенида образуют побочные продукты О-алкилирования (до 10-15%) по одной из незащищенных вторичных гидроксильных групп в 2,3 или 22 положении.
Установлено, что при взаимодействии 20-гидроксиэкдизона в литий-аммиачном растворе с эквимольным количеством пропаргилбромида образуется исключительно 7-(2-пропинил)-14-дезокси-8(14)-20-гидроксиэкдизон (выход 94%), а с 2-кратным мольным избытком пропаргилбромида - 7,7-бис(2-пропинил)производное (выход 92%). С
увеличением избытка реагента (до 6-кратного) наблюдается образование также побочных продуктов О-алкилирования по 2- или 3-гидроксильным группам (суммарный выход 22%).
Обнаружено, что при каталитическом гидрировании 7,7-бис(2-пропинил)
производного над 10% Pd в метаноле наряду с ожидаемым 7,7-бис-н-пропилсоединением
образуется продукт восстановительной спироциклизации по геминальным
пропаргильным группам – (20R,22R)-2,3,20,22,25-пентагидрокси-5-холест-8(14)-ен-6-он-7-спиро-1'-(3',4'- диметил-3'-циклопентен) (выход 70%), первое спиросоединение в ряду экдистероидов.
Установлено, что при алкилировании постстерона эквимольным количеством метилйодида, аллил- или пропаргилбромида в литий-аммиачном растворе наряду с 7-алкилированием происходит восстановление 20-кетогруппы с образованием смеси (1:1) 20R- и 20S-гидрокси-7-алкилпроизводных экдистероидов, которые были выделены в индивидуальном виде с помощью ВЭЖХ. Конфигурация 20-хирального центра каждого из диастереомерных спиртов и конфигурация их 7-алкильной группы определена с помощью спектров NOESY.
Взаимодействие постстерона с избытком (6 мол-экв) аллил- или
пропаргилбромидов приводит к образованию соответствующих 7,7-бис-алкилированных
20-спиртов. Показано, что восстановление 20-кетогруппы при бис-аллилировании
постстерона протекало диастереоселективно с преимущественным (70:30) образованием
20R-спирта. Образование исключительно 20S-спирта в бис-пропаргилпроизводном
свидетельствовало о стереоспецифическом восстановлении 20-кетогруппы,
сопровождаемое частичным (~на 50%) смещением 8(14)-связи в положение С8-С9.
Практическая значимость. Выделенные и идентифицированные минорные фитоэкдистероиды расширяют круг известных ранее компонентов экдистероидного состава растений вида Serratula coronatа L. (серпуха венценосная), что способствует пониманию оздоровительного действия данного растения, используемого в спортивной медицине, а также направленному созданию средств защиты растений от насекомых-фитофагов. Разработка метода стереоспецифического 7-алкилирования экдистероидов открывает путь синтеза ранее неизвестных, потенциально фармакологически важных аналогов 7-алкилстероидов.
Методология и методы исследования. Для достижения поставленной цели
исследования использована методология алкилирования экдистероидов
алкилгалогенидами в литий-аммиачном растворе, позволившая синтезировать ранее неизвестные 7-алкилэкдистероиды с требуемой 7-конфигурацией метильной, этильной, пропильной, аллильной и пропаргильной групп. Установление структуры выделенных из растений путем комбинации колоночной и высоко-эффективной жидкостной хроматографии и синтезированных соединений базировалось на современных 1D и 2D методах ЯМР-спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, масс-спектрометрии MALDI TOF/TOF.
Положения, выносимые на защиту. Выделение и идентификация минорных
фитоэкдистероидов растения вида Serratula coronata L. Регио- и стереоспецифическое
7-алкилирование экдистероидов под действием алкилгалогенидов (метил- ,
этилйодидов, аллил- и пропаргилбромидов) в литий-аммиачном растворе. 7,7-
Биспропаргилирование 20-гидроксиэкдизона и спироциклизация 7,7-бис(2-пропинил)-
14-дезокси-8(14)-20-гидроксиэкдизона при гидрировании над палладиевым
катализатором. 7-Алкилирование, 7,7-бисалкилирование и восстановление 20-
кетогруппы постстерона при взаимодействии с алкилгалогенидами в литий-аммиачном
растворе.
Апробация работы. Основные результаты исследования представлены на Всероссийской научной конференции «Химия и фармакология растительных веществ» (Сыктывкар, 2014), XI Республиканской конференции молодых ученых «Научное и экологическое обеспечение современных технологий» (Уфа, 2014), I Всероссийской конференции молодых ученых «Научное и экологическое обеспечение современных технологий» (Уфа, 2015), 6-ой Российско-Корейской научной конференции «Современные достижения химии биологически активных веществ и биотехнологии» (Новосибирск, 2015), 2015), II Всероссийской конференции молодых ученых «Научное и экологическое обеспечение современных технологий» (Уфа, 2016), XIX Молоджной конференции по органической химии (Санкт-Петербург, 2016).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в рецензируемых отечественных и международных журналах и 8 тезисов докладов на российских и международных конференциях.
Личный вклад автора состоит в проведении экспериментальных исследований, анализе и интерпретации полученных результатов, активное участие в оформлении публикаций и материала диссертации.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 119 страницах компьютерного набора (формат А4), состоит из введения, литературного обзора на тему «Алкилированные стероиды и их биологическая активность», обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы из 149 наименований.
Алкилирование производных тестостерона и 19-нортестостерона с последующей ароматизацией кольца А в синтезе 7-алкилированных эстрогенов
Эстрогены применяют при слабой родовой деятельности и бесплодии. Эстрогены регулируют формирование и функционирование женских половых органов и молочных желез. Основными природными эстрогенами являются эстрон (3-гидроксиэстра-1,3,5(10)-триен-17-он) (60) и эстрадиол (эстра-1,3,5(10)-триен-3,17-диол) (61).
Для придания специфического действия используют синтетические аналоги эстрогенов. Хорошо известен 17-этинилэстрадиол (62), входящий в состав оральных контрацептивов, регулирующих рождаемость [46-50].
В последнее время большое внимание уделяется заместительной гормональной терапии для лечения постменопаузы у женщин, а также различных расстройств мочеполовой системы у мужчин. Известную значимость приобрели 19-норстероидные гормоны, для молекулы которых характерна конформационно жесткая структура. Клинические исследования показали, что 7-метил-19-нортестостерон (63) является более мощным андрогеном, чем тестостерон [51-53]. Его синтез осуществлен из 19-нортестостерона (64) в 4 стадии [54]. Ацетилированием соединения 64 в хлорной кислоте был получен с выходом 66% 3,17-диацетокси-3,5-эстрадиен (65), окисление которого с помощью брома привело к 4,6-диен-З-ону 66. Стереоселективность 7-алкилирования 6-дегидропроизводных 19-нор тестостерона, как правило, ниже, чем тестостерона, что обусловлено отсутствием метильной группы в 19-положении, которая затрудняет атаку реагента с -стороны молекулы тестостерона [55]. Повысить селективность 1,6-сопряженного присоединения реактива Гриньяра к стероидному диенону удается в присутствии медного катализатора [56]. Метилирование диенона 66 диметиллитийкупратом и последующий гидролиз дали целевой 7-метил-19-нортестостерон (63) (выход 61%) с 10% примесью 7-метилизомера (Схема 12). Схема О AcO 65 61% СН, OH Виланд и Aунер [57] сообщили о 90% -селективности при медь-катализируемой реакции 1,6-присоединения MeMgBr к тестостероновому диенону 67 (Схема 13).
Продукт 68 был преобразован в 4 этапа в 7-метилэстрон (72). 17-Гидрокси-енон 68 окислялся под действием 2,3-дихлор-5,6-дициано-п-бензохинона в диоксане с образованием соединения 17-кето-4-енона 69, превращенного в этиленкеталь 70 [58] (Схема 13). Его 1,2-дегидрирование с помощью реагента Br2/LiBr в DMF привело к диенону 71. Согласно методу Драйдена [59] 17-кеталь (71) ароматизуется под действием лития и бифенила в тетрагидрофуране, а последующий кислотный гидролиз дает целевой 7-метилэстерон 72. Введение более длинных алкильных групп путем 1,6-присоединения к 3-кето-4,6-стероидам обычно дает менее удовлетворительное 7/7-алкил соотношение, однако, с помощью варьирования условий реакции, соотношение эпимерных продуктов 74 и 75 в медь-катализируемой реакции 1,6-присоединения 4-пентенилмагнийбромида к диенону 73 выросло с 58:42 до 82:18 [60]. Окисление выделенного хроматографически 7 пентениландрогена 74 дала диенон 76. Его ароматизация и сопутствующее 19-деметилирование привели к 7-пентенилэстрадиолу 77 с хорошим выходом. Соединение 77 в 3 стадии было переведено в 7-(5 гидроксипентил)-17-кетопроизводное 78, превращенное в 7-(5 мезилоксипентил)-17-кетосоединение 79 (Схема 14) [61], превзошедшее по активности известный антиэстроген ICI 182,170 (17-производное эстрадиола)
Синтезирован ряд эстрогенов с 7-ундецил-группами, имеющими в -положении амидные и сульфоксидные заместители [71-74]. Ключевой стадией при получении 7-замещенного эстрогена (84) (Схема 15) было сопряженное присоединение (трет-бутилдиметилсилилокси)алкилбромида к диенону 73. Разделение 7- и 7- изомеров 80 выполнено с помощью ВЭЖХ. В выделенном 7- изомере 80 силильная защита была заменена на ацетильную, и в полученном диацетате 81 проведена ароматизация кольца А. Окисление гидроксильной группы в боковой цепи соединения 82 с помощью реагента Джонса дало кислоту 83, превращенную в амид 84 (Схема 15) [75]. антиэстрогеном, используемым для лечения рака молочной железы [79-89]. Известно несколько маршрутов синтеза фульвестранта [90-95]. Brazier и коллеги описывают основные этапы синтеза фульвестранта на основе стереоселективного 1,6-сопряженного присоединения купратного реагента к стероидному диенону и ароматизации кольца А [96-98]. В приведенном на схеме 16 [99] синтезе рассмотрен путь, включающий сборку целевой молекулы из 19-нортестостерона 64, 1,9-нонандиола 89, и пентафторпентил-1-ола 92. Дегидратацией под действием медного катализатора в присутсвии уксусного ангидрида 4-ен-3-кетон 64 с выходом 94% превращен в ацетат 4,6-диен-3-кетона 73, а бромированием диола 89 получен в 9-бромнонанол 90 и затем его TBDMS-эфир 91. Сочетание кетодиенона 73 с реагентом Гриньяра из бромида 91 в присутствии CuCl дало соединение 85, ароматизация кольца А которого привела к соединению 86.
7-Алкилирование и 7,7-бисалкилирование 20-гидроксиэкдизона под действием пропаргилбромида
Исследовано действие алкилгалогенидов в литий-аммиачном растворе на постстерон (36) – экдистероид с остовом стероида прегнана, в структуре которого имеется дополнительная кетогруппа в 20-положении. Экдистероид 36 был получен известным методом путем окислительного расщепления 20-гидроксиэкдизона по связи С20-С22 действием реактива Джонса.
Установлено, что при взаимодействии постстерона 36 в жидком аммиаке с 6-кратным мольным избытком лития и 6-кратным избытком йодистого метила наряду с 7-метилированием происходит восстановление 20-кетогруппы с образованием эквимольной смеси диастереомерных 20-спиртов (37а, 37b) (суммарный выход 94%), отличающихся конфигурацией дополнительно образовавшегося хирального центра С20 (Схема 12).
Диастереомеры 37а и 37b были разделены с помощью ВЭЖХ. Масс-спектр MALDI ТOF/TOF каждого из соединений 37а и 37b содержит ион (m/z 362.608 и 362.590 соответственно), отвечающий процессам С-метилирования и восстановления кетогруппы. Структура соединений 37а и 37b установлена одно- (1Н, 13С, DEPТ) и двумерными (HSQC, HMBC, COSY, NOESY) методами спектроскопии ЯМР, а также сравнением их спектров со спектрами 7-метил-14-дезокси-8(14)-20-гидроксиэкдизона 6, имеющего родственный стероидный остов. О присоединении метильной группы к атому С7 соединений 37а и 37b свидетельствуют соответствующие квартетные сигналы метильных протонов Н-7 ( 3.23 и 3.24 м.д., J 8.0 Гц) и дублетные сигналы метильных протонов Н3С-1 ( 1.30 и 1.31 м.д., J 8.0 Гц), образующие между собой кросс-пики в спектрах HMBC. -Конфигурацию 7-метильной группы в соединениях 37а и 37b подтверждает NOE-взаимодействие протона Н-7 с протонами метильной группы Н3С-19 ( 0.79 и 0.81 м.д. соответственно).
О превращении 20-кетогруппы соединения 36 во вторичную гидроксильную группу соединений 37а и 37b свидетельствует смещение сигнала атома углерода С20 из области 209.7 м.д. в область 67.5 и 68.7 м.д. и появление квартетного (J 6.5 Hz) сигнала H-20 в области н 4.03 и 3.92 м.д. и дублетного (J 6.5 Hz) сигнала Н3С-21 в области 1.43 и 1.33 м.д. в спектрах ЯМР соединений 37а и 37b соответственно.
Возможность разделения диастереомеров 37а и 37b свидетельствует о заторможенности вращения 1-гидроксиэтильной группы по связи С17-С20. В спектрах NOESY для обоих диастереомеров 37а и 37b (в конформациях А и B соответственно) наблюдается перенос поляризации с метинового протона Н-20 (=4.03 м.д. и 3.92 м.д., соответственно) на метильную группу Н3С-18 (=0.97 м.д. и 1.09 м.д., соответственно). Вместе с тем, для (R)-эпимера 37а наблюдаются кросс-пики между протонами Н3С-21 ( 1.43 м.д.) и -протоном группы Н2С-16 ( 1.97 м.д.), а также Н-20 ( 4.03 м.д.) и -протоном группы Н2С-12 ( 2.04 м.д.), тогда как для (S)-эпимера 37b характерен кросс-пик между протонами Н3С-21 ( 1.33 м.д.) и протоном Н-17 ( 1.60 м.д.). Наблюдаемым NOE эффектам отвечают Ньюмановские проекции А [для диастереомера 20R - (37a)] и В [для диастереомера 20S - (37b)] конформаций фрагмента С17-С20 (Рис.3). н Ньюмановские проекции А и В конформаций фрагмента С17-С20 диастереомеров 20R - (37а) и 20S - (37b) и NOE взаимодействия в конформерах А и В.
Взаимодействием постстерона 36 с эквимольным количеством бромистого аллила в литий-аммиачном растворе синтезированы (суммарный выход 82%, соотношение диастереомеров 1:1, согласно данным ВЭЖХ) 7-аллилированные (R)- и (S)-диастереомерные спирты 38а и 38b. При проведении реакции с избытком бромистого аллила (6 мол-экв.) образуются главным образом бис-аллилированные соединения (39а, 39b) (Схема 13) (суммарный выход 87%, соотношение диастереомеров 70:30), тогда как суммарный выход соединений 38а и 38b был менее 10%. Индивидуальные соединения 38а, 38b, 39a, 39b были выделены с помощью ВЭЖХ.
О присутствии одной аллильной группы в соединениях 38а и 38b свидетельствуют молекулярные ионы в их спектрах MALDI ТOF/TOF (m/z 387.582 и 387.595 соответственно). 7-Местоположению аллильной группы в соединении 38а отвечает триплетный сигнал протона Н-7 ( 3.35 м.д., J 8.5 Гц), имеющий в спектре НМВС кросс-пики с сигналами атомов углерода С 1 ( 39.4 м.д.), С2 ( 137.0 м.д.), С8 ( 127.8 м.д.), С9 ( 33.7 м.д.), С14 ( 146.2 м.д.), С5 ( 54.3 м.д.) и С6 ( 215.2 м.д.). NOE - взаимодействие протона Н-7 с протонами 19-метильной группы ( 0.84 м.д.) свидетельствует о его -конфигурации и, соответственно, -ориентации 7-аллильной группы, что находит подтверждение также в NOE - взаимодействии е протонов Н-1 ( 2.48 и 2.56 м.д.) с 9-протоном ( 3.00 м.д.). Аналогично идентифицируется 7-конфигурация аллильной группы в соединении 38Ь.
Соединения 38а и 38Ь различаются конфигурацией 20-хирального центра. Кросс-пики протона Н-20 ( 4.07 м.д.) с протонами Н3С-18 ( 1.01 м.д.) и Н-12 ( 2.00 м.д.), а также между протонами Н3С-21 ( 1.47 м.д.) и Н-16 ( 2.25 м.д.) свидетельствуют в пользу -конфигурации 20-хирального центра в соединении 38а. (S) - Конфигурация 20-хирального центра соединения 38Ь подтверждается NOE-взаимодействием протона Н-20 ( 3.95 м.д.) с протонами Н3С-18 ( 1.12 м.д.), а также кросс-пиком между протоном Н-17 ( 1.66 м.д.) и протонами Н3С-21 ( 1.36 м.д.)
Алкилирование 20-гидроксиэкдизона и его ацетонидов
Исследовано действие алкилгалогенидов в литий-аммиачном растворе на постстерон (36) – экдистероид с остовом стероида прегнана, в структуре которого имеется дополнительная кетогруппа в 20-положении. Экдистероид 36 был получен известным методом путем окислительного расщепления 20-гидроксиэкдизона по связи С20-С22 действием реактива Джонса.
Установлено, что при взаимодействии постстерона 36 в жидком аммиаке с 6-кратным мольным избытком лития и 6-кратным избытком йодистого метила наряду с 7-метилированием происходит восстановление 20-кетогруппы с образованием эквимольной смеси диастереомерных 20-спиртов (37а, 37b) (суммарный выход 94%), отличающихся конфигурацией дополнительно образовавшегося хирального центра С20 (Схема 12).
Диастереомеры 37а и 37b были разделены с помощью ВЭЖХ. Масс-спектр MALDI ТOF/TOF каждого из соединений 37а и 37b содержит ион (m/z 362.608 и 362.590 соответственно), отвечающий процессам С-метилирования и восстановления кетогруппы. Структура соединений 37а и 37b установлена одно- (1Н, 13С, DEPТ) и двумерными (HSQC, HMBC, COSY, NOESY) методами спектроскопии ЯМР, а также сравнением их спектров со спектрами 7-метил-14-дезокси-8(14)-20-гидроксиэкдизона 6, имеющего родственный стероидный остов. О присоединении метильной группы к атому С7 соединений 37а и 37b свидетельствуют соответствующие квартетные сигналы метильных протонов Н-7 ( 3.23 и 3.24 м.д., J 8.0 Гц) и дублетные сигналы метильных протонов Н3С-1 ( 1.30 и 1.31 м.д., J 8.0 Гц), образующие между собой кросс-пики в спектрах HMBC. -Конфигурацию 7-метильной группы в соединениях 37а и 37b подтверждает NOE-взаимодействие протона Н-7 с протонами метильной группы Н3С-19 ( 0.79 и 0.81 м.д. соответственно).
О превращении 20-кетогруппы соединения 36 во вторичную гидроксильную группу соединений 37а и 37b свидетельствует смещение сигнала атома углерода С20 из области 209.7 м.д. в область 67.5 и 68.7 м.д. и появление квартетного (J 6.5 Hz) сигнала H-20 в области н 4.03 и 3.92 м.д. и дублетного (J 6.5 Hz) сигнала Н3С-21 в области 1.43 и 1.33 м.д. в спектрах ЯМР соединений 37а и 37b соответственно.
Возможность разделения диастереомеров 37а и 37b свидетельствует о заторможенности вращения 1-гидроксиэтильной группы по связи С17-С20. В спектрах NOESY для обоих диастереомеров 37а и 37b (в конформациях А и B соответственно) наблюдается перенос поляризации с метинового протона Н-20 (=4.03 м.д. и 3.92 м.д., соответственно) на метильную группу Н3С-18 (=0.97 м.д. и 1.09 м.д., соответственно). Вместе с тем, для (R)-эпимера 37а наблюдаются кросс-пики между протонами Н3С-21 ( 1.43 м.д.) и -протоном группы Н2С-16 ( 1.97 м.д.), а также Н-20 ( 4.03 м.д.) и -протоном группы Н2С-12 ( 2.04 м.д.), тогда как для (S)-эпимера 37b характерен кросс-пик между протонами Н3С-21 ( 1.33 м.д.) и протоном Н-17 ( 1.60 м.д.). Наблюдаемым NOE эффектам отвечают Ньюмановские проекции А [для диастереомера 20R - (37a)] и В [для диастереомера 20S - (37b)] конформаций фрагмента С17-С20 (Рис.3). н . Ньюмановские проекции А и В конформаций фрагмента С17-С20 диастереомеров 20R - (37а) и 20S - (37b) и NOE взаимодействия в конформерах А и В.
Взаимодействием постстерона 36 с эквимольным количеством бромистого аллила в литий-аммиачном растворе синтезированы (суммарный выход 82%, соотношение диастереомеров 1:1, согласно данным ВЭЖХ) 7-аллилированные (R)- и (S)-диастереомерные спирты 38а и 38b. При проведении реакции с избытком бромистого аллила (6 мол-экв.) образуются главным образом бис-аллилированные соединения (39а, 39b) (Схема 13) (суммарный выход 87%, соотношение диастереомеров 70:30), тогда как суммарный выход соединений 38а и 38b был менее 10%. Индивидуальные соединения 38а, 38b, 39a, 39b были выделены с помощью ВЭЖХ.
Алкилирование постстерона метилйодидом
Спектры ЯМР Н и 13С, гомо- и гетероядерные методики COSY, NOESY, ROESY, HSQC, HMBC регистрировали на приборах «Bruker Avance-400» (рабочая частота для lН - 400.13 МГц; для 13С - 100.62 МГц), «Bruker Avance III 500 HD Ascend» (рабочая частота для lН - 500.17 МГц; для 13С -125.78 МГц), растворители - CDC13, СD3ОD, C5D5N. Химические сдвиги приведены в шкале относительно Me4Si (внутренний стандарт). Элементный анализ проводили на CHNS-O-анализаторе Carlo Erba ЕА-1108. Масс-спектры MALDI TOF/TOF с регистрацией положительных ионов и использованием в качестве матриц 2,5-дигидроксибензойной, 3,5-диметокси-4-гидроксициннамовой и а-циано-4-гидроксициннамовой кислот записывали на спектрометре «Bruker-Autoflex III». Удельное вращение определяли на поляриметре «Perkin-Elmer-141», удельное вращение выражали в (градмл)(гдм)–1, концентрацию раствора - в г(100 мл)–1. Температуры плавления определены на малогабаритном нагревательном столе типа «БОЭТИУС». Для контроля методом ТСХ использовали пластинки с SiO2 (Sorbfil), проявитель - раствор ванилина в этиловом спирте, подкисленный серной кислотой. Для колоночной хроматографии применяли силикагель L (100-200 мкм) марки КСКГ.
Рентгеновские дифракционные данные соединения 12 получены при комнатной температуре на дифрактометре Xcalibur Е, оборудованном EOS CCD пространственным детектором и монохроматизированным источником MoK-излучения (графитовый монохроматор, Mo K излучение, = 0.71073 , 2max = 54). Сбор и обработка результатов выполнены с помощью программы CrysAlisPro Oxford Diffraction Ltd.,Version 1.171.36.20. Кристалл соединения 12 (СзоН5405, М = 504.68) имеет триклинный тип кристаллической решетки. Параметры элементарной ячейки: а = 6.44090(18) А, Ъ = 8.9056(3) А, с = 13.2938(3) А, а = 89.878(2), р = 80.707(2), с = 81.515(3), V = 747.86(9) 3, T = 293.(2), пространственная группа P1 (no. 1); Z = 1; Dcalc = 1.121 g/сm3.
Получено 24608 Fhkl, в том числе 6345 независимых наблюдаемых отражений (Rmt = 0.0222), конечные индексы [I 2(I)]: Rj = 0.0659, wR2 = 0.1924. Cif-файл депонирован в Кембриджском банке структурных данных -номер депонента CCDC 941289. Копию этих данных можно получить бесплатно по запросу в CCDC, 12, Union Road, Cambridge, CB2 1EZ, UK (fax: +44 1223 336033, e-mail: deposit@ccdc.cam.ac.uk) или через http://www.ccdc.cam.ac.uk/data request/cif
Из 250 кг свежесобранных растений Serratula coronatа L. (в пересчете на воздушно-сухую массу - 32 кг) с помощью соковыжималки выделили 112 литров сока. Сок профильтровали через складчатый фильтр и сконцентрировали до 5 л на роторном испарителе при остаточном давлении 30-40 мм.рт.ст., и температуре бани не выше 80С. Концентрат охладили и экстрагировали этилацетатом (10 х 30 л), экстракт упарили (60С, 30-40 Торр), до объема 6 л, охладили до комнатной температуры и отфильтровали 270 г кристаллов 20-гидроксиэкдизона (5). Маточник 112 г хроматогрофировали на колонке (SiO2, элюирование смесью метанол-хлороформ, 1:20) получили фракцию А (ТСХ: R/0.6, Silufol, МеОН-СНС13, 1:5), Б (ТСХ: R/0.5, Silufol МеОН-СНС13, 1:5) и В (ТСХ: R/0.4, Silufol, МеОН-СНС13, 1:5). Упариванием на роторном испарителе из фракции А получили 0.1 г кристаллов. Фракцию А подвергли ВЭЖХ, выделили 2-ацетат 20-гидроксиэдизона 1 [( 8.48 мин, 14- 10 3 г, 4-10"5%, т.пл. 222-223С, []D20 +55.6 (с 0.96; МеОН); лит.: т.пл. 219-220С, []D20 +54.0 (с 0.98, МеОН), спектры ЯМР 1Я и ЯМР 13С идентичны приведенным ранее в работе (136)], 3-ацетат 2 (9.55 мин, 14-Ю"3 g, 4-10"5%), 26(5 инокостерон ацетат [(т=11.34 мин, 11-Ю"3 г, 3-10"5%, т.пл. 250-251С, [a]D20 +57.4 (с 0.78, МеОН), спектры ЯМР 1Я и ЯМР 13С идентичны приведенным ранее в работе (136)], и 11-ацетат 3 (16.88 мин, 10-10"3 г, 3-10"5%). Из фракции Б получили 0.083 г кристаллов; с помощью ВЭЖХ выделили гидрохинон [(т=6.18 мин, 8.3-10-3 g, 4-10"5%, т.пл. 171-172С, [a]D20 +57.4 (с 0.76, МеОН); лит.: т.пл. 173-174С, [a]D20 +54.0 (с 0.82, МеОН), спектры ЯМР 1Я и ЯМР 13С идентичны приведенным ранее в работе (145)] и калонистерон 4 (т 8.48 мин, 15-Ю"3 g, 5-10"5%). Из фракции В получили 0.122 г кристаллов, помощью ВЭЖХ выделили 2-ацетат 1 (т 17.00 мин, 12.6-10 3 g, 4-10"5%) и 22-ацетат экдизона [(т=22.43 мин, 12-10"3 g, 4-10"5%, т.пл. 144-145С, [a]D21 +51.0 (с 1.00, ЕЮН); лит.: т.пл. 147-148С, [a]D20 +49.5 (с 0.96, МеОН), спектры ЯМР 1Я и ЯМР 13С идентичны приведенным ранее в работе (136)].
2-О-Ацетат аюгостерона С (1). Т.пл. 249-250С, [a]D21+65.0 (с 0.48, ЕЮН) Спектр ЯМР 1Я (500 MHz, CD3OD), 5, м.д.: 0.89 с (ЗН, Н3С7 ), 0.93 д (ЗН, Н3С26, J 6.5 Гц), 0.95 д (ЗН,Н3С27, J 6.5 Гц), 1.11 с (ЗН, Н3С79), 1.21 с (ЗН, Н3С27), 1.24 м (Ш, Я23а\ 1.24 м (Ш, Я24а\ 1.49 м (Ш, Я24Ъ\ 1.58 м (Ш, Я23Ъ\ 1.60 м (Ш, Я15а\ 1.60 м (Ш, Я25\ 1.64 м (Ш, Я1а\ 1.69 м (Ш, Я4а\ 1.74 м (Ш, Я1ба\ 1.86 м (Ш, Я4Ь\ 1.98 м (Ш, ЯШХ 2.00 м (Ш, Яш\ 2.07 с (Ш, СН3СО), 2.18 м (Ш, Я12а\ 2.24 м (Ш, Я12Ь\ 2.40 м (Ш, Н5), 2.44 м (Ш, Я17\ 2.58 д.д (Ш, Hib, J 4.0, 13.0 Гц), 3.21 д (Ш, HP, J 7.0 Гц), 3.33 м (Ш, Я22), 4.10 м (2Н, Н2С7І), 4.20 уш.с (Ш, Я3\ 5.15 д.т (Ш, Я2, J 3.0, 12.0 Гц), 5.84 д (Ш, Н7, J 1.5 Гц). Спектр ЯМР 13С (125 MHz, CD3OD), 5, м.д.: 19.0 (С18), 21.1 (С21), 21.3 (СН3СО), 21.7 (С16), 22.9 (С2б\ 23.6 (С27), 24.7 (С19\ 29.4 (С25), 30.6 (С23\ 31.9 (С75), 33.4 (С4), 36.1 (С7), 37.8 (С24\ 40.1 (С70), 43.1 (С9), 43.8 (С12), 48.6 (С7І), 50.4 (С77), 52.7 (С5), 65.9 (С3\ 69.7 (С77), 73.4 (С2), 77.9 (С20\ 78.1 (С22), 85 (С74), 122.9 (С7), 165.7 (С8), 172.3 (СН3СО), 206.1 (С6).