Содержание к диссертации
Введение
1. Тритерпеноиды циклоартанового ряда 7
1.1. Общие сведения 7
1.2. Выделение 8
1.3. Определение структуры 9
1.4. Гликозиды циклоартановых тритерпеноидов 20
2. Циклоартановье тритерпеноиды astragalus tasghkbh- dicus и их гликозиды 61
2.1. Общие сведения 61
2.2. Выделение и разделение циклоартановых тритерпеноидов и их гликозидов из Astragalus tasch-kendicus Bge 62
2.3. Строение циклоасгенина А 64
2.4. Строение циклоасгенина С 76
2.5. Строение циклоасгенина В 86
2.6. Строение 3-дегидроциклоасгенина С 91
2.7. Строение аскендозида С 99
2.8. Строение аскендозида D 110
2.9. Строение аскендозида В 114
2.10. Строение аскендозида А 118
2.11. Круговой дихроизм циклоартановых кетонов. Особенности ПМР и масс-спектров изученных циклоартановых тритерпеноидов 123
2.12. О биогенетической связи циклоартановых трите рпеноидов Astragalus taschkendicus 127
2.13. Результаты фармакологических испытаний аскендозидов 129
3. Экспериментальная часть 131
3.1. Общие сведения 131
3.2. Выделение и характеристика циклоартановых тритерпеноидов и их гликозидов из Astragalus taschkendicus Bge 133
3.3. Строение циклоасгенина А 137
3.4. Строение циклоасгенина С 141
3.5. Строение циклоасгенина В 145
3.6. Строение 3-дегидроциклоасгенина С 146
3.7. Строение аскендозида С 151
3.8. Строение аскендозида D 157
3.9. Строение аскендозида В 161
3.10. Строение аскендозида А 164
3.11. Получение 3-кетопроизводного циклосивер-сигенина и 6-кетопроизводного циклоасгенина С 168
Выводы 170
Введение к работе
Циклоартаны занимают заметное место среди низкомолекулярных растительных метаболитов, обусловленное тем, что один из начальных представителей этого ряда, циклоартенол, служит ключевым звеном: в биосинтезе различных фитостероидов.
Возрастающий интерес к этим соединениям виден из того, что если к середине 70-х годов, т.е. через 25 лет после установления строения циклоартенола, было известно около 50-ти производных, то в настоящее время описано более 160-ти веществ данного класса.
Циклоартаны привлекают внимание исследователей не только как вещества,способствующие пониманию и раскрытию путей биосинтеза фитостероидов, но и как соединения, обладающие широким спектром физиологической активности.
В лаборатории химии гликозидов Института химии растительных веществ АН УзССР проводятся фундаментальные исследования растительных биорегуляторов стероидного и тритерпеноидного характера. В недавнее время в этой лаборатории впервые было показано, что род Astragalus (Leguminosae) содержит циклоартаны. Обширный род Astragalus, широко представленный в нашей стране, остается малоисследованным относительно рассматриваемой группы соединений. Это и определило теоретическую направленность данной работы,
- 5 -заключающуюся в изучении циклоартановых производных растения Astragalus taschkendicus Bge.
Циклоартановые генины и их гликозиды отличаются низкой токсичностью, порой практически не токсичны, обладают гипохолестерине мической, гипотензивной, кардиотонической активностью. Среди них выявлены индукторы биосинтеза интерферона. Все это указывает на то, что исследование циклоартанов растений рода Astragalus имеет и практическую значимость.
Собственным работам автора предшествует литературный обзор по тритерпеноидам циклоартанового ряда, рассматривающий современные достижения в данной области. Приведена таблица, включающая 164 известных соединений этого класса.
Автору в ходе настоящей работы предстояло разрешить следующие задачи:
Разработать оптимальный способ выделения и разделения тритерпеноидов циклоартанового ряда и их гликозидов, продуцируемых растением Astragalus taschkendicus Bge.
Выяснить химическое строение полученных соединений.
Накопить основные гликозиды ряда циклоартана и обеспечить ими фармакологические испытания.
Научную новизну и практическую ценность выполненных работ автор видит в следующем:
Установлено строение четырех новых циклоартановых метил-стероидов - циклоасгенинов А, В, С, 3-дегидроциклоасгенина С и четырех новых гликозидов - аскендозидов А, В, С, D.
Проведена корреляция структур циклоасгенина А и известного циклоартана - циклосиверсигенина.
Осуществлен частичный синтез 3-дегидроциклоасгенина С.
Выяснено влияние 6о.-0Н группы на характер эффекта Кот-
- б -
тона в спектрах КД 3-кетоциклоартанов. Определен эффект Коттона для 6-кетоциклоартанов. Отмечены особенности спектров ПМР и масс-спектров электронного удара изученных соединений.
- Фармакологические исследования показали, что аскендозид D является не токсичным перспективным гипохолестеринемическим средством.
Диссертация выполнена в лаборатории химии гликозидов ордена Трудового Красного Знамени Института химии растительных веществ АН УзССР в период 1979 - 1984 гг. Она представляет собой часть работ этой лаборатории, проводимых в соответствии с темой: 2.29.5Л "Биорегуляторы на основе стероидов и тритерленоидов растительного происхозздения" (Проблема - Биоорганическая химия).
Научный консультант - член-корр. АН УзССР Н.К.Абубакиров.
ТРИТЕРІЕНОВД ЦИКЛОАРТАНОВОГО РЯДА (Литературный обзор)
I.I. Общие сведения
Известны две большие группы растительных веществ, имеющих стероидный скелет и 9,19-трехчленный цикл. Это алкалоиды самшита /1,2/ и циклоартановые тритерпеноиды.
Выделение
Циклоартаны в растениях встречаются в свободной форме и в виде гликозидов. Методы выделения из растительного сырья, разработанные для различных типов тритерпеноидов /11,12/, вполне применимы и к циклоартановым производным. Малополярные циклоартаны, содержащиеся в липидной фракции растения, можно экстрагировать хлороформом, этиловым или петро-лейным эфиром /13-17/. Экстракцию полярных соединений проводят метанолом или этанолом. Часто первичный экстракт подвергают предварительной очистке для удаления сопутствующих веществ. В каждом отдельном случае методика обработки зависит от конкретных особенностей исследуемого растения /18-20/. Задача разделения сложной суммы экстрактивных веществ, как правило, решается колоночной хроматографией на окиси алюминия или силикагеле. Окись алюминия находит применение для хроматогра-фического фракционирования малополярных соединений /21,22/. Хорошие результаты по разделению малополярных циклоартанолов в виде ацетатов /23-25/ и бензоатов /26/ получены при использовании силикателя, пропитанного нитратом серебра. Полиоксисоединения, вещества гликозидной природы и полиоксициклоартаны, имеющие ацильные остатки, хроматографируют на силикагеле. Описано применение ГЖХ для определения циклоартенола 128) и некоторых его близких аналогов /27,28/. 1.3. Определение структуры Первым в рассматриваемом ряду тритерпеноидов было доказано строение циклоартенола (28). Бартон /29/ показал, что под воздействием кислоты циклоартанол (24,25-дигидроциклоартенол; ІУ, схема I.I) изомеризуется, образуя смесь ненасыщенных ланостенов. Спринг и сотрудники /30/ установили, что главным компонентом смеси является 9(П)-ланостенол (УІ). Реакция изомеризации убедительно доказала присутствие циклопропанового кольца. Для определения положения циклопропановой функции Бартон с сотрудниками /31/ изомеризовали ацетат циклоартанола (У) хлористым дейтерием и последующим восстановлением получили дейтерола-ностан (УІІ). Авторы провели сравнительные количественные измерения интенсивностей поглощения в ЙК-спектрах ланостана (УІІІ) и дейтеропродукта (УІІ) в области, характерной для метильных групп при 1380 см . Было выяснено, что деитерированное соединение обладает меньшей интенсивностью поглощения. Это возможно только в случае образования дейтерометильной группы, что указывает на присутствие 9,19-цикла. К аналогичным выводам пришли Спринг и сотрудники /32/, пока- завшие, что в ненасыщенном кетоне X, полученном из циклоартано-на (IX), по данным У3 -спектра циклопропановое кольцо находится в цепи сопряжения с кетогруппой. В настоящее время при установлении строения циклоартанов определяющее значение имеют инструментальные методы.
Циклопро-пановая группа вносит отличительные особенности в спектральное поведение тритерпеноида. Однако присутствие трехчленного цикла в молекуле тритерпеноида не является бесспорным критерием его принадлежности к циклоартановому ряду. Следует отметить, что недавно из растений выделены тетрациклические тритерпеноида, глаб-ретал (XI) /33/ и циклороиленол (XII) /34/, имеющие трехчленный цикл в ядре, но не относящиеся к группе циклоартанов. Предварительную информацию о наличии трехчленного цикла в молекуле терпеноида можно получить из ИК-спектра. Поглощение СНгэ-группы циклопропанового кольца обнаруживается при 3040 -3060 см , правда, с небольшой интенсивностью /35,36/. Очень часто искомая полоса вырисовывается в виде плеча или площадки на интенсивной полосе валентных колебаний СН-групп алканов. Кроме того в этой области проявляются валентные колебания СН-групп других соединений, например, алкенов, ароматических веществ, метилена эпоксидной группы. Это необходимо учитывать при анализе Щ-спектров и вывод о присутствии циклопропанОго кольца, основанный на поглощении при 3040 - 3060 см , должен быть подтвержден другими данными. Существенное значение при исследовании циклоартанов имеет масс-спектрометрия. На примерах циклоартенола (28) и циклолауде-нола (59) /37,38/ впервые было показано, что у циклоартанов кроме фрагментации, свойственной изопреноидным спиртам - отщепление одной или нескольких молекул воды, метильной группы, боковой це- пи - наблюдаются разрывы, обусловленные наличием 9,19-циклопро-панового кольца. Влияние этой группы приводит к отрыву нейтрального осколка, содержащего кольцо А, и к образованию иона d (.схема 1.2). Альтернативно расщепление может проходить по типу а или Ъ /13,15,17,21,23,26,37-51/.
Обнаружение иона с m/z 365 (C jHggOg) в масс-спектре циклоасгенина А (26) /19/ указывает на то, что путь а более вероятен. Возможный механизм образования иона d заключается в первоначальном разрыве связи 9-Ю, вследствии чего уменьшается стери-ческое напряжение кольца В. Разрыв активированной связи 5-6 с последующей миграцией одного из атомов водорода при C-II путем перегруппировки Мак-Лафферти приводит к иону типа d /37/. Интенсивность пика иона d бывает достаточно высока и в некоторых случаях достигает 100%. Это особенно характерно для мо-нооксициклоартановых спиртов. В тех случаях, когда имеются функции, конкурирующие с ионом d за локализацию заряда, интенсивность последнего значительно понижается /13,19/. Например, в масс-спектре циклоартенона (П) величина пика фрагмента d составляет всего 14% /37/. В полифункциональных циклоартанах конкурирующие реакции фрагментации могут привести к еще более значительному уменьшению вероятности возникновения иона d, а иногда и к его практическому отсутствию /18,20,53/. Благодаря своей высокой информативности спектроскопия ЯМР % и -% находят широкое применение в структурных исследованиях циклоартановых тритерпеноидов. Одной из характерных особенностей спектров ПМР циклоарта-нов являются резонансные сигналы протонов циклопропанового метилена. Они проявляются в сильном поле в виде двух однопротон-ных дублетов, взаимосвязанных между собой по типу системы АВ, с типичной константой геминального спин-спинового взаимодействия 2 ( J =4 Гц). Наблюдение этих дублетов указывает на присутствие 1,1,2,2-тетразамещенного циклопропанового кольца, каким и является 9,19-цикл. Для многих представителей рассматриваемого класса центры дублетов циклопропановых протонов расположены в пределах 0,30 -0,60 м.д. /40,54/. Некоторые заместители, находящиеся в кольцах А и С, могут влиять на величину химического сдвига сигналов протонов при C-I9. Примеры такого воздействия представлены в таблице I.I. Так, при использовании GWl t как растворителя, кетофункция при С-3, гид-роксильные группы при C-I и C-II оказывают парамагнитный эффект /19,41,55,56/, в то время как 4 о(.-оксиме тиле новая группа /57/ или отсутствие 4 ft-метильной группы /55/ вызывает диамагнитное смещение сигналов циклопропановых протонов. Степень влияния функциональных групп на величину химических сдвигов циклопропановых протонов в определенной мере зависит от применяемого растворителя. Можно видеть (таблица I.I, XIX, XX), что при переходе от CDC:u к суэ6 происходит небольшой сдвиг сигналов в сильное поле /56,58/. Наиболее существенно эффект растворителя сказывается при использовании пиридина. На примере соединения ХХІУ показано, что пиридин значительно усиливает дезэкранирующее действие IIod-гид-роксильной группы и сигнал одного из циклопропановых протонов смещается в слабое поле до 1,63 м.д. Следует указать, что употребление пиридина, как растворителя, может дать дополнительную информацию о структуре тритерпеноида при анализе химических сдвигов метильных групп. Обычно сигналы метильных групп циклоартановых производных проявляются в области
Гликозиды циклоартановых тритерпеноидов
К настоящему времени описано около 40 гликозидов циклоар-танового ряда. Из них только два - 156 и 157, принадлежат к 4-монометильным аналогам. Среди представителей группы поллинас-танола (158) гликозидов пока не найдено. Как правило, все гликозиды являются производными полиоксициклоартанов. Гликозилирован-ные формы циклоартанов обнаружены в растениях, относящихся, в основном, к двум семействам: лютиковым (Rammculaceae) и бобовым (Leguminosae). Углеводные компоненты гликозидов рассматриваемого класса представлены D -ксилозой, В -глюкозой, D -галактозой, L -араби-нозой, L -рамнозой. Пентозы встречаются чаще гексоз. В отличие от многих стероидных и тритерпеновых гликозидов не ацилозидной природы, у которых углеводная цепь расположена преимущественно при С-3, циклоартаны весьма часто встречаются в виде бис- или трисдесмозидов. Из-за наличия чувствительного к воздействию кислот 9,19- трехчленного цикла, при доказательстве строения гликозидов, л особое значение приобретает поучение нативных генинов. Для гидролиза используют разбавленные минеральные и органические кислоты. Однако гидролиз кислотами слабой концентрации не всегда проходит /82/, а применение более жестких условий может привести не только к раскрытию циклопропанового кольца /18,20,57/, но и к некоторым другим изменениям. Так, например, в случае тали-козида А (121) наряду с раскрытием трехчленного цикла произошло и замыкание боковой цепи /57/. Если в -положении к циклопропановому кольцу расположена гидроксильная группа, то такая система становится особенно уязвимой /56,58/. У веществ, подобных XXXII (схема 1.4), в кислой среде происходит элиминирование аС-гидроксильной группы и последующая миграция циклопропанового кольца. Образующийся при элиминировании оксигруппы карбониевый ион аллильного типа (а) стабилизируется при миграции циклопропанового кольца и переносе заряда на третичный углеродный атом (ион ь). Последний, теряя протон, превращается в олефин XXXIII. Генины, если они не содержат свободные о(.-диольные группы, можно получить распадом соответствующих гликозидов по Смиту /83/, окислением периодатом натрия с последующей обработкой щелочью /57/ или периодатным окислением в присутствии цикло- гексиламина и уксусной кислоты /84,85/. Последний метод позволяет сохранить в молекуле генина такие лабильные группировки как сложноэфирные, ацетальные или кетальные. Другое достоинство этого метода заключается в том, что помимо генина образуется некоторое количество соответствующего формиата, который позволяет определить местоположение сахарного остатка.
Ферментативное расщепление углеводных компонентов является наиболее мягким методом получения генинов и прогенинов /13,20, 68,86-89/. Для установления строения сахарной цепи используют общие методы химии углеводов, такие как полный и частичный гидролиз, метилирование, йодное окисление /90-92(стр. 9-54)-102/. В доказательстве строения гликозидов широко применяется исчерпывающее метилирование /92(стр. 276-280), Ю3(стр. 458-465)-106/. При идентификации метиловых эфиров моносахаридов используют ЇСХ /92(стр. 37-46)/ и особенно ГЖХ /92(стр. 26-37),107,108/. Индивидуальные производные Сахаров могут определяться с помощью масс-спектрометрии /109/. Для анализа сложных смесей эффективным является хромато-масс-спектрометрия /II0-II6/. Информация, полученная изучением продуктов метилирования, Большинство вопросов, связанных с установлением строения гликозидов, можно разрешить с помощью спектроскопии ЯМР 41. Сопоставление спектров ЯМР генина, прогенинов и гликозида позволяет надежно установить строение последнего /120-123/. Так, известно, что углеродный атом генина, связанный с сахаром, испытывает эффект гликозилирования, заключающийся в парамагнитном смещении его резонансного сигнала примерно на 10 м.д, /120,121/. Это дает возможность безошибочно выяснить местоприсоединение углеводной цепи. Отнесением резонансных сигналов углеводного остатка в спектре соответствующего прогенина выясняется размер окисного кольца. Величины химических сдвигов аномерных углеродов используют для определения конфигурации гликозидной связи /122/. Значителен вклад спектроскопии ЯМР 4з при исследовании циклоартановых гликозидов, особенно их ацилпроизводных /87-89, 124-126,128,130-132/. к В таблице 1.3 приведено строение 164-х соединений. Не исключено, что среди них имеются идентичные. Например, изоцикло-артенолу (27) и J -циклоористеролу (29) приписана одинаковая структура. Возможно, что трифиллол (83), стереохимия хиральных центров которого при С-20 и С-24 не определена, идентичен с одним из веществ 82 или 84. Гликозиды растений рода Cimicifuga 95, 102, 105 и соответствующие генины 22, 56, 72 являются артефактами /133,134/. По всей вероятности, список артефактов циклоартановых производных, выделенных из растений рода Gimicifuga, не ограничивается перечисленными соединениями. Обращает на себя внимание также тот факт, что циклогалеги-генину (36) и циклоастрагенолу (38) приписывают одинаковое строение, тогда как их физико-химические константы и спектральные данные сильно расходятся. Выделенный из Astragalus siever-sianus Pall, циклосиверсигенин (37) и изолированные из Astragalus membranaceus Bge. циклоастрагенол (38) и астрамембрангенин (37а) имеют близкие константы. В то же время, если для соедине-ши Ш. и Ш& Д91 9- идентичная структура, то циклоартан 38 отличается от них стереохимией атомов С-20 и С-24. Однако тождественность этих трех веществ не установлена. Растения, содержащие циклоартановые тритерпеноиды и их гликозиды, родов Gimicifuga /135(стр. 103-104)/ и Astragalus /135 (стр. 161-163),136/ издавна применяются в народной медицине при различных заболеваниях.
Настойка клопогона даурского /Gimicifuga dahurica (Turcz.) Maxim./ используется в научной медицине в качестве успокаивающего и гипотензивного средства /137/. В научной медицине применялись и отдельные виды Astragalus /138-140/. Неогаленовый препарат "астрагалозид", представляющий собой сумму гликозидов Astragalus sieversianus Pall., показал гипохо-лестеринемическую активность, способствуя нормализации липидно-го обмена и улучшая сердечную деятельность подопытных животных при экспериментальной эндогенной гиперхолестеринемии /141/, ГЛИКОЗИДЫ Astragalus membranaceus Bge. обладают гипотензивной, диуретической и кардиотонической активностью. Показано ингибирующее действие этих гликозидов на процессы окисления липидов /142/. Растения рода Astragalus встречаются в различных географических зонах земного шара. В нашей стране этот род представлен 849 видами /222/, из них 239 произрастает в Узбекистане /223/. Ранее, на примере растения Astragalus sieversianus Pall., в нашей лаборатории впервые показано, что род Astragalus содержит тритерпеноиды циклоартанового ряда /18/. Как было указано в предыдущей главе (стр. 24-25),отдельные виды астрагала обладают лечебным действием. Причем в определенных случаях их фармакологическая активность связана с наличием в растениях циклоартанов /141,142/. Мы изучали тритерпеноиды циклоартанового ряда растения Astragalus tasohkendicus Bge. (сем. Leguminosae ). Это многолетнее бесстебельное растение высотой 20-50 см. Произрастает на высотах 450 - 2200 м. Распространение в Средней Азии: Памир-Алай, Тянь-Шань /222(стр. 637-638),223(стр. 606-607)/. Ранее астрагал ташкентский в химическом отношении исследован не был. Сравнительные исследования надземных и подземных частей астрагала ташкентского методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) показали, что именно корни более богаты искомыми веществами, особенно соединениями гликозидной природы. Процесс выделения и разделения циклоартановых тритерпеноидов из растительного сырья иллюстрирует схема 2.1. Воздушно-сухие измельченные корни исчерпывающе экстрагировали метанолом. Метанольные извлечения упарили до сиропообразной консистенции. Отфильтровывали выпавший кристаллический осадок (осадок А), состоящий из гликозидов Н и I. Маточный раствор упарили, сухой экстракт растворили в метаноле и разбавили трехкратным объемом хлороформа, надосадочную жидкость слили. Смолообразный остаток, по данным ТСХ, не содержал искомых соединений. Упарив слив, процесс повторили еще один раз и после удаления растворителей получили очищенную сумму изопреноидов, которую разделяли колоночной хроматографией и получили 9 индивидуальных соединений, обозначенных в порядке увеличения их полярности веществами А, В, С, D, Е, F, G, Н, I (таблица 2.1). Пять веществ (А, В, С, D, Е) имели генинную, четыре (F, G, Н, I) - гликозидную природу.
Строение циклоасгенина С
Циклоасгенин С (вещество Е, ХП, схема 2.4) выделен в свободном виде и получен также из продуктов метанолиза суммы гликозидов Н и I, наряду с циклосиверсигенином (Ш) /52/. Элементный состав циклоасгенина С (ХП) - 0я0%2% В спектре IMP этого соединения в сильном поле при 0,21 и 0,48 м.д. (таблица 2.3, рис. 2.3), так же как и в спектре циклоасгенина А, наблюдаются два однопротонных дублета, принадлежащих протонам циклопропанового кольца. Как и следовало ожидать, в ИК-спектре нового генина ХП (рис. 2.4) имеется полоса поглощения при 3040 см""1, обусловленная СН -группой циклопропанов о- го кольца /35/. Эти факты позволили отнести циклоасгенин С к изопреноидам циклоартанового ряда. Из спектра ПМР циклоасгенина С (ХП) следует, что его молекула содержит только четыре протона, геминальных к гидрокси-льным группам. Этим атомам водорода принадлежат однопротонный мультиплет при 4,54 м.д. и мультиплет с центром при 3,60 м.д., соответствующий трем протонным единицам. Данное заключение подтверждается тем, что указанные сигналы сдвигаются в слабое поле в спектрах ПМР тетраацетата Ж и пентаацетата ХІУ. Таким образом, из пяти кислородных атомов молекулы циклоасгенина С четыре принадлежат вторичным гидроксильным группам, акт образования пентаацетата ХІУ свидетельствует о том, что пятый кислородный атом входит в состав третичной гидроксиль-ной группы. В масс-спектре генина ХП имеется пик иона с m/z 329 - 22 33 (хема 2.5), образующийся в результате разрыва связи C-I7 - С-20 и выброса одной молекулы воды из пентациклического ядра /37/. Разрыв связи C-I7 - С-20 наблюдается и в масс-спектрах тетраацетата Ж и пентаацетата ХІУ. Соответствующие ионы в спектрах обоих ацетатов одинаковы, и им отвечает пик с m/z 471. В этом фрагменте сохранены все три ацетоксифункции. Следовательно, в пентациклической части молекулы циклоасгенина С находятся три вторичные гидроксильные группы, а в боковой цепи - одна вторичная и одна третичная. Из молекулярной формулы генина ХП С30Н52О5 следует, что боковая цепь этого соединения в отличие от боковой цепи циклоасгенина А (I) и циклосиверсигенина (Ш) имеет ациклическое строение. Циклоасгенин С (ХП) дает моноацетонид ХУ и подвергается окислению периодатом натрия. 8ти превращения указывают на наличие в молекуле генина ХП о -диольной группировки. Соединение ХУІ, образованное в результате йодного окисления, имеет М+ 432.
Потеря 60 единиц при переходе от генина ХП (М 492) к продукту йодного окисления ХУІ (М 432) однозначно определяет нахождение диольнои группировки в ациклической части молекулы, а именно, при С-24 - С-25. Интересно отметить, что в соединении ХУТ не удалось обнаружить карбонильную функцию. Этот факт можно объяснить возникновением полуацеталя между С-24 альдегидной группой и гидрок-силом, расположенным в циклическом ядре. Ацетилированием ацетонида ХУ получили диацетат ХУП и триацетат ХУШ. Окисление диацетата ХУП по Джонсу /224/ привело к кетопроизводному XIX. В ИК-спектре соединения XIX при 1742 см отмечено поглощение, характерное для пятичлеиного циклического кетона. Следовательно, кетофункция в соединении XIX, а значит, и гидроксильная группа, оставшаяся свободной в диа- цетате ХУЛ, расположены в кольце D. Кривая кругового дихроизма вещества XIX с отрицательным эффектом Коттона при 305 нм ( л& = - 5,09) указывает на расположение рассматриваемой кетогруппы при С-І6 /75/. Этим определяется положение одной из вторичных гидроксильных групп, находящихся в пентациклической части молекулы. Из сравнения спектров IMP диацетата ХУЛ и кетопроизводно-го XIX можно заключить, что в первом соединении один из муль-типлетов двухпротонного сигнала при 4,38 м.д. принадлешіт протону при С-І6. Как и следовало ожидать, в триацетате ХУШ сигнал этого протона сдвинут в слабое поле и проявляется при 5,16 м.д. Инкремент молекулярных вращений между триацетатом ацето-нида ХУШ и диацетатом ацетонида ХУЛ // М /ц-хущ = + 601, / М /]).Х7П = + » д/ М /р = + 206) определяет Д-ориента-цию С-І6 гидроксильной группы /7(стр. 189)/. Положение и конфигурацию двух оставшихся неидентифициро-ванными оксигрупп выяснили сравнительным изучением спектров IMP соединения ХУІ, циклоасгенина С (ХП), циклоасгенина А (I) и циклосиверсигенина (Ш). В спектре IMP продукта периодатного окисления ХУІ (дейте-рохлорошорм) имеется однопротонный квартет при 3,25 м.д. с 5J = 10,8 и 4,5 Гц. Хорошее совпадение параметров этого сигнала с аналогичными показателями Зо -Н циклосиверсигенина (Ш, табл. 2.2 и тритерпеноидов даммаранового ряда /228-230/ указывает на наличие в молекуле обсуждаемого соединения, а следовательно, и в молекуле циклоасгенина С, 3л-гидроксильной группы. В спектре ПМР циклоасгенина С (дейтеропиридин), так же как и в спектрах циклоасгенина А (I) и циклосиверсигенина (Ш, табл. 2,2), одна из метильных групп благодаря влиянию близлежащего гидроксила испытывает эффект дезэкранирования и резонирует при 1,73 м.д.
На основании этого можно придти к выводу, что молекула циклоасгенина С также содержит гидроксильную группу при С-6. Действительно, в спектре IMP (дейтерохлороформ) вещества ХП при 3,50 м.д. наблюдается секстетный сигнал протона, геминально расположенного к данному гидроксилу. Величина химического сдвига, константы спин-спинового взаимодействия Pjj» 2 3 = однозначно определяют /ь-ориентацию этого протона, а значит, и е -ориентацию гидроксильной группы при С-6 (см. табл. 2.2, Ш). Как было показано, продукт периодатного окисления ХУІ представляет собой внутримолекулярный полуацеталь. Этот вывод подтверждается спектром IMP рассматриваемого соединения, в котором при 4,73 м.д. (дейтеропиридин) четко прослеживается сигнал полуацетального протона при С-24. Кроме того, сигнал H-I6 претерпевает диамагнитный сдвиг на - 0,41 м.д. по сравнению с соответствующим сигналом в спектре циклоасгенина С (ХЩ. Все это позволяет определить соединение ХУТ как 25-нор-16 /ь,24І -эпоксициклоартан-3 а,6 оС,24-триол. Абсолютная конфигурация хирального центра С-24 установлена по модифицированному методу Наканиси /77/. Для этого 3,6, І6-триацетат-24,25-ацетонида ХУ1 обработали уксусной кислотой и получили 3,6,16-триацетат-24,25-диол (XX). Спектр кругового дихроизма этого соединения, снятый в присутствии Bu(fod) , показал отрицательный эффект Коттона при 320 нм (4о= - 6,05). стот факт приводит к выводу, что соединение XX имеет 24 R абсолютную конфигурацию /76/. Подводя итоги обсуждения, мы вправе заключить, что цикло-асгенин С является 24 R-циклоартан-З /ь,б ьі,І6 л,24,25-пентао-лом. 2.5. Строение циклоасгенина В Вещество D,названное нами циклоасгенином В (XXI, схема 2.6) имело элементный состав Сз0%0 6 Генин XXI также принадлежит к метилетероидам циклоартанового ряда. На это указывает наличие в спектре ПМР (рис. 2.5) двух однопротонных дублетов при 0,47 и 1,63 м.д. и сигналы семи метильных групп. В ЙК-спектре циклоасгенина В (рис. 2.6) наблюдается карбонильное поглощение при 1697 см , характерное для шестичленного циклического кетона. На это указывает также сигнал при 216,9 м.д. в спектре ЯМР %. Эффекты Коттона на кривой КД циклоасгенина В (XXI) по величинам и знакам Д&= - 0,04 (318 нм); д& = + 1,03 (290 нм) соответствуют аналогичным показателям циклоасгенина А (см. табл. 2.7). Исходя из этого можно предположить, что в соединении XXI, так же как в циклоасгенине А, имеется кетофункция при С-3 и &ot-вторичная гидроксильная группа. Действительно, сигнал одной из метильных групп в спектре ПМР циклоасгенина В, снятом в пиридине, под влиянием 6оС-оксифункции смещен в слабое поле и резонирует при 1,72 м.д. /18,19,52,53/. (Данные спектров ПМР циклоасгенина В и его производных приведены в экспериментальной части). С учетом сказанного выше, из элементного состава генина XXI, СгфНздО , следует, что его боковая цепь имеет ациклическое строение.
Строение аскендозида D
Аскендозид D - вещество I, 45 74 17 » схема 2.9), наиболее полярный среди гликозидов, выделенных из астрагала ташкентского. По количественному содержанию он преобладает над другими соединениями /213/. В спектре ПМР соединения X/.I (рис. 2.II) тлелся однопро-тонный дублет при 0,50 м.д., а в ЙК-спектре - поглощение при 3040 см (рис. 2.12). Как кислотный гидролиз, так и деструкция по Смиту /83/ аскендозида D привели к циклосиверсигенину (Ш). (Данные спектров ПМР аскендозида D и его производных приведены в экспериментальной части). С помощью ГЖХ /101,102,231/ и ТСХ показали, что углеводная часть молекулы аскендозида D состоит из D-ксилозы и L-арабинозы в соотношении 2:1. Для выяснения строения углеводной цепи провели метилирование аскендозида В по Хакомори /106/. Из продуктов реакции метилирования выделили дека-О-метиловый эфир ХШ (М+ 1026). Методами ГЖХ /108/ и ТСХ, в присутствии подлинных образцов /209,210/, определили, что углеводная часть метилового эфира XZ.II содержит 2,3,4-три-О-метил-В -ксилопиранозу, 3,4-ди-0-ме-тил-D-ксилопиранозу и 2,3,4-три-0-метил-/.-арабинопиранозу. Как видно из набора метилированных моносахаридов, гликозид X/J имеет в качестве терминальных углеводов по одной молекуле D-ксилозы и L-арабинозы. Разветвление в сахарной цепи отсутствует. Следовательно, аскендозид D является бисдесмозидным гликозид ом. Гликозид XLI подвергли частичному гидролизу. Из продуктов гидролиза гликозида XZJ, кроме циклосиверсигенина (Ш), выделили прогенины Х/ІІЇ, Х/.ІУ и Х/.У. Методом ГЖХ показали, что прогенин Х/.Ш содержит одну молекулу D-ксилозы, прогенин Х/.ІУ - D-ксилозу и L-арабинозу в соотношении 1:1, прогенин Х/.У - две молекулы D-ксилозы. По физико-химическим константаїл, спектральным данным и сравнением на ТСХ с заведомыми образцами монозид Х/.Ш идентифицировали с 3-0- Р - В -ксилопиранозидом циклосиверсигенина /124/, а биозид XLJ - с циклосиверсиозидом Е (ИЗ, табл. 1.3) /209/.
Получение циклосиверсиозида Е из бисдесмозида Х/.І однозначно указывает на то, что и в аскендозиде D углеводные звенья присоединены к циклосиверсигенину по гидроксильным группам при С-3 и С-б. Для выяснения строения прогенина ХНУ провели частичный гидролиз этого гликозида, который дал монозид ХШ. Этот факт в совокупности с присутствием 3,4-ди-0-метил-]) -ксилопиранозы в гидролизате дека-0-метилового эфира ХШ указывает на то, что в биозиде Х/.ІУ L-арабиноза присоединена к оксигруппе при С-2 D-ксилозы. Расчет разности молекулярных вращений определяет о -конфигурацию гликозидного центра L-арабинозы /117/. На это указывает также дублет аномерного протона L-арабинопиранозы при 5,12 м.д. с КССВ 7 Гц в спектре IMP (дейтеропиридин) прогенина ХНУ /118,232/. Поэтому нет сомнений, что прогенин Х/.ІУ является 3-/(о- I -арабинопиранозил)(I-»2)-0-J -D-ксилопира- нозид/-циклосиверсигенином. В спектре ПМР метилового эфира ХШ (дейтерохлороформ) при 4,26 и 4,34 м.д. резонируют аномерные протоны обеих молекул D-ксилопираноз и при 4,54 м.д. - L-арабинопиранозы в виде дублетов с константами спин-спинового взаимодействия 7 Гц. Приведенные данные свидетельствуют о том, что пиранозные циклы моносахаридов имеют СІ-конформации, а следовательно, аномерные центры D-ксилоз - Р -конфигурации, а L-арабинозы -U-конфигурацию /I18,232/. Таким образом, аскендозид D (XZ.I) имеет строение 3-/( -L-арабинопиранозил) (1-2)-0- / -D -ксилопиранозид/,6-0- Р -В -ксилопиранозид циклосиверсигенина. 2.9. Строение аскендозида В Вещество G также имеет гликозидную природу и названо нами аскендозидом В, C H gOjg (Х/.УІ, схема 2,10) /127/. При кислотном гидролизе аскендозид В (Х/.УІ) образует цик-лосиверсигенин (Ш) и 3-0- ft-D -ксилопиранозид циклосиверсиге-нина (ХШ). Методами ТСХ и ГЖХ /101,102,231/ обнаружили в гликозиде Х/.УІ D-ксилозу и L-арабинозу в соотношении 2:1, соответственно. Полосы поглощения в Ш-спектре (рис. 2.14) при 1730 и 1260 см указывают на то, что рассматриваемое вещество содержит сложноэфирную функцию. Анализ спектра ПМР (рис. 2.13), имеющего при 2,02 м.д. трехпротонный синглет, свидетельствует о наличии в молекуле гликозида XUI одной ацетатной группы. (Данные спектра ПМР аскендозида В приведены в эксперименталь- ной части.) Щелочной гидролиз аскендозида В привел к соединению XLI, идентифицированному с аскендозидом D (X/J, схема 2.9) по физико-химическим константам и сравнением спектров РІК и ПМР. В спектре IMP аскендозида В сигнал протона, геминального к ацетильной группе, проявляется при 5,50 м.д. в виде триплета с EJ = 15 Гц. В этом же спектре в области 4,6 - 4,9 м.д. наблюдаются резонансные линии трех аномерных протонов углеводных остатков и сигнал протона, геминального к оксигруппе при C-I6.
Следовательно, ацетильная группа должна быть присоединена не к генинной, а к сахарной части молекулы. Периодатное окисление аскендозида В с последующим кислотным гидролизом привело к получению циклосиверсигенина (Ш) и D-ксилозы. Образование D-ксилозы указывает на то, что ацетильная группа расположена в одном из двух D-ксилопира-нозидных остатков молекулы аскендозида В. Деструкция аскендозида В по Смиту /83/ привела к получению гликозида ХПІІ. Последний идентифицировали с 3-0-A-D-ксилопиранозидом циклосиверсигенина по физико-химическим константам и сравнением ИК-спектров. Образование гликозида Х/.Ш при распаде аскендозида В по Смиту в сочетании с триплетностью резонансных линий протона, расположенного геминально к ацетильной группе, однозначно определяет местоположение ацетильной группы при С-3 D-кси-лопиранозного остатка, присоединенного к циклосиверсигенину по С-3. Такое заключение подтверждается также сравнительным анализом спектров ЯМР ч) рассматриваемого соединения ХОТ, аскендозида D (ХШ и циклосиверсиозида Е (Х/У) /209/. Тогда как значения химических сдвигов аномерных углеродных атомов молекулы циклосиверсиозида Е (Х1У) равны 107,3 (С-І ) и 105,3 м.д. (С-І") /125/. Из сопоставления этих данных следует, что при переходе от циклосиверсиозида Е (ХШ к триозиду X/J сигнал С-Ґпретерпевает диамагнитное смещение на 1,8 м.д. Дополнительное диамагнитное смещение этого сигнала на 1,7 м.д. наблюдается при переходе от аскендозида D (X/J) к аскендозиду В (Х/.УІ). Следовательно, суммарная величина диамагнитного сдвига рассматриваемого сигнала составляет 3,5 м.д. и монет быть обусловлена только влиянием на химический сдвиг С-І остатка L-арабинопиранозы и ацетильной группы, расположенных соответственно при С-2 и С-З молекулы аскендозида В. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что аскендо-зид В имеет строение 3-/( оС - -арабинопиранозил) (1-2)-0- J -1)-(3-0-ацетил)-ксилопиранозид/,6-0- р-D-ксилопиранозид цик-лосиверсигенина. 2.10. Строение аскендозида А Аскендозид А - вещество F , C H QOJ СХ1УП, схема 2.II), является минорным и наименее полярным гликозидом астрагала ташкентского /129/. С помощью ТСХ определили, что молекула аскендозида А содержит D-ксилозу и L-арабинозу. По данным ГЙХ /101,102,231/, соотношение моносахаридов составляет 1:1. При кислотном гидролизе гликозида ХШІ получили циклоасгенин С Ш).
Похожие диссертации на Циклоартановые генины и гликозиды растения ASTRAGALUS TASCHKENDICUS BGE
