Синтез цианпроизводных бетулина и бетулиновой кислоты, содержащих цианэтильную группу в своем составе

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СТРУКТУРА И ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ БЕТУЛИНА (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Структура и выделение бетулина

1.2 Химические превращения бетулина

2. СИНТЕЗ ЦИАНПРОИЗВОДНЫХ ТРИТЕРПЕНОИДОВ ЛУПАНОВОГО РЯДА (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)

2.1 Получение исходных тритерпеноидов

2.2 Цианэтилирование тритерпеноидов лупанового ряда

2.3 Химические трансформации 3-производных 28-О-(2-цианоэтил)-бетулина

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Приборы и лабораторное оборудование

3.2 Исходные реагенты и растворители

3.3 Методы исследования и анализа

3.4 Получение исходных тритерпеноидов

3.5 Цианэтилирование тритерпеноидов лупанового ряда

3.6 Синтез 3-производных бетулина, содержащих цианогруппу у атома кислорода при С-28

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Природные тритерпеновые соединения представляют большой интерес, так как практически все тритерпеноиды, выделенные из растительных или животных объектов, являются биологически активными веществами. В настоящее время большое внимание привлекают тритерпеноиды группы лупана ввиду их доступности и широкого спектра биологической активности. Так, бетулин и его производные обладают гепатопротекторным, желчегонным, противомикробным, противогрибковым, противоопухолевым действиями. С каждым годом растет число публикаций о ценной биологической активности бетулина, его природных и синтетических производных.

В лаборатории медицинской химии НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН ведётся работа по химической модификации природных веществ, в том числе и природных тритерпеноидов. Известно, что химические трансформации природных соединений дают неисчерпаемые возможности для поиска новых производных, более эффективных по сравнению с исходными, обладающих направленным специфическим действием и имеющих меньше побочных эффектов.

Данная дипломная работа выполнена в лаборатории медицинской химии Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН. Целью дипломной работы является синтез цианпроизводных бетулина и бетулиновой кислоты, содержащих цианэтильную группу в своём составе для дальнейшего изучения их фармакологических свойств и использования их в качестве исходных соединений для получения новых карбоксильных, амидных и аминопроизводных соединений.

Материал дипломной работы докладывался на VIII молодёжной научной школе-конференции по органической химии (г. Казань, 2005).

1. СТРУКТУРА И ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ БЕТУЛИНА (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Структура и выделение бетулина

Бетулин 1 - это природный пентациклический тритерпеноид, относящийся к группе лупана. Характерным признаком принадлежности к этой группе является наличие пятичленного кольца E и ?-изопропильной (изопропиленовой) группы у С-19 [1]. Название «бетулин» соединению 1 дано Мэзоном в 1831 г. Систематическое название бетулина 1 - 3?,28-дигидрокси-20(29)-лупен или луп-20(29)-ен-3?,28-диол. Структура этого соединения изображена ниже.

Молекулярный вес тритерпеноида 1 составляет 442.7, брутто-формула - С30H50O2, точка плавления - 2610С, [?] +200 (в пиридине) [2-4]. Данные спектров ЯМР 1Н и 13С соединения 1 опубликованы в работах [5-9].

Бетулин 1 хорошо растворяется в пиридине и тетрагидрофуране, в средней степени - в дихлорметане, хлороформе и кипящих органических растворителях и не растворяется в воде и петролейном эфире [2, 3].

Хотя бетулин 1 обнаружен, по крайней мере, в двух десятках растений, принадлежащих к различным родам и семействам, основным источником бетулина 1 является кора берёзы [3, 10, 11]. Кора берёзы имеет две четко различимые части - внешнюю и внутреннюю. Наиболее богата экстрактивными веществами внешняя часть коры. Основным компонентом практически всех экстрактов является бетулин 1, обусловливающий белый цвет коры. Содержание этого вещества во внешней части коры варьирует в пределах 10-35% в зависимости от вида берёзы, места и условий её произрастания, возраста дерева и других факторов. Постоянным спутником бетулина 1 является лупеол 2. В экстрактах коры берёзы также наряду с бетулином 1 содержатся его окисленные производные: бетулиновый альдегид 3, бетулоновый альдегид 4, бетулиновая кислота 5, метиловый эфир бетулиновой кислоты 6 и 3-оксобетулиновая (бетулоновая) кислота 7.

бетулин тритерпеноид цианэтилирование производный

Различные способы извлечения бетулина 1 из коры берёзы широко обсуждены в литературе [3, 4, 11-13]. Чаще всего соединение 1 выделяют экстракцией органическими растворителями. В качестве экстрагентов можно использовать самые разнообразные ароматические и алифатические углеводороды, спирты, ацетон и хлорсодержащие растворители. Подробно исследована кристаллизация бетулина 1 - ключевая стадия очистки три-терпеноида-сырца. Наиболее подходящими растворителями для перекрис-таллизации признаны азеотропы изопропанола и 2-бутанола [11]. Бетулин 1 высокой степени очистки можно получить через его диацетат [14, 15].

1.2 Химические превращения бетулина

Бетулин 1 содержит в своей структуре три функциональные группы, по которым возможны химические преобразования: гидроксигруппы в 3- и 28-положениях и изопропиленовую группу в 19-положении. Следует отметить, что для проведения химических трансформаций по какой-либо из OH-групп или изопропиленовой группировке часто используют ацилированные производные бетулина. В данной работе будут рассмотрены реакции только самого бетулина 1.

Одним из простейших типов превращения спиртов является образование сложных эфиров путём взаимодействия с хлорангидридами или ангидридами кислот. Предложены различные варианты этерефикации бетулина 1 с образованием моно- и диэфиров (8-36) в зависимости от условий проведения реакции (схема 1, таблица 1). В таблице 1 также показаны условия получения простых эфиров бетулина (37-40). Найдены также микроорганизмы, обезвоженные клетки которых способны ацилировать бетулин 1 винилацетатом в органических растворителях.

Схема 1

С помощью наиболее активного бактериального штамма НСВ-29 осуществлён синтез 3?-ацетилбетулина 41, который невозможно получить химическим путем непосредственно из бетулина 1 (схема 2) [32].

Таблица 1

№ соедине-ния	R	R1	Условия реакции	Выход, %	Ссылка
8	Н	Ac	Ac2O, Et3N, CH2Cl2, 0?200C, 22 ч	69	16
			Ac2O, DMAP, Py, CH2Cl2, ~250C ,18 ч	60	17
			Ac2O, имидазол, CHCl3, кип, 1 ч	82	18
			Ac2O, Py, 0?170C, 50 мин	64	19, 20
9	Н		Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?200C, 4 ч	64	21
10	Н		Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?250C, 4 ч	61	21
11	Н		Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?250C, 4 ч	58	21
12	Н		Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?250C, 6 ч	80	22
13	Н		Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?250C, 6 ч	85	22
14	Н		Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?250C, 6 ч	83	22
15	Н		Адамантанил карбонил хлорид, Py, DMAP, 950C*	88	23
16	Н		Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 400C*	71	23, 24
17	H		(F3CO)2)O, CH2Cl2, DMSO, -300C, 5ч	24	25
18	Н		Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 400C*	68	23
19	Ас	Ас	Ac2O, Py, ~250C, 12 ч	98	18
			Ac2O, Py, DMAP, 0?200C, 5 ч	97	16
			Ac2O, кип, 1-12 ч	64-96	15, 26, 27, 28
21			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 0?200C, 4 ч	94	29
22			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 60?700C, 4 ч	86	21
23			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 60?700C, 4 ч	81	21
24			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 60?700C, 4 ч	85	21
25			(F3CO2)O, CH2Cl2, DMSO, -300C, 48 ч	71	25
26			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 60?700C, 4 ч	77	22
27			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 60?700C, 4 ч	75	22
28			Хлорангидрид кислоты, Py, Bu3N, 60?700C, 4 ч	80	22
29			Ангидрид кислоты, Py, кип, 15 ч	92	21
			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	56	23
30			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	69	23
31			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	83	23
32			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	75	23, 24
33			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	94	23, 24
34			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	86	23, 24
35			Ангидрид кислоты, Py, кип, 15 ч	96	21
36			Ангидрид кислоты, Py, DMAP, 950С*	91	23
37	H		Капроновая кислота, TMSCl, 0?250C, 19 ч	84	16
38	H		TBSCl, имидазол, DMAP, DMF, 0 ? 200C	86	16
39	H		Ph3CCl, DMAP, DMF	-	30
			Ph3CCl, CH2Cl2, DMAP, 600C, 2 ч	-	22
40	H		DMP, CH2Cl, PPTS, N2, 0?200C, 72 ч	95	31

* Время проведения реакции 2-16 ч (контроль по ТСХ)

Схема 2

Гликозилирование бетулина 1 действием ?-ацетобромглюкозы (?-АБГ) приводит к смеси соединений, качественный и количественный состав которой зависит от используемого катализатора и условий проведения реакции (схема 3) [33, 34].

Схема 3

Достаточно хорошо исследовано действие различных окислителей на бетулин 1. На направление реакции влияет как тип окислителя и его количество, так и условия проведения реакции. Так, при окислении бетулина 1 солями хрома возможно образование следующих соединений: 3-кетобетулина 48, бетулинового 3 и бетулонового 4 альдегидов, бетулиновой 5 и бетулоновой 7 кислот (таблица 2).

Как видно из таблицы 2, при окислении соединения 1 пиридиний хлорохроматом (РСС), пиридиний дихроматом (PDC) или K2Cr2O7 наблюдается, в основном, образование альдегидов, при этом возможно селективное окисление в определённых экспериментальных условиях. Более избирательно проходит окисление тритерпеноида хромовым ангидридом в уксусной кислоте, когда основным продуктом реакции является бетулоновая кислота 7 [40, 41]. Аналогичным образом протекает реакция при использовании в качестве окислителя реактива Джонса (CrO3 в H2SO4). В этом случае реакцию проводят в ацетоне как при охлаждении [15, 31, 35, 38], так и при комнатной температуре [39].

Эффективным реагентом получения карбонильных соединений окислением спиртов является «активированный» диметилсульфоксид (DMSO в присутствии дициклогексилкарбодиимина, (СOCl)2, (CF3CO)2O, Ac2O, P2O5 и др.). Установлено, что окисление бетулина 1 диметилсульфоксидом,

Таблица 2

Окисли-тель	Раствори-тель	Температу-ра, 0С	Соотношение бетулин:ок-ль	Время реакции, ч	Продукт, (%)	Ссылка
PDC	CH2Cl2	-	-	-	4(87)	35
	CHCl3	~ 25	1:1.5	1.15	3(86), 4(4)	36
	DMF, H2O	-	-	-	3(7) 4(20), 5(8), 7(13),	35
	C6H6	~ 25	1:2	3	3(68)	36
PCC	CH2Cl2	~ 25	1:1.5	0.45	3(74)	36
			1:2	2	3(30), 4(21)	37
			1:3	1.5	4(87)	23
	C6H6	~ 25	1:2	3	3(62), 4(23)	36
K2Cr2O7 - 9M H2SO4-TBAB	CH2Cl2	~ 25	1:6	0.45	4(85)	36
	CHCl3	~ 25	1:1.5	2.5	3(60), 4(13)	36
	C6H6	~ 25	1:1.05	12	3(37), 4(8), 7(12)	36
CrO3 - H2SO4 (реактив Джонса)	Ацетон	0		1.5	7 (75)	31, 35
				7	7 (47)	15
				1.5	7 (31)	38
		~ 25		3	7 (67)	39
CrO3	AcOH	15-20	1:4.4	~0.1	7 (59*)	40,41

*Выход натриевой соли бетулоновой кислоты

активированным хлористым оксалилом (по Сверну), одним или двумя эквивалентами окислительного реагента протекает неселективно: остаётся исходный бетулин 1 и образуются бетулиновый 3 и бетулоновый 4 альдегиды. При использовании четырёх эквивалентов окислителя образуется единственный продукт - бетулоновый альдегид 4 с высоким выходом (схема 4) [42].

Схема 4

Окисление бетулина 1 диметилсульфоксидом, активированным уксусным ангидридом (по Олбрайту-Голдмену), двумя и более эквивалентами окислительного реагента приводит к смеси 3-оксо-28-метилтиометилового эфира бетулина 49 и 3-метилтиометилбетулинового альдегида 50 (схема 5) [25].

Схема 5

Окисление бетулина 1 диметилсульфоксидом, активированным трифторуксусным ангидридом (по Сверну), при использовании двух эквивалентов окислителя наблюдается исключительно ацилирование спиртовых групп с образованием смеси 3,28-ди-О-трифторацетилбетулина 25 и 28-О-трифторацетилбетулина 17. В то же время окисление гидроксигрупп бетулина 1 оказалось возможным при увеличении числа эквивалентов реагента до четырёх и времени реакции до 48 ч, при этом образуется смесь продуктов 4, 51 и 17 (схема 6) [25].

Схема 6

Установлено, что бетулин 1 устойчив к окислению 2-20 экв. диметилсульфоксида, активированного P2O5 (окисление по Онодору), даже при нагревании до 600С [25].

Использование о-йодоксибензойной кислоты (IBX) в качестве окислительного реагента приводит к получению ?,? - ненасыщенного карбонильного соединения 52 (схема 7) [43].

Схема 7

Известно, что микробиологическое окисление бетулина 1 приводит к образованию соединений, которые сложно получить стандартными синтетическими методами. Так, действием гриба Chaetomium Longirostre на бетулин 1 образуется смесь соединений, из которой удалось идентифицировать А-секокислоту 53 (схема 8) [38].

Схема 8

Найдены микроорганизмы, способные осуществлять трансформацию бетулина 1 с образованием бетулиновой 5 и бетулоновой 7 кислот (схема 9) [44, 45]. Показано, что покоящиеся клетки штамма Mycobacterium sp. 1-4-1 осуществляют региоселективное окисление бетулина 1 в бетулиновую кислоту 5 - перспективный противораковый агент с 40% конверсией бетулина 1 и выходом 36% [45].

Схема 9

При нагревании бетулина 1 в уксусной кислоте с ацетатом ртути II (Hg(OAc)2) наблюдается образование циклического эфира 54 (схема 10) [46].

Схема 10

Кольцо А у соединений лупанового ряда содержит гемдиметильную группировку при С-4. Стерические и электронные эффекты, обусловленные этой структурной особенностью, делают более вероятными реакции элиминирования. Так, бетулин 1 в условиях реакции Мицунобу (схема 11)

Схема 11

приводит к образованию 2,3-дигидропроизводного 55 и его бензильного производного 56 в зависимости от условий реакции [23, 47].

Много внимания уделено реакциям, затрагивающим изопропенильную группировку. При окислении бетулина 1 диметилдиоксираном (DMDO) образуется соединение 57 или 58 в зависимости от количества используемого окислителя (схема 12) [48].

Схема 12

Окисление бетулина 1 каталитическим количеством RuO4, который регенерировался in situ из RuO2·XH2O под действием NaJO4, в двухфазной системе растворителей EtOAc-H2O приводит к образованию соединений 59 и 60 (схема 13) [49].

Схема 13

Озонолиз бетулина 1 в системе CH2Cl2-MeOH при -760С даёт норкетон 61 и триол 62 (схема 14) [50].

Схема 14

Гидрирование изопропиленовой группировки соединения 1 приводит к образованию дигидробетулина 63, при этом используют платиновые и палладиевые катализаторы [16, 23, 35, 51]. В работе [52] описано восстановление, где в качестве катализатора применяли трис(трифенил-фосфин)родий хлорид (RhCl[Ph3P]3) (схема 15).

Схема 15

Никель Ренея в кипящем n-цимоле (схема 16) может выступать как катализатор реакции диспропорционирования, превращая бетулин 1 в дигидробетулоновый альдегид 64 (схема 16) [53].

Схема 16

При гидроборировании соединения 1 с последующим окислением щелочной перекисью водорода преимущественно образуется 3?,28,30-тригидроксилупан 65 - один из 2-х возможных пространственных изомеров с первичной спиртовой группой при С-20 (схема 17) [54].

Схема 17

Взаимодействие бетулина 1 с дихлоркарбеном (схема 18), генерированным из хлороформа действием 50% NaOH в присутствии триэтилбензиламмонийхлорида (ТЭБАХ), приводит к образованию смеси геммдихлорциклопропанированных диола 66, формиата 67 и хлорида 68 [55].

Схема 18

Под действием кислых агентов наблюдается изомеризация бетулина 1 в производные олеанана (схема 19). Так, кипячение бетулина в хлористом метилене в присутствии твёрдых кислот (mont KSF, mont K10, bleaching clays, H2SO4 on silica, TsOH on silica, unhidros FeSO4, expensive graphite), приводит к образованию аллобетулина 69 [28]. Взаимодействие бетулина 1 с диметилсульфатом приводит к образованию соединения 69 при комнатной температуре [56]. При нагревании тритерпеноида с концентрированной муравьиной кислотой образуется формиат аллобетулина 70 (схема 19) [57].

Схема 19

Кипячение бетулина 1 с соляной кислотой в этаноле приводит к образованию эфира 71, а аллобетулин 69 образуется лишь в качестве побочного продукта (схема 20) [58].

Схема 20

В заключении хотелось бы отметить возможность получения ?-эпимера бетулина 72 из бетулина 1 через бетулоновый альдегид 4 (схема 21) [23].

Схема 21

Таким образом, анализ литературных данных показывает, что бетулин 1 изучен недостаточно широко, для него описаны лишь простейшие хими-ческие реакции. В связи с этим бетулин 1 представляет интерес для химиков-синтетиков как объект для химической модификации.

2. СИНТЕЗ ЦИАНПРОИЗВОДНЫХ ТРИТЕРПЕНОИДОВ ЛУПАНОВОГО РЯДА (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)

Известно, что бетулин и его природные и синтетические производные обладают широким спектром биологической активности [10, 11, 59]. С целью поиска новых биологически активных соединений на основе возобновляемого растительного сырья в лаборатории медицинской химии НИОХ ведётся работа по химической модификации природных веществ, в том числе бетулина и бетулиновой кислоты. В данной дипломной работе осуществлен синтез цианпроизводных тритерпеноидов лупанового ряда как реакцией цианэтилирования тритерпеноидов, так и путём химической трансформации соединений, уже содержащих в своей структуре цианэтильную группу.

2.1 Получение исходных тритерпеноидов

Первым этапом дипломной работы является получение исходных веществ, необходимых для выполнения поставленной задачи. Объектом исследования, а также исходным для синтеза тритерпеноидов: 3?-ацетилбетулина 41, бетулиновой кислоты 5, её метилового эфира 6, оксима метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 73, необходимых для выполнения данной работы, является бетулин, содержащийся в коре белой берёзы. Бетулин-сырец, выделенный в Опытном химическом цехе НИОХ из бересты горячей экстракцией трихлорэтиленом, был очищен нами через его диацетат 19 (схема 22) с последующей хроматографией его на окиси алюминия.

Схема 22

Щелочной гидролиз хроматографически очищенного диацетата бетулина 19 даёт 3?-ацетилбетулин 41 и (или) бетулин 1 в зависимости от количества используемой щёлочи и времени реакции (схема 23) [15, 18]. Так, при взаимодействии диацетата бетулина 19 с небольшим избытком метанольного раствора KOH (время реакции 14 ч) образуется смесь 3?-ацетилбетулина 41 и бетулина 1. Соединение 41 было выделено из реакционной смеси с выходом 49% методом колоночной хроматографии на окиси алюминия. В качестве элюента использовали хлороформ. При увеличении количества щёлочи и времени реакции гладко образуется бетулин 1, содержащий по данным спектра ПМР ~5% лупеола. Такого качества бетулин 1 использовали далее без дополнительной очистки для получения 3-оксобетулиновой кислоты 7.

Схема 23

Синтез этой кислоты описан в различных работах (см. литерат. обзор). Мы использовали методику, разработанную в лаборатории медицинской химии НИОХ, а именно окисление бетулина 1 реактивом Джонса в ацетоне при 00С в течение 7 часов [15] (схема 24). Полученную 3-оксобетулиновую кислоту 7 очищали через её натриевую соль, нерастворимую в серном эфире в отличие от имеющихся примесей.

Схема 24

Из 3-оксобетулиновой кислоты 7 была синтезирована бетулиновая кислота 5 и метиловый эфир 3-оксобетулиновой кислоты 73. Так, последний был получен практически с количественным выходом с помощью диазометана в серном эфире (схема 25).

Схема 25

Бетулиновая кислота 5 была синтезирована восстановлением 3-оксобетулиновой кислоты 7 боргидридом натрия в тетрагидрофуране при комнатной температуре по [38] (схема 26).

Схема 26

Метиловый эфир бетулиновой кислоты 6 получен аналогичным способом из метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 73 (схема 27).

Схема 27

Необходимый для работы оксим метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 74 синтезировали стандартным методом, а именно взаимодействием метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 73 с солянокислым гидроксиламином в спирте в присутствии пиридина (схема 28).

Схема 28

Идентификацию всех полученных соединений проводили по температурам плавления и спектральным данным (см. эксперимент. часть), а также по ТСХ, используя в качестве свидетелей заведомо известные образцы, полученные сотрудниками лаборатории ранее.

2.2 Цианэтилирование тритерпеноидов лупанового ряда

Вторым этапом данной дипломной работы является синтез цианпроизводных тритерпеноидов лупанового ряда. В связи с этим мы провели реакцию цианэтилирования синтезированных нами тритерпеноидов: бетулина 1 и его ацильного производного 41, бетулиновой кислоты 5 и её метилового эфира 6, а также оскима 3-оксобетулиновой кислоты 74.

Под реакцией цианэтилирования понимают замещение атома водорода на ?-цианэтильную группу действием нитрила акриловой кислоты (ак-рилонитрила) на вещества, обладающие подвижным атомом водорода [60]:

R-H + H2C=CHCN > R-CH2CH2CN

Особенно легко реагируют с акрилонитрилом галоидоводороды, амины, спирты, соединения типа малонового эфира и др. Таким образом, реакция цианэтилирования в узком смысле слова сводится к введению ?-цианэтильной группы вместо атома водорода путём присоединения акрилонитрила. Цианэтилирование проводят в различных условиях в зависимости от химических свойств второго компонента. В спиртах поляризация связи между атомами кислорода и водорода выражена слабо, поэтому реакция идёт только под действием щелочных агентов. Известно, что соли четвертичных аммониевых оснований, например хлористый триметилбензиламмоний, ускоряют реакцию присоединения хлористого водорода к акрилонитрилу. Выходы продуктов цианэтилирования спиртов повышаются, если брать один из компонентов в избытке, так как реакция цианэтилирования в какой-то мере обратима. В качестве растворителя можно применять бензол, диоксан, пиридин, ацетонитрил, трет-бутиловый спирт [60].

Бетулин 1 содержит две спиртовые группы и таким образом может вступать в реакцию цианэтилирования по обеим группам, при этом возможно образование двух соединений: монозамещённого продукта 75 и дизамещённого соединения 76.

Нами показано, что взаимодействие бетулина 1 с акрилонитрилом в присутствии основания действительно приводит к образованию смеси этих соединений, которые были выделены из реакционной смеси методом колоночной хроматографии на Al2O3, используя в качестве элюента смесь гексана и хлороформа в соотношении 1:1 (схема 29).

Схема 29

Структура полученных соединений 75 и 76 доказана данными эле-ментного анализа, масс-, ИК-, ЯМР-спектров. Так, в ИК-спектрах получен-ных соединений 75 (рис. 1) и 76 наблюдаются полосы поглощения при 2265 см-1 и 2251 см-1, соответствующие валентным колебаниям CN-группы.

На рисунках 2 и 3 приведены ПМР-спектры соединений 75 и 76, которые помимо характеристичных сигналов протонов (Н3, Н28, Н29) содержат сигналы протонов CH2CH2CN-групп. Полное отнесение сигналов в этих спектрах, а также в спектрах ЯМР 13С было сделано на основании двумерных спектров ЯМР (протон-протонная и углерод-протонная корреляция) этих соединений (рис. 4,5) с использованием литературных данных по бетулину и его производным [5-9, 15].

Варьируя условия реакции цианэтилирования, можно в какой-то степени изменять количественный состав реакционной смеси. Так, нами найдено, что добавление ТЭБАХ к реакционной смеси увеличивает выход дизамещённого продукта 76 до 80% по данным спектра ПМР. Попытки получения продукта 76 без примеси монозамещённого соединения 75 путём увеличения выдержки реакции (до 4-х суток), нагревания реакционной смеси (до 600С), а также значительного увеличения количества акрилонитрила (до 110 ммоль на 1 ммоль бетулина) - не увенчались успехом. Исследование влияния щёлочи на реакцию цианэтилирования показало, что состав образующейся смеси принципиально не зависит от типа щёлочи (табл.3). Возможно, выход дизамещённого продукта 76 повышается при использовании 30% KOH или NaOH. Однако следует отметить, что при увеличении количества акрилонитрила концентрация щёлочи мало влияет на соотношение соединений 75 и 76. Таким образом, нами найдено, что достаточно подходящими условиями для получения дизамещенного соединения 76 является проведение реакции с избытком акрилонитрила в диоксане в присутствии 30% КОН и ТЭБАХ при комнатной температуре в течение суток.

Далее нами была проведена реакция цианэтилирования бетулиновой кислоты 5 и её метилового эфира 6. Реакцию проводили в диоксане в присутствии 30% щёлочи и ТЭБАХ при комнатной температуре в течение суток. Анализ реакционной смеси методом ТСХ показал наличие продуктов цианэтилирования и исходных веществ (схема 30).

Схема 30

Таблица 3

Щёлочь	Растворитель	Время, ч	Кол-во ТЭБАХ	Ве-во:а/к	Соотношение 75:76
10%KOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	44:56
20%KOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	38:62
30%KOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	21:79
40%KOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	29:71
50%KOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	38:62
10%NaOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	45:55
20%NaOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	26:74
30%NaOH	диоксан	24	20мг	1:16.7	23:77
10%KOH	диоксан	24	20мг	1:106	17:83
20%KOH	диоксан	24	20мг	1:106	20:80

Состав реакционной смеси анализировали по спектрам ПМР по интенсивностям сигналов Н3 и Н28 при 3.13 м.д и 2.79 м.д. Соединение 78 было выделено из реакционной смеси методом колоночной хроматографии на Al2O3 (элюент - смесь гексана и хлористого метилена, 1:1) с выходом 57%. К сожалению, продукт 77 в чистом виде выделить из реакционной смеси не удалось.

Поскольку известно, что оксимы 3-оксобетулиновой кислоты и её метилового эфира также обладают биологической активностью [61] и учитывая, что оксимы цианэтилируются по той же схеме, что и спирты [60], мы осуществили цианэтилирование оксима 74 (схема 31). Реакцию цианэтилирования соединения 74 проводили аналогично цианэтилированию соединений 5 и 6. Продукт 79 был выделен в чистом виде колоночной хроматографией на Al2O3 с выходом 65%.

Схема 31

В то же время цианэтилирование 3?-ацетилбетулина 41, содержащего первичную спиртовую группу у атома С-28, легко приводит к образованию цианэтильного производного 80 (схема 32). Реакцию проводили при комнатной температуре в присутствии щелочи и ТЭБАХ в течение 2 ч. В качестве растворителя использовали диоксан или хлористый метилен. После хроматографической очистки выход продукта составил 56%.

Структура полученных соединений 78-80 подтверждена данными масс-, ИК-, ЯМР-спектров. Следует отметить, что все указанные соединения получены впервые.

Схема 32

2.3 Химические трансформации 3-производных 28-О-(2-цианэтил)-бетулина

На основе соединения 80 нами был получен еще ряд новых цианэтилпроизводных бетулина. Путём химической модификации заместителя, находящегося у атома С-3, были получены 3-гидрокси-, 3-оксо-, 3-оксим- и 3-цианэтилзамещённый оксим - производные бетулина, содержащие в своей структуре цианэтильную группу у атома кислорода при С-28. Так, щелочной гидролиз 3-ацетилпроизводного 80 действием 4М раствора NaOH в смеси метанола и тетрагидрофурана при комнатной температуре гладко приводит к образованию 3-гидроксипроизводного 75 с выходом 96% (схема 33). Структура полученного соединения подтверждена данными ЯМР-спектров, которые идентичны спектральным данным соединения 75, полученного при цианэтилировании бетулина 1.

Схема 33

3-гидроксипроизводное 75 под действием PCC было превращено в 3-оксопроизводное 81. Реакцию проводили в среде хлористого метилена при комнатной температуре. Продукт 81 был получен с выходом 91 % (схема 34).

Схема 34

В ИК-спектре соединения 81 (рис. 6) наблюдается полоса поглощения при 1705 см-1, соответствующая валентным колебаниям оксогруппы. В спектре ПМР соединения 81 (рис. 7) отсутствует сигнал протона Н-3, кроме того, наблюдается смещение сигналов протонов Н-2 на ~0.8 м.д. в сторону слабого поля (ср. с рис. 3). В спектре ЯМР 13С сигнал С-3 фиксируется при 217.81 м.д., таким образом, наблюдается смещение на ~139 м.д. по сравнению с аналогичным сигналом гидроксипроизводного 75, что согласуется с литературными данными по бетулину и его ацилированным производным [5-9, 15].

Взаимодействием соединения 81 с гидрохлоридом гидроксиламина в спирте в присутствии пиридина при комнатной температуре синтезировано с практически количественным выходом (96%) производное 82 с оксимной группой в 3 положении (схема 35). Известно, что оксимы могут существовать в виде двух геометрических изомеров. Данные ЯМР полученного продукта указывают на то, что оксим 82 образуется в виде одного геометрического изомера. Так, в ПМР-спектре полученного соединения наблюдается один однопротонный сигнал при 9.30 м.д.. В спектре ЯМР 13С имеется также всего

Схема 35

один набор сигналов атомов углерода (см. эксп. часть), что подтверждает образование одного изомера.

Взаимодействием оксима 82 с акрилонитрилом в диоксане в присутствии щёлочи и ТЭБАХ при комнатной температуре нами было получено соединение 83, содержащее две цианэтильные группы в своём составе.

Схема 36

Наличие второй цианэтильной группы однозначно подтверждается спектральными данными (см. эксп. часть).

Таким образом, в данной работе осуществлен синтез цианпроизводных лупанового ряда как реакцией цианэтилирования тритерпеноидов, так и путем химической трансформации соединений, уже содержащих в своей структуре цианэтильную группу. Все синтезированные в работе цианэтильные производные 75-76, 78 - 83 в настоящее время испытываются в лаборатории вирусологии в ГНЦ «Вектор».

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Приборы и лабораторное оборудование

В работе использовали:

-весы аналитические тип ВЛП-200g-М

-весы лабораторные технические ВЛКТ-500g-М

-ротационный вакуум-испаритель - ИР 1М2

-вакуумный насос 2DS 4/1 производство ГДР

-магнитные мешалки ММ-5, ММ-2А

-электроплитки бытовые и лабораторные

-лабораторная посуда фирмы «СИМАКС».

ИК-, ЯМР- и масс-спектры были сняты сотрудниками Лаборатории физических методов исследования НИОХ. ИК-спектры записаны на приборе «Вruker IFS 66» в таблетках KBr, спектры ЯМР сняты на приборе «Bruker AС 200» с рабочей частотой 200.13 МГц для 1Н и 50.32 МГц для 13С в СDCl3. Спектры 2D ЯМР 1Н-1Н (COSY) и 13С-1Н (COSY 125 Гц, COLOC 7 Гц) сняты на приборе «Bruker DRX 500» c рабочей частотой 500.13 МГц для 1Н и 125.76 МГц для 13С в СDCl3 с использованием стандартных программ фирмы «Bruker». В качестве внутреннего стандарта использовали сигналы растворителя - дейтерохлороформа (C=76.90) и остаточный сигнал протона CHCl3 (H=7.24 м.д.). Масс-спектры получены на масс-спектрометре высокого разрешения «Finnigan MAT 8200» с ионизирующим напряжением 70 эВ. Элементный анализ выполнен сотрудниками Лаборатории микроанализа НИОХ на СНN-анализаторе модель 1106 фирмы «Carlo Erba». Величины удельного вращения ([]580) измерены на поляриметре «Polamat A» в хлороформе при комнатной температуре (20-250С). Температуры плавления определены на микронагревательном столике Кофлера (производство ГДР).

3.2 Исходные реагенты и растворители

В качестве исходных веществ использовали:

-уксусная кислота ч ТУ 6-09 4191-76

-серная кислота ч ГОСТ 4204-77

-соляная кислота ч ГОСТ 3118-77

-уксусный ангидрид ч ГОСТ 5815-77

-натр едкий чда производство Чехословакии

-калий едкий чда производство Чехословакии

-этиловый спирт ч ТУ-6-09-1710-77

-метиловый спирт ч ГОСТ 6995-77

-серный эфир ФС 42-1883-98

-пиридин ч ГОСТ 2747-67

-хлороформ x ТУ 6-09-4263-76

-хлористый метилен ч ТУ 2631-013-00207787-02

-тетрагидрофуран ч ТУ 6-09-3686-77

-ацетонитрил хч ТУ-6-09-3534-82

-ацетон ч ГОСТ 2603-79

-триэтиламин ч ТУ 6-09-1496-77

-CrO3 чда ГОСТ 3776-78

-AcONa ч ТУ 6-09-246-84

-KMnO4 чда ГОСТ 20490-7

-бетулин-сырец производство ОХП НИОХ

-MgSO4 РТУ 56-61

-ТЭБАХ

-окись алюминия хч ТУ 6-09-3916-75

Пиридиний хлорохромат (РСС) получали по методике [62]. К раствору 10 г оксида хрома (III) в 18.5 мл 6М HCl, охлаждённого до -100С, прикапывали при перемешивании 8 мл охлаждённого пиридина так, чтобы температура не превышала +200С. Полученную густую суспензию оранжевого цвета охлаждали до 00С и быстро фильтровали на фильтре Шотта (делали всё быстро!). Осадок хорошо промывали сухим серным эфиром и высушивали под вакуумом 1 ч. Получали 18.4 г (85%) пиридиния хлорохромата.

Реактив Джонса получали по методике [63]. Смесь 53.44 г СrО3 в 46 мл

концентрированной серной кислоты аккуратно разбавляли дистиллированной водой до 200 мл.

Диазометан получали по стандартной методике [64]. В охлаждаемую льдом смесь 15 мл 40%-ного КОН и 80 мл серного эфира добавляли при перемешивании 4.12 г (40.0 ммоль) N-нитрозометилмочевины, полученную ранее сотрудниками лаборатории, таким образом, чтобы температура реакционной смеси не превышала 50С. Желтый эфирный раствор декантировали и в течение 3 ч сушили над твердым КОН.

3.3 Методы исследования и анализа

Мультиплетность сигналов в спектрах ЯМР 13С определена по стандартным методикам снятия спектра в режиме J-модуляции (шумовая развязка от протонов, противоположная фаза для сигналов атомов с четным и нечетным числом присоединенных протонов) и с внерезонансным подавлением протонов (off-resonance). Для отнесения сигналов в спектрах ЯМР использовали различные типы протон-протонной и углерод-протонной корреляционной спектроскопии.

Контроль за ходом реакции и чистотой полученных соединений осуществляли методом ТСХ на пластинах «Silufol» с использованием систем: хлороформ-ацетонитрил (15:1) для соединений 1, 5-7, 41, 74-77, 79, 81-83, хлороформ-ацетонитрил (7:1) для соединения 80.

Проявление пятен производили путем опрыскивания пластин 20% Н2SО4 с последующим нагреванием до 1000.

3.4 Получение исходных тритерпеноидов

Бетулин 1. Cмесь 44.2 г бетулина-сырца, полученного в ОХП НИОХ горячей экстракцией трихлорэтиленом высушенной коры белой берёзы, и 150 мл уксусного ангидрида кипятили 1.5 ч и охлаждали до комнатной температуры. Выпавший осадок отфильтровывали на воронке Бюхнера, промывали водой и сушили на воздухе. Полученный диацетат бетулина 19 ~47 г растворяли в 50 мл хлористого метилена и пропускали через слой окиси алюминия (высота слоя 35 см, диаметр - 8 см), элюируя продукт хлористым метиленом (полноту выделения продукта контролировали по ТСХ, элюент-СН2Сl2). Фильтрат упаривали, остаток (~43 г) растворяли в смеси 450 мл метанола и 650 мл тетрагидрофурана, охлаждали до 00С, добавляли 68 мл 4М раствора NaOH. Реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре в течение недели, затем выливали на смесь льда с разбавленной соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой и сушили на воздухе, затем в вакуум-эксикаторе над Р2О5. Получили ~35 г бетулина, содержащего, по данным спектра ЯМР 1Н, ~ 5% лупеола. После двухкратной перекристаллизации из бензола получали чистый бетулин с т.пл 259-2610С; в работе [2] т. пл. 2610С.

3?-Ацетилбетулин 41. К раствору 5.1 г (9.7 ммоль) соединения 19, полученного по выше указанной методике, в 195 мл ТГФ при 00С прикапывали раствор 1.2 г (10.7 ммоль) КOH в 110 мл MeOH. Реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре в течение 14 ч и выливали на лёд с разбавленной соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой, высушивали на воздухе и хроматографировали на Al2O3 (высота колонки 47 см, диаметр - 45 мм), элюент - хлороформ. Получали 2.12 г (49%) 3?-ацетилбетулина 41 с т.пл. 257-2590С, в работе [18] т.пл. 258-2600С. Данные спектра ПМР идентичны данным, приведённым в работе [18].

3-оксобетулиновая (бетулоновая) кислота 7. К суспензии 10 г бетулина 1, содержащего ~5% лупеола, в 400 мл ацетона, перегнанного над КMnО4, в атмосфере аргона при 00С прикапывали 26 мл реактива Джонса в 100 мл ацетона в течение 0.5 ч. Реакционную смесь перемешивали при 00С в течение 7 часов, затем добавляли МеОН до появления интенсивной зеленой окраски и реакционную смесь выливали на смесь льда с разб. соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой, затем растворяли в серном эфире (~200 мл), органический слой промывали 10%-ным раствором соляной кислоты, водой, 5%-ным раствором NаНСО3, насыщенным раствором соли. Из реакционной смеси отгоняли большую часть серного эфира и затем к оставшейся части добавляли 12 мл 2М раствора NаОН. Образовавшийся осадок натриевой соли 3-оксобетулиновой кислоты отфильтровывали, тщательно промывали серным эфиром, насыщенным раствором соли, холодной водой и сушили над Р2О5. Высушенную натриевую соль 3-оксобетулиновой кислоты растворяли в 40 мл МеОН, добавляли 22 мл уксусной кислоты и разбавляли реакционную смесь 30 мл теплой воды. Осадок отфильтровывали, промывали водой и сушили в вакуум-эксикаторе над P2O5. Получали 4.8 г (47%) 3-оксобетулиновой кислоты 7 с т. пл. 230-2330С, после повторной очистки через натриевую или аммониевую соль т. пл. 246-2480С, [] + 430 (c 4.05); в работе [31] т. пл. 247-2490С. Данные спектра ЯМР 13С идентичны данным, приведенным в работах [8, 65].

Метиловый эфир 3-оксобетулиновой кислоты 73. Раствор 1.95 г (4.3 ммоль) 3-оксобетулиновой кислоты 7 в 115 мл безводного серного эфира охлаждали до 00С и при интенсивном перемешивании прикапывали диазометан до образования устойчивой желтой окраски. Реакционную смесь выдерживали при охлаждении в течение 48 ч, затем, упаривали и остаток промывали метанолом. Получали 1.97 г (98%) соединения 73, т пл.167-1680С (из МеОН), []+340 (c 4.5); в работе [66] т. пл. 165-1660С (из смеси хлороформа и метанола), []29 +330 (с 1.6 в хлороформе).

Бетулиновая кислота 5. К 1.25 г (2.75 ммоль) 3-оксобетулиновой кислоты 7 в 50 мл ТГФ при 00С порциями добавляли 1.1 г (28.95 ммоль) NaBH4 при перемешивании. Далее реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре в течение 19 ч. Полученную реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой, осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе и перекристаллизовывали из MeOH. Получали 0.5 г (40%) соединения 5 с т. пл. 290-2920С, в работе [31] т. пл. 291-2920С.

Метиловый эфир бетулиновой кислоты 6. К раствору 1 г (2.1 ммоль) метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 73 в 40 мл сухого ТГФ при 00С порциями прибавляли 0.2 г (5.3 ммоль) NaBH4 и реакционную смесь перемешивали при охлаждении 2 ч и при комнатной температуре в течение суток, затем выливали на смесь льда с разбавленной соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой и высушивали в эксикаторе над Р2О5. Получали 0.97 г (99%) неочищенного соединения 6, после перекристаллизации из метанола получили 0.78 г (80%) с т. пл. 224-2260С (из МеОН), [] +4 (c 4.17); в работе [67] т.пл. 223-2250С, [] +40 (хлороформ).

Оксим метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 74. К раствору 5 г (10.7 ммоль) соединения 73 в 125 мл спирта прибавляли 1.5 г (21.4 ммоль) гидрохлорида гидроксиламина и 12.5 мл пиридина, раствор выдерживали с периодическим перемешиванием при комнатной температуре в течение 7 дней и выливали на смесь льда с соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой и высушивали на воздухе. Получали 4.4 г (85%) соединения 74 с т. пл. 231-2350С, [] - 10 (c 5.29); в работе [61] т. пл. 232-2350С. Данные спектра ЯМР 13С идентичны данным, приведенным в работе [61].

3.5 Цианэтилирование тритерпеноидов лупанового ряда

Цианэтилирование бетулина 1. Опыт 1. Смесь 5 г (11.30 ммоль) соединения 1, 0.5 г (2.20 ммоль) ТЭБАХ, 12.5 мл (188.13 ммоль) акрилонитрила и 12.5 мл 30% KOH в 125 мл диоксана в атмосфере аргона выдерживали при комнатной температуре в течение суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе. Полученный продукт, содержащий по данным спектра ПМР 21% монозамещённого продукта 75 и 79% дизамещённого продукта 76, хроматографировали на Al2O3 (диаметр колонки - 3 см, высота - 24.5 см). В качестве элюента использовали смесь гексана и хлороформа (1:1). Получали 3.76 г (56%) соединения 76, т.пл. 178-1800С (из метанола), [?] + 270 (c 0.81).

Найдено: С 78.72, Н 10.21, N 4.90. C36H56N2О2. Вычислено: С 78.72, Н 10.21, N 5.11. Масс-спектр, m/z: 548.43521 (М+). Вычислено: 548.43415 (М+).

ИК-спектр (?, см-1): 2250 (С?N).

Спектр ЯМР 1Н (?, м.д): 0.65 м (1Н, Н-5), 0.76 с (3Н, Ме-24), 0.78 м (1Н, Н-1), 0.80 с (3Н, Ме-25), 0.94 с (3Н, Ме-27), 0.95 с (3Н, Ме-23), 1.00 с (3Н, Ме-26), 1.05 м (3Н, Н-12, 15, 22), 1.16 тд (1Н, Н-16, J1=13.2 Гц, J2=3.2 Гц), 1.22 м (2Н, Н-9, 11), 1.36 м (5Н, Н-6, 7, 7, 11, 21), 1.48 м (2Н, Н-2, 6), 1.51 т (1Н, Н-18, J=11.3 Гц), 1.57-1.70 м (5Н, Н-1, 2, 12, 13, 15), 1.64 с (3Н, Ме-30), 1.86-1.96 м (3Н, Н-16, 21, 22), 2.35 м (1Н, Н-19), 2.53 т (2Н, Н-35, 35, J=6.5 Гц), 2.56 т (2Н, Н-32, 32, J=6.5 Гц), 2.79 дд (1Н, Н-3, J1=12.1 Гц, J2=3.8 Гц), 3.14 д (1Н, Н-28, J=8.9 Гц), 3.50 м (1Н, Н-34), 3.55 д (1Н, Н-28, J=8.9 Гц), 3.62 тд (2Н, Н-31, 31, J1=6.5 Гц, J2=1.6 Гц), 3.77 м (1Н, Н-34), 4.55 и 4.65 оба уш. с (2Н, Н-29, 29).

Спектр ЯМР 13С (?, м.д): 14.60 (к, С-27), 15.85 (к, С-26), 15.92 (к, С-25), 15.96 (к, С-24), 18.03 (т, С-6), 18.68 (т, С-32), 18.94 (к, С-30), 19.10 (т, С-35), 20.71 (т, С-11), 22.79 (т, С-2), 25.06 (т, С-12), 27.02 (т, С-15), 27.92 (к, С-23), 29.77 (т, С-16 или С-21), 29.73 (т, С-21 или С-16), 34.05 (т, С-7), 34.54 (т, С-22), 36.93 (с, С-10), 37.41 (д, С-13), 38.31 (т, С-1), 38.71 (с, С-4), 40.80 (с, С-8), 42.52 (с, С-14), 47.17 ( с, С-17), 47.80 (д, С-19), 48.61 (д, С-18), 50.21 (д, С-9), 55.55 (д, С-5), 63.98 (т, С-34), 66.04 (т, С-31), 69.67 (т, С-28), 87.51 (д, С-3), 109.45 (т, С-29), 117.71 (с, С-33), 117.98 (с, С-36), 150.29 (с, С-20).

В результате дальнейшего элюирования получали 0.78 г (14%) монозамещённого продукта 75, т. пл. 200-2020С (метанол), [?] + 9.10 (с 1.32)

Масс-спектр, m/z: 495.40688 (М+). С33H53NO2. Вычислено: 495.40761 (М+).

ИК-спектр (?, см -1): 2200 (C?N).

Спектр ЯМР 1Н (?, м.д): 0.63 м (1Н, Н-5), 0.70 c (3H, Me-24), 0.77 c (3H, Me-25), 0.84 м (1H, H-1), 0.91 c (6H, Me-23, 27), 0.99 c (3H, Н-26), 1.0 м (3H, H-12, 15, 22), 1.13 м (2Н, Н-11, 16), 1.21 м (1Н, Н-9), 1.33 м (5Н, Н-6, 7, 7, 11, 21), 1.45-1.65 м (8H, H-1, 2, 2, 6, 12, 13, 15, 18), 1.62 с (3Н, Ме-30), 1.85 м (3H, H-16, 21, 22), 2.33 м (1H, H-19), 2.55 т (2H, H-32, J=6.5 Гц), 3.11 м (2H, H-3, 28), 3.55 д (1H, H-28, J=8.6 Гц), 3.60 тд (2H, H-31, J1=6.5 Гц, J2=1.6 Гц), 4.52 и 4.62 оба уш. c (2H, H-29, 29).

Спектр ЯМР 13С (?, м.д): 14.52 (к, С-27), 15.16 (к, С-24), 15.73 (к, С-26), 15.85 (к, С-25), 18.02 (т, С-6), 18.58 (т, С-32), 18.55 (к, С-30), 20.55 (т, С-11), 24.89 (т, С-12), 26.89 (т, С-15), 27.08 (т, С-2), 27.74 (к, С-23), 29.57 (т, С-21), 29.60 (т, С-16), 33.92 (т, С-1), 34.42 (т, С-22), 37.85 (с, С-10), 37.26 (д, С-13), 38.43 (т, С-1), 38.57 (с, С-4), 40.61 (с, С-8), 42.38 (с, С-14), 47.03 (с, С-17), 47.67 (д, С-19), 48.44 (д, С-18), 50.07 (д, С-9), 54.98 (д, С-5), 65.89 (т, С-31), 69.67 (т, С-28), 78.55 (д, С-3), 109.41 (т, С-29), 117.72 (с, С-33), 150.16 (с, С-20).

Опыт 2. Смесь 0.5 г (1.13 ммоль) соединения 1, 0.1 г (0.44 ммоль) ТЭБАХ, 7 мл (105.35 ммоль) акрилонитрила и 1 мл 30% KOH в 20 мл диоксана в атмосфере аргона выдерживали при комнатной температуре в течение четырёх суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе. Реакционная смесь содержала 24% монозамещённого продукта 75 и 76% дизамещённого продукта 76 (по данным спектра ПМР).

Опыт 3. Смесь 0.2 г (0.45 ммоль) соединения 1, 0.5 мл (7.53 ммоль) акрилонитрила и 0.5 мл 30% KOH в 5 мл диоксана в атмосфере аргона выдерживали при комнатной температуре в течение суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе. Анализ реакционной смеси методом ТСХ показал, что реакционная смесь содержит в основном бетулин и монозамещённый продукт 75 с преобладающим количеством бетулина 1.

Опыт 4. Смесь 5 г (11.30 ммоль) соединения 1, 0.5 г (2.20 ммоль) ТЭБАХ, 80 мл (1204.00 ммоль) акрилонитрила и 10 мл 30% KOH в 200 мл диоксана в атмосфере аргона перемешивали при ~ 600С в течение 8 ч, затем 16 ч выдерживали при комнатной температуре. Реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе. Реакционная смесь содержала 23% монозамещённого продукта 75 и 77% дизамещённого продукта 76 (по данным спектра ПМР).

Опыт 5. Смесь 0.5 г (11.30 ммоль) соединения 1, 0.1 г (0.44 ммоль) ТЭБАХ, 7 мл (105.35 ммоль) акрилонитрила и 1 мл щёлочи в 20 мл диоксана в атмосфере аргона выдерживали при комнатной температуре в течение суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе. Анализ реакционной смеси проводили по спектрам ПМР, результаты представлены в таблице 3.

Цианэтилирование бетулиновой кислоты 5. Смесь 2 г (4.00 ммоль) бетулиновой кислоты 5, 0.2 г (0.88 ммоль) ТЭБАХ, 10 мл (150.50 ммоль) акрилонитрила и 10 мл 30% KOH в 50 мл диоксана перемешивали при комнатной температуре в течение суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе, затем промывали CH2Cl2 и фильтрат упаривали. Полученный продукт хроматографировали на Al2O3. В качестве элюента использовали различные растворители. Однако продукт элюировать с колонки не удалось.

Цианэтилирование метилового эфира бетулиновой кислоты 6. Смесь 1г (2.13 ммоль) соединения 6, 0.1 г (0.44 ммоль) ТЭБАХ, 5 мл (75.25 ммоль) акрилонитрила и 5 мл 30% КОН в 20 мл диоксана перемешивали при комнатной температуре в атмосфере аргона в течение суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе, затем промывали CH2Cl2 и фильтрат упаривали. Полученный продукт хроматографировали на Al2O3, элюент - смесь гексана и хлороформа (1:1). Получали 0.82 г (57%) соединения 78, т.пл. 183-1850С, [?] + 240 (c 3.38).

Масс-спектр, m/z: 523.40325 (М+). C34H53NО3.Вычислено: 523.40252 (М+).

ИК-спектр (?, см-1): 2250 (С?N), 1715 (СООМе).

Спектр ЯМР 1Н (?, м.д): 0.62 м (1Н, Н-5), 0.72 с (3Н, Ме), 0.78 с (3Н, Ме), 0.90 м (1Н, Н-1), 0.87 с (3Н, Ме-27), 0.92 с (3Н, Ме), 0.93 с (3Н, Ме-23), 0.98 м (1Н, Н-12), 1.10 м (1Н, Н-15), 1.21 м (2Н, Н-9, 11), 1.28-1.40 м (8Н, Н-6, 7, 7, 11, 15, 16, 21, 22), 1.45 м (2Н, Н-2, 6)1.53 т (1Н, Н-18, J=12.3 Гц), 1.64 с (3Н, Ме-30), 1.65 м (3Н, Н-1, 2, 12), 1.85 м (2Н, Н-21, 22), 2.18 м ( 2Н, Н-13, 16), 2.52 т (2Н, Н-32, 32, J=6.5 Гц), 2.78 дд (1Н, Н-3, J1=12.2 Гц, J2=3.8 Гц), 2.95 м (1Н, Н-19), 3.48 м (1Н, Н-31), 3.62 с (3Н, ОМе), 3.78 м (1Н, Н-31), 4.56 и 4.69 оба уш. с (2Н, Н-29, 29).

Спектр ЯМР 13С (?, м.д): 14.48 (к, С-27), 15.75 (к, С-26), 15.91 и 15.93 (к, С-24, 25), 17.99 (т, С-6), 19.06 (т, С-32), 19.19 (к, С-30), 20.71 (т, С-11), 22.73 (т, С-2), 25.31 (т, С-12), 27.87 (к, С-23), 29.45 (т, С-15), 30.40 (т, С-21), 31.95 (т, С-16), 34.10 (т, С-7), 36.74 (т, С-22), 36.91 (с, С-10), 38.03 (д, С-13), 38.26 (т, С-1), 38.65 (с, С-4), 40.50 (с, С-8), 42.17 (с, С-14), 46.75 (д, С-19), 49.26 (д, С-18), 50.33 (д, С-9), 51.05 (к, С-34), 55.57 (д, С-5), 56.33 (с, С-17), 63.92 (т, С-31), 87.47 (д, С-3), 109.38 (т, С-29), 117.99 (с, С-33), 150.34 (с, С-20), 176.38 (с, С-28).

Цианэтилирование оксима метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 74. К 0.5 г оксима метилового эфира 3-оксобетулиновой кислоты 74 и 0.05 г (0.22 ммоль) ТЭБАХ в 15 мл диоксана в атмосфере аргона прибавляли 2.5 мл (37.63 ммоль) акрилонитрила и 2.5 мл 30% KOH. Выдерживали при комнатной температуре в течение 3-х суток, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе, затем промывали CH2Cl2 и фильтрат упаривали. Полученный продукт хроматографировали на Al2O3, элюент - смесь хлороформа-гексана (1:1). Получали 0.72 г (65%) соединения 79, т.пл. 157-1600С, [?] -10 (с 6.1).

Масс-спектр, m/z: 536.39902 (М+). C34H52N2O3. Вычислено: 536.39777 (М+).

ИК-спектр (?, см-1): 2249 (С?N), 1723 (СООМе).

Спектр ЯМР 1Н (?, м.д): 0.86 с (3Н, Ме), 0.90 с (3Н, Ме), 0.92 с (3Н, Ме), 0.97 с (3Н, Ме), 1.08 с (3Н, Ме), 1.65 с (3Н, Ме-30), 2.66 т (2Н, Н-32, 32, J=6.5 Гц), 3.63 с (3Н, ОМе), 4.17 т (2Н, Н-31, 31, J=6.5 Гц), 4.57 и 4.70 оба уш. с (2Н, Н-29), приведены только характеристичные сигналы.

Спектр ЯМР 13С (?, м.д): 14.62 (к, С-27), 15.77 и 15.86 (к, С-24, 25, 26), 18.03 (т, С-6), 18.36 (т, С-32), 19.05, (т, С-11), 19.36 (к, С-30), 21.19 (т, С-2), 22.85 (с, С-3), 25.49 (т, С-12), 27.45 (к, С-23), 29.63 (т, С-15), 30.58 (т, С-21), 32.12 (т, С-16), 33.85 (т, С-7), 36.93 (т. С-22), 37.11 (с, С-10), 38.28 (д, С-13), 38.67 (т, С-1), 40.30 (с, С-4), 40.68 (с, С-8), 42.42 (с, С-14), 46.94 (д, С-19), 49.40 (д, С-18), 50.07 (д, С-9), 51.25 (к, С-34), 55.45 (д, С-5), 56.53 (с, С-17), 67.28 (т, С-31), 109.64 (т, С-29), 117.96 (с, С-33), 150.44 (с, С-20), 168.20 (д, С-3), 176.60 (с, С-28).

Цианэтилирование 3?-ацетилбетулина 41. Смесь 1 г (2.07 ммоль) соединения 41, 2.5 мл (37.63 ммоль) акрилонитрила, 0.2 г (0.88 ммоль) ТЭБАХ и 2.5 мл 30% КОН в 25 мл диоксана перемешивали при комнатной температуре в атмосфере аргона в течение 2 ч, затем реакционную смесь выливали на смесь льда с соляной кислотой. Осадок отфильтровывали, промывали водой до нейтральной среды, высушивали на воздухе, затем высушенный осадок промывали хлористым метиленом и фильтрат упаривали. Полученный продукт хроматографировали на Al2O3, элюент-смесь гексана и хлороформа (1:1). Получали 0.6 г (56%) соединения 80 т. пл. 135-1370С (метанол), [?] +230 (c 1.32).

Найдено: С 78.15, Н 10.50, N 2.68. C35H55NO3. Вычислено: С 78.16, Н 10.31, N 2.61. Масс-спектр, m/z: 537.41814 (М+). Вычислено: 537.31817 (М+).

ИК-спектр (?, см -1): 1730 (ОАс), 2251 (С?N).

Спектр ЯМР 1Н (?, м.д): 0.75 м (1Н, Н-5), 0.80 с (9Н, Ме-23, 24, 25), 0.92 с (3Н, Ме-27), 0.95 м (1Н, Н-1), 0.99 с (3Н, Ме-26), 1.01 м (3Н, Н-12, 15, 22), 1.16 м (2Н, Н-11, 16), 1.26 м (1Н, Н-9), 1.36 м (5Н, Н-6, 7, 7, 11, 21), 1.50 м (2Н, Н-6, 18), 1.59 м (6Н, Н-1, 2, 2, 12, 13, 15), 1.64 с (3Н, Ме-30), 1.90 м (3Н, Н-16, 21, 22), 1.99 с (3Н, ОАс), 2.34 м (1Н, Н-19), 2.55 т (2Н, Н-32, 32, J=6.4 Гц), 3.13 д (1Н, Н-28, J=8.8 Гц), 3.54 д (1Н, Н-28, J=8.8 Гц), 3.61 т (2Н, Н-31, 31, J=6.5 Гц), 4.43 дд (1Н, Н-3, J1=10.4 Гц, J2=4.8 Гц), 4.54 и 4.63 оба уш. с (2Н, Н-29, 29).

Спектр ЯМР 13С (?, м.д): 14.53 (к, С-27), 15.79 (к, С-26), 15.95 (к, С-25), 16.29 (к, С-24), 17.96 (т, С-6), 18.64 (т, С-32), 18.60 (к, С-30), 20.63 (т, С-11), 21.08 (к, С-35), 23.48 (т, С-2), 24.92 (т, С-12), 26.95 (т, С-15), 27.73 (к, С-23), 29.63 (т, С-21), 29.67 (т, С-16), 33.91 (т, С-1), 34.48 (т, С-22), 36.84 (с, С-10), 37.33 (д, С-13), 37.57 (с, С-4), 38.16 (т, С-1), 40.70 (с, С-8), 42.45 (с, С-14), 47.10 (с, С-17), 47.77 (д, С-19), 48.51 (д, С-18), 50.06 (д, С-9), 55.14 (д, Н-5), 65.98 (т, С-31), 69.58 (т, С-28), 109.48 (т, С-29), 117.70 (с, С-33), 150.20 (с, С-20), 170.69 (с, С-34).

3.6 Синтез 3-производных бетулина, содержащих цианэтильную группу у атома кислорода при С-28

Гидролиз соединения 80. К раствору 0.20 г (0.37 ммоль) соединения 80 в смеси 2 мл ТГФ и 4 мл МеОН в атмосфере аргона при 00С прибавляли 0.4 мл (1.6 ммоль) 4М NаОН, затем реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре в течение 24 ч и выливали на смесь льда с соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой и высушивали на воздухе. Получали 0.18 г (96%) соединения 75, т пл. 200-2020С (метанол). Спектральные характеристики идентичны спектральным данным соединения 75, полученного при цианэтилировании бетулина 1.

Оксо-28-О-(2-цианэтил)бетулин 81. К 100 мл сухого СН2Cl2 под аргоном прибавляли 2.90 г (13.46 ммоль) PCC, раствор перемешивали при комнатной температуре 10 мин, затем добавляли 2.22 г (4.48 ммоль) соединения 75. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2.5 ч, затем фильтровали через небольшой слой Al2O3 и фильтрат упаривали. Получали 2.02 г (91%) соединения 81, т. пл.160-1630C, [?] + 450 (c 4.3).