Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Окисление вицинальных диолов 8
1.1.1. Окисление С(7)-С(8) диолов 8
1.1.2. Окисление С(8)-С(9) диолов 13
1.1.3. Окисление С(13)-С(14) диолов 14
1.2. Реакции с разрывом С(7)-С(17) связи 19
1.2.1. Гидроксипроизводные 19
1.2.2. Образование и превращения ангидропроизводных 22
1.2.3. Реакция пиролиза 26
1.2.4. Реакции с участием заместителя при С(8) 29
1.3. С(П)-С(17)-секопроизводные 33
1.4. Разрыв С(12)-С(13) связи 35
1.5. Разрыв С(13)-С(1б) связи 36
1.6. Ы-С(19)-секопроизводные 38
2. Обсуждение результатов 45
2.1. Алкалоиды Delphinium datum L 47
2.2. Алкалоиды Delphinium alpinam 47
2.2.1. Строение альпинина (9) 49
2.3. Алкалоиды корней Delphinium cuneatum 51
2.3.1. Строение 16-деметоксиметилликаконитина (10) 52
2.3.2. Строение 16-деметоксиделаваина (11 а, Ь) 64
2.4. Алкалоиды корней Aconitum septentrionale К 66
2.4.1. Строение ангидроликаконитина (31) 68
2.4.2. Строение септонина (32) и септонтрионина(ЗЗ) 77
2.4.3. Строение аквельдина (34) 88
3. Экспериментальная часть 90
3.1. Алкалоиды наземной части Delphinium elatiim L 90
3.2. Алкалоиды корней Delphinium elatum L. 95
3.3. Алкалоиды корней Delphinium alpinum 98
3.4. Алкалоиды наземной части Delphinium alpinum 103
3.5. Алкалоиды корней Delphinium cuneatum 1 Об
3.6. Алкалоиды корней Aconitumseptentrionaie К. 112
3.7. Алкалоиды технологического маточника 115
Выводы 123
- Реакции с разрывом С(7)-С(17) связи
- Разрыв С(13)-С(1б) связи
- Алкалоиды корней Delphinium cuneatum
- Строение септонина (32) и септонтрионина(ЗЗ)
Введение к работе
Научно-технический прогресс, усиление антропогенного давления на природную среду и связанное с этим ее загрязнение, утрата естественной связи между человеком и природой, ухудшение физического здоровья людей, истощение запасов природных ископаемых - все эти факторы обуславливают интерес исследователей к поиску альтернативных источников сырья и созданию безотходных экологически чистых технологий.
С экологической точки зрения использование в качестве лекарственных препаратов природных соединений растительного происхождения имеет ряд неоспоримых преимуществ перед синтетическими. Они издавна применяются в народной медицине, обладают высокой физиологической активностью, широким спектром действия, для их получения используется доступное возобновляемое сырье и более экологически приемлемые способы производства. Природные вещества, чаще всего, оптически-активные, энантиомерно чистые соединения.
В настоящее время около 30% всех препаратов, применяющихся в современной медицине, составляют лекарственные вещества растительного происхождения. В то же время, вследствие уникальности и огромного многообразия химического строения вторичных метаболитов даже близкородственных видов растений, к настоящему времени из 750 тысяч видов химически исследованы лишь около 7%.
С таким классом вторичных метаболитов как дитерпеновые алкалоиды человечество знакомо с давних времен: соком аконита смазывали наконечники копий и стрел, в народной медицине различные виды аконита использовались для лечения сибирской язвы, острого воспаления легких, туберкулеза желез внутренней секреции, как наружное болеутоляющее средство. Различные виды живокости использовались для лечения невралгии, ревматизма, интоксикации, различных переломов, зубной боли и других заболеваний.
Несмотря на то, что химическое изучение дитерпеновых алкалоидов началось около 100 лет назад, первый пример использования дитерпеновых алкалоидов в официальной медицине относится к 50-м годам XX века, когда в фармакопею вошел препарат «Мелликтин», действующим веществом которого являлся метилликаконитин.
К настоящему времени накоплено и обобщено огромное количество данных по структуре, свойствам и физиологической активности этого класса соединений. Одним из современных направлений в химии дитерпеновых алкалоидов является изучение зависимости структура-свойство и создание на этой основе лекарственных препаратов. За рубежом работы в рассматриваемой области, в основном, проводятся по выявлению зависимости «строе ние-анальгезирующая и противовоспалительная активности», отечественные исследования связаны, главным образом, с разработкой антиаритмических средств. Антиаритмические свойства были обнаружены во второй половине 70-х годов прошлого столетия, и «Аллапинин» пока является единственным представителем класса дитерпеновых алкалоидов, используемым в качестве антиаритмика.
Многогранность биологически-активных свойств дитерпеновых алкалоидов стимулирует дальнейшие исследования, направленные на выделение алкалоидов из растительного сырья, установление их структуры, изучение зависимости структура-свойство. Создание на их основе лекарственных средств остается одной из актуальных задач современной биоорганической химии.
Наиболее богатыми источниками дитерпеновых алкалоидов являются растения родов Delphinium и Aconitum семейства Ranunculaceae, широко распространенные на всей территории России, в том числе, и в Башкортостане. Между тем, научное направление, связанное с выделением и химическим изучением природных соединений, в республике ранее не развивалось, и возможности дикорастущей флоры Башкортостана как б источника алкалоидов с целью создания новых лекарственных препаратов медицинского и ветеринарного назначения не известны.
В связи с этим, целью диссертационной работы явилось изучение алкалоидного состава трех видов растений рода Delphinium и технологического маточника суммы алкалоидов корней Aconitum septentrionale К. после отделения из нее лаппаконитина: выделение и разделение алкалоидов, идентификация известных и установление структуры новых соединений.
В результате проведенных исследований из корней и наземной части растений Delphinium elatum и Delphinium alpinum, корней Delphinium cimeatum (виды Delphinium cuneatum и Delphinium alpinum изучены впервые), а также образца технологического маточника производства препарата «Аллапинин» (корни Aconitum septentrionale К.) выделены 19 алкалоидов, семь из которых оказались новыми. Установлено строение новых алкалоидов: четыре из них принадлежат к новому ангидроликоктониновому типу, для которого описан лишь один нордитерпеновый алкалоид, имеющий природное происхождение.
Реакции с разрывом С(7)-С(17) связи
Как отмечалось ранее, окисление оксопроизводных алкалоидов ликоктонинового типа тетраацетатом свинца приводит к получению секопродуктов. В то же время, действие РЬ(ОАс)4 на сами алкалоиды протекает с разрывом С(7)-С(17) связи. Авторы предполагают, что при окислении ликоктонина (83) образование гидроксиликоктонина (84) происходит через ангидросоль (85). Возможно, на первом этапе происходит образование комплекса между атомом азота ликоктонина и РЬ(ОАс)4 [39]. Обработка гадроксиликоктонина (84) no Huang-Minion привела к двум продуктам: основному - 7-деоксиликоктонину (101) (37%) и минорному (102), содержащему шестичленный лактамный цикл. Продукт 102 может быть получен с выходом 80% при щелочном гидролизе 84. Авторами предложен возможный механизм образования 101 и 102 [43], который предполагает, что в щелочном растворе 84 существует в виде интермедиата 85. Внутримолекулярная реакция Манниха приводит к получению 101. С другой стороны, промежуточное образование 103 и гидридный перенос к С=0 группе с а стороны (внутримолекулярная реакция Канницаро) дает 102, имеющий р-гидроксильную группу при С(7). Для протекания скелетной перегруппировки с образованием ангидросоединения необходимо наличие двух третичных гидроксильных групп. Описана пинаколиновая перегруппировка оксопроизводных броуниина (2), ликоктонина (3), ликоктониновой кислоты (104) и 4-де-(оксиметилен)-ликоктонина (105) в кислой среде, приводящая к получению ангидропроизводных (106-109) и протекающая через разрыв связи С(7)-С(17) [32, 46-49]. Полученный из кислоты 108 4-амино-4-(деоксиметилен)-оксоангидроликоктонин (ПО) при действии на него азотистой кислоты приводил к двум неожиданным продуктам скелетных перегруппировок 111 (20%) и 112 (50%) с сужением кольца А [48], структуры которых были установлены РСА [50-51]. При действии 6N серной кислоты на 113 также наблюдается пинаколиновая дегидратация в ангидросоединение 114. Гидролизом метоксила и расщеплением РЬ(ОАс)4 114 превращали в кислоту 115 [28, 31, 47, 52]. К пинаколиновой перегруппировке приводит также действие хлористого ацетила на оксоликоктонин (3) с образованием 107. Аналогичная пинаконовая дегидратация наблюдается и для деметиленоксодельфелина (29), приводящая к 116, из которого серией превращений через а-дикетон 117 получена кислота 118 [53]. Делькозин (119), оксоделькозин (120) и 1-дегидрооксоделькозин (121) при обработке хлористым ацетилом также теряют молекулу воды, образуя ангидросоединения (122-124) [54-56]. Гидрирование ангидродиацетилделькозина (122) над Pt в уксусной кислоте приводит к ангидродигидропроизводному (125). Лнгидрооксоделькозин (123) в этих условиях остается инертным.
На примере бикакоиитина (130) [58] было показано, что пиролиз аконитинового типа дитерпеновых алкалоидов [59-61] не является простым цис-элиминированием, а протекает через разрыв С(7)-С(17) связи с образованием интермедиата 131, который далее атакуется образующимся ацетат-ионом, давая пиропроизводное (132). Доказательством образования интермедиата 131 при пиролизе 130 и диацетилхасманина (134) является получение из него олефинов 133 и 135 при восстановлении Іл(трет-ВиО)зА1Н. В отличие от пиропродуктов, эти олефины не восстанавливаются LiAlH4. При попытке восстановления 16-деметоксипиродельфонина (136) избытком боргидрида натрия в метаноле реакция не идет, однако облучение этого раствора приводит, в основном, к С(7)-С(17)-секопродукту 137 [62-63]. Окисление 133 ацетатом ртути с последующим нагреванием в водном диоксане приводило к восстановлению первоначального углеродного скелета алкалоида в 138 через интермедиат 131. N-оксид аконитина (139) при пиролизе элиминирует этилен и уксусную кислоту, приводя к соединению 141, по мнению авторов, через промежуточное образование гидроксиламина 140 [37]. Пиролизом N-оксида юнаконитина (142) и N-оксида крассикаулина А (143) в водном диглиме были получены С(7)-С(17)-секопроизводные 147 и 148 соответственно [64]. Авторами был предложен возможный механизм реакции; атом кислорода связи N-O в 142 или 143 действует как внутренный нуклеофил, приводя к расщеплению связи С(17)-С(7) с потерей ацетильной группы при С(8) и образованием интермедиата 144. Ацетат-ион атакует С(17), давая N-оксид (145), а затем имин (146), восстановление которого приводит к 147 или 148. Одним из возможных источников водорода, по мнению авторов, может быть метальная группа в СН3СО3". К получению С(7)-С(17)-секо нордитерпеновых алкалоидов может приводить изменение природы заместителя при С(8) [65]. Ключевой стадией этих превращений также является образование интермедиата 131. Так, нагревание юнаконитина (149) с Ac20/TsOH приводит к получению продукта 150, который при кипячении в водном диглиме дает 151. Реакция 151 в сухом бензоле с SOCb при комнатной температуре приводит к интермедиату 152, аналогичному 131, восстановление которого с NaBtit в метаноле дает 153. Аналогичным образом, ацилирование изоталатизидина (154) приводит к 155, селективный гидролиз последнего дает продукт 156. Взаимодействие 156 с ЗОСЬ и последующее восстановление образующегося интермедиата приводит к получению двух продуктов 157 и 158, а обработка 156 ЗОСЬ в водном метаноле или кипячение в растворе 10% НС1 - к 159 и 154.
Разрыв С(13)-С(1б) связи
В одной из ранних работ описано окисление оксонина (72) СЮз/Ру, приводящее к дикетону 203, вероятно, в результате ацилоиновой перегруппировки интермедиата 202. Расщепление дикетона 203 РЬ(ОАс)4 приводит к кетокислоте 204 [38]. Аналогичная ацилоиновая перегруппировка наблюдается для а-оксодельфонина (205) и псевдаконина (57), окисление которых СгОз дает продукты 206 и 207 соответственно [80-82]. Периодатное окисление 206 приводит через интермедиат 208, спонтанно теряющий молекулу воды, к кислоте 209 аналогичной 204 [38]. Описаны два подхода к синтезу N-C(19)-ceKO нордитерпеновых алкалоидов. Один из них - получение новых 1Ч-С(19)-секопроизводных, содержащих оксазиридиновую группу, пятистадииным синтезом из гонаконитина (149), включающим ацетилирование, получение имина, кватернизацию, образование ТЯ,0-кеталя и окисление, с общим выходом 50% [83-84]. Образование имина 211 из 3-ацетилюнаконитина (210), вероятно, происходит по ниже описанной схеме. Авторы предполагали, исходя из имина 211, последующим расщеплением N-C(19) связи иммониевой соли 212, получить альдегид 213. Однако обработка 212 в кислых или щелочных условиях приводит к получению смешанного 1М,0-ацеталя 214, окисление которого т-СРВА дает Ы-С(19)-секопродукт 216 (73%) и 217 (8%) [84], вероятно, через промежуточный N-оксид 215. Аналогичным образом из 218 и 219 были получены продукты 220 и 221 соответственно. Возможно, механизм образования 220 и 221 включает окисление иммониевой соли по типу реакции Байера-Виллегера с образованием В, далее С, который повторно окисляется т-СРВА с образованием Е. Другой подход к получению К-С(19)-секо-производных основан на окислительном расщеплении нитронов под действием HIO4, в зависимости от условий реакции и количества окислителя приводящее к различной степени окисления атома азота. Окисление нитронов 224, 225 НЮ4 приводит к нитрозопроизводным 226 и 227 соответственно [86]. Авторы заключают, что необходимыми условиями такой трансформации являются наличие в положении С(3) кольца А а-ориентированной гидроксильной группы, а также перипланарное расположение образующейся по положению С(4) карбонильной группы и соответствующим образом ориентированного метоксила при С(6). Нитрон 228, полученный из 1-деметоксипироаконитина, при йодном окислении приводил к получению нитрозолактона 230 и необычного Р лактона 231. В то же время окисление 3-эпимера 229 в схожих условиях дает оксиамино-у-лактон 232. Окисление 223 m-CPBA приводит к нитрону 235, при действии на который НЮ4 были получены два продукта 236 и 237 [84]. Нитрон 239, аналогичный 235, был получен из 238 последовательным окислением NBS и m-CPBA.
Окисление 239 йодной кислотой в зависимости от условий реакции приводит к оксиму 240 или нитросоединению 241. Попытка получения из 236 в условиях перегруппировки Бекмана соединения 243 через 242 неожиданно привела к хлорсодержащему оксиму 245, предположительно через интермедиат 244. Строение 245 подтверждено методом РСА. Таким образом, достаточно высокая реакционная способность дитерпеновых алкалоидов, с одной стороны, позволяет проводить дальнейшую функционализацию этих биологических активных молекул, с другой - возможность протекания структурных перегруппировок должна учитываться как при проведении даже простых модификаций, так и в процессе выделения. К настоящему времени дитерпеновые алкалоиды обнаружены в растениях семейств Garryaceae, Rosaceae, Compositae, Escolloniaceae, но наиболее богатыми источниками дитерпеновых алкалоидов являются растения родов Delphinium и Aconitum семейства Ranunculaceae, произрастающие на всей территории России. Род Delphinium насчитывает около 400 видов, широко распространенных по земному шару [88]. На Южном Урале род представлен только одной секцией - Delphinastrum DC. Эта секция разделена на четыре группы близкородственных видов, названными «агрегатами»: Delphinium aggr. elatum L.; Delphinium aggr. cuneatum Stev. ex DC, Delphinium aggr. dictyocarpum DC. и Delphinium aggr. cheilanthum Fisch., из которых первые три встречаются на Южном Урале. Комплекс Delphinium aggr. elatum в Предуралье представлен видом Delphinium е latum L. (Живокость высокая), а в подгольцовом высокотравье Южного Урала - видом Delphinium alpinum Waldst. & Kit (Живокость альпийская). В среднегорной части Южного Урала часто встречаются гибридные формы этих видов [89]. Комплекс Delphinium aggr. cuneatum представлен одним видом -Delphinium cuneatum Stev. ex DC (Живокость клиновидная), распространенном в европейской части России. Восточная граница его ареала проходит по Башкирскому Предуралью.
В настоящее время этот вид встречается только на Белебеевской возвышенности. Среди 69 видов аконита, произрастающих на территории России, самый обширный ареал, охватывающий европейскую часть страны и Западной Сибири, и самые большие природные сырьевые ресурсы имеет Аконит северный {Aconitum septentrionale Koelle) [90-91]. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института лекарственных растений одной из основных территорий ареала Aconitum septentrionale К. является Южно-Уральский регион, включающий предгорную и горную части Республики Башкортостан, где растение образует промысловые заросли, причем в лесах, подвергающихся антропогенному воздействию, Aconitum septentrionale К. в большинстве случаев имеет тенденцию к увеличению сырьевой продуктивности [91]. Уникальность и огромное многообразие химического строения вторичных метаболитов (к которым принадлежат и дитерпеновые алкалоиды) даже близкородственных видов растений, а также широкая представленность на территории Республики Башкортостан и определила выбор объектов нашего исследования - растений рода Delphinium видов elatum, alpinum и cuneatwn и вида Aconitum septentrionale К. Из трех видов Delphinium ранее алкалоидный состав изучался только для Delphinium elatum L. (Приложение, схемы 1.1-1.5), для двух других видов такие сведения в литературе отсутствуют. Что касается вида Aconitum septentrionale К., то более чем столетняя история изучения его алкалоидного состава (Приложение, схемы 2.1-2.6) не ослабила интереса исследователей, в немалой степени благодаря выявлению ряда ценных фармакологических свойств выделенных алкалоидов. Большие природные запасы Aconitum septentrionale К. в Башкортостане позволили предложить корни этого растения в качестве сырьевой базы в производстве антиаритмического препарата «Аллапинин», действующим веществом которого является алкалоид лаппаконитин. Смолообразный остаток опытно-промышленного производства препарата «Аллапинин», представляющий собой сумму алкалоидов маточника после отделения лаппаконитина, далее не используется. Поиск путей применения технологического маточника в качестве вторичного сырья, а именно: выделение сопутствующих лаппаконитину дитерпеновых алкалоидов, их идентификация и в перспективе изучение их фармакологического действия также представляется актуальной задачей.
Алкалоиды корней Delphinium cuneatum
Изучали алкалоидный состав корней Delphinium cuneatum, собранных на Белебеевском плато (Башкортостан, ареал Аслыкуль/Кандрыкуль, фаза цветения). В доступной нам литературе сведения об алкалоидном составе этого растения отсутствуют. Выделенная сумма алкалоидов составила 1.5% от веса воздушно-сухого сырья. Из суммы алкалоидов выделены метилликаконитин (2) и два новых алкалоида - 16-деметоксиметилликаконитин (10) и 16-деметоксиделаваин (11), а также К, Г-ди(метоксикарбонил)-3,4-диаминотолуол (12) (схема 1). 2.3.1. Строение 16-деметокеиметилликаконитина (10) Сумма алкалоидов корней Delphinium cuneatum была разделена по силе основности на фракции средне- (А, рН 9) и сильноосновных (В, рН 12) алкалоидов, каждая из которых, в свою очередь, была разделена на узкие фракции рН 6, 7, 9 и 12. Из фракции рН 6 (В) методом колоночной хроматографии на силикагеле выделен ранее неописанный алкалоид 16-деметоксиметилликаконитин (10). По данным ИК-спектроскопии в молекуле 10 имеется сложноэфирная группа (1720 см"1), что подтверждается щелочным гидролизом алкалоида и получением аминоспирта 13. Масс-спектр высокого разрешения дает для 13 молекулярную массу 437.277, что соответствует брутто-формуле C24H39NO6. Сравнение молекулярных масс исходного алкалоида ([М]+ 652) и аминоспирта, а также анализ спектральных данных 10 и 13 (ЯМР Н, 13С, масс-, ИК-спектры) указывает на то, что этерифицирующей кислотой в 10 является метил су кцинилантраниловая кислота. Данные ЯМР Н, С-спектров указывают на присутствие в молекуле 10 и 13 трех метоксильных групп и N-этилыюй группы, а масс-спектры характерны для Сід-дитерпеновьгх алкалоидов [103]. Тот факт, что в масс-спектрах 10 и 13 максимальную интенсивность имеет пик иона [М-31]+, позволяет расположить одну из метоксигрупп в положении С(1) [104]. Соотношение интенсивностей пиков ионов [М-15]+:[М-31]+ в масс-спектрах С9-дитерпеновых алкалоидов, содержащих у С(1) метоксильную группу, равное 33:100 характерно для С(6)(ОСН3)-С(7)(ОН)-С(8)(ОН) группировки [109]. Наблюдаемые в спектре ЯМР Н алкалоида 10 и продукта гидролиза 13 характерные дублеты с малой величиной КССВ а-ориентированных протонов при С(6) (3.77 м.д. и 3.72 м.д. соответственно, У=1.6Гц) также свидетельствуют о присутствии р-метоксильной группы при С(6).
Однопротонные триплеты при 3.48 м.д. для 10 и 3.50 м.д. для 13 (/=4.2Гц) позволяют расположить третью из имеющихся метоксигрупп в а-ориентации при С(14) [105]. Также в спектрах ЯМР Н надежно устанавливаются синглеты протонов при С(17) (3.11 м.д. для 10 и 3.12 м.д. для 13), два дублета диастереотопных протонов при С(19) (2.42 и 2.71 м.д. для 10, 2.43 и 2.68 м.д. для 13), по три трехпротонных синглета в области 3.20-3.40 м.д., обусловленных метоксильными группами, а также в 10 дублет метильной группы (1.48 м.д.) сукцинимидного фрагмента. В спектре ЯМР 13С в режиме JMODCH алкалоида 10 имеются 8 сигналов от метановых углеродов, 3 сигнала метоксильных групп (56.0, 57.3, 58.5 м.д.) и 11 сигналов метиленовых и четвертичных углеродов основного углеродного скелета, а также сигналы, отвечающие метил су кцинилантраиильному остатку и N-этильному фрагменту (51.1 и 14.2 м.д.). Окончательное установление структуры 10 было сделано на основании сравнения химических сдвигов 10, 13 в спектрах ЯМР 13С с известными соединениями метилликаконитином (2) [108] (табл. 1), кардиопеталидином (14) [ПО] и виресценином (15) [111] (табл. 2), а также расчетами по аддитивным схемам с использованием а, р и у- инкрементов заместителей. Сравнение спектров ЯМР 13С алкалоида 10 и метилликаконитина показало, что химические сдвиги сигналов колец А и В отличаются менее, чем на 1 м.д., значительные изменения химических сдвигов наблюдаются для сигналов, обусловленных С(13), С(15) и С(1б). Данные ЯМР С-спектра указывают на наличие в 10 дополнительной метиленовой группы и отсутствие одной метоксильной группы у С(16) по сравнению с метилликаконитином. Характер изменений химических сдвигов С(13), С(15) и С(16), наблюдающийся в спектрах ЯМР 13С при переходе от кардиопеталидина (14), в котором заместитель в положении С(16) отсутствует, к виресценину (15), имеющему С(16)-метоксигруппу, аналогичен наблюдающемуся при переходе от 10 к 2. Для С(13) и С(15) наблюдаются сильнопольные сдвиги при переходе от 15 к 14 (4.9 и 9.3 м.д.) и от 2 к 10 (6.1 и 8.2 м.д.). На основании вышеизложенного, выделенный алкалоид 10 имеет структуру метилликаконитина без метоксильной группы при С(16), т.е. является «16-деметоксиметилликаконитином».
Необходимо отметить, что в литературе примеры обнаружения природных дитерпеновых алкалоидов с отсутствующей при С(16) метоксигруппой немногочисленны, поэтому мы решили предпринять попытку подтверждения строения 10 или 13 химическим путем — корреляцией с известным алкалоидом, структура которого достоверно установлена. Поскольку структура аминоспирта 13 близка к структуре ликоктонина (5) и отличается от него отсутствием заместителя в положении С( 16), казалось целесообразным использовать ликоктонин для встречного синтеза по частично описанной в литературе схеме [17], включающей получение оксопроизводного 16, трансформацию его в секопродукт 17 с последующим отщеплением метанола с образованием а, 3-ненасыщ енного кетона 18 и восстановление последнего в 16-деметокси-19-оксосеколикоктонин (19) (схема 2). Изучая окисление дитерпеновых алкалоидов с ликоктониновым скелетом, Marion L. с сотрудниками показали [112], что алкалоиды, содержащие [3-метоксильную группу в положении С(6), при окислении перманганатом калия в водно-ацетоновом растворе легко и с хорошим выходом дают лактамы. Окислением ликоктонина (5) по этой методике был получен с количественным выходом 19-оксоликоктонин (16), имевший лактамный карбонил в шестичленном цикле (ИК-спектр: v 1640 см"1). В спектре ЯМР С вместо сигнала 52.9 м.д., принадлежащего С(19) атому в ликоктонине, появлялся пик лактамного карбонила при 173.9 м.д. (табл. 3). Йодное окисление оксопроизводного 16 привело к смеси 19-оксосеколикоктонина (17) [17] и 19-оксосекодеметанолликоктонина (18), обработка первого 10%-ной серной кислотой дала 18, являющийся а,р ненасыщенным кетоном. Дальнейшей задачей было восстановление двойной связи. Описанное в литературе [17] гидрирование оксосекодеметанолдельфатина по Адамсу приводило к образованию тетрагидропродукта, в котором отсутствовала двойная связь, карбонил в пятичленном цикле сохранялся, а в шестичленном восстанавливался до спирта. Поскольку в нашу задачу входило получение соединения с сохранением кетогрупп в положениях С(7) и С(8), то этот путь был неприемлем. Поэтому было проведено гидрирование двойной связи С(15)-С(16) над катализатором Pd/C. При этом получили желаемый Іб-деметокси-19-оксосеколикоктонин (19).
Строение септонина (32) и септонтрионина(ЗЗ)
Масс-спектр высокого разрешения дает для септонина (32) молекулярную массу 636.305, соответствующую брутто-формуле C35H44N2O9. Максимальным по интенсивности является пик иона [М-29]+. По данным ИК-спектра в молекуле имеются ОН- (3200-3550 см ) и СО-(1714 см"1) группы. Анализ данных спектров ЯМР Н и 13С (8Н 7.28-8.10 м.д. (Аг), 5С 164.1, 176.6, 176.6 м.д. (СО), 127.2-133.6 м.д. (Аг)) и масс-спектра (осколочный ион с массой 202) указывают на то, что этерифицирующей кислотой в 32 является сукцинилантраниловая кислота. В молекуле 32 имеется также карбонильная группа (5С 212.4 м.д.). Щелочным гидролизом алкалоида был получен аминоспирт 36. Масс-спектр высокого разрешения дает для 36 молекулярную массу 435.262, C24H37NOG. В ИК-спектре присутствуют полосы поглощения 1714 см"1, что свидетельствует о нахождении СО группы в шестичленном кольце, атакже 3200-3600 (ОН) см"1. Данные спектров ЯМР ]Н и 13С указывают на присутствие в аминоспирте 36 трех метоксильных групп (5н 3.32, 3.34 и 3.38 м.д., 5С 82.6, 82.8, 83.6 м.д. и 6С 56.7, 57.1 м.д. и 57,3 м.д.), N-этильной группы (6н 1.16 м.д.). Протон у С(14) в спектре ЯМР Н резонирует в виде характерного триплета при 3.42 м.д., что позволяет расположить в этом положении одну из метоксильных групп [105]. Наблюдаемые значения химических сдвигов хорошо согласуются с локализацией двух оставшихся метоксильных групп в положениях С(1) и С(16). Сравнение спектральных данных (ИК-, ЯМР Н и С-, масс-спектров) аминоспирта 36 и еще одного выделенного нами нового алкалоида -септонтрионина (33) указывают на близость их строения. ИК-спектр для 33 свидетельствует о том, что в структуре алкалоида также имеется С=0 группа в шестичленном кольце (1702 см"1) и ОН-группа (3400 см"1). В спектре ЯМР 13С алкалоида 33 наблюдаются 11 синглетных и триплетных сигналов и 14 дублетов и квартетов. В спектре ЯМР С в режиме QUATD в области четвертичных углеродов, не содержащих кислородные функции, имеются три синглета при 37.1 (С(4)), 49.7 (С(11)) и 54.8 (С(8)) м.д. (табл. 9), что позволяет предполагать наличие ангидроструктуры. Масс-спектр высокого разрешения дает для 33 молекулярную массу 449.277, соответствующую брутто-формуле C25H39NO6.
Сравнение данных масс-спектров высокого разрешения септонтрионина (33) и аминоспирта 36 свидетельствует о том, что молекулярные массы алкалоидов различаются на СН2-группу. В спектре ЯМР !Н септонтрионина (33) имеются сигналы N-этильной группы (1.14 м.д.) и четырех метоксильных групп (3.27, 3.29, 3.30 и 3.36 м.д.), причем по данным спектра ЯМР 13С следует, что дополнительная метоксильная группа находится у метиленового атома углерода. В аминоспирте 36 сигнал С(18), при котором находится гидроксильная группа, наблюдается в виде триплета при 69.5 м.д., а в септонтрионине (33) он смещен в более слабое поле к 79.4 м.д., что позволяет расположить у С(18) метоксильную группу. В спектрах ЯМР н алкалоидов 33 и 36 синглетные сигналы в слабом поле (4.24 и 4.26 м.д. соответственно) позволяют предположить, что в 33 и 36 имеется СН-ОН группа, причем рядом с ней находится дезэкранирующий ее заместитель. Тот факт, что в ацетильном производном (37), полученном при ацилировании септонтрионина (33) хлористым ацетилом, этот сигнал в спектрах ЯМР н смещается в слабое поле до 5.42 м.д. (СН-ОАс), а при метилировании (38) появляется при 3.78 м.д. подтверждает, что в исходной молекуле имеется СН-ОН группа. При этом в спектре ЯМР 13С синглет, принадлежащий СО, смещается от 212.7 м.д. для 33 до 205.3 м.д. для 37 и 210.6 м.д. для 38, что позволяет утверждать, что гидроксильная группа находится в а—положении к СО группе. Для расшифровки структуры выделенных алкалоидов мы провели метилирование как 33, так и ангидроликоктонина (35). Обращает на себя внимание тот факт, что в масс-спектрах алкалоидов 32, 33 и 36 тип фрагментации не соответствует ни обычно наблюдаемому для ликоктониновых алкалоидов [109], ни ангидроликаконитину (31). В то время как для 31 максимальным (100%) по интенсивности является пик молекулярного иона, а интенсивность пиков [М-ОСН3]+ и [М-СН3]+ составляет 33 и 31% соответственно, для 32, 33 и 36 наблюдается другой тип фрагментации (схема 4). Фрагментация молекулярных отрицательных ионов в масс-спектрах резонансного захвата электронов различна в зависимости от структуры алкалоида. Для 31 и 35 основной вклад в масс-спектр вносит ОИ [М-ОСН3]\ который, вероятно, связан с отщеплением метоксила в а-положении к СО-группе и стабилизируется, как и в случае секодикетона 19, за счет образования двойной связи с локализацией отрицательного заряда на атоме кислорода. В то же время, для 32, 33 и 38 максимальным является пик иона [М-Н] , для 38 наблюдается также ОИ [М-ОСНз]", но с интенсивностью 75%, а для 32 и 33 — ОИ [М-ОН]" с интенсивностью 11% и 6% соответственно. В случае алкалоида 37, имеющего в а-положении к СО-группе ацетатную группу, максимальным является пик иона [М-О Ас] . С учетом всего выше изложенного, для септонина (32), септонтрионина (33) и аминоспирта 36 была предложена структура изо-ангидроликоктонинового типа с расположением при С(7) гидроксильной группы, а при С(6) С=0 группы. С предлагаемым строением хорошо соотносятся представленные на схеме 4 возможные пути фрагментации 32, 32 и 37 под действием электронного удара в масс-спектрах.
Первоначально возник вопрос, являются ли 32, 33 и 36 продуктами природного происхождения, или это результат изомеризации С(7)-С=0 -С(6)-ОН ангидроструктуры в ангидро- С(7)-ОН - С(6)-СЮ. Протекание аналогичной изомеризации наблюдалось для деметиленоксодельфелин пинакон ацетата, полученного при ацилировании деметиленоксодельфелина Масс-спектрометрические исследования по РЗЭ выполнены сотрудниками ИОХ УНЦ РАН Мавродиевым В.К. и Пнхтовниковым СВ. хлористым ацетилом [53]. Такая перегруппировка может приводить к получению аир изомеров по положению С(7). Однако, в Aconitum septentrionale К. не найдены ни делькорин или деметиленделькорин, ни ликаконитин, изомеризация которых могла привести к этим структурам, хотя тот же делькорин, например, успешно выделяют из других растений при стандартной обработке. Все эти факты служат аргументами в пользу природного происхождения 32 и 33. Как и в случае ангидроликоктонина (35), для полного отнесения сигналов в спектрах ЯМР Н и 1ЭС септонтрионина (33) была проведена серия экспериментов DEPT, 2D СOSY, 2D HSQC и 2D НМВС [ 147-149] на ЯМР спектрометре Avance-600 (Bruker) (600 МГц ( Н), 150.926 МГц (13С)). Первоначально для отнесения использовали фрагмент с характеристичными ЯМР параметрами, а именно СО группу, резонанс углерода которой в спектре ЯМР С наблюдается в низких полях при 212.7 м.д. В отличие от 35, для которого в 2D НМВС спектре, настроенном на дальние Н- С КССВ, наблюдаются кросс-пики между СО и протонами четырех СН-групп и одной СН2-группы, в 2D НМВС спектре 33 (рис. 5) наблюдаются кросс-пики между СО и протонами двух СН-групп. Этот факт служит еще одним доказательством расположения СО группы в положении С(6), в этом случае наблюдаемые кросс-пики возникают за счет взаимодействия с Н(5) и Н(7). Для отнесения наблюдаемых резонансных сигналов Н(5)/Н(7) к конкретному протону использовали данные 2D COSY спектра. В спектре (рис. 6) наблюдаются четыре кросс-пика от одного из сигналов, соответствующих Н(5)/Н(7) при 2.41 м.д. Однако этот сигнал перекрывается с резонансом других протонов, что не позволяло однозначно отнести возникновение наблюдаемых кросс-пиков за счет ССВ именно этого протона (Н(5)/Н(7)) с другими ядрами. От другого сигнала (Н(5)/Н(7)) при 4.24 м.д. наблюдается один кросс-пик к резонансу протона при 3.41 м.д., не связанного ни с одним атомом углерода (по данным 2D HSQC спектра), и соответствующего ОН-группе. Таким образом, сигнал при 4.24 м.д. относится к Н(7), а резонанс Н(5) проявляется при 2.41 м.д. С помощью 2D HSQC спектра были определены соответствующие им углеродные резонансы для С(5) и С(7).
