16-(1,2,4-ОКСАДИАЗОЛ-3-ИЛ)-15,16-ЭПОКСИЛАБДАНОИДЫ, ОБЛАДАЮЩИЕ ЦИТОТОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ ПО ОТНОШЕНИЮ К ОПУХОЛЕВЫМ КЛЕТКАМ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2013 года по МПК C07D413/04 A61K31/41 A61K31/341 A61P35/00 

Изобретение относится к органической химии, конкретно к новым 16-(1,2,4-оксадиазол-3-ил)-15,16-эпоксилабданоидам формулы (Ia-в)

где R=Me (a), Ph (б), CH₂Cl (в),

обладающим значительной цитотоксичностью к опухолевым клеткам человека.

Указанные свойства позволяют предполагать возможность использования соединений в медицине в качестве фармацевтического препарата.

В последние годы возрастает внимание к изучению цитотоксических лактонов лабданового типа. Согласно [I. Chinou. Labdanes of Natural Origin-Biological Activities (1981-2004) // Curr. Med. Chem., 2005, v.12, p.1295-1317], в этом ряду выявлено более 20 соединений, перспективных в качестве противораковых агентов. Активными противоопухолевыми агентами являются природные лабданоиды с модифицированным фурановым циклом, например, пинусолид (II) и зерумин В (III).

Эти природные метаболиты являются аналогами по свойствам заявляемых соединений. Пинусолид (II) содержится в нейтральной части живицы кедра сибирского Pinus sibirica R. Mayr. В работе [Е.Е. Shults, J. Velder, H.-G. Schmalz, S.V. Chernov, T.V.Rubalova, Y.V. Gatilov, G. Henze, G.A. Tolstikov, A. Prokop. Gram-scale synthesis of pinusolide and evaluation of its antileukemic potential. // Bioorg. Med. Chem. Lett., 2006, v.16 (16), p.4228-4232] описан способ его получения из лабданового дитерпеноида ламбертиановой кислоты (IV).

Антилейкемический и хемопривентивный потенциал пинусолида был изучен in vitro на клеточной линии лимфомы Беркитта BJAB. Было показано, что пинусолид не только снижает пролиферативную активность опухолевых клеток в относительно низких концентрациях, но и специфично индуцирует апоптоз у 70% клеток в концентрации 100 µM. Апоптоз клеток BJAB опосредован потерей потенциала митохондриальной мембраны. В сущности, пинусолид в концентрации 100 µM приводит к потере потенциала митохондриальной мембраны, указывая на то, что это соединение использует механизм митохондриального апоптоза в соответствующем сигнальном пути гибели клетки. Значительная индукция апоптоза пинусолидом (100 µM) наблюдалась также в эксперименте ex vivo. Фрагментация ДНК происходила как в первичных лимфобластных клетках, так и в лейкемических. Пинусолид ех vivo преодолевает антрациклиновую устойчивость первичных лимфобластов, полученных от пациентов с высоким риском острой лимфобластной лейкемии (ОЛЛ) и слабым ответом на химиотерапию [Е.Е. Shults, J. Velder, H.-G. Schmalz, S.V. Chernov, T.V. Rubalova, Y.V. Gatilov, G. Henze, G.A. Tolstikov, A. Prokop. // Bioorg. Med. Chem. Lett., 2006, v.16 (16), p.4228-4232; Koo K.A., Lee M.K., Kim S.H., Jeong E.J., Kim S.Y., Oh Т.Н., Kim Y.C. Pinusolide and 15-methoxypinusolidic acid attenuate the neurotoxic effect of staurosporine in primary cultures of rat cortical cells. // Br. J. Pharmacol., 2007, v.150 (1), p.65-71].

Авторы работы [Han B.H., Yang H.O., Kang Y.-H., Suh D.-Y., Go H.J., Song W.-J., Kim Y.Ch., Park M.K. In Vitro Platelet-Activating Factor Receptor Binding Inhibitory Activity of Pinusolide Derivatives: A Structure-Activity Study. // J. Med. Chem. 1998, v.41 (14), p.2626-2630] охарактеризовали пинусолид в качестве нового антагониста фактора агрегации тромбоцитов. В опытах с использованием тромбоцитов кролика было получено значение IC₅₀ для агрегации тромбоцитов, вызванной ФАТ (фактор агрегации тромбоцитов) от 19 до 5 µM при снижении концентрации ФАТ от 500 до 5 нМ. ЕД₅₀ in vivo составило 1.1 мг/кг для внутривенного введения и 69.0 мг/кг per os.

Пинусолид (2 мг/кг) также проявляет местное противовоспалительное действие в эксперименте на ухе мыши; активность соединения сравнима с гидрокортизоном [Коо К.А., Sung S.H., Kim Y.C. A New Neuroprotective Pinusolide Derivative from the Leaves of Biota orientalis // Chem. Pharm. Bull., 2002, v.50(6), p.834-836].

Основным недостаткам фармакологического действия пинусолида (II) является его использование в значительных дозах (IC 100 µM), однако в связи с селективностью фармакологического (антипролиферативного и апоптозиндуцирующего) эффекта, связанного с активацией каспазы-3 указанного эпоксилабданоида, получение его структурных аналогов представляет значительный интерес для создания противоопухолевых агентов с направленным действием на цикл деления клетки.

Для зерумина В (III) обнаружена цитотоксическая активность на различных опухолевых клетках человека с селективностью к клеткам опухоли груди MCF-7 (IC₅₀=0.59 мкМ). [F. Abas, N.H. Lajis, К. Shaari, D.A. Israf, J. Stanslas, U.K. Yusuf, S.M. Raof. A Labdane Diterpene Glucoside from the Rhizomes of Curcuma mangga // J. Nat. Prod. 2005, v.68 (7), p.1090-1093]. Соединение (III) является малодоступным метаболитом.

Аналогом по строению заявляемых соединений является азлактон 16-формилметилламбертианата (V), обладающий антиоксидантной, гепатопротекторной и гемостимулирующей активностью [Патент RU 2353620. Харитонов Ю.В., Шульц Э.Э., Сорокина И.В., Толстикова Т.Г., Баев Д.С., Жукова Н.А., Толстиков Г.А. (Z)-Метил-16-(5-оксо-2-фенилоксазол-4-илиденметил)-15,16-эпокси-8(17), 13(16),14-лабдатриен-18-оат, обладающий антиоксидантной, гепатопротекторной и гемостимулирующей активностью. Опубл. 27.04.2009, бюл. №12; С.А. 2009, 150, P495008k].

Аналогом по свойствам заявляемых соединений [помимо природных лабдановых дитерпеноидов II, III] является растительный тритерпеноид бетулиновая кислота (VI). Описаны некоторые биологические эффекты агента (VI), включающие антивирусную, антипаразитарную, антибактериальную активности и в частности задержку роста опухолевых клеток [Eiznhamer D.A, Xu Z.Q. Betulinic acid: a promising anticancer candidate // I. Drugs. - 2004. - V.7(4). - P.359-373]. Противоопухолевая активность была показана на клеточной линии меланомы [Liu W.К., Но J.С., Cheung F.W., Liu В.Р., Ye W.С., Che С.N. Apoptotic activity of betulinic acid derivatives on murine melanoma В16 cell line // Eur. J. Pharmacol. - 2004. - V.498(1-3). - P.71-78], при головной и шейной плоскоклеточной карциномы [Eder-Czembirek С, Czembirek С, Erovic BM et al. Combination of betulinic acid with cisplatin-different cytotoxic effects in two head and neck cancer cell lines. // Oncol Rep - 2005 - V.14 - P.667-671], лейкемии [Ehrhardt H., Fulda S., Fuhrer M., Debatin K.M., Jeremias I. Betulinic acid-induced apoptosis in leukemia cells // Leukemia. - 2004. - V.18(8). - P.1406-1412] и других опухолевых клеточных линий [Yun Y., Han S., Park E., Yim D., Lee С. К. Immunomodulatory activity of betulinic acid by producing proinflammatory cytokines and activation of macrophages // Arch. Pharm. Res. - 2003. - V.26(12). - P.1087-1095].

В 2000 году бетулиновая кислота (VI) была включена в программу RAID (Rapid Access to Intervention Development) Национального института рака, как потенциальный противоопухолевый агент (http://dtp.nci.nih.gov/docs/small_mol/status_small_mol.html). В настоящее время препарат на основе бетулиновой кислоты проходит клинические исследования в США в качестве средства для лечения злокачественной меланомы (http://clinicaltrials.gov/show/NCT00346502).

Задачей изобретения является создание новых средств, обладающих способностью подавлять рост опухолевых клеток человека на основе доступного растительного метаболита ламбертиановой кислоты (IV).

Поставленная задача решается новыми химическими соединениями 16-[(5-R)-1,2,4-оксадиазол-3-ил]-15,16-эпоксилабданоидами, формулы (Ia-в), обладающими способностью к подавлению роста опухолевых клеток человека СЕМ-13, МТ-4 и U-937.

где R=Me (a), Ph (б), CH₂Cl (в)

Способ получения соединений (Ia-в) реализуется по показанной на схеме 1 последовательности превращений ламбертиановой кислоты (IV). Метилирование ламбертиановой кислоты (IV) дает метиловый эфир (IVa), формилирование которого в условиях реакции Вильсмайера-Хаака приводит к метиловому эфиру 16-формилламбертиановой кислоты (VII), который легко выделяется кристаллизацией (выход ~50%) [Клок Д.А., Шакиров М.М., Гришко В.В., Ралдугин В.А. Метиловый эфир ламбертиановой кислоты в реакции Вильсмайера-Хаака и несенсибилизированная фотоциклизация образующегося продукта. // Изв. АН. Серия хим., 1995, №12, с.2514-2516]. Обработкой 16-формилметилламбертианата (VII) водным раствором аммиака в присутствии иода в тетрагидрофуране получают 16-цианометилламбертианат (VIII) (выход 91%) [Харитонов Ю.В., Шульц Э.Э., Шакиров М.М., Багрянская И.Ю., Толстиков Г.А. Синтетические трансформации высших терпеноидов. XXII. Взаимодействие производных ламбертиановой кислоты с цинкорганическими реагентами, полученными из этилбромалканоатов. // Журн. орган. химии. 2010, т.46, вып.9, с.1340-1348]. Взаимодействием нитрила (VIII) с солянокислым гидроксиламином в присутствии основания получают амидоксим (IX) (выход 78%). При взаимодействии амидоксима (IX) с ацетилом хлористым или бензоилом хлористым в присутствии триэтиламина получают N-O-ацильные производные амидооксидов (Ха,б) (выход 100% и 88% соответственно), кипячением которых в толуоле синтезируют 1,2,4-оксадиазолы (Ia,б) (выход 63% и 74%). Взаимодействие амидооксима (IX) с 2-хлорацетил хлоридом в присутствии триэтиламина приводит к лабданоидному оксадиазолу (Iв) (выход 39%).

Техническим результатом изобретения является создание новых производных лабданоидов (Ia-в), обладающих способностью к подавлению роста опухолевых клеток человека. Новые соединения получают путем химической модификации доступного растительного метаболита Pinus sibirica R. Mayr. - ламбертиановой кислоты (IV), которая легко выделяется из лесопромышленного продукта - кедровой живицы или из хвои кедра, являющейся многотоннажным отходом лесосеки [Т.Г.Толстикова, И.В.Сорокина, М.П.Долгих., Ю.В.Харитонов, С.В.Чернов, Э.Э.Шульц, Г.А.Толстиков. Нейротропная активность аддуктов ламбертиановой кислоты с N-замещенными малеинимидами. Химико-фармацевтический журнал. 2004, т.38(10), с.13-15]. Физико-химические константы новых, впервые полученных соединений приведены в примерах 1-3.

Биологическая активность соединений (Ia-в) изучалась путем определения способности к подавлению роста опухолевых клеток СЕМ-13, МТ-4 и U-937. Цитотоксическую активность устанавливали путем определения CCID₅₀ - доза, ингибирующая жизнеспособность опухолевых клеток на 50%. Для определения CCID₅₀ использовали стандартный МТТ тест, как описано в рекомендациях [Mosmann Т. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. // J Immunol Methods, 1983, v.16 (1), p.55-63; Wilson J. K., Sargent J.M., Elgie A.W., Hill J.G., Taylor C.G. A feasibility study of the МТТ assay for chemosensitivity testing in ovarian malignancy // Br. J. Cancer, 1990, v.62 (2), p.189-194]. Результаты изучения цитотоксической активности приведены в таблице.

Цитотоксическая активность 1,2,4-оксадиазоллабданоидов(Ia-в) Соединение Опухолевые клетки СЕМ-13, CCID₅₀, (мкМ) Опухолевые клетки U-937, CCID₅₀, (мкМ) Опухолевые клетки МТ-4, CCID₅₀, (мкМ) Ia 1.1±0.1 24.4±2.1 23.5±1.2 Iб 9.5±1.1 14.7±1.0 45.1±2.2 Iв 0.08±0.03 6.7±0.5 0.76±0.2 Бетулиновая кислота (VI) 4.3±0.8 6.1±1.4 11.6±2.2 Пинусолид (II) 9.2±0.02 34.1±0.8 49.1±0.8 Ламбертиановая кислота (IV) 69.1 43.2 92.1

Из данных таблицы видно, что заявляемые соединения (Ia-в) обладают способностью подавлять рост клеток лейкемии человека. Их цитотоксическая доза составляет 0.08-9.5 мкМ для клеток Т-клеточных лейкозов СЕМ-13, 6.7-24.4 мкМ - для клеток моноцитов человека U-937 и 0.76-23.5 мкМ - для клеток Т-клеточной лейкемии МТ-4. Наибольшей цитотоксической активностью обладает соединение (Iв). Это соединение оказалось в 115 раз более активным ингибитором жизнеспособности опухолевых клеток СЕМ-13, в 5 раз более активным ингибитором жизнеспособности опухолевых клеток U-937 и в 65 раз более активным ингибитором жизнеспособности опухолевых клеток МТ-4, чем пинусолид (II). Соединение также в 50 раз более активно подавляет рост клеток СЕМ-13 и в 15 раз эффективнее по отношению к опухолевым клеткам МТ-4, чем бетулиновая кислота (VI). Особенностью структуры соединения (Iв) является наличие хлорметильного заместителя в оксадиазиновом фрагменте лабданоида. Возможно, что его цитотоксический эффект связан с алкилированием гуанинового основания ДНК опухолевой клетки по имидазольной части, приводя к отщеплению сахарофосфата и останавливая таким образом размножение клеток.

Соединения (Ia-в) обладают избирательностью действия по отношению к опухолевым клеткам СЕМ-13, причем соединения (Ia) и (Iв) превосходят в 10 раз и в 100 раз, соответственно, цитотоксическую дозу препарата сравнения пинусолида (II). Цитотоксическая активность соединения (Iб) на всех моделях аналогична цитотоксичности пинусолида (II). Ламбертиановая кислота (IV) в значительно большей дозе блокировала рост опухолевых клеток СЕМ-13, МТ-4 и U-937 (CCID₅₀=43.2-92.1 мкМ).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение 16-(5-метил-1,2,4-оксадиазол-3-ил)метилламбертианата (Ia).

1. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил 5-[2-(фуран-3-ил)этил]-1,4а-диметил-6-метилендекагидро-нафталин-1-карбоксилат (метилламбертианат) (IVa).

К раствору 2.5 г ламбертиановой кислоты (IV) в 50 мл этанола добавляют 1.99 г диметилсульфата и при хорошем перемешивании в течение 15 мин прикапывают раствор 2.2 г гидроокиси калия в 22 мл воды. Температура не должна превышать 40°С. Реакционную массу перемешивают 2 ч при комнатной температуре, затем добавляют 100 мл воды, продукт экстрагирируют хлористым метиленом (4×50 мл). Объединенный экстракт промывают 1%-ным водн. раствором NaOH (2×25 мл), водой (3×25 мл) и сушат сульфатом магния. Растворитель упаривают, в остатке получают 2.38 г (91%) метилового эфира ламбертиановой кислоты (IVa) в виде масла. (с 1.3, в хлороформе). Данные спектров ЯМР ¹H и ¹³С соответствуют приведенным в работе [Dauben W.G., German V.F. The structure of lambertianic acid. A new diterpenic acid. // Tetrahedron. 1966, v.22 (2), p.679-683].

2. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил 5-[2-(2-формилфуран-3-ил)этил]-1,4а-диметил-6-метилендекагидронафталин-1-карбоксилат(16-формилметилламбертианат) (VII).

К перемешиваемому раствору 8.8 г (26.7 ммоль) дитерпеноида (IVa) в 40 мл ДМФА добавляют по каплям 4.8 мл (52.5 ммоль) POCl₃ (температура 20°С). Реакционную массу оставляют при 20°С на 48 ч, затем выливают на 70 мл ледяной воды. К полученной смеси добавляют 20 мл насыщенного водного раствора NaOAc, образовавшийся органический слой отделяют, водный слой экстрагируют эфиром. Объединенные экстракты промывают 5%-ным водным раствором соды и высушивают над MgSO₄. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографируют на Al₂O₃ (20:1, петролейный эфир-эфир, 4:1). Фракции, содержащие продукт, кристаллизуют из гексана, получают 4.9 г (51%) 16-формил-метилламбертианата (VII). Данные спектров ЯМР ¹Н и ¹³С соответствуют приведенным в работе [Клок Д.А., Шакиров М.М., Гришко В.В., Ралдугин В.А. Метиловый эфир ламбертиановой кислоты в реакции Вильсмайера-Хаака и несенсибилизированная фотоциклизация образующегося продукта. // Изв. АН. Серия хим. 1995, №12, с.2514-2516].

3. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил-5-[2-(2-цианофуран-3-ил)этил]-1,4а-диметил-6-метилендека-гидронафталин-1-карбоксилат (метиловый эфир 16-циано-15,16-эпокси-8(17),13(16),14-лабдатриен-18-овой кислоты) (VIII).

К раствору 0.50 г (1.40 ммоль) 16-формилметилламбертианата (VII) в 2 мл ТГФ при интенсивном перемешивании добавляют 5 мл водн. NH₃ (70 ммоль) и 0.39 г (1.54 ммоль) I₂. Реакционную смесь перемешивают 5 ч, разбавляют 30 мл воды и экстрагируют хлороформом (3 раза по 20 мл). Органические фракции объединяют, промывают водой (3×20 мл) и сушат MgSO₄. Растворитель упаривают, остаток кристаллизуют из гексана. Получают 0.45 г (91%) нитрила (VIII). Т.пл. 72-75°С. (с 1.9, хлф). УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 201 (4.06), 241 (4.02), 279 (3.06). ИК-спектр, см^-1: 788, 894, 1034, 1091, 1124, 1153, 1166, 1204, 1592, 1644, 1678, 1724, 2224, 3070, 3147. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц) [при описании спектров ЯМР ¹H и ¹³С всех соединений использована нумерация атомов дитерпенового остова, приведенная в структуре (IV)]: 0.47 с (3Н, С²⁰Н₃), 0.97 м (1Н, Н¹), 1.00 м (1Н, Н³), 1.14 с (3Н, С¹⁹Н₃), 1.25 д.д (1Н, Н⁵, J 11.7, 2.6), 1.49 м (1Н, Н²), 1.58 м (1Н,Н⁹), 1.63 м (1H, H¹¹), 1,73 м, 1.77 м, 1.82 м (4H, H^1,2,6,11), 1.87 м (1H, H⁷), 1.96 м (1H, H⁶), 2.12 д.м (1Н, Н³, J_гем 12.3), 2.39 м (2Н, Н^12,7), 2.69 м (1Н, Н¹²), 3.57 с (3Н, ОСН₃), 4.54 с, 4.90 с (2Н, Н¹⁷), 6.36 д (1Н, Н¹⁴, J 1.8), 7.43 д (1Н, Н¹⁵, J 1.8). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.13 к (С²⁰), 19.45 т (С²), 23.35 т (С¹²), 23.48 т (С¹¹), 25.77 т (С⁶), 28.32 к (С¹⁹), 37.68 т (С³), 38.16 т (С⁷), 38.63 т (С¹), 39.78 с (С⁴), 43.80 с (С¹⁰), 50.69 к (ОСН₃), 54.80 д (С⁹), 55.73 д (С⁵), 106.22 т (С¹⁷), 111.13 с (CN), 112.02 д (С¹⁴), 123.12 с (С¹³), 138.98 с (С¹⁶), 146.63 д (С¹⁵), 146.80 с (С⁸), 177.15 с (С¹⁸). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 357 (0.39), 356(2), 355 (9), 340 (10), 296 (15), 249 (13), 189 (26), 181 (12), 122 (11), 121 (100), 119 (11), 110 (37), 107 (22), 109 (19), 105 (14), 95 (11), 93 (17), 91 (15), 81 (27), 79 (15), 67.0 (12), 55.0 (14), 43.9 (19), 41.0 (14). Найдено [M]⁺ 355.2137. C₂₂H₂₉O₃N. Вычислено М 355.2142.

4. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил 5-{2-(2-((Z)-N'-гидроксикарбамимидоил)фуран-3-ил]этил}-1,4а-диметил-6-метилен-декагидронафталин-1-карбоксилат (IX).

К перемешиваемому раствору 1.00 г (2.8 ммоль) нитрила (VIII) в 10 мл метанола последовательно добавляют 0.59 г (8.4 ммоль) гидроксиламина солянокислого и 2.13 мл (11.3 ммоль) Et₃N. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 5 ч, добавляют 50 мл воды, продукт извлекают хлороформом (3×50 мл). Органические вытяжки промывают водой (3×40 мл), сушат MgSO₄ и упаривают. Остаток кристаллизуют из гексана. Получают 0.85 г (78%) соединения (IX) в виде белого осадка. УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 256 (3.85). ИК-спектр, см^-1: 893, 926, 1157, 1228, 1444, 1581, 1606, 1649, 1724, 2947, 3412, 3491. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц): 0.47 с (3Н, С²⁰Н₃), 0.99 д.т (1Н, Н¹, J 13.3, 4.1), 1.01 д.т (1H, Н³, J 13.5, 3.5), 1.14 с (3Н, С¹⁹Н₃), 1.26 д.д (1Н, Н⁵, J 12.3, 2.6), 1.45 д.м (1Н, Н², J 11.3), 1.58 м (1Н, Н¹¹), 1.62 уш.с (1Н, Н⁹), 1.77, 1.81 м (4Н, Н^1,2,6,11), 1.87 д.м (1Н, Н⁷ J 12.2), 1.94 д.д (1Н. Н⁶ J 12.3, 2.6), 2.12 д.м (1Н, Н³, J_гем 14.3), 2.39 м (1Н, Н⁷), 2.50 м (1Н, Н¹²), 2.73 м (1Н, Н¹²), 3.58 с (3Н, ОСН₃), 4.61 с, 4.87 с (2Н, Н^17,17), 4.94 с (2Н, NH₂), 6.32 д (1Н, Н¹⁴, J 1.8), 7.32 д (1Н, Н¹⁵, J 1.8), 7.87 уш.с (1Н, ОН). Спектр ЯМР ¹³С, δ. м.д.: 12.35 к (С²⁰), 19.71 т (С²), 23.51 т (С¹²), 23.93 т (С¹¹), 26.03 т (С⁶), 28.55 к (С¹⁹), 37.93 т (С³), 38.47 т (С⁷), 38.67 т (С¹), 39.97 с (С⁴), 44.02 с (С¹⁰), 50.90 к (ОСН₃), 55.14 д (С⁹), 55.97 д (С⁵), 106.36 т (С¹⁷), 113.25 д (С¹⁴), 125.40 с (С¹³), 140.20 с (С¹⁶), 141.42 д (С¹⁵), 146.25 с (С⁸), 147.61 д (СН=), 177.57 с (С¹⁸).

5. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил 5-{2-[2-((Z)-N'-ацетоксикарбамидоил)фуран-3-ил]этил}-1,4а-диметил-6-метилен-декагидронафталин-1-карбоксилат (Ха).

К перемешиваемому раствору 1.00 г (2.57 ммоль) амидоксима (IX) и 0.22 мл (3.09 ммоль) хлористого ацетила в 10 мл хлористого метилена в токе аргона добавляют по каплям 0.71 мл (5.15 ммоль) Et₃N. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10 ч, добавляют 50 мл воды, продукт экстрагируют хлороформом (3×50 мл). Органические вытяжки промывают водой (3×40 мл), сушат MgSO₄ и упаривают. Остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - хлороформ). Получают 1.11 г (100%) соединения (Ха) в виде масла. УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 257 (3.96). ИК-спектр, см^-1: 667, 755, 892, 947, 1005, 1155, 1228, 1366, 1435, 1504, 1603, 1638, 1721, 1756, 2847, 2946, 3370, 3505. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц): 0.46 с (3Н, С²⁰Н₃), 0.99 д.т (2Н, Н^1,3, J 13.5, 3.2), 1.13 с (3Н, С¹⁹Н₃), 1.25 д.д (1Н, Н⁵, J 12.4, 2.8), 1.45 д.м (1Н, Н², J 12.5), 1.57 м (1Н, Н¹¹), 1.60 уш.с (1Н, Н⁹), 1.73 м, 1.76 м, 1.78 м (4Н, Н^1,2,6,11), 1.85 м (1Н, Н⁷), 1.93 м (1Н, Н⁶), 2.10 д.м (1Н, Н³, J_гем 13.9), 2.20 с (3Н, СН₃), 2.37 м (1Н, Н⁷), 2.60 м (1Н, Н¹²), 2.80 м (1Н, Н¹²), 3.56 с (3Н, ОСН₃), 4.62 с, 4.85 с (2Н, Н¹⁷), 5.18 с (2Н, NH₂), 6.34 д (1Н, Н¹⁴, J 1.5), 7.35 д (1Н, Н¹⁵, J 1.5). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 11.89 к (С²⁰), 19.21 к (СН₃), 19.27 т (С²), 23.27 т, 23:71 т (С^11,12), 25.56 т (С⁶), 28.05 к (С¹⁹), 37.46 т (С³), 37.96 т (С⁷), 38.26 т (С¹), 39.51 с (С⁴), 43.53 с (С¹⁰), 50.38 к (ОСН₃), 54.83 д (С⁹), 55.44 д (С⁵), 106.08 т (С¹⁷), 113.18 д (С¹⁴), 127.53 с (С¹³), 138.42 с (С¹⁶), 144.14 д (С¹⁵), 147.04 с (С⁸), 149.08 с (С=), 168.80 с (СО), 176.98 с (С¹⁸).

6. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил 1,4а-диметил-5-{2-[2-(5-(метил-1,2,4-оксадиазол-3-ил)фуран-3-ил]этил}-6-метилендекагидронафталин-1-карбоксилат [16-(5-метил-1,2,4-оксадиазол-3-ил)метилламбертианат] (Ia).

Раствор 1.00 г (2.32 ммоль) соединения (Ха) в 10 мл толуола кипятят 50 ч. Растворитель упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - хлороформ). Получают 0.60 г (63%) соединения (Ia) в виде масла. [α]₅₈₀+30.83° (с 2.72, CHCl₃). УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 262(3.96). ИК-спектр, см^-1: 665, 758, 888, 986, 1031. 1092, 1154, 1185, 1229, 1268, 1347, 1423, 1448, 1460, 1523, 1585, 1626, 1722, 2846, 2946. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц): 0.44 с (3Н, С²⁰Н₃), 0.97 д.т (2Н, Н^1,3, J 13.5, 3.9), 1.11 с (3Н, С¹⁹Н₃), 1.23 д.д (1Н, Н⁵, J 12.2, 2.7), 1.42 д.м (1Н, Н², J 14.2), 1.60 м (1Н, Н¹¹), 1.62 уш.с (1Н, Н⁹), 1.72-1.77 м (4Н, Н^1,2,6,11), 1.82 м (1Н, Н⁷), 1.93 м (1Н, Н⁶), 2.09 д.м (1Н, Н³, J_гем 13.2), 2.36 т.д (1Н, Н⁷, J 12.0, 2.7), 2.57 с (3Н, СН₃), 2.62 м (1Н, Н¹²), 2.88 м (1Н, Н¹²), 3.54 с (3Н, ОСН₃), 4.64 с, 4.85 с (2Н, Н¹⁷), 6.38 д (1Н, Н¹⁴, J 1.5), 7.45 д (1Н, Н¹⁵, J 1.5). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.09 к (С²⁰), 12.44 к (СН₃), 19.81 т (С²), 24.04 т, 24.07 т (С^11,12), 26.11 т (С⁶), 28.65 к (С¹⁹), 38.06 т (С³), 38.57 т (С⁷), 38.89 т (С¹), 40.12 с (С⁴), 44.14 с (С¹⁰), 50.97 к (ОСН₃), 55.44 д (С⁹), 56.12 д (С⁵), 106.44 т (С¹⁷), 113.52 д (С¹⁴), 130.56 с (С¹³), 137.36 с (С¹⁶), 144.08 д (С¹⁵), 147.60 с (С⁸), 161.73 с (С^3'), 175.89 с (С^5'), 177.55 с (С¹⁸). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 412 (13), 411 (10), 397 (13), 369 (10), 353 (15), 245 (12), 231 (13), 203 (10), 189 (24), 177 (29), 166 (15), 164 (14), 163 (15), 133 (10), 122 (11), 121 (100), 119 (11), 109 (12), 107 (21), 105 (14), 95 (11), 93 (17), 91 (15), 81 (27), 79 (16), 67 (11), 55 (15), 43 (25), 41 (13), 18 (12). Найдено [M]⁺ 412.2338. C₂₄H₃₂O₄N₂. Вычислено М 412.2357.

Пример 2. Получение 16-(5-фенил-1,2,4-оксадиазол-3-ил)метилламбертианата (Iб).

Стадии 1-4 выполняются по методикам, приведенным в описании примера 1.

5. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил-5-(2-{2-[(Z)-N'-(бензоилокси)карбамидоил]фуран-3-ил}этил)-1,4а-диметил-6-метилендекагидронафталин-1-карбоксилат (Хб).

К перемешиваемому раствору 1.00 г (2.57 ммоль) амидоксима (IX) и 0.36 мл (3.09 ммоль) бензоилхлорида в 10 мл хлористого метилена в токе аргона добавляют по каплям 0.71 мл (5.15 ммоль) Et₃N. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10 ч, добавляют 50 мл воды, продукт извлекают хлороформом (3 раза по 50 мл). Органические вытяжки промывают водой (3×40 мл), сушат MgSO₄ и упаривают. Остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - петролейный эфир-эфир, 4:1). Получают 1.12 г (88%) соединения (Хб) в виде масла. УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 229 (4.21), 267 (4.11). ИК-спектр, см^-1: 708, 757, 892, 1025, 1066, 1089, 1154, 1261, 1316, 1450, 1603, 1634, 1724, 2847, 2947, 3380, 3501. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц): 0.50 с (3Н, С²⁰Н₃), 1.01 д.т (2Н, H^1,3, J 13.2, 4.2), 1.15 с (3Н, С¹⁹Н₃), 1.30 д.д (1Н, Н⁵ J 12.6, 2.3), 1.46 д.м (1Н, Н², J 14.2), 1.65 м (1Н, Н¹¹), 1.70 уш.с (1Н, Н⁹), 1.78-1.84 м (4Н, H^6,1,2,11), 1.90 м (1Н, Н⁷), 1.97 м (1Н, Н⁶), 2.12 д.м (1Н, Н³, J_гем 13.2), 2.39 м (1Н, Н⁷), 2.70 м (1Н, Н¹²), 2.91 м (1Н, Н¹²), 3.59 с (3Н, ОСН₃), 4.70 с, 4.90 с (2Н, Н¹⁷), 5.20 с (2Н, NH₂), 6.40 д (1Н, Н¹⁴, J 1.5), 7.40 д (1Н, Н¹⁵, J 1.5), 7.47 т (2Н, H^3',5', J 7.6), 7.57 м (1Н, Н^4'), 8.07 д.д (2Н, Н^2',6', J 7.6, 1.2). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.50 к (С²⁰), 19.85 т (С²), 23.91 т (С¹²), 24.48 т (С¹⁷), 26.16 т (С⁶), 28.69 к (С¹⁹), 38.07 т (С³), 38.57 т (С⁷), 38.83 т (С¹), 40.16 с (С⁴), 44.18 с (С¹⁰), 51.02 к (ОСН₃), 55.50 д (С⁹), 56.06 д (С⁵), 106.73 т (С¹⁷), 113.90 д (С¹⁴), 128.37 д (С^3',5'), 128.84 с (С¹³), 129.33 д (С^2',6'), 129.54 с (С^1'), 132.82 д (С^4'), 138.87 с (С¹⁶), 142.74 д (С¹⁵), 147.66 с (С⁸), 150.70 с (С=), 163.65 с (СО), 177.80 с (С¹⁸). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 492 (0.53), 474 (15), 371 (10), 239 (18), 225 (10), 122 (44), 121 (26), 105 (100), 77 (43), 51 (13). Найдено[M]⁺ 492.2630. C₂₉H₃₆O₅N₂. Вычислено М 492.2619.

6. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил-1,4а-диметил-6-метилен-5-{2-[2-(5-фенил-1,2,4-оксадиазол-3-ил)фуран-3-ил]этил}-6-метилен-декагидронафталин-1-карбоксилат (Iб).

Раствор 1.00 г (2.03 ммоль) соединения (Хб) в 10 мл толуола кипятят 12 ч. Растворитель упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле (элюент-хлороформ). Получают 0.71 г (74%) соединения (Iб) в виде масла, [α]₅₈₀+12.39° (с 8.47, CHCl₃). УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 260 (4.50). ИК-спектр, см^-1: 704, 757, 888, 1154, 1185, 1228, 1350, 1415, 1450, 1521, 1561, 1609, 1722, 2846, 2946. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц): 0.49 с (3Н, С²⁰Н₃), 1.01 м (2Н, Н^1,3), 1.15 с (3Н, С¹⁹Н₃), 1.28 д.д (1Н, Н⁵ J 12.1, 2.8), 1.45 м (1Н, Н²), 1.68 м (1Н, Н¹¹), 1.69 уш.с (1Н, Н⁹), 1.73-1.84 м (4Н, Н^1,2,6,11), 1.87 м (1Н, Н⁷), 1.97 м (1Н, Н⁶), 2.13 д.м (1Н, Н³, J_гем 14.2), 2.40 т.д (1Н, Н⁷ J 11.0, 2.8), 2.78 м (1Н, Н¹²), 3.00 м (1Н, Н¹²), 3.58 с (3Н, ОСН₃), 4.74 с, 4.94 с (2Н, Н¹⁷), 6.45 д (1Н, Н¹⁴, J 1.7), 7.53 м (3Н, Н^3”,5”,15), 7.59 м (1Н, Н^4”), 8.20 д (2Н, Н^2”,6”, J 7.1). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.39 к (С²⁰), 19.76 т (С²), 24.13 т (С¹²), 24.20 т (С^11,12), 26.02 т (С⁶), 28.53 к (С¹⁹), 37.96 т (С³), 38.52 т (С⁷), 38.86 т (С¹), 40.02 с (С⁴), 43.99 с (С¹⁰), 50.82 к (ОСН₃), 55.41 д (С⁹), 56.01 д (С⁵), 106.44 т (С¹⁷), 113.54 д (С¹⁴), 123.78 с (С¹³), 127.92 д (С^3”,5”), 128.79 д (С^2”,6”), 130.84 с (С¹”), 132.54 д (С^4”), 137.46 с (С¹⁶), 144.10 д (С¹⁵), 147.55 с (С⁸), 162.13 с (С^3'), 174.89 с (С^5'), 177.23 с (С¹⁸). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 474 (8), 355 (17), 340 (10), 296 (27), 239 (19), 189 (22), 188 (11), 186 (12), 181 (16), 173 (12), 172 (13), 122 (12), 121 (100), 119 (11), 109 (22), 107 (21), 105 (59), 95 (11), 93 (17), 91 (16), 83 (16), 81 (27), 79 (15), 77 (21), 67 (12), 55 (16), 41 (14), 28 (11), 18 (10). Найдено [M]⁺ 474.2440. C₂₉H₃₄O₄N₂. Вычислено М 474.2435.

Пример 3. Получение 16-[5-(хлорметил)-1,2,4-оксадиазол-3-ил]метил-ламбертианата (Iв).

Стадии 1-4 выполняются по методикам, приведенным в описании примера 1.

5. (1S,4aR,5S,8aR)-Метил-5-(2-{2-[5-(хлорметил)-1,2,4-оксадиазол-3-ил]-фуран-3-ил}этил)-1,4а-диметил-6-метилендекагидронафталин-1-карбоксилата (Iв).

К перемешиваемому раствору 1.00 г (2.57 ммоль) амидоксима (IX) и 0.23 мл (3.09 ммоль) 2-хлорацетил хлорида в 10 мл хлористого метилена в токе аргона добавляют по каплям 0.71 мл (5.15 ммоль) Et₃N. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10 ч, добавляют 50 мл воды, продукт извлекают хлороформом (3×50 мл). Органические вытяжки промывают водой (3×40 мл), сушат MgSO₄ и упаривают. Остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - хлороформ). Получают 0.45 г (39%) соединения (Iв) в виде масла. УФ-спектр, λ_макс., нм (lg ε): 206 (3.60), 245 (3.89), 266 (3.96). ИК-спектр, см^-1: 757, 888, 1155, 1229, 1464, 1521, 1625, 1644, 1722, 2846, 2947. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., J, Гц): 0.47 с (3Н, С²⁰Н₃), 1.00 д.т (2Н, Н^1,3 J 13.5, 3.9), 1.14 c (3H, C¹⁹H₃), 1.26 д.д (1Н, H⁵, J 12.5, 2.7), 1.46 д.м (1Н,Н², J 14.4), 1.63 м (1Н, Н¹¹), 1.64 м (1Н, Н⁹), 1.74-1.81 м (4Н, Н^1,2,6,11), 1.85 д.д (1Н, Н, J 12.3, 3.8), 1.96 д.д (1Н, Н⁶, J 12.5, 3.2), 2.12 д.м (1Н, H³, J_гем 13.0), 2.39 т.д (1Н, H, J 12.0, 2.9), 2.66 м (1Н, Н¹²), 2.92 м (1Н, H¹²), 3.58 с (3Н, ОСН₃), 4.66 с (1Н, Н¹⁷), 4.70 с (2Н, CH₂Cl), 4.89 с (1Н, Н¹⁷), 6.43 д (1Н, Н¹⁴, J 1.7), 7.50 д (1Н, Н¹⁵, J 1.7). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.19 к (С²⁰), 19.56 т (С²), 23.83 т (С¹¹), 23.87 т (С^11,12), 25.86 т (С⁶), 28.39 к (С¹⁹), 32.91 т (CH₂Cl), 37.79 т (С³), 38.32 т (С⁷), 38.64 т (С¹), 39.87 с (С⁴), 43.86 с (С¹⁰), 50.73 к (ОСН₃), 55.21 д (С⁹), 55.83 д (С⁵), 106.27 т (С¹⁷), 113.44 д (С¹⁴), 131.32 с (С¹³), 136.47 с (С¹⁶), 144.32 д (С¹⁵), 147.29 с (С⁸), 161.75 с (С^3'), 173.57 с (С^5'), 177.23 с (С¹⁸).

Пример 4. Исследование активности 16-(1,2,4-оксадиазол-5-ил)-15,16-эпоксилабданоиды формулы (Ia-в)

В работе использовали линии опухолевых клеток человека МТ-4, СЕМ-13 (клетки Т-клеточных лейкозов человека) и U-937 (клетки моноцитов человека). Клетки культивировали в среде RPMI-1.640, содержащей 10% сыворотки крови эмбрионов крупного рогатого скота, 2 ммоль/л L-глутамина, 80 мкг/мл гентамицина и 30 мг/мл линкомицина, при температуре 37°С в CO₂ инкубаторе. Исследуемые вещества растворяли в ДМСО и добавляли к клеточной культуре в необходимых концентрациях. Использовали по 3 лунки на каждую концентрацию. Для эксперимента использовали клетки на 3 сутки культивирования после оценки морфологии, подсчета концентрации и жизнеспособности клеток. Клетки СЕМ-13, U-937 или МТ-4 помещали в лунки 96-луночного планшета («Cel-Cult», Англия) по 100 мкл в лунку, в посевной концентрации 0.5×10⁶ клеток в мл. Исследуемые вещества добавляли к клеткам, получая конечные концентрации 0.01-1000 мкМ, используя по 3 лунки на каждую концентрацию. Клетки, инкубируемые в тех же условиях без добавления препаратов, являлись контрольными. Клетки культивировали 72 часа. Водный раствор МТТ (5 мг/мл) профильтровывали через 0.22 мкм фильтр («Flow laboratories», Англия) добавляли в каждую исследуемую культуру в соотношении 1:10 к ее объему, смесь инкубировали 3-4 часа при температуре 37°С в СО₃ инкубаторе. По окончании инкубации супернатант осторожно удаляли, затем в каждую анализируемую лунку добавляли по 100 мкл ДМСО. Осадок ресуспендировали и 30 мин инкубировали в темноте при комнатной температуре до полного растворения кристаллов формазана.

Оптическую плотность (OD) образцов измеряли на мультилуночном спектрофотометре BioRad 680 (США) при длине волны, равной 490 нм. Процент ингибирования роста клеток определяли по формуле 100 - (среднее значение OD в опыте/среднее значение OD в контроле)×100. Полученное значение для контрольного триплета (первые три лунки без добавления соединений, параллельных для каждого исследуемого экспериментального агента) принималось за 100%. Рассчитывали среднее значение и ошибку среднего для каждой концентрации анализируемого соединения. По результатам строили диаграмму зависимости жизнеспособности клеток (%) от концентрации исследуемого цитотоксического вещества, определяли дозу, на 50% ингибирующую жизнеспособность клеток (CCID₅₀), а также стандартную ошибку (SE) показателя ЦД₅₀.

Соединение (Ia) ингибирует рост опухолевых клеток человека СЕМ-13, U-937 и МТ-4 в концентрациях 1.1, 24.4 и 23.5 мкМ соответственно. Цитотоксическая активность этого соединения проявляется в более низких дозах по сравнению с цитотоксичностью аналога по свойствам пинусолида (II). Дозы, ингибирующие жизнеспособность опухолевых клеток на 50% для соединения (II) в этих же условиях, составляет 9.2, 34.1 и 49.1 мкМ.

Соединение (1б) проявляет свой цитотоксический эффект в концентрациях 9.5, 14.7 и 45.1 мкМ соответственно, эффективные дозы этого соединения для клеток СЕМ-13 и МТ-4 практически одинаковы с эффективными концентрациями пинусолида (II). При этом соединение (1б) ингибирует рост клеток моноцитов человека U-937 в 2.3 раза меньшей дозе, чем пинусолид (II).

16-[(5-Хлорметил)-1,2,4-оксадиазол-3-ил]метилламбертианат (Iв) подавляет рост опухолевых клеток человека СЕМ-13, U-937 и МТ-4 в концентрациях 0.08, 6.7 и 0.76 мкМ соответственно, что соответствует снижению ингибирующей концентрации соединения в 115, 5 и 65 раз, соответственно, по сравнению с пинусолидом (II). Соединение (Iв) является наиболее активным цитотоксическим агентом.

Таким образом, заявляемое изобретение обладает следующими преимуществами, а именно:

- новые 16-(1,2,4-оксадиазол-5-ил)-15,16-эпоксилабданоиды формулы (Ia-в) обладают способностью ингибировать рост опухолевых клеток человека в микромолярных концентрациях;

- заявляемые соединения (Ia-в) обладают избирательностью действия по отношению к опухолевым клеткам СЕМ-13;

- заявляемые соединения (Ia-в) синтезируются из доступного растительного сырья - хвои или живицы кедра сибирского.

Изобретение относится к органической химии, конкретно к 16-(1,2,4-оксадиазол-3-ил)-15,16-эпоксилабданоидам формулы (Ia-в)

где R=Me (Ia), Ph (Iб), CH₂Cl (Iв), обладающим способностью подавлять рост опухолевых клеток человека. Соединения получают из ламбертиановой кислоты, содержащейся в живице и хвое кедра сибирского. Технический результат - получены новые соединения, которые обладают значительной цитотоксической активностью по отношению к опухолевым клеткам человека. 1 табл., 4 пр.

16-(1,2,4-Оксадиазол-3-ил)-15,16-эпоксилабданоиды формулы (Ia-в)

где R-Me (Ia), Ph (Iб), CH₂Cl (Iв),
обладающие цитотоксической активностью по отношению к опухолевым клеткам человека.