автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.05, диссертация на тему:Синтез и изучение свойств биологически активных ациклических метаболитов полиненасыщенных жирных кислот

МОСКОВСКИЙ ОРДШ ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ тонкой ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ШОЛОГЯ'ШСЙ АКТИВНЫХ АЦИКЛИЧЕСКИХ МЕТАБОЛИТОВ ПОЯИНЕНАСЫЩЕНШХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

05.17.05 - Технология продуктов тонкого органического синтеза

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

Специализированный совет Д 063.41.01

На правах рукописи

ДЕМИН Пётр Михайлович

Москва - 1990

Работа выполнена на кафедре химии и технологии тонких органических соединений Московского ордена Трудового Красного Знамени института тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова и в лаборатории химии стероидов и простаглавдинов Института экспериме тальной эндокринологии Всесоюзного эндокринологического научного центра АМН СССР, Москва

Научный руководитель: доктор химических наук, ведущий научный

сотрудник МЯГКОВА Г.И.

Официальные оппоненты: доктор химических наукпрофессор

ЯХОНТОВ л.н.

доктор химических наук,.ведущий научный

сотрудник

КРАСНАЯ К. А.

Бедуцая органиэац-ш: Институт химии Башкирского научного центра

Уральского отделения АН СССР (г.Уфа)

Защита диссертации состоится__ 1990 года на

заседании Специализированного совета Д 063.41.01 при Московском • институте тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова ш адресу: 117571, Москва, пр-т Вернадского, д.86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан__ 1990 года.

*» ' —~——————

Учаный секретарь Специализированного' совета кандидат химических наук, старший научный сотрудник

¡к

ЛИГИК-АЛ!

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА *

Актуальность проблемы. В последние 15-20 лет всё белее возрастет интерес к низкедалекулярным биорегуляторам липидной природы из :ласса эйкозаноидов, образующихся э организма в результате фермен-ативной трансформации природных полиеновых кислот алифатического ■яда состава C^q, таких, как дигомо-^ -линолеиовал, арвхидоновая, имнодоновая. К эйкозаноидам относятся широко известные биологи-ески активные соединения: простагландииы, тромбоксаны и др. (цик~ эоксигенаэные метаболиты); лейкотрйены, мэно- и полигидроксиэйкоза-илиеновые кислоты, а том числе липоксины, гепоксилины и др. (лиг.ок-(генаэмяо метаболиты).

Сбраэование эйкозакоидов в организме связывая? с активацией «личных типов клеток и возникающих при этом разнообразных фиэио-И'ических и патофизиологических процессов: воспалительные реакции, менение тонуса гладкой'мускулатуры, иммунный ответ, в том числе эличнне аллергические реакции организма и пр. Дня выяснения осо-нностей функционирования эйкозаноидов в организме в норме и при тологми, поучения механизмов их биосинтеза в живой клетке неоОхо-мо проведение исследований по создают эффективных способов син-ios. природных эйкоээлоидов : их аналогов, в том числе изотопно-генных. Разработка методов синтеза эйкозаноидов позволит подтвер-сь структуру и стереохимию природных метаболитов полиеновых кислот, :г возможность создания тестирующих и диагностических прег^ -.г о в зткгоет пути к поиску новых лекарственных средств для целей датической медицины.

Среди ацнкличбеких ойкозаноидов особый интерес представляют

¡роксиэпоксиметаболиты, к которым относятся гепоксилины - кало-

ченные биологически активные соединения, обладающие инсулин-

тор выражает глубокую благодарность д.х.н. К.К.Швницкому зч. .учныо консультации, оказанные/ а ходе выполнения ,писсзота1;"онно;4 •ООТЫ *

-- г -

секреторной актмеч^стью и стимулирущие трансмембранный перенос ионов кальция. Учитывая эти свойства, предполагает тесную .связь функционирования гс.юксушшое в организме с возникновением инсулин-¿ависимых форм сахарного диабета.

Б связи с этим исследования по изысканию путей синтеза гепок-сшшьов и 1а аналогов, изучение спектральных и хроматографических свойств изомеров гепоксилинов и их метаболитов - триоксилинов является актуальной задачей.

Данная рабрта соста&ляет часть плановой тематики кафедры химии и технологии тонких органических соединений ШГХГ им.Ы. В.Ломоносова (номер государственной регистрации 01690066962), выполняемой в соответствии с Постановлением ЦК. КШС и СМ СССР # 807 от 26.08.85, Постановлениями ГКНГ * 270 от 27.04.69 и » 81 от ¿3.02.90 по программе "Лекарства".

Цель работы. Разработка единой схемы синтеза гепоксилинов Ад и В^ на основе полиацетиленовоя стратегии, позволяющей получать оптически .активные и кратномеченные изотопами водорода гепоксилины. Выяснение в процессе синтеза стереохимии иарбшольных центров ге-"покоилинов и определение структуры и стереохимии их метаболитов -триоксилинов. Наработка образцов для биологических испытаний.

Научная новизна. Разработан новый полный химический еиятез гепоксилинов Вд через промежуточный триацетиленовый предшественник.

Впервые предложен способ синтеза гепоксилинов А3 аллильной не-, регрутщировкой гепоксилинов Вд,- позволяющий ¡получать гепоксилины А3 . и Вд по единой схеме.

е -

На основе спектральных данных установлена конфигурация карби-нольных центров элшврнахтепоксилинов Е^. их гексадегидро- и гек-сагидроаналогов.

С

с

»

о

Впервые исследозаны регио- и стереохимаческие ^алономерноМй сольволиза аллилышх мезилато». Показана предпочтительность 1,3-син-замещения, имеющего место в процессе сольволиза. На этой основе установлена конфигурация карбинольных центров зго.херкых геаоксили-нои ку

Изучен изомерный состав продуктов гидролиза гепоксилинов А3 -триоксилинов Ад. Показано образование з сравнимых количествах двух региоизомеров триоксилинов А^, каждый из которых представляет собой смесь четырёх стереоизомеров по С-8 и C-II/C-9, соответственно. Установлена конфигурация изомерных триоксилинов А3 при С«8 й C-I2.

Практическая значимость работа. Разработанный синтез гепскси-линоа открыл возможность получения гепоксилинов ¿з и В^ по единой схеме, в том числе оптически активных и меченных изотопами водорода. Получены образцы индивидуальных эшшероа гепоксилинов Ад и В3, что позволяет начать систематическое изучение биологических свойств этих малоизученных низкомолекулярных биорегуляторов. На основе исследований спектральных и хроцатогргфмеских свойств ге-' поксюшнов Вд разработан метод установления относительной конфигурации асимметрических центров в аналогичных сс-гидроксиэпоксисоеди-нениях. Предложен способ определения конфигурации изомерных аллиль-ных спиртов на основе стереохимических закономерностей, проявляющихся при сольволиза аллильяых цезилатоо. Полученные данные о хро-иатографическай подвижности изомерных гепоксилинов и триоксилинов — позволит анализировать изомерные составы, гепоксилинов и трчокси-линоп, биосинтезируешх in vivo.

* :-.цы гепоксилинов переданы в ИКЭ ВЭЩ АМН СССР для изучения их asfi'i.fHOMH в отношении глаксдо-завиеямого выброса инсулина, и ИГУ ии.Ю.Доиокосова для асододоращя рдйяшя геДОРСШЗДВДЧ да

А

активность холинорецштороа идентифицированных нейронов беспозвоночных. Тртцетил-.;иовый предшественник гепоксилиноj В3 передан в ШГ АН СССР для получения меченных триг-иш геиоксилинов с высокой удельной радиоактивкосчьп.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались ьа 1У Всесоюзной конференции "Синтез и исследование простаглан-динов" (Минск, 1989), на X Конференции молодых учёных "Синтез и исследование биологически активных соединений" (Рига, I9d9); по материалам диссертации опубликовано 3 статьи, тезисы 2 докладов.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на_стр. машинописного текста, вклвчает 24_ схемы,таблиц,

& рисунков, состоит из введения, литературного обзора (синтез, биосинтез, биологическая роль гидрокенэпсксиметаболитов природных полненовых кислот и их тригадроксипрсиэводных), обсуждения результатов исследований, экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы и приложения (представлены документы о передаче и об использовании образцов гепэксилинов в ряде научных учреждений страны).

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И Ш ОБСУВДИШ .

К началу данной работы было известно, что гепоксилины Ад и В^ (ИХА3, 8-гидрокси-П,I2(£)-anoKcn-5Z, 92,142-эйкозатриеновая кислота; НХВ3, 10-п:дрокои-11,12(Е)-апокси-5а(82,142-эйкозатриеновая кислота) образуются в организме в виде двух элимеров по карбиноль-ному центру.(113,12S)-Конфигурация эпоксидной группы в НХАо и (11П,12S)- б НХВ^ была¿установлена биомиметическими исследованиями и подтверждена независимыми химичесшии синтезами-НХАд и НХВ3, но конфигурация при карбинольных центрах гепонеилдаов, имеющая важное значение лри изучении их биологической активности, не была опреде-

долом. 3 сеязи с от«« главщя задачу дашкй i-uú^m елег:;.л!ли увбота ncnc.ro, ушфедгговзнного котодя cr:::rcría г.лйг.ерй« irjji ojeípou HXßa (Ja,6) i! 1ШЦ , ссзг.оялями'а iu ero wciít.-

уст.чноЕйть конфигурации кох.бгяюлш-тх ц'.игрои о;:;:,\;сг;!!.:х rcaoi'-^vn:»' .

]_,__ç»;t;;<\-) mtor-'cit'imm в- n'..'li'4'j«t."i! ¡,r,:;<'\rí'4.< :<

¿< м:<> Kci'j игура::ия уакоина-пиг'го tц.-ктрч.

ряпр-Ч/лгли HODiiii синтез ;:■> кл^и.юл: но-у г,.лш.,

«•¿ги'.звкх 0'{;rp0D HXB-j ( la,о) через coot dot ct 1р:!а:;дт;;л; • te; г.: * Ci

прр/жосгйвшшк с наследующим одновременны:» гцг/ркрог-'^нси '¿¡чм:»;:: с0язс.1 в Z-ДЕОплие. Такой гшияцо-гилст'ь-мй подход j »« /•/-••..•а--л гг.- . iipefiKj^cciüt) roj.'ví друг:!!.« способами ехдекдя диоЛпч г.-.!.,«:4. :■■■ ксчфиурзции, в частности, перед реакцией 13кгг.1гк?

Наличие в чшсгуяс IlXß.j Ю-гидрокел-П, 12-9:ппс!:груг:лгр(.и;:л: ирод полагает лос-трг-еико углеродной rem iryiow стедмшл C9-G10 cwí коид'люацией по/г:и;ц;.длх с;ллч>н:;п с те|«;гтыту.« рщл»!лс1ю>о;« и ¡'.льдегпджл! гр-лпчрогу.амл, тл/. l.'j-jíl.í'UUímíiohoíi khc.tovj (3) л 2,bib)-ouohoi:yjuv.b-i>-îih-l-n.ï.i , O'.îhotct: '.им,

&кц;е1илеи-и.-аи «налета г." ¡уч'-чд ? г.иг.д .и к-;иценсо!\ясД f; !j-c ;¡oMMir¡¡;:oi)C!"j i:pcmr,oi;:i'.ro ;i -га:стчесЦ п'СЯ'лтп с толкла-» г] jiu'pnnoiior i спирт,ч (о) и ib елг лу^д:::.; i идролиасм 00-ргьуюцогосл ностоЛял'о npvu tiwaw) кислоты (г;) (схем-1. i). 1цотилеиои»й опоксиодьчс.-йд (ч) сштезкрсгаи из <-}.;грка-2(¡¿)-са-5-îH-1-ола (а), ц0л}'чс.чц.?гз b.wí.vnjiwoimc-p yi¡дека-2,ö-днич-т-гта (у) шскогздридои лития. ¡-'лололдлрл'-кде ш-доэпчсл сеч»и в спирте (¿3) i-хлор надЗ'.-нзсич-ч! я П':,олелуидео оклелонао го "учонь^ги ч.'окснсгслрга l'J) ¿ллрл: i л: пнгмдшыл в грпсутстшм мзлесулирнах ;рн;;о;л\ г. раедллчл-.v-.y.-j лчлмллдог;';^/ (;]) с сумьпряум гшодл;.: сх.л.п I). H гачлсг::л- и.чдчч-. " Т' : л i;í h (;.j 1Д') ципсп^.ч димтргиц -pip по) г'г.ду i > ï ; t ¡v. •■""'•r •. ■_>. ■ ■ t

*

_ б - ' о Схема I

Получение ключевых синтонов в синтезе гепоксилинов В^

(I)

(з)

ыа1н,

•он

'он

(ю

соок

С&)

т-сю^н. ссцн

о а 3

/. С{М<|й(-

с оон

г.Ме^са

3.Н

4.СН2Л2

:00Ме .

(1?)

Осноеной проблемой синтеза оказалось получение металлооргани-ческих производных нестойкой диа^тиленовой кислоты (3). При получении дилитиевого производного как с помощью п-ВиИ.. так и Рг^ны происходило значительное осмсГление, вследствие чего последующая конденсация с альдегидом (4) приводила к 'эшмерным метиловым эфи-рам (после обработки ди&эометаном) гексадегидро-НХВд (Па,б) с выходами не более 32$ (схема 2,. таблица I). Впроверочных опытах конденсацией эпоксиальдегида (3) с Ы-производным 1-гептина получили без оптимизации 70% соответствующего аддукта, в то время как обраОоука дилитиового производного кислоты (3) триметилхлорсила-

<•• -

ном привела к С-триметилвилилпроизводкому (12) с выходом лишь Ы% (схема I). При использовании для металлирозаниятмеС1 при 0°С в результате первоначальной реакции по карбоксильной группе образовывалась труднорастворимая соль, что затрудняло дальнейшее металлиро-вание по и)-ацетиленовому углероду и способствовало Ёоявращешш исходных компонентов (3) и (4), Металлироваиие тем же реагентом при 50°С проходило полностью, но, по-видимому,с изомеризацией внутренней тройной связи кислоты (3), поскольку после конденсации с альдегидом (4) был получен продукт неустановленной структуры, по спектру ПМР подобный, но отличающийся от ШР-спектров заведомых образцов гексадегидро-НХВд (На.б).

Схема 2

Синтез гепоксилинов»В^ и аналогов

С ООН

| Ц2) ХвМе,,ЛаСН,

О"

% ^ ^ СООМе

-^^.Рй/С ОН

Сабд^" Н17Са (СН2)вСООМв

а .

(1 а. б)

эпимер а: апим9р г-^у

.Хотя и другие исследованные варианты конденсации аштоное (3)

*

и (4) - переметаллирование бис-и-производного с (Рг1о)^Г1С1; катализируемая фторид-ионом конденсация С-триметилсилилового проиа-

' О .

- а -

! . •....<■;.; I) - на прицела к повышению выходов, они поз-

ь г. "«;![• ¡.'ондгнеацна в сторону предпочтительного образова-

л/¡''ого т оппм^р')» со стереоселектишостыо 7?~0д$, > Таблица I

Сируйхигла кодипегщии исталлоорг&шческих производных ¡'..¿-«¡лнадшог.с.й шел охи с (2Я*, 38*)-2,3-опоксиундец-5-ин-

1-Г'ЛОИ {;1)

? > I с(сл.,) ,.сос;г I? " 'О А -.4,% рео (ТТп) : к подуй-о о оритро (Пб)

1.1 1.1 Г;6

21 Г 4 : •'15

■11(0Г. 1 ) , 1?. : ез

Ал сн3 СП, м 'П : '/а : ро

Слтно^нио !>1.»й«.п:I и;садегидро-ЛШ!о (Па), (11С) установлен капиллярной ГХХ с>.;/п ¿¡тствуюцих Ви*а.:«>?.<и_э$яров. Дальнейшее оп^едвлеииэ апнмеров («и. стр. 9) привело к выводу, что

о с чу чаях иекоордашрулчих катионов Ш? п-Ви^? Се4) при конден-с:-.!:,!!!: лредпочтитспьио (х-разустся трео-иземер (На), а с титаноаце-■:.->.'"Л;ног1 &риг1.о-изомьр (Ш).

Селективное годшрэвшше смоси зннмеров -.сксадегидро-НХВ^ (II а,£) npufca.uo к'аналогичной смосн этшеро» метиловых офиров НХВ^

с смексаьппсив по 1ЖХ шшшлу до Ь0% при оптимальных усяо-! иях: гздрирошши* п присугстыш с'ольшого количества катализатора ЛандА."р.1 ь еонзопо о д)6авкой но менее 1,0 зкв. хшюлина при 1-)°С. "^ц-глкооойИйз других рйпгзоритолой, порувгеше «сизоратури и умонь-

йоп^'.Г^.о.'СЬестга хитдкнл приводят к аначитслыгод емгокятю седек-

»

ТИН^-СП!.

Индивидуальные эпимеры метиловых эфиров ИХБ^ (1а,б) были выде-леш высокоэффективной флэш-хроматографией с суммарным выходом 65%, их гидролизом получены эпимерные рацемические HXB^.

Для определения конфигурации соединений (1а), (16), (Па), (.1161 при карбинольных асимметрических центрах смесь эпимеров (На,б) исчерпывающим гидрированием (5% Pd/c) превращали в соответствующую смесь метиловых эфиров 10-гидрокси-ЛТ,12(Е)-эпоксиэйкозанових кислот (13а,б). Спектр ШР (200 МГц) этой смеси легко разделяется на спектры индивидуальных эпимеров, данные которых приведены в таблице 2. Эти результаты совпали с литературными данными, приведёнными для 13-эшшерных метиловых зфиров 13-гидрокси-14,15Ш)-эпоксиэйкозаноЕых кислог с известней относительной конфигурацией асимметрических центров. Особенно характерна константа спин-спинового взаимодействия карбидального протона с вицинальным эпоксидным (,т1о ^ для соединений (ja,б), (Пйдб), (13а, б), большая для трео-иэомеров. Этот результат позволяет эпинеру (13а) и его предшественникам (1а), (На) приписать 10,JI-трео-конфигурацкю, т.о. (Юн*, 11Н*, 1 2S*)для (1а) и (IIa) и (10R*, 112я, 1 ss*) для (13а) и ( ЮЗЙ) -конфигурации для соатветствую-клх соединений ряда "б".

(ЮН,11R, 12S)-Диастереомер НХБд и ого метиловый эфир (1а) более полярны на силикагеле и Ьи*Мо231-эфир KXB-j менее удерживаем при ГЖХ, чем соответствующие производные (10S)-диастереомера (16). (таблица 3)^ Следует отметить, что перечисленные соотношения спектров гщр (таблица 2) и хроматографических подвижносгей (таблица 3) одни и те же для эфиров как ¡Ш.^ (¿а,_б), так и для их гексадегидро-, и гьк-сагидроаналогов (На,о), (13а,Ь), т.е. имеет достаточно общий характер, что позволяет в дальнейшем использовать их для установление конфигураций гидроксильнух групп в аналогичных структурах. Кроме того, определение конфигурации »пимерннх 11Х&-,- делает пезмокнкм тп-

лиз влияния услов"й биосинтеза на стереохимию образующихся НХВд.

Таблица 2

Спектры ПМР 10-эпииьрних Ю-гидрокси-1.1,12(Е)-эпоксиэйказаноидов^

Прогони

НХБ3 (1а,б) Гексагидро- НХВд (13а,б) (юл") (10й*) (юя") " (юя*)

троо (а) эритро (б) трсо (а) эритро (б)

химический сдвиг, м.д.

н-ю 4,33 4, С? 3,43 3,7?

Н-Л 2,83 2,85 2,71 2,74

Н-12 2,95 о,05 2,89 2,98 '

константа спин-спинового взаимодействия, J , Гц

1110-1111 э,0 3,3 5,2 3,0

1Ш-Ы2 2,2 2,2 2,34 2,4

1112-Н13 5,5 5,5 Ь,4 ■ о,с

''в виде метиловых эфиров

Таблица 3

Хроматографичесхая подвижлост ь эпиыеров гепоксилилов В3 и аналогов

Метиловый эфир ТСХ^

соединения Бремя выхода, мин «г на силикагеле

трео (а) эритро (о) трео (а) эритро (б)

НХВ33 (1а.б) 9,76 9,87 0,13 0,16

гексадегидро-

НХБт (На,6} 11,92 12,35 0,11 . о,и

гекоагидро- :

' НХВ3 (13а,б) 10,85 11,19 0,19 0,24

^Вц^Ые2^1-эфиры, кварцевая капиллярная колонка (50' м х 0,2 мм)

с фазой ОУ-1 при 270°С, газ-носитель - гелий (45 см/сек) ^система этилацетат-гексан, 1:4

^свободные кислоты К-0,29 и 0,32, соотв. (зтилаист&т-гексан, 1:1) 1

•" т

- и -

Разработанный синтез НХВд чер^з триацетиленовый предшественник отличается малостадийностыо, обеспечивает достаточно препаративний общий выход - 2056 из доступных синтанов, и даёт возможность получать 5 по той яе схеме опгически активные и меченные изотопами водорода НХВ^ ' 2. Синтез гепоксилинов А-^ изомеризацией гепоксилинов Вд ■

и установление конфигурац|.и карбинольного центра По структуре гепоксилииы Ад и Вд являются изомерными аллильными спиртами, в связи с чем представляется возможным получить зпимерние эфиры НХАд яллильной перегруппировкой эфиров ИХВ3. Такая перегруппи- ■ роска имела место при последовательных меэилировании -78°С, 15 мин) и сольволиэе (Н^О, -78°С —— 20°С) ехеси эпимеров метиловых эфиров НХВд (1а,б) (схема 3) из которой хроматографией были выделены индивидуальные эпимери метиловых эфиров НХАд (2а), (26) с общим выходом 6096, Полнота мезилирования проверялась метанолиэом, приводящим только к смесям метиловых эфиров. Аналогичные результаты были получены и при ыезилировании-сольволизе а-бромфенациловых эфиров НХВд (14а,б); по данным ВЭЖХ выход смеси гх-бромфенациловых эфиров НХАт (15а.б) также составлял около

Схема 3

Синтез гепоксилинов Ад аллильной перегруппировкой гепоксилинов Вд

ОН п

"соок

(1а. б) й=Ме (14а. (?) Н=СН„С(0)С

6»4Вг ЫsCl/Bt^N

(2а,_б) Н~!Ле

СНГаГб) е=СН2С(О)С6Н(!Вг эпииер

но н

а:

К О!!

эпимер б: х^ V

Структура эпимерных метиловых эфиров НХАд (2а.б) подтверждена данными ПМР- и ьасс-спектроскопии. Е-Конфигурация образующейся при перегруппировке 9,10-двойной связи доказана наличием в ШР-спектре характерного сигнала при 8 5,78 (дд, С9-Н, J 5,4 и 15,2 Гц). ПМР-спектры индивидуальных эпимеров метиловых зфиров НХАд (1а), (16) отличаются только химическим сдвигом сигнала карбинольного протона при С-8 на 0,006 м.д. Сравнительные данные масс-спектров метиловых эфираз НХВ3 (1а,б) и НД3 (2а,б) представлены в таблице 4.

Таблица 4

Данные масс-спектров метиловых эфиров смесей эпимеров гепонсилинов Вд (1^6) и гепоксилинов А3 (2ацб) *

Фрагментационные ионы Соединение

(2а.б) в/а (1,%)

350 (0,6) 350 (0,5)

/М-ОМе/* 319 (1,0) 319 (0,8)

Д-0Ме-Н20Л 301 (1,3) 301 (3,1)

Ме.ООС(СН2)2(СН2СН=СН)2СН(ОН)СН-Ы 239 ( 2,7) -

/239-Л20Л о с5н11сн=сн-сн2-сн-Ьн-сн=сн-сн=он+ 221 (19) -

- 209 (26)

/209-Н20/ - 191 (44)'

МеООС(СН2)2(СН2СН=СЙ)2СН=0Н+ 19? (10) - •

/239-Ме0Н-Н20А 189 (14)

/197-МеОН/* 165 (23) . -

Ме00С(СН2)3СН=СНСН2СН=ОН+ - 171 (211_

Ме00С(СН2)3СН=СНСН3'<- - 142 (67)

Л42~МеОН/ь - 110 (100),

^прямой ввод в ионный источник при 1Ю°С

^основным сигналом в спектре является ион с т/а81, структура не расшифрована

При изучении perno- и стереоизомерного состава продуктов соль-волиза индивидуальных эпимеров метиловых эфиров НХВ3 (Ja), (J6) было найдено, что соотношение образующихся эпимеров метиловых эфиров НХА3 (2а.б) зависит от конфигурации исходных яфиров RXB3 (la), (16). При сольволизе мезилата (юк*)-эпимера (1а) образуются эпимер-ные эфири (2а,б) в соотношении 1:1,6, а при сольволизе цези-лата Oos*)_anHMepa (lo) сботношение меняется на обратное (1,7:1, соответственно) (хроматографические подвижности см.таблицу 5). Э^о указывает на стереонаправленность аллильной перегруппировки, протекающей при сольволизе аллильного мезилата, т.е. процесс идёт по механизму s^a'.

Таблица 5

Хроиатографическая подвижность эфиров гепоксилинов

о

СоединениеВЭЖХ*, время выхода,ТСХ^,Rf на сили-

мин кагелз

син (а) анти (б) син (а) . анти (б)

метиловые эфиры:

HXß3 (Iat6) 6,7 5,7 0,30 0,36

НХА3 (2а,б) 8,8 8,2 0,20 0,25

г.-бромфенациловые эфиры:

НХВ3 (14а.б) 10,3 9,9 0,26 ' 0,26

НХА3 (15а,б) 13,4 13,4 • 0,23 0,23

^колонка 64 х 2 мм, сорбент Силасор0 '600, система изопропанол-гексан, 2:98, 100 мкл/мин, УФ-детектор при 210 им для соединений (1а,б), (2а,б); при 260 нм для соединений (14а,б), (15а.б).

^система бензол-эфир-триэтиламин, 85:15:0,1 (3 проявления) для <?ое-диншл!) (ia,б), (2а,б); этилацетат-гексан-триэтилаюш, 10:40:0,1 (2 проявления) для соединений.(14а,б), (15а,б).

Яитературну, донные указывают на предпочтительность син-сте-реохимии перегруппировки 3^2'при атаке ьейтралькыми нуклеофилами. Однако стереохимия замещения аллильных мезилатов нейтральными гид-роксилсодержащиш нуклеофилами неизвестна.

Мы изучили сольволиз мезилатов регио- и стереоизоыерных спиртов простагландинового ряда (16а,б), (17а,б) с известной конфигурацией карбинольных центров. Условия мезилирования-сольволиза были аналогичны описанным для перегруппировки НХВд —¡ЩЦ.

СООЫе

1 (1га)

ОН ОН ^^

При гидролизе мезилатов спиртов (16а), (166), (17а), (176) каадый исходный спирт давал смесь ьсех четырёх возможных спиртов, образующихся в результате гидролиза с аллильной перегруппировкой или без неё. Отношения соответствующих син-/анти- продуктов аллильной перегруппировки (таблица 6) говорят о предпочтительности 1,3-син-замещения. Неидентичность соотношений продуктов перегруппировки зпимерных спиртов (17а). (176) обусловлена известным несильным экранирующим влиянием боковой цепи простагландинов. Необходимо отметить, что основными продуктами замещения без аллильной перегруппировки являются*¥э"омеры с сохранённой конфигурацией (таблица 6), т.е. замещение гц&хрдит по я^!-механизму. Этим объясняется также возвращении исходных эфиров НХВд (1а°,б), (14а,б) при перегруппировке НХВд —— НХАд. Действительное протекание гидролиза мезилатов по бимолекулярному механизму доказано изомеризацией аллильных спиртов

(17а), (176) при кислотном катализе (МзОН в ацетоне). При этом Лй-бой из эпимеров приводил к одной и той же смеси спиртов (Гба,б) + (17а,б) с соотношениями эпимеров (а) и (б) 1:1 (механизм ).

Таблица 6

Гидролиз мезилатов простагландиновых аллильных спиртов^

Исходный як2-3амещение Соотношения продуктов V :

спирт син:анти я^д-замещение Заме-

сохранение:обращение щение

конфигурации

(16а) 1,6:1 (17а: 176) 9,3:1 (16а:166) 1,4:1

(166) 1,5:1 (176:17а) 1,5:1 (166:16а) 1,9:1

(17а) 4,0:1 (16а:166) 1,4:1 (17а:176) 0,3:1

(176) 1:1 (166:16а) 1,2:1 (176:17а) 0,4:1

синтезированы в ЙЭЭ ВЗНЦ АМН СССР

Общей причиной указанных стереохииических закономерностей замещения аллильних мезилатов может служить координация гидроксил-содержшдего куялеофила (воды) с уходящей группировкой, ориентирующая нуклеофил для атаки с сохранением ^конфигурации.

Б соответствии с этими результатами механизм 1,3-син-замещения мезилатов эфиров НХВ^ (1а), (¿6), (|4а), (146) может быть представлен следующим образом:

■ г:

5 Шз

но-/ т0рео

V

- л

Шя

О. / эритрй (б)

но-н

но

= л.

.0

1л

о

По донному м'х.анизыу можно заключить (с учётом изменения конфигурации перемещающейся двойной связи), что перегруппировка (юк*)-злимера эфиров НХВд (Ja); (I4aj Должна предпочтительно приводить к (sr¡* )_ЭПимеру эфиров НХАд (2б), (156). На основе этого более полярному на сили' агеле епимеру метилового эфира ИХАд (2а) следует приписать (ЗН)-конфигурацкэ, а менее полярному эпимеру (2_6) - (GS)-koh-фигураци»^. Указанные закономерности могут быть использованы для определения конфигурации аллильных асимметрических карбинольных центров в родственных структурах.

3. Изучение perno- и стереоизомерного состава триоксилинов Ад - продуктов гидролиза гепоксилинов Ад.

Известно, что раскрытие активированного аллильного оксиранового цикла в НХАд приводит к смеси тригидрэкслкислот - триоксилинов (ТгХ), идентифицированных й ряде органов и тканей млекопитающих. Однако осталась невыясненной регко- и стереоспецифичность ферментативного гидролиза НХАт, неизвестно тагде соотношение продуктов химического и энзиматического гидролиза HXAg in vivo. Поэтому исчерпывающая характеристика всех возмошых изомеров TrXAg необходима для выяснения структуры природных триоксилинов.

Нами исследован изомерный состав IrXAg - продуктов химического гидролиза индивидуальных (8R*)- и (6S*)-эпимеров НХАд (2а), (26). Кислотный гидролиз активированной аллильной эпоксидной группы в соединениях (2а), (26) даёт набор 8,П,12-григидрокси-52,эк,мг-эйко-эатриеновых (16а,б) и В,9,12-тригидрокси-52,юв, 14^эйкозатриеновых (19а,б) кислот, эпимерных по С-II и С-9, соответственно (схема 4).

Региоизомеры метиловых эфиров TrXAg (ДЗа.б), (19а,С) были идентифицированы в виде их трис-В^Ке^зз.-эфиров методом хроматомасс-спектрометрии (рис.1, хроматографическая подвижность таблица. 7).

-у-—---

опимеры n-Оромфенациловых зфиров ИХАд (15а,б) методом ВЭЖХ разделить но удалось (таблица 5). •

L:Li- -L.i

Образование изомерных триоксилинои Д., гидролизом геаокск и:к ..* д.)

ОН Ol

¡1,' •"'•--•'Si- n^'V г;

С !f ' С.Ч . ОН CK

0,1 (11и«з)-(,1»/>) . ul

ОН СЛ 0 fft CJ

г, .

И, i Лд h~> 1 "l

2 ск с а

(9Fi+Я )- (il]n ) (9 к * Я) - (j :i>i)

и н к н

H^ci^c-cici^J^cooMo, н2»ен,с*сс5нп

Доказательством структуры регьоиэоикров (I3at6), (|9.ч.б) 6$ию наличие в масс-спектрах интенсипних сигналов осколочных нояоп, являющихся следствием распада молекулярного исда мечуцг ви{ушальн№ли Bu1'UegSiо-группами: т/г 2Ö5 для Э,П,12~ТгХА3 118а,б) и и/г 285 до 8,9,12-'ГгХА3 (19а,б) (рис.2, 3, соответственно)^

Следует отметить, что все восемь возможных регио- и стереонэо-иеров TrXA-j образуются при кислотном гидролизе в сравним,ix количествах (таблица 7); отмочено преобладавшее обрязовашвдП-эним'-р-ных ö,II,K-TrXA3 (18а,б) по сравнению с продуктами аллчльксц uejvv групк*.<роь«и (8,0,12-ТгХА^, (19а,б)) (соотношение 1,7:1- иэ обоих энн-мйров НХЛ-j).

»

22,6

18 19 20 21 22 23 время выхода,мин

Рис.1. Рвгко- и стереон зомерный состав триоксплинов Ад - продуктов гидролиза гепоксшшнов Ад

. А - хроматограша смеси 8-эшшерннх метиловых эфиров ТгХА^ (тряс-Ви'1Ме_51-эфиры) Б,В - ма с с-ф рагме нт ограммы. идентифицирующие региоизом8р1Гтриоксшшнов1 8,П,12-ТгХА3 (Ь/г 255) и 6,9Д2-ТгХА3 {т/г 285)

! относительная I интенеиЕ-ность х,%

-ь-

25

Вих Ме^ЧКЭ. /

лъъ

,ОЯ1Ме2Ви

СООМе

031Ме,Би

■£^-—-285

255

г447

455

325

285

¡и-ХЛК

437

1-Г—1-1-1-1-1—г-

467

521

529

абсолютная интенсивность

653

"30

ад

I

-т I I I I I |™Г-600

-а

20:"' ЗЭО 400 . 500

Гпс.2. Масс-спектр эп^лескых 8Д1,12-трнгидрокси-5г,9Е,142 -эйкозатриековшс кислот (16а.б)

(ТрИС—Вч ИврЭ! -производные)

71

Г 00 т/г

Регио- и стереоизомернае триоксияины А-

Таблица 7

Исходный Эфир триок- ГЖХ1 тех4 Соотношение изо-

эфир ИХА^ силина Ад время выхо- на си- меров при кислотном гидролиЗе,

да, мин ликагеле % от суммы

(2а) (11Н<-3)_(13а) 18,8 0,17 20

23,2 0,21 44

(9Н+3)-(19а) 18,3 0,17 9

22,6 0,21 27

(26) (11К+3)-(18б) 20,0 0,24 25 " • С

2? ,6 0,15 37

(9В+В)_(19б) 19,5 0,24 II

22,2 0,15 .

*трис-Вигн<»231 -эфиры, кварцевая-капиллярная колонка (25 м х 0,3 им) с фазойзр-юоо при 225°С,газ-носитель - гелий (30 см/сек)

о

система бензол-зфир, 1:2 (3 проявления)

Структура соединений (18а.б), (19а,б) была также подтверждена исчерпывающим гидрированием смеси их трис-вЛе2Я1-зфироп (5% РеЛ/с

в гексане). При этом образовывалась неразделимая в условиях ;ШГ>~---

рмесь трис-Ви^Мв281-эфяров гексагидро-8,Н,12-ТгХАз (20) и гексагид-ро-8,9,12-ТгХАз (21). Масс-спектр этой смеси содержит сигналы характерных фрагментационных ионов с п/г659 , 527 /659-

вЛа^ЮЯ/*, 459 , 429 , 327 /459-вЛе2310Н А , 297 /429-

ОЯЩе

В^Ме^ЮН/4, 28?, 257:

ОЯЩвдВЦ

СООЫе

- 22 -

Метинолиз v"иловых эфиров НХАд (2а.б) приводит к II- и 9-ноноыетиловым эфирам TrXAg, масс-спектр смеси бис-Ви*Ые231-зфиров которых (22), (23) содержит сигналы ионов с п/а 553 /М-Ви*/* 421 /ббЗ-вЛв^юн А 355 , 325 , 285 , 255:

Основываясь на этих данных, а также на известной конфигурации асимметрических центров КХАд можно считать установленной конфигурацию "асимметрических центровЛл-ХАд при С-8 и С-12, которые не затрагиваются в процессе 'гидролиза.

швода .

1. Разработан новый полный химический синтез эпиыерных гепоксилинов Вд с использованием полиацетиленовой стратегии.

2. Предложен и экспериментально осуществлён синтез эпинерных гепоксилинов Ад аллильной перегруппировкой, протекающей при соль-волизе мезилатов гепоксилинов Вд, позволявший получать гепоксилиш 'Ъ и по еДин°й схеме. е

' 3. Впервые исследованы ствреохиыичеекш' закономерности соль-волиза адлильных ыезилатов нейтральными гидроксилсодеркацили нук-леофияами. Показана предпочтительность 1,3-син-замещения, имеющего место в процессе сольволиза.'

4. Установлена конфигурация карбкнольних центров индивидуальных эпшеров геноксилиноз Вд 1;и основе спектральных данных и конфигурация карбинольных пентров индивидуальных эпимеров гепоксилкноБ

о

A3 на основе стереохимически^_закон6мерностей сольволиза аллильных ыезилатов.

5. Изучен, изомерный состав триоксилинов Ад - продуктов гидролиза гепоксилинов A3. Показано образование двух региоизомеров триокси-линов Ад, каждый из которых является смесью четырёх стереоиэомеров по С-8 и С—II/C—9; установлена конфигурация изомерных триоксилннов при С-8 и C-I2.

6. Синтезированные образцы гепоксилинов переданы на биологические испытания в ряц научных учреждений; гексадегидро-гепоксилин В3 передан для получения вьгсоноиеченкых тритием гепоксилинов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛВДУЩИХ РАБОТАХ: Г.Деиин U.M., Васильева Л.Л., Яапицкая М.А., Белослудцев.Ю.С., Мягкова Г.И., Пивницкий К.К. Синтез и установление конфигурации гепоксилинов в3.// Биоорган.химия.-1990.-T.I6.№ I.-C.I27-I2B.

2. Дэиин П.М., Васильева Л.Л., Белослудцев. Ю.Ю., Мягкова Т.К., Нивницкий К.К. Конфигурация гепоксилинов A3 и их синтез изомеризацией гепоксилинов В3.// Би о орган. химия. -1990, -Т .16. № 4.-С. 571-672.

3. Демин П.М., Васильева Л. Л., Лапицкая М.А..Белослудцев Ю.1)., Мягкова Г.И., Пивницкий К.К. Синтетическое исследование гепоксилинов. I. Синтез гепоксилинов Б3 полиацетиленовнм подходом и установление конфигурации карбинольного центра.//, Биоорган, химия.-11990.-Т.16.» 8.-C.I125-II33.

4.: Васильева Л.Л., Щшн U.M., Лапицкая U.A., Белослудцса- В*Ю,, Мягкова Г.И., Пивницкий К.К. Синтез гепоксилинов в3.// Т"~,докл. 1У Веес.конф. "Синтез и исследование простагландинов". Минск.-1989.-С. ВО.

Ь., Дрмин П.М., Белослудцев Ю.О. Синтез гепоксилинов В^.// Тез. докл. X Конф. молодых учзних "Синтез и исследование биологически .актиййых соединений". Рига.-1989,-С.38,

,Y¿rri'r

i гч