Изобретение относится к органической химии, конкретно к новым соединениям класса терпенофенолов. Получены производные 2,6-диизоборнилфенола, имеющие заместители в положении 4 относительно гидроксильной группы общей формулы
где R=C(OMe)3, COOMe и COOH, где изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию хиральных центров (1S, 2R, 4R, 1′R, 2′S, 4′S).
Заявляемые производные представляют интерес для синтеза новых соединений. Изобретение также относится к способу получения новых биологически активных производных 2,6-диизоборнилфенола.
Изобретение относится к органической химии, конкретно к соединениям класса терпенофенолов. Группа 2,6-диизоборнилфенолов, имеющих заместители в положении 4 относительно гидроксильной группы, перспективна для создания новых аитиоксидантов, обладающих широким спектром фармакологической активности. В последние годы повышенное внимание привлечено к 2,6-диизоборнил-4-метилфенолу, поскольку оно проявляет гемореологическую, антиагрегантную, антитромбогенную активность, увеличивает мозговой кровоток [М.Б. Плотников, Е.А. Краснов, В.И. Смольякова, И.С. Иванов, А.В. Кучин, И.Ю. Чукичева, Е.В. Буравлев. Средства, обладающие гемореологической, антиагрегантной и антитромбогенной активностью. Патент РФ 2347561, опубл. 27.02.2009; М.Б. Плотников, Е.А. Краснов, В.И. Смольякова, И.С.Иванов, А.В. Кучин, И.Ю. Чукичева. Средство, увеличивающее мозговой кровоток. Патент РФ 2351321, опубл. 10.04.2009; М.Б. Плотников, В.И. Смольякова, И.С.Иванов, А.В. Кучин, И.Ю. Чукичева, Е.В. Буравлев, Е.А. Краснов. Синтез и биологическая активность производных o-изоборнилфенола. Хим.-фарм. ж. 2010. Т.44. С.9-12].
Описания заявляемых соединений и их свойств в источниках информации не обнаружено.
Задачей изобретения является получение новых производных 2,6-диизоборнилфенола, имеющих заместители в положении 4 для расширения сырьевой базы соединений класса терпенофенолов. В этом и состоит технический результат.
Ближайшим аналогом 2,6-диизоборнил-4-метилфенола можно рассматривать 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (ионол), для которого в качестве одного из метаболитов, обнаруженных в организме млекопитающих при различных способах введения, является 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензойная кислота, образование которой объясняется биохимическим окислением метальной группы в положении 4 молекулы 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола [И.А. Дегтерев, Г.Е. Заиков. Ионол: распределение в организме, метаболизм и биологическое действие. I. Распределение в организме и метаболизм (Обзор). Хим.-фарм. ж. 1985. Т.19. С.910-919].
Известен способ получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензойной кислоты, исходя из 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензальдегида по реакции Канницаро. Выход целевого продукта по описанному способу составляет около 35% [G.R. Yohe, J.E. Dunbar, R.L. Pedrotti, F.M. Scheidt, F.G.H. Lee, E.C. Smith. The oxidation of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol. J. Org. Chem. 1956. Vol.21. P.1289-1292]. Недостатком метода является поддержание температуры реакции 170-190°C в течение более 20 ч, необходимость предварительного получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензальдегида и умеренные выходы конечного продукта.
Известен способ получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензойной кислоты из мочи кроликов, которым в организм перорально с едой вводили 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол [J.C. Dacre. The metabolism of 3:5-di-tert.-butyl-4-hydroxytoluene and 3:5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzoic acid in the rabbit. Biochem. J. 1961. Vol.78. P.758-766]. Выход продукта при этом способе составляет примерно 0.6 г исходя из 250 мл мочи. Недостатком метода является содержание и соответствующая диета биообъектов.
В качестве прототипа способа получения производных 2,6-диизоборнилфенола можно рассматривать описанный способ окисления метильной группы в положении 4 молекулы ионола с применением оксида свинца (IV) в метаноле с использованием соотношений ионол:диоксид свинца (IV) 1:1, 1:2, 1:3. Недостатком метода является то, что выход 4-триметоксиметильного производного мало зависел от соотношения реагентов и составлял 22-27% [С.М. Orlando Jr. Quinone methide chemistry. The benzylic oxidative methoxylation of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol. J. Org. Chem. Soc. 1970. Vol.35. P.3714-3717].
Ценность предлагаемого в настоящем изобретении способа получения 4-триметоксиметильного производного 2,6-диизоборнилфенола (соединение 1) состоит в том, что соединение 1 получено с высоким выходом (97%) путем окисления метильной группы в положении 4 молекулы 2,6-диизоборнил-4-метилфенола оксидом свинца (IV) в метаноле при использовании соотношения 2,6-диизоборнил-4-метилфенол:диоксид свинца (IV), равного 1:4. Образующееся в представленном изобретении 4-триметоксиметильное производное (соединение 1) далее обрабатывали ледяной уксусной кислотой и получали сложный эфир (соединение 2). Гидролиз сложноэфирной группы соединения 2 метанольным раствором гидроксида калия и водой привел к 3,5-диизоборнил-4-гидроксибензойной кислоте (соединение 3) с умеренным (81%) выходом. Суммарный выход соединения (3) по трем стадиям составил 66%.
Технический результат достигается тем, что синтезированы новые производные 2,6-диизоборнилфенола, имеющие заместители в положении 4 относительно гидроксильной группы следующей общей структурной формулы
где R=C(OMe)3, COOMe и COOH, где изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию хиральных центров (1S, 2R, 4R, 1′R, 2′S, 4′S).
Технический результат достигается тем, что способ получения новых производных 2,6-диизоборнилфенола, имеющих заместители в положении 4 относительно гидроксильной группы, заключается в окислении метильной группы в положении 4 молекулы 2,6-диизоборнил-4-метилфенола оксидом свинца (IV) с образованием ортоэфира - 2,6-диизоборнил-4-(триметоксиметил)фенола, который далее обрабатывали последовательно ледяной уксусной кислотой и водой с получением сложного эфира-метил 4-гидрокси-3,5-диизоборнилбензоат, далее сложный эфир обрабатывали метанольным раствором гидроксида калия и водой с образованием 4-гидрокси-3,5-диизоборнилбензойной кислоты. Кроме того, изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию хиральных центров (1S, 2R, 4R, 1′R, 2′S, 4′S).
С помощью простых технологических операций получаются новые соединения с выходами от умеренных до высоких.
Соединения общей формулы, где R=C(OMe)3 (1), COOMe (2) или COOH (3), представляют собой желто-коричневый, бежевый и бесцветный порошки. Соединение 1 растворимо в хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире, петролейном эфире, плохо растворимо в диметилсульфоксиде и этаноле, не растворимо в воде. Соединение 2 растворимо в хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире, петролейном эфире, этаноле, при нагревании в диметилсульфоксиде, не растворимо в воде. Соединение 3 растворимо в диметилсульфоксиде, диэтиловом эфире, плохо растворимо в хлороформе, не растворимо в бензоле, петролейном эфире, воде. Структуры соединений 1, 2 и 3 подтверждены методами ИК и ЯМР спектроскопии. ИК-спектры регистрировали на ИК-Фурье-спектрометре Shimadzu IR Prestige 21 (Япония) в таблетках с KBr. Спектры ЯМР 1H, 13C записывали на спектрометре Bruker Avance II 300 (Германия) при рабочей частоте прибора 300 и 75.5 МГц соответственно в CDCl3 и ДМСО-d6. Температуру плавления определяли на столике Кофлера.
Для тестирования антиоксидантной и мембранопротекторной активности заявляемых веществ проводили исследования гемолиза эритроцитов в условиях окислительного стресса, индуцируемого различными химическими соединениями, в частности, пероксидом водорода [Ко, F.N., Hsiao, G., Kuo, Y.H. Protection of oxidative hemolysis bydemethyl diisoeugenol in normal and b-thalassemic red blood cells // Free Radic. Biol. Med. 1997. V.22. P.215-222; Lopez-Revuelta A., Sanchez-Gallego J.I., Hermandez-Hernandez A., Sanchez-Yague J., Llanillo M. Membrane cholesterol contents influence the protective effects of quercetin and rutin in erythrocytes damaged by oxidative stress // Chem. Biol. Interact. 2006. V.161. P.79-91; Banerjee A., Kunwar A., Mishra B., Priyadarsini K.I. Concentration dependent antioxidant/proxidant activity of curcumin studies from AAPH induced hemolysis of RBCs. Chem. Biol. Interact. 2008.174 (2), 134-139; Takebayashi J., Chen J., Tai A. A method for evaluation of antioxidant activity based on inhibition of free radical-induced erythrocyte hemolysis. Adv. Protocols in Oxidative Stress, Meth. Mol. Biol. 2010. 594, P.287-296].
Заявляемые производные по аналогии с таковыми, имеющими вместо изоборнильных трет-бутильные группы, представляют интерес для синтеза новых соединений, в том числе гидроксиметилфенола [G.R. Yohe, J.E. Dunbar, R.L. Pedrotti, F.M. Scheidt, F.G.H. Lee, E.C. Smith. The oxidation of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol. J. Org. Chem. 1956. Vol.21. P.1289-1292], бензоилхлорида [G.N. Zaikas, E.A. Rekka, A.M. Gavalas, P.T. Eleftheriou, P.N. Kourounakis. New analogues of butylated hydroxytoluene as antiinflammatory and antioxidant agents. Biiorg. Med. Chem. 2006. Vol.14. P.5616-5624], сложных эфиров [C.M. Orlando Jr. Quinone methide chemistry. The benzylic oxidative methoxylation of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol. J.Org. Chem. Soc. 1970. Vol.35. P.3714-3717; A.S. Wright, A.A. Akintowna, R.S. Crowne, D.E. Hathway. The metabolism of 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxymethylphenol (Ionox 100) in the dog and rat. Biochem. J. 1965. Vol.97. P.303-310], амидов [J.С. Oppelt, P.V. Susi. Ethanol- and substituted ethanolamides of hindered 3,5-dialkyl-4-hydroxybenzoic acids. Патент US 3992434, опубл. 16.11.1976] и так далее.
Сущность предлагаемого решения и возможность его осуществления подтверждается примерами, результатами физико-химических и биологических исследований, приведенных в таблице 1.
Пример 1. Получение 2-{(1R,2S,4S)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)}-6-{(1S,2R,4R)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)}-4-триметоксиметилфенола (соединение 1).
В круглодонной колбе растворяли при небольшом нагревании 3.0 г (7.9 ммоль) 2,6-диизоборнил-4-метилфенола в 450 мл MeOH. Смесь охлаждали до ~30°C и добавляли 7.54 г (31.5 ммоль) PbO2. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 1.5 ч. За ходом реакции следили методом ТСХ (элюент - петролейный эфир-Et2O, 10:1). По окончании реакции смесь отфильтровывали через плотный стеклянный фильтр с небольшим слоем силикагеля, промывали MeOH, растворитель упаривали, высушивали в вакууме. Получали 3.58 г (97%) неочищенного продукта в виде желто-оранжевого порошка, достаточно чистого для использования на следующей стадии. Образец чистого ортоэфира получали перекристаллизацией неочищенного материала из петролейного эфира. Бледно-желтые кристаллы, т.пл. 179-180°C (разл.). Спектральные характеристики соединения 1 приведены в таблице 1.
Пример 2. Получение метил 4-гидрокси-2-({(1R,2S,4S)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)}-6-{(1S,2R,4R)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)})бензоата (соединение 2).
В круглодонной колбе при комнатной температуре растворяли 3.41 г (7.24 ммоль) соединения 1 в 45 мл ледяной AcOH. Реакционную смесь перемешивали в течение 15 мин. За ходом реакции следили методом ТСХ (элюент - петролейный эфир-Et2O, 5:1). По окончании реакции к смеси приливали 45 мл воды, выпавший осадок сложного эфира отфильтровывали через стеклянный фильтр, промывали водой (10 мл) и высушивали в вакууме. Получали 2.58 г (84%) неочищенного продукта в виде бежевого порошка, достаточно чистого для использования на следующей стадии. Образец чистого сложного эфира получали перекристаллизацией неочищенного материала из петролейного эфира. Светло-желтые кристаллы, т.пл. 157-159°C. Спектральные характеристики соединения 2 приведены в таблице 1.
Пример 3. Получение 4-гидрокси-3-({(1R,2S,4S)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)}-5-{(1S,2R,4R)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)})бензойной кислоты (соединение 3).
В круглодонную колбу помещали 2.24 г (5.27 ммоль) соединения 2, приливали 37.5 мл MeOH и добавляли небольшими порциями 19.5 г (348 ммоль) KOH. Реакционную смесь кипятили при перемешивании с обратным холодильником в течение 4.5 ч. За ходом реакции следили методом ТСХ (элюент - CHCl3-MeOH, 10:1). По окончании реакции к смеси осторожно прикапывали 18%-ную HCl до нейтрализации избытка щелочи и экстрагировали хлороформом (~60 мл). Органический слой промывали водой (3×30 мл), высушивали безводным Na2SO4, растворитель упаривали. К остатку приливали 20 мл CHCl3, осадок кислоты отфильтровывали и промывали небольшим количеством петролейного эфира. Выход 1.77 г (81%). Бесцветный порошок, т.пл. >250°C (разл.). Спектральные характеристики соединения 3 приведены в таблице 1.
Пример 4. Получение метил 4-гидрокси-2-({(1R,2S,4S)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)}-6-{(1S,2R,4R)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)})бензоата (соединение 2) из 4-гидрокси-3-({(1R,2S,4S)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)}-5-{(1S,2R,4R)-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ил)})бензойной кислоты (соединение 3).
В круглодонную колбу помещали 1.0 г соединения 3, приливали раствор 30 мл метанола и 1.5 мл конц. H2SO4. Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 2.5 ч. За ходом реакции следили методом ТСХ (элюент - CHCl3-MeOH, 10:1). По окончании реакции смесь охлаждали до комнатной температуры, приливали 150 мл хлороформа, органический слой промывали водой (3×30 мл) до нейтральной реакции, высушивали безводным Na2SO4, растворитель упаривали. Получали 0.82 г (80%) соединения 2 в виде светло-бежевого порошка, т.пл. 158-160°C. Спектральные и физико-химические характеристики синтезированного продукта совпадают с характеристиками соединения, описанного в примере 2.
Пример 5. Исследование антиоксидантной и мембранопротекторной активности и токсичности заявляемых соединений.
Для исследования токсичности, антиоксидантной и мембранопротекторной активности соединений использовали суспензию эритроцитов крови лабораторных мышей в фосфатно-солевом буфере (PBS, pH 7.4). Токсичность соединений оценивали (in vitro) по их способности индуцировать гибель эритроцитов (гемолиз). Растворы соединений в ацетоне вносили в суспензию эритроцитов в конечной концентрации 10 и 100 мкМ и инкубировали при 37°C в течение 5 ч в термостатируемом шейкере Biosan ES-20 (Латвия). Контрольные образцы содержали ацетон (0.1% от общего объема инкубационной смеси). Мембранопротекторную и антиоксидантную активность определяли по степени ингибирования индуцированного гемолиза, торможения накопления вторичных продуктов окисления липидов (ПОЛ) и окисления оксигемоглобина в эритроцитах. С этой целью после внесения в суспензию эритроцитов растворов исследуемых соединений (конечная концентрация 1 и 10 мкМ) инициировали гемолиз раствором пероксида водорода (0.006%). Затем реакционную смесь инкубировали в термостатируемом шейкере при медленном перемешивании и 37°C в течение 5 ч. Каждый час из инкубационной среды отбирали аликвоту, центрифугировали 5 мин (1600 g), степень гемолиза определяли по содержанию гемоглобина в супернатанте на спектрофотометре ThermoSpectromic Genesys 20 (США) при λ 524 нм [Takebayashi J., Chen J., Tai A. Adv. Protocols in Oxidative Stress, Meth. Mol. Biol. 2010. 594, 287-296]. Процент гемолиза рассчитывали по отношению к полному гемолизу образца [Costa R.M., Magalhaes A.S., Pereira J.A., Andrade P.B., Valentao P., Carvalho M., Silva B.M. Evaluation of free radicalscavenging and antihemolytic activities of quince (Cydonia oblonga) leaf: A comparative study with green tea (Camellia sinensis). Food Chem. Toxicol. 2009. 47, 860-865; Wang C, Qin X., Huang B., He F., Zeng C. Hemolysis of human erythrocytes induced by melamine-cyanurate complex. Biochem. Biophys. Res. Communic. 2010. 402, 773-777]. Содержание вторичных продуктов ПОЛ, реагирующих с 2-тиобрабитуровой кислотой (ТБК-АП), определяли спектрофотометрически [Asakawa Т., Matsushita S. Coloring conditions of thiobarbituric acid test for detecting lipid hydroperoxides. Lipids. 1980. 15 (3), 137-140]. Для оценки накопления продуктов окисления гемоглобина анализировали спектр поглощения гемолизата, содержание различных форм гемоглобина (oxyHb, metHb и ferrylHb) рассчитывали с учетом соответствующих коэффициентов экстинкции [Berg J.М., Kamp J.A.F., Lubin В.H., Roelofsen В., Kuypers F.A. Kinetics and site specificity of hydroperoxide-induced oxidative damage in red blood cells // Free Radic. Biol. Med. 1992. 12, No 6. 487-498]. Каждый эксперимент проводили в 4 повторностях. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью пакета программ Microsoft Office Excel 2007. Сравнение проводили с контролем (эритроциты с добавлением растворителя) и 2,6-диизоборнил-4-метилфенолом (исходным соединением для синтеза заявляемых соединений и обладающего высокой антиоксидантной активностью).
Результаты экспериментов приведены в таблицах 2-4.
В результате эксперимента показано, что заявляемые соединения способны эффективно ингибировать H2O2-индуцированное окисление мембранных липидов и основного белка эритроцитов - гемоглобина, что свидетельствует о наличии выраженных антиоксидантных свойств у данных соединений (табл.3). Высокая антиоксидантная активность обеспечивает мембранопротекторный эффект в условиях окислительного стресса (табл.2). Замена карбоксильной группы на сложноэфирную (соединение 2) снижает токсичность до контрольных значений (табл.4).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПРОИЗВОДНЫЕ 2,6-ДИИЗОБОРНИЛФЕНОЛА | 2011 |
|
RU2575294C2 |
2,6-ДИИЗОБОРНИЛФЕНОЛЫ | 2011 |
|
RU2502719C2 |
Средство с комплексным фармакологическим эффектом для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, коррекции нарушений мозгового кровообращения, лечения последствий цереброваскулярных болезней (варианты) | 2019 |
|
RU2757874C1 |
Кумарины с бициклическими монотерпеновыми заместителями | 2019 |
|
RU2707103C1 |
ТЕТРА-(МЕЗО-АРИЛ)-ПОРФИРИН С ДИИЗОБОРНИЛФЕНОЛЬНЫМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ В МАКРОЦИКЛЕ | 2012 |
|
RU2496761C1 |
Сульфатированный полисахарид на основе целлюлозы с привитым терпенофенолом, способ его получения и средство, обладающее антирадикальной, антиоксидантной и мембранопротекторной активностью | 2021 |
|
RU2767207C1 |
Гибридные терпенофенолы с изоборнильным и 1-фенилэтильным или 1-фенилпропильным заместителями и их применение в качестве средства, обладающего антирадикальной, антиоксидантной и мембранопротекторной активностью | 2016 |
|
RU2642062C2 |
СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ 2,6-ДИИЗОБОРНИЛФЕНОЛА | 2014 |
|
RU2568437C1 |
СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ НЕЙРОПРОТЕКТОРНОЙ АКТИВНОСТЬЮ | 2018 |
|
RU2701739C1 |
ГИДРОФИЛЬНЫЙ КОНЪЮГАТ ГИДРОКСИЭТИЛКРАХМАЛА И 2,6-ДИИЗОБОРНИЛ-4-МЕТИЛФЕНОЛА | 2012 |
|
RU2497828C1 |
Изобретение относится к новым производным 2,6-диизоборнилфенола, обладающим антиоксидантной активностью. В общей формуле соединения R=С(ОМе)3, СООМе и СООН. Изобретение также относится к способу получения указанных соединений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
1. Производные 2,6-диизоборнилфенола, имеющие заместители в положении 4 относительно гидроксильной группы общей формулы
где R=С(ОМе)3, СООМе и СООН.
2. Способ получения новых производных 2,6-диизоборнилфенола, имеющих заместители в положении 4 относительно гидроксильной группы, заключающийся в окислении метильной группы в положении 4 молекулы 2,6-диизоборнил-4-метилфенола оксидом свинца(IV) с образованием ортоэфира - 2,6-диизоборнил-4-(триметоксиметил)фенола, далее полученное соединение обрабатывали последовательно ледяной уксусной кислотой и водой с получением сложного эфира - метил 4-гидрокси-3,5-диизоборнилбензоата, далее сложный эфир обрабатывали метанольным раствором гидроксида калия и водой с образованием 4-гидрокси-3,5-диизоборнилбензойной кислоты.
3. Производные 2,6-диизоборнилфенола по п.1, отличающиеся тем, что изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию хиральных центров (1S,2R,4R,1'R,2'S,4'S).
C.M.ORLANDO, Jr | |||
"Quinone Methide Chemistry | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
J.Org.Chem., 1970, 35(11), 3714-3717 | |||
И.Ю | |||
ЧУКИЧЕВА И ДР., Алкилирование фенола камфеном в присутствии фенолята алюминия | |||
Химия и компьютерное моделирование | |||
Бутлеровские сообщения, 2003, N1, стр | |||
Разборный с внутренней печью кипятильник | 1922 |
|
SU9A1 |
И.Ю | |||
ЧУКИЧЕВА И ДР., Исследование |
Авторы
Даты
2014-05-20—Публикация
2012-02-13—Подача