Способ получения производных 3,28-дисульфата бетулина

Изобретение относится к способу получения производных 3,28-дисульфата бетулина, обладающего свойством ингибитора комплемента. Сульфатирование бетулина проводят в N,N-диметилформамиде смесью сульфаминовой кислоты и мочевины при температуре 60-70°C в течение 2-3 часов, выделение продукта проводят охлаждением реакционной массы, разбавлением ее водой, экстракцией бутанолом, промывкой водой, обработкой бутанольного экстракта с последующим концентрированием бутанольного слоя и выделением целевого продукта. Предложены 3 варианта обработки бутанольного экстракта. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и касается способа получения производных 3,28-дисульфата бетулина - биологически активных веществ, представляющих большой интерес для медицины.

Дисульфат бетулина формулы (I) используется в медицине в качестве ингибитора комплемента.

Дисульфат бетулина - биологически активное вещество, является ингибитором комплемента и представляет большой интерес для медицины и конкретно иммунологии [Bureeva S., Andia-Pravdivy J., Symon A., Bichucher A., Moskaleva V., Popenko V., Shpak A., Shvets V., Kozlov L., Kaplun A. Selective inhibition of the interaction of Clq with immunoglobulins and the classical pathway of the complement activation by steroids and triterpenoids sulfates // J. Bioorganic and medicinal chemistry. 2007. Vol.15, №10. P. 3489-3498].

Известен способ получения дисульфата бетулина, описанный в патенте RU 2243233, опубл. 27.12.2004. К смеси серной кислоты и уксусного ангидрида в пиридине при температуре от 18 до 90°C прибавляют бетулин и перемешивают в течение 30-60 минут. Затем реакционную смесь нейтрализуют, осадок неорганических солей отфильтровывают, раствор упаривают досуха. Полученные кристаллы промывают водой и сушат. Выход продуктов 90-97%.

К недостаткам данного способа следует отнести использование токсичных реагентов: пиридина и труднодоступного уксусного ангидрида.

Известен способ сульфатирования целлюлозы (Xu Huang, Wei-Dong Zhang, Preparation of cellulose sulphate and evaluation of its properties. Journal of fiber bioengineering and informatics. Vol.3. №1. 2010. Р.32-39), заключающийся в сульфатировании целлюлозы сульфаминовой кислотой в присутствии мочевины в диметилформамиде. Сначала готовят гомогенную смесь. Смешивают 150 г сульфаминовой кислоты, 150 г мочевины в диметилформамиде при температуре 80°С, затем добавляют 15 г хлопковой целлюлозы. После перемешивания полученную смесь высушивают при комнатной температуре до полного удаления растворителя, затем спекают в течение 5 мин при температуре 150°С. Продукты реакции промывают водой и высушивают полученный продукт.

Данный способ до настоящего времени использовался только для сульфатирования целлюлозного сырья. Недостатками данного способа являются: большой избыток сульфаминовой кислоты и мочевины, длительность процесса высушивания при комнатной температуре от диметилформамида, высокая температура сульфатирования, что приводит к частичному разложению целевого продукта.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения дисульфата бетулина, приведенный в патенте RU 2468031, опубл. 27.11.2012. Сульфатирование бетулина проводят комплексом SO₃ - диметилформамид, который готовят перемешиванием в N,N-диметилформамиде при охлаждении до -5°C и добавлении по каплям хлорсульфоновой кислоты. Сульфатирование бетулина проводят в N,N-диметилформамиде при температуре 30-50°C в течение 3-4 часов, затем реакционную смесь охлаждают до 10-15°C, разбавляют 2- кратным объемом 75% водно-этанольного раствора, содержащего 4% гидроксида натрия, отделяют неорганическую часть, а дисульфат бетулина выделяют в виде натриевой соли после упаривания маточного раствора. Выход продукта 93%.

В данном способе дисульфат бетулина выделяют только в виде натриевой соли. Недостаток данного способа также в сложности приготовления сульфатирующего комплекса. Так, использование агрессивной хлорсульфоновой кислоты требует наличия кислотостойкого оборудования. Кроме того, в процессе сульфатирования выделяется хлористый водород, который необходимо утилизировать или нейтрализовать.

Технический результат изобретения:

- расширение ассортимента сульфатирующих реагентов пригодных для сульфатирования бетулина;

- улучшение экологичности способа за счет замены агрессивной и токсичной хлорсульфоновой кислоты;

- расширение ассортимента сульфатированных производных бетулина.

Технический результат достигается тем, что в способе получения производных 3,28 - дисульфата бетулина путем взаимодействия бетулина с сульфатирующим агентом в N,N-диметилформамиде при перемешивании и нагревании с последующим выделением продукта, согласно изобретению в качестве сульфатирующего агента используют смесь сульфаминовой кислоты и мочевины в N,N-диметилформамиде, а сульфатирование бетулина проводят при температуре 60-70°C в течение 2-3 часов, при этом выделение продукта проводят разбавлением реакционной массы водой, экстракцией ее бутанолом, промывкой водой, обработкой бутанольного экстракта с последующим концентрированием бутанольного слоя и выделением целевого продукта. Кроме того, согласно изобретению бутанольный экстракт упаривают и выделяют аммонийную соль 3,28-дисульфата бетулина либо бутанольный экстракт обрабатывают 10%-ной серной кислотой и выделяют кислую форму 3,28-дисульфата бетулина, либо бутанольный экстракт обрабатывают 3-5% раствором гидроксида натрия или калия и выделяют натриевую или калиевую соль 23,8-дисульфата бетулина.

В отличие от прототипа в предлагаемом изобретении в качестве сульфатирующего агента используют смесь сульфаминовой кислоты и мочевины в растворителе. Ранее сульфатирование бетулина сульфаминовой кислотой не проводилось. Сульфаминовая кислота менее агрессивна и удобна в использовании, чем хлорсульфоновая кислота. Отличия от прототипа - в условиях процесса. Сульфатирование проводят при температуре 60-70°C в течение 2-3 часов, при этом продукт сульфатирования выделяют следующим образом. Реакционную смесь охлаждают до 10-15°C, затем разбавляют водой, экстрагируют бутанолом, затем промывают экстракт водой и обработывают бутанольный слой с последующим концентрированием и выделением сульфатированного продукта. В зависимости от обработки бутанольного слоя можно получить разные сульфатированные производные 3,28-бетулина: аммонийную либо натриевую, либо калиевую соли, либо его кислую форму. Благодаря данным отличительным признакам удалось улучшить экологичность способа, а также расширить ассортимент производных 3,28-дисульфата бетулина.

Структурная формула и состав 3,28-дисульфата бетулина подтверждены с использованием элементного анализа, ИК и ЯМР-спектроскопии. В ИК-спектре 3,28-дисульфата бетулина присутствуют полосы поглощения в области 834-835 см^-1 (SO) и 1221-1223 см^-1 (SO₂), которые подтверждают введение сульфатной группы в молекулу бетулина. В ЯМР ¹H (CD₃OD) спектре 3,28-дисульфата бетулина в области 3,95 м.д. присутствуют сигналы протона при C₃ атоме углерода, а в области 4,25 м.д. сигналы двух протонов при С₂₈ атоме углерода, в области 4,72 м.д. и 4,60 м.д. присутствуют сигналы двух протонов концевой двойной связи при C₂₉ атоме углерода. В ЯМР ¹³С (CD₃OD) спектре химический сдвиг атома углерода C₃ для 3,28-дисульфата бетулина по сравнению с исходным бетулином смещается в слабое поле от 78,2 к 86,1 м.д., а атом углерода С₂₈ от 58,9 к 65,8 м.д.

Способ получения производных 3,28 - дисульфата бетулина подтверждается конкретными примерами.

Пример 1. Получение аммонийной соли 3,28-дисульфата бетулина.

В трехгорлую колбу объемом 100 мл, снабженную мешалкой и термометром, загружают 50 мл N,N -диметилформамида и при интенсивном перемешивании прибавляют 2,91 г сульфаминовой кислоты, 1,80 г мочевины и 4,42 г (0,01 моль) бетулина. Смесь нагревают на водяной бане до 70°C и поддерживают эту температуру в течение 2-х часов. Затем реакционную массу охлаждают, разбавляют 100 мл воды, переносят в делительную воронку и экстрагируют 130-150 мл бутанола. Бутанольный экстракт промывают водой и концентрируют под вакуумом до полного удаления растворителя, получают дисульфат бетулина в виде аммонийной соли. Выход продукта составляет 6,2 г (97%).

Пример 2. Получение 3,28-дисульфата бетулина в кислой форме. Сульфатирование бетулина проводят аналогично примеру 1, только температура процесса - 60°C, продолжительность 3 часа. Отличие также в обработке бутанольного эстракта. После промывки бутанольного экстракта водой его подкисляют 10%-ной серной кислотой до pH 2-3, отделяют бутанольный слой и концентрируют под вакуумом с выделением 3,28-дисульфата бетулина в кислой форме. Выход продукта составляет 5,7 г (95%).

Пример 3. Получение 3,28-дисульфата бетулина в виде калиевой соли. Сульфатирование бетулина проводят аналогично примеру 1, температура процесса - 65°C, продолжительность 2,5 часа. Отличие также в обработке бутанольного эстракта. После промывки бутанольного экстракта водой его обрабатывают 4%-ным раствоом гидроксида калия до pH 8-9. Отделяют бутанольный слой и концентрируют под вакуумом с выделением 3,28-дисульфата бетулина в виде калиевой соли. Выход калиевой соли 3,28-дисульфата бетулина - 6,4 г (94%).

Пример 4. Получение 3,28-дисульфата бетулина в виде натриевой соли. Сульфатирование бетулина проводят аналогично примеру 3. Отличие в обработке бутанольного эстракта.

После промывки бутанольного экстракта водой его обрабатывают 3%-ным раствором гидроксида калия до pH 8-9. Отделяют бутанольный слой и концентрируют под вакуумом с выделением 3,28-дисульфата бетулина в виде натриевой соли. Выход натриевой соли 3,28-дисульфата бетулина - 6,2 г (96%).

Таким образом, расширен ассортимент сульфатирующих реагентов для терпеноида бетулина. Предлагаемый способ сульфатирования бетулина более удобен и экологичен. Получены производные 3,28-дисульфата бетулина в виде кислой формы, а также в виде аммонийной, натриевой и калиевой солей.

1. Способ получения производных 3,28-дисульфата бетулина формулы:

путем взаимодействия бетулина с сульфатирующим агентом в N,N-диметилформамиде при непрерывом перемешивании и нагревании с последующим выделением продукта, отличающийся тем, что в качестве сульфатирующего агента используют смесь сульфаминовой кислоты и мочевины в N,N-диметилформамиде, причем сульфатирование ведут при температуре 60-70°C в течение 2-3 часов, а выделение продукта проводят охлаждением водой, разбавлением ракционной массы водой, экстракцией бутанолом, промывкой водой, обработкой бутанольного экстракта с последующим концентрированием бутанольного слоя и выделением целевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бутанольный экстракт упаривают и выделяют аммонийную соль 3,28-дисульфата бетулина.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что бутанольный экстракт обрабатывают 10%-ной серной кислотой и выделяют кислую форму 3,28-дисульфата бетулина

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что бутанольный экстракт обрабатывают 3-5% раствором гидроксида натрия или калия и выделяют натриевую или калиевую соль 3,28-дисульфата бетулина.