Способ получения n-[3-оксо-20(29)лупен-28-оил]-ω-аминокислот

Изобретение относится к способу получения N-бетулоноил-ω-аминокислот формулы 1, в котором целевой продукт получают взаимодействием гидрохлорида сложного эфира ω-аминокислоты в присутствии триэтиламина в течение 10-14 час с предварительно обработанным водой раствором бетулоноилхлорида в органическом растворителе, с последующим гидролизом сложноэфирной группы водно-спиртовой щелочью. Технический результат: предложен способ получения N-бетулоноил-ω-аминокислот, в котором снижается количество растворителя, для гидролиза используется нетоксический растворитель, сокращаются выбросы в окружающую среду. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к способу получения бетулоноил-ω-аминокислот кислоты формулы 1.

Амиды тритерпеновых кислот (ТТК) проявляют противоопухолевую и противовирусную активность [В.В. Saxena, L. Zhu, М. Нао Boc-lysinated-betulonic acid: a potent, anti-prostate cancer agent. Bioorg. Med. Chem. 14(18), 6349-6358 (2006); О.B. Flekhter, E.I. Boreko, L.R. Nigmatullina, E.V. Tret'yakova, N.I. Pavlova, L.A. Baltina, S.N. Nikolaeva, O.V. Savinova, V.F. Eremin, F.Z. Galin, and G.A. Tolstikov Synthesis and Antiviral Activity of Betulonic Acid Amides and Conjugates with Amino Acids. Rus J Bioorg. Chem, Vol. 30, No. 1, 2004, pp. 80-88]. Производные бетулоновой кислоты, содержащие остатки аминокислот, являются перспективными корректорами цитостатической полихимиотерапии опухолей [Т.Г. Толстикова, Г.А. Толстиков, И.В. Сорокина, Э.Э. Шульц, Н.И. Петренко, Н.Ф. Салахутдинов Корректор цитостатической полихимиотерапии Пат РФ 2353623, 17.09.2007; И.В. Сорокина, Т.Г. Толстикова Н.А. Жукова, Д.С. Баев, Т.Г. Толстиков, А.Н. Антимонова, Н.И. Петренко, Э.Э. Шульц, В.П. Николин, Н.А. Попова Средство для коррекции цитостатической полихимиотерапии с противовоспалительной активностью Пат РФ 2425680, 19.05.2010]. Наиболее удобным и рациональным способом получения амидов ТТК является взаимодействие хлорангидридов ТТК с аминами [S. Sommerwerk, L. Heller, J. Kuhfs, R. Csuk Selective Killing of Cancer Cells with Triterpenoic Acid Amides - The Substantial Role of an Aromatic Moiety Alignment European Journal of Medicinal Chemistry 122 (2016) 452-464; M. Kahnt, L. Fischer, A. Al-Harrasi, R. Csuk Ethylenediamine Derived Carboxamides of Betulinic and Ursolic Acid as Potential Cytotoxic Agents, Molecules 2018, 23(10), 2558]. Для ряда ТТК содержащих кетогруппы (урсоновая, бетулоновая), для получения хлорангидридов используют взаимодействие ТТК с оксалил хлоридом (ОХ), поскольку кетопроизводные могут образовывать побочные продукты при взаимодействии с производными серы и фосфора, обычно применяемыми для получения хлорангидридов. Для полноты превращения в хлорангидрид используют избыток ОХ (обычно используют двукратное мольное количество ОХ по отношению к ТТК). Удаление остаточного ОХ необходимо для предотвращения образования побочных продуктов при ацилировании аминов. Во избежание деструкции бетулоноилхлорида удаление ОХ проводят в вакууме при низкой температуре, для полного удаления используют многократную совместную отгонку с легкокипящим растворителем (дихлорметаном). Прототипом данного изобретения является способ получения амидов бетулоновой кислоты взаимодействием бетулоноилхлорида с гидрохлоридом эфира аминокислоты в присутствии триэтиламина с последующим гидролизом сложноэфирной группы неорганическим основанием в системе метанол-тетрагидрофуран вода [N.I. Petrenko, N.V. Elantseva, V.Z. Petukhova, M.M. Shakirov, Е.Е. Shul'ts, and G.A. Tolstikov, Synthesis of Betulonic Acid Derivatives Containing Amino-Acid Fragments, Chemistry of Natural Compounds, Vol. 38, No. 4, 2002, pp. 331-339.

По методу-прототипу после образования бетулоноилхлорида остаточный ОХ удаляют трех-четырехкратным растворением-концентрированием реакционной смеси в вакууме при температуре ≤30°С, с добавлением CH₂Cl₂ в качестве растворителя для осуществления полноты удаления остаточного ОХ.

Технологическими недостатками способа-прототипа - являются трудоемкость, большие временные затраты на процесс, использование сложного оборудования (роторный испаритель, вакуум-насос, многократное растворение и концентрирование в узком температурном диапазоне), большой расход хлорорганического растворителя.

Экологическими недостатками способа-прототипа являются выброс паров хлористого метилена в атмосферу, использование токсичных растворителей для гидролиза сложноэфирной группы эфироамида.

Предлагаемый способ приведен на схеме 1.

Бетулоновую кислоту в растворе дихлорметана обрабатывают избытком ОХ. Остаточный ОХ удаляют быстрой промывкой органической фазы ледяной водой. При обработке водой ОХ быстро гидролизуется с образованием газообразных продуктов и хлористого водорода, который отделяют вместе с водной фазой. При обработке водой тритерпеновое производное находится в органической фазе вследствие исключительно низкой растворимости тритерпеноидов в воде, кроме этого, стерическая затрудненность хлоркарбонильной группы бетулоноилхлорида препятствует его взаимодействию с водой, поэтому бетулоноилхлорид сохраняется в органическом растворе. Водную фазу отделяют, а органическую фазу, содержащую хлорангидрид ТТК, используют в реакции с аминами.

Гидролиз эфироамидов 4 для получения целевого соединения осуществляют неорганическим основанием в водно-спиртовой среде, поскольку амиды тритерпеновых кислот являются исключительно стабильными к гидролизу в отличие от эфиров аминокислот. Преимуществами предлагаемого способа при получении бетулоноилхлорида и ацилировании являются сокращение времени и упрощение обработки, уменьшение энергетических затрат, снижение расхода растворителя (хлористого метилена), уменьшение выбросов в окружающую среду. Преимуществом предлагаемого способа при гидролизе эфира является также использование менее токсичного и доступного растворителя (водного спирта) в отличие от системы метанол-тетрагидрофуран-вода по способу прототипу.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение раствора бетулоноилхлорида.

Бетулоновую кислоту (30 г, 66 ммоль) загружают в 500 мл колбу Эрленмейера, с хлоркальциевой трубкой и капельной воронкой и растворяют в сухом CH₂Cl₂ (120 мл) при перемешивании на магнитной мешалке. К охлажденному раствору прибавляют по каплям в течение 20-30 мин раствор хлористого оксалила (16.9 г, 12.3 мл, 132 ммоль) в сухом CH₂Cl₂ (30 мл), предварительно охлажденный до +2÷+10°С. Реакционную массу выдерживают в течение 12 ч при Т комн. Смесь промывают водой со льдом (~250 мл) в течение ~10 мин, температура смеси при обработке 0-10°С. Органическую фазу отделяют и немедленно используют в реакции ацилирования.

Пример 2а. Получение N-[бетулоноил]-2-амино-этановой кислоты

К раствору бетулоноилхлорида в CH₂Cl₂ после промывки водой, полученному согласно примеру 1, немедленно добавляют предварительно измельченный метиловый эфир глицина гидрохлорид (10.8 г, 86 ммоль) и Et₃N (26 г, 35,8 мл 200 ммоль), (температура при прибавлении ≤10-15°С) при перемешивании и оставляют на ночь (10-14 час).

Реакционную массу обрабатывают смесью 10% раствора HCl (200 мл). Органический раствор отделяют, сушат и концентрируют в вакууме (роторный испаритель) при Т бани 50-60°С. Полученный концентрат растворяют в 200 мл EtOH. К полученному раствору продукта в EtOH прибавляют при перемешивании заранее приготовленный и охлажденный до комнатной температуры раствор NaOH (65,0 г) в дистиллированной воде (0,133 л). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10-14 час и выливают на смесь льда и соляной кислоты. Осадок продукта отделяют на фильтре, промывают водой и сушат на воздухе при 30-50°С, получают 28 г целевого продукта (84% считая на исходную бетулоновую кислоту).

ИК, ν/см^-1: 1640 (CONH); 1700 (С=О); 3450 (NH).

ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl₃, δ, м.д., Гц): 0.91 (с, 3Н), 0.95 (с, 3Н), 0.97 (с, 3Н), 1.01 (с, 3Н), 1.06 (с, 3Н), 1.18-2.10 (м, 21Н, СН₂, СН); 1.67 (с 3Н, С(20)Ме); 2.30-2.55 (м, 3Н, С(13)Н, С(16)Н2); 3.07 (м, 1Н, С(19)Н); 4.03 (м, 2Н, CH₂NH); 4.59 с, 4.72 с (2Н, С(29)Н₂); 6.32 (1Н, NH).

ЯМР 13С (100 МГц, CDC1₃, δ, м.д., Гц): 39.39 (С-1, т); 33.89 (С-2, т); 218.82 (С-3, с); 47.13 (С-4, с); 54.74 (С-5, д); 19.43 (С-6, т); 33.42 (С-7, т); 40.45 (С-8, с); 49.74 (С-9, д); 36.67 (С10, с); 21.22 (С-11, т); 25.39 (С-12, т); 37.55 (С-13, д); 42.31 (С-14, с); 29.08 (С-15, т); 33.26 (С-16, т); 55.52 (С-17, с); 49.74 (С-18, д); 46.38 (С-19, д); 150.43 (С-20, с); 30.51 (С-21, т); 38.04 (С-22, т); 26.42 (С-23, к); 20.80 (С-24, к); 15.72а (С-25, к); 15.58а (С-26, к); 14.32 (С-27, к); 177.07 (С-28, с); 109.30 (С-29, т); 19.21 (С-30, к); 41.05 (С-31, т); 173.16 (СООН, с).

Характеристики продукта соответствуют литературным данным N.I. Petrenko, N.V. Elantseva, V.Z. Petukhova, M.M. Shakirov, Е.Е. Shul'ts, and G.A. Tolstikov, Synthesis of Betulonic Acid Derivatives Containing Amino-Acid Fragments, Chemistry of Natural Compounds, Vol. 38, No. 4, 2002, pp. 331-339.

Пример 2б. Получение N-[бетулоноил]-3-амино-пропионовой кислоты

К раствору бетулоноилхлорида в CH₂Cl₂ после промывки водой, полученному согласно примеру 1, немедленно добавляют предварительно измельченный метиловый эфир β-аланина гидрохлорид (12 г, 86 ммоль) и Et₃N (26 г, 35,8 мл 200 ммоль), (температура при прибавлении ≤10-15°С) при перемешивании и оставляют на ночь (10-14 час).

Выделение эфироамида и его гидролиз проводят аналогично примеру 2а. После подкисления, промывки водой и осушки выделяют N-[бетулоноил]-3-амино-пропионовую кислоту в виде белого порошка. Выход в расчете на исходную бетулоновую кислоту 81%. Характеристики продукта соответствуют литературным данным.

ИК, ν/см^-1: 1637 (CONH); 1705 (С=O); 3400 (NH).

ЯМР 1H (400 МГц, CDCl₃, δ, м.д., Гц): 0.87 (3Н, с, Ме-25), 0.92 (6Н, с, Ме-26, Ме-27), 0.97 (3Н, с, Ме-24), 1.01 (3Н, с, Ме-23), 1.62 (3Н, с, Ме-29), 2.56 (2Н, дд, J₁=5.1, J₂=5.1, H-2'a, H-2'b), 3.03 (1H, ддд, J₁=10.8, J₂=10.3, J₃=3.6, H-19), 3.48 (2H, м, H-31a, H-31'b), 4.54 (1H, y.c., H-30), 4.68 (1H, y.c., н-30), 6.30 (1H, дд, J₁=5.7, J₂=5.7, -NH).

39.37 (С-1, т); 33.84 (С-2, т); 218.74 (C-3, c); 47.08 (C-4, c); 54.69 (С-5, д); 19.40 (С-6, т); 33.40 (C-7, т); 40.43 (C-8, c); 49.66 (С-9, д); 36.64 (C-10, c); 21.23 (C-11, т); 25.37 (С-12, т); 37.57 (C-13, д); 42.26 (C-14, c); 29.13 (С-15, т); 33.27 (С-16, т); 55.43 (С-17, с); 49.69a (С-18, д); 46.43 (C-19, д); 150.38 (C-20, c); 30.53 (С-21, т); 38.04 (С-22, т); 26.40 (С-23, к); 20.75 (С-24, к); 15.70 (C-25, к); 15.57 (С-26, к); 14.29 (С-27, к); 176.55 (C-28, c); 109.27 (С-29, т); 19.19 (С-30, к); 34.48 (C-31, т); 33.62 (C-32, с); (C-33, c); 176.22 (СООН, c).

Пример 2в. Получение N-[бетулоноил]-4-амино-бутановой кислоты

К раствору бетулоноилхлорида в CH₂Cl₂ после промывки водой, полученному согласно примеру 1, немедленно добавляют предварительно измельченный метиловый эфир γ-аминомасляной кислоты гидрохлорид (13.2 г, 86 ммоль) и Et₃N (26 г, 35,8 мл 200 ммоль), (температура при прибавлении ≤10-15°С) при перемешивании и оставляют на ночь (10-14 час). Выделение эфироамида и его гидролиз проводят аналогично примеру 2а. После подкисления, промывки водой и осушки выделяют N-[бетулоноил]-4-амино-бутановую кислоту в виде белого порошка. Выход в расчете на исходную бетулоновую кислоту 83%.

ИК, ν/см^-1: 1637 (CONH); 1707 (С=О); 3400 (NH).

ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl₃, δ, м.д., Гц): 0.90 (3Н, с, Ме-25), 0.94 (6Н, д, J=2.6 Hz, Ме-26, Ме-27), 0.99 (3Н, с, Ме-24), 1.04 (3Н, с, Ме-23), 1.66 (3Н, с, Ме-29), 1.77-1.96 (6Н, м, H-2'a, H-2'b), 2.33-2.43 (4Н, м, Н-3'а, H-3'b), 3.01 (1H, ддд, J₁=J₂=11.4, J₃=3.4, Н-19), 3.31 (2Н, м, H-1'a, Н-1'b), 4.57 (1Н, y.c., Н-29), 4.71 (1H, y.c., Н-29), 5.86 (1Н, дд, J₁=J₂=6.1, -NH).

ЯМР 13С (100 МГц, CDCl₃, δ, м.д., Гц): 38.31 (С-1, т); 34.01 (С-2, т); 218.40 (С-3, с); 47.22 (С-4, с); 54.86 (С-5, д); 19.49 (С-6, т); 33.54 (С-7, т); 40.54 (С-8, с); 49.9 (С-9, д); 36.77 (С10, с); 21.32 (С-11, т); 25.46 (С-12, т); 37.64 (С-13, д); 42.38 (С-14, с); 29.31 (С-15, т); 31.48 (С-16, т); 55.52 (С-17, с); 49.84 (С-18, д); 46.48 (С-19, д); 150.6 (С-20, с); 30.68 (С-21, т); 36.77 (С-22, т); 26.46 (С-23, к); 20.88 (С-24, к); 15.77 (С-25, к); 15.82 (С-26, к); 14.42 (С-27, к); 177.35 (С-28, с); 109.34 (С-29, т); 19.34 (С-30, к); 39.49 (С-31, т); 24.88 (С-32, т); 38.45 (С-33, т); 176.90 (СООН).

1. Способ получения N-бетулоноил-ω-аминокислот формулы 1,

заключающийся в том, что целевой продукт получают взаимодействием гидрохлорида сложного эфира ω-аминокислоты в присутствии триэтиламина в течение 10-14 час с предварительно обработанным водой раствором бетулоноилхлорида в органическом растворителе, с последующим гидролизом сложноэфирной группы водно-спиртовой щелочью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе получения используют раствор бетулоноилхлорида, получаемый взаимодействием раствора бетулоновой кислоты в дихлорметане с избытком оксалил хлорида, с последующей отмывкой остаточного количества оксалил хлорида водой при 0-10°С и отделением водной фазы от органической; органическую фазу, содержащую бетулоноилхлорид, используют для получения амидов без дополнительной обработки немедленно после отделения водной фазы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз эфироамида для получения целевого продукта осуществляют водно-спиртовой щелочью при комнатной температуре в течение 10-14 час.