Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 6
2.1. Модификация периферических заместителей хлорофилловой b и их производных 6
2.1.1. Номенклатурам названия базовых производных хлорофилловй и b 6
2.1.2. Модификация винильной группы 7
2.1.3. Модификация формильной группы 16
2.1.4. Модификация 17-(2-алкоксикарбонилэтилыюй) группы 23
2.1.5. Модификация экзоциклического фрагмента ..28
2.2. Модификация периферических заместителей протопорфирина IX и его производных 34
2.2.1. Номенклатура и названия базовых производных протопорфирина IX 34
2.2.2. Модификация винильных групп 35
2.2.3. Модификация формильных групп 47
2.2.4. Модификация 13-й 17-(2-алкокси карбони л этил ьн ой) групп 58
2.3. Заключение 65
3. Обсуждение результатов 67
3.1. Синтез 67
3.1.1. Синтез производных протопорфирина IX и хлорофилла а, содержащих гетероциклические заместители 67
3.1.1.1. Синтез производных протопорфирина IX и хлорофилла а, содержащих легкоуходящие заместители в р-положениях 71
3.1.1.1.1. Функционализация порфиринов и хлоринов, приводящая к созданию хиральиого центра при легкоуходящей группе 71
3.1.1.1.2. Функционализация порфиринов и хлоринов, не приводящая к созданию хиралыюго центра при легкоуходящей группе 73
3.1.1.2. Синтез производных протопорфирина IX и хлорофилла я, содержащих апетилацетопатпые заместители 80
3.1.1.3. Гетероциклический синтез на основе ацетилацетонатных производных протопорфирина IX и хлорофилла 87
3.1.2. Синтез а-аминофосфонатов на основе производных протопорфирина ix 93
3.1.3. Стабильность соединений 99
3.2. Биологическая активность 100
4. Экспериментальная часть 106
4.1. Синтез 106
4.2. Биологическая активность 124
5. Выводы 126
6. Список цитированной литературы 127
- Модификация 17-(2-алкоксикарбонилэтилыюй) группы
- Модификация 13-й 17-(2-алкокси карбони л этил ьн ой) групп
- Функционализация порфиринов и хлоринов, приводящая к созданию хиральиого центра при легкоуходящей группе
- Гетероциклический синтез на основе ацетилацетонатных производных протопорфирина IX и хлорофилла
Введение к работе
Актуальность проблемы. Уникальное сочетание в производных протопорфирина IX и хлорофилла а выгодных фотофизических свойств, низкой системной токсичности и аффинности к гиперпролиферирующим пораженным тканям обуславливает перспективность их использования в качестве эффективных ФС для ФДТ злокачественных новообразований, глазных болезней, а также в кардиологии, косметологии, дерматологии, урологии, гинекологии и других областях медицины.
Важным требованием, предъявляемым к ФС для ФДТ, является их способность к избирательному накоплению в пораженных тканях, так как недостаточная селективность приводит к низкой эффективности лечения и значительной чувствительности кожи к дневному свету. Основная сложность в направленном поиске ФС, обладающих повышенной тропностью к пораженным тканям, обусловлена отсутствием четкой информации о механизме накопления ФС.
Одним из перспективных направлений в повышении тропности ФС к пораженным тканям является введение фармакогенных заместителей по периферии тетрапиррольного макроцикла производных протопорфирина IX и хлорофилла а. Известно также, что ключевыми параметрами, влияющими на биологическую активность тетрапирролов, являются строение макроцикла, положение и количество периферических заместителей, стерические и электронные эффекты, а также липофильность.
Таким образом, разработка гибких методов введения фармакогенных заместителей в производные протопорфирина IX и хлорофилла а является актуальной задачей для дизайна и синтеза новых семейств физиологически активных тетрапирролов.
ос - -
Данная работа является частью инициативного проекта по фундамента не- Чі,
ным исследованиям в области химии тетрапиррольных соединений и подпер: Щ J t на Российским фондом фундаментальных исследований (грант РФФИ № 04 32710).
>3
*
1^
Дель работы заключалась в разработке новых эффективных методов по* а
хлорофилла а фармакогенными группами, позволяющих конструировать не \9> г
вестные ранее семейства функционально замещенных производных для дальнейшего поиска среди них соединений с избирательной тропностью к пораженным тканям.
Сокращения: ДНФБ - 2,4-динитрофторбензол, КЧ - контактная чувствительность, ФДТ - фотодинамическая терапия, ФС - фотосенсибилизатор, Het - гетероцикл, М -металл, MW - микроволновое содействие, рН - СН2СН2СООН, рМе -СН2СН2СООМе, TFTR - тетралиррол, Vinyl - винильный заместитель
Научная новизна. Разработан альтернативный метод региоселективного введения гетероциклических заместителей в производные протопорфирина IX и хлорофилла а. Перспективность метода подтверждена эффективным синтезом девяти тетрапиррол-пиразолов, различающихся строением макроцикла и набором периферических заместителей.
Впервые осуществлено введение фармакогенной а-аминофосфонатной группы в производные протопорфирина IX. Показано, что синтез может быть осуществлен лишь в условиях микроволнового содействия, причем наиболее эффективно - при совместном использовании катализа Cdl2 и микроволнового облучения.
Оптимизированы препаративные методы получения диметиловых эфиров Spirographis- и изо^/го^гврАй-порфиринов, а также триметиловых эфиров 3-(1-метоксиэтил)-, З-(гидроксиметил)- и 3-(ацетоксиметил)хлорина е6.
Суммарно в ходе работы было получено и охарактеризовано около 40 тет-рапирролов, принадлежащих к различным структурным классам, причем большинство из них являются новыми соединениями.
Впервые обнаружен и подтвержден экспериментами in vivo новый вид биологической активности производных протопорфирина IX - их высокая иммуно-супрессорная активность (действующая доза -10"7 моль/кг).
Практическая значимость работы. Разработанные методы функционали-зации производных протопорфирина IX и хлорофилла а фармакогенными заместителями открывают путь к синтезу новых классов потенциально физиологически активных тетрапирролов.
Впервые продемонстрирована перспективность использования микроволнового содействия в модификации периферических заместителей порфиринового и хлоринового макроцикла.
Впервые обнаруженная способность производных протопорфирина IX выступать в качестве высокоэффективных иммуносупрессоров открывает перспективу их применения в лечении кожных и аутоиммунных заболеваний без использования ФДТ.
Положения, выносимые на защиту:
-
Новый метод введения гетероциклических заместителей в производные протопорфирина IX и хлорофилла а.
-
Синтез а-аминофосфонатов на основе производных протопорфирина IX.
-
Иммуносупрессорная активность производных протопорфирина IX.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 статьи, 1 обзор и тезисы 4 докладов.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на I Международной конференции по порфиринам и фталоцианинам ICPP-1 (Дижон, Франция, 2000 г.), I Всероссийской конференции по химии гетероциклов (Суздаль, 2000 г.), X Конгрессе европейского фотобиологического общества (Вена, Австрия, 2003 г.) и IX Международной конференции по порфиринам и их аналогам (Суздаль, 2003 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на /60страницах, содержит ^/ схем, J3_ таблицы и //_ рисунков. Она состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы, который включаетЗі^источни-ков.
Модификация 17-(2-алкоксикарбонилэтилыюй) группы
Под действием LiAlILi происходит восстановление обоих карбонильных фрагментов хлорина 27 с образованием двух соединений 162-163. Отмечено, что при этом группа 17-СН2СН2СООМЄ гладко восстанавливается до группы I7-CH2CH2CH2OH, а 132-карбонильный фрагмент - как до спиртовой, так и до метиленовой группы, что и обуславливает наличие двух основных продуктов восстановления 162-163 хлорина 27. Предварительная защита 132-карбонильного фрагмента хлорина 27 в виде кеталя 164 позволяет под действием ІЛАІН4 при -78С провести региоселективное восстановление сложноэфирпой группы хлорина 27 до гидроксипро извод ного 165 [120] (Схема 25).
Предложены также пути трансформации спиртовых групп хлоринов 163, 165 в метальные с образованием соединений 166-167. Для этого спирты 163, 165 сначала обрабатывают системой MsCI/Et}N в CH2CI2 с образованием мезильных производных 168-169, а затем восстанавливают их UAIH4, получая метальные производные 166, 170 с выходом более 50%. Удаление защитной группы в хлорине 170 проводят обработкой соляной кислотой в МегСО, что приводит к образованию хлорина 167 [120] (Схема 25).
Превращение карбоксильной группы хлорина 6 в аминоэтильное производное 171 было проведено по реакции Курциуса в мягких условиях: карбоксипроизводное 6 нагревали с ( ВиОН в присутствии дифенилфосфорплазида и Et3N. Соответствующий азид 172, теряя молекулу азота, перегруппировывается в изоциаиат 173, который in situ при взаимодействии с -ВиОН образует /яреш-бутилуретан 174. Выход уретана 174 был повышен до 30% при замене Et3N на значительно более эффективный акцептор протонов 175, который препятствовал образованию HN3 и за счёт этого понижал выход побочных соединений.
Кватернизоваппый амин 171 был получен кислотным гидролизом уретана 174 в EtAc с выходом 65% [121] (Схема 25). Эффективный гидролиз сложноэфирпой группы хлорофиллов протекает в кислой и щелочной среде, а также под действием ферментов.
Кислотный гидролиз. Встряхивание в течение 5-30 мин эфирного раствора хлорофилла 1 с 30% соляной кислоты приводит к гидролизу фитилпропиопатного остатка и удалению атома магния из молекулы хлорофилла с образованием фсофорбида 4 [122-123]. Для гидролиза хлорофилла 2 до феофорбида 9 требуется более высокая концентрация соляной кислоты, чем при гидролизе хлорофилла 1 до фсофорбида 4. Это обстоятельство, а также различие в коэффициентах распределения БігО/соляная кислота успешно применяют для разделения соединений серий а и b [124]. По данным работы [125], гидролиз фитолыюго остатка фсофетинов 3, 8 в системе соляная кислотаЯ О сопровождается гидролизом фрагмента 13 -СООМе. до группы 13 -СООН и ее последующим элиминированием с образованием соответствующих пиропроизводных 6, П. Для региоселективного гидролиза фитилпропиопатного остатка хлоринов 3, 8 было предложено использование 80%» водной CF3COOH при 0 С, что позволяет получать хлорины 4, 9 с выходом более 90% [125] (Схема 26). Щелочной гидролиз. Выдерживание хлорофиллов 1-2 в холодном растворе щелочи приводит к отщеплению фитольного остатка с сохранением иона магния в макроцикле. Побочными реакциями являются гидролиз группы 132-СООМе до карбокси группы с образованием хлорофиллинов 176-177 и продуктов раскрытия экзоцикла 178-179 [126] (Схема 26). Под действием водного раствора LiOH в ТГФ/МеОН метилпропионатный остаток производных пирофеофорбида 7 гидролизуют до карбоксильной группы с выходом 80-82% [40].
Ферментативный гидролиз. Высокоэффективный гидролиз фитилпропионатного остатка хлорофиллов проводят под действием фермента хлорофиллазы [127 и цит. лит.], открытого Вилынтеттером и Штоллсм более 90 лет назад [128]. По данным работы [129], инкубирование хлорофилла 1 с хлорофиллазой в водном Ме2СО при 22 С приводит в течение 70 мин к образованию хлорофиллида 180 с выходом 96% (подробнее см. раздел "Различные варианты получения сложных эфиров на основе 17-(2-гидрокси(алкокси)карбонилэтильной) группы хлорофиллов").
17-(2-Гидроксикарбоиилэтильная) группа легко образует соли с сильными основаниями [130-133]. Так, под действием разбавленного раствора NaOH феофорбид 4 и его различные производные превращается в соответствующие водорастворимые натриевые соли 181 с высоким выходом [130-131] (Схема 26).
Различные варианты получении сложных эфиров на основе 17-(2-гндрокси (алкокси)карбонилэтильпон) группы хлорофиллов
Под действием МеОН в присутствии H2SO4 [27] феофетины 3, 8 превращают с высоким выходом в соответствующие метиловые эфиры 5, 10. Этерификацией кислоты 4 CH1N2 получают метиловый эфир 5 [30].
Переэтерификацию метиловых эфиров в их С(5у-С(ю) гомологи проводят под действием ROH/H2SO4 [39]. С целью получения сложных эфиров, содержащих длишюцепочечные и (или) лабильные фрагменты, используют стратегию предварительной активации сложноэфириой (карбоксильной) группы или проводят реакцию с высокоактивными этерифицирующими системами в мягких условиях [27, 36, 89, 125, 134-137]. Так, взаимодействие пирофеофорбида 6 с полиеновым спиртом фукоксантином 182 в присутствии 2-хлор-1-метилпиридинийиодида и DMAP приводит к образованию сложного эфира 183 с приемлемым выходом [89]. 1 из 6); фермент хлорофилла за /HOCHiCH[NH2)COOMe (для получения 184 из 1)
Использование в качестве катализатора переэтерификации фермента хлорофиллазы (см. раздел "Гидролиз сложноэфириой группы") позволяет в мягких условиях получать сложные эфиры исходя из хлорофилл ов и их производных [129, 138 и цит. лит.]. Так, инкубирование хлорофилла 1 с метиловым эфиром серина в присутствии хлорофиллазы приводит к образованию эфира 184 с выходом 70-80% [138]. Показано, что производное 184 проявляет высокую противораковую активность [138] (Схема 27).
Получение амидных производных на основе 17-(2-гидрокснкарбонилэтнлыюй) группы хлорофнллов
Создание амидной связи на основе 17-(2-гидроксикарбонилэтильной) группы хлорофиллов и их производных является эффективным методом получения соединений, перспективных для использования в медицине [14, 19 и цит. лит., 136, 139-168 и цит. лит.] и технике [169]. Оптимальной стратегией получения таких конъюгатов является применение методов пептидной химии. Так, при взаимодействии хлорина 14 с ди-т/ /я-бутиласпартатом в присутствии DCC получают соединение 185. Под действием CF3COOH удаляют защиты карбоксильных групп. аминокислотного остатка аддукта 185 и получают амиднос производное 186 [13 и цит. лит.] - эффективный препарат (коммерческое название - "Npe6") для лечения различных форм рака методом ФДТ [13, 16-18, 146 и цит. лит]. Отмечено, что диамид 187 является побочным продуктом получения амида 185 (Схема 28).
Разработан альтернативный подход к получению 172-амидных производных. Так, при обработке DDQ различных производных хлорофиллов 4, 6, 188-190, содержащих свободную 172-карбоксильную группу, образуются лактоиы 191-195 [170-171]. При раскрытии лактона 195 N-нуклеофилами получают амиды 196-198 с хорошими выходами [172] (Схема 29).
Модификация 13-й 17-(2-алкокси карбони л этил ьн ой) групп
Как и в случае производных хлорофиллов (см. Схему 25 и [120]), сложпоэфирные заместители производных протопорфирина IX эффективно восстанавливаются L1AIH4 в гидроксиметильные группы. Так, например, из карбоксимстилпорфиринов 248, 268, 351 образуются соответствующие гидроксипроизводпые 433-435 [285, 304-305] (Схема 64).
Предложено использование гидроксипропильных групп производных протопорфирина IX в качестве узловых заместителей для синтеза противоопухолевых агентов [306-309], моделей для изучения процесса фотосинтеза [305, 310] и производных, способных эффективно модифицировать поверхность электродов [311-312].
В работе [304] использовано соединение 433 в качестве ключевого субстрата для синтеза гомолога 436 протопорфирина IX. Для этого диспирт 433 сначала превращают в дибромид 437 обработкой РІ13Р/СВГ4, а затем в дипитрил 438 под действием NaCN в присутствии катализатора межфазного переноса. Заключительная стадия синтеза гомолога 436 - метанолиз нитрильных групп в присутствии HCI [304] (Схема 64). Другой вариант модификации гидроксильных групп соединения 433 - трансформация в метильные заместители [304]. Для этого диспирт 433 сначала превращают с приемлемым выходом в димезильное производное 439. Формально трансформация димезилпорфирина 439 в целевое диметилыюе производное 440 подразумевает прямую обработку LiAlH . Оказалось, что прямое восстановление димезильного производного 439 в целевой дипропнлпорфирии 440 Неэф фективно в связи с параллельным металлировапием макроцикла ионом алюминия с образованием устойчивого порфирииата алюминия. Для исключения возможности металлирования был предложен удобный вариант "маскировки" NH-rpynn порфирина, заключающийся в предварительном хелатировании ионом цинка порфиринового макроцикла. Дальнейшим восстановлением Zn-комплекса димезильного производного 441 был получен Zn-комплекс дипропилового производного 442, деметаллирование которого с высоким выходом привело к свободному основанию 440 [304] (Схема 64).
Предложено использование дигидроксипроизводного 435 в качестве исходного тетрапирролыюго субстрата в синтезе порфирин-фуллереповои диады 443. Ключевую стадию синтеза - создание бг(с-лактонового реакционного центра - проводят путём взаимодействия Zn-комплекса бис-днош 444 с активированным эфиром малоновой кислоты. Заключительная стадия синтеза диады 443 протекает с хорошим выходом при взаимодействии фуллерена с бме-лактоном 445 в присутствии йода и DBU (Схема 65). Исследования фотофизических свойств диады 443 показали перспективность ее использования в качестве модели для изучения процесса фотосинтеза [305, 310].
С целью достижения комбинированного противоопухолевого действия координационных соединений Pt(II) и фотодипамической активности порфирннов в работах [285, 308-309] сообщают о получении коныогатов 446, обладающих высокой капцеростатической и фотодинамической активностью. Для их синтеза спирты 434 обрабатывают системой РЬзР/диэтилазодикарбоксилат/фталимид и получают ди-N-замещённые фталимида 447, при расщеплении которых ЫгН НгО в присутствии щелочи образуются диамины 448. Взаимодействие диаминов 448 с K PtCU в Н2О приводит к координационным соединениям 446, в которых аминогруппы выступают как бидентантиые лигаиды для хелатирования иона Pt(II) [285, 308-309] (Схема 65).
Как и в случае производных хлорофиллов, превращение сложноэфирных заместителей производных протопорфирина IX в карбоксильные группы осуществляют кислотным или щелочным гидролизом.
Кислотный гидролиз. Предложены различные условия кислотного гидролиза сложноэфирных групп [199, 202, 219, 225]. Классический метод [202] подразумевает кратковременное кипячение сложных эфиров порфирипов в соляной кислоте. Очевидно, что эти условия неприемлемы для обеспечения селективного гидролиза сложноэфирных заместителей при наличии в порфирине других кислотолабильиых группировок.
Использование более мягких условий - многочасового выдерживания при комнатной температуре в концентрированной соляной кислоте - позволяет осуществить частичный гидролиз сложноэфирных групп порфирипов при наличии кислотолабильной периферической винильной группы. Так, в этих условиях бензопорфирии 297 превращается в смесь продуктов частичного 449-450 и полного гидролиза 451 сложноэфирных групп метилпропионатных остатков (Схема 66). Важно, что смесь изомерных монокислот-моноэфиров 449-450 является основным компонентом эффективного препарата Visudyne, используемого в ФДТ офтальмологических заболеваний [17 и цит. лит.].
Щелочной гидролиз. Низкая растворимость порфирииов в щелочах обуславливает необходимость проведения щелочного гидролиза в системах, обеспечивающих достаточную растворимость подвергаемого гидролизу порфирииа [199, 223, 282, 284, 289]. Так, кипячением диэфира 268 в 20% растворе КОН в МеОН получают дикислоту 452 с выходом 98% [223] (Схема 66). Под действием щелочей и аминов карбоксильные группы порфиринов образуют водорастворимые соли. Так, из дикислоты 452 образуются динатриевые, дикалиевые и диаммонийные соли 453 (Схема 66), обладающие способностью селективно накапливаться в опухолевых тканях [14 и цит. лит.]. В работе [313] сообщают о возможности иммобилизации порфирииов на NbaOs, привитый к поверхности силикагеля, за счёт образовании связи СОО-Nb между карбоксильными группами порфиринов и Nb Ps. Дальнейшая модификация электродов этой системой позволила создать эффективный сенсор для определения растворённого кислорода [313].
Элегантный вариант модификации карбоксильных групп порфиринов предложен в работах [223, 314-315].. Так, при взаимодействии карбоксильных групп порфиринов 452 с [Pt(NH3MH20)2](OH)2 в водном ЕЮН образуются соответствующие координационные соединения 454, одновременно обладающие высокой цито- и цитофототоксичностью ш vitro [223] (Схема 66). Различные варианты получения сложных эфирои па основе 13- и 17-(2-гндрокенкарбоннлэтилыюй) группы порфиринов
Как и в случае производных хлорофиллов (см. Схему 27 и [27, 30]), для этерефикации карбоксильных групп порфиринов в карбометоксильные заместители принято использовать CH2N2 или 5%-й раствор H2SO4 в МеОН [ 199]. Применение CI I2N2 может быть рекомендовано в случае необходимости минимизации времени этерификации (например, при ТСХ-коптроле эффективности гидролиза сложноэфирпых групп). Для этерификации значительных количеств порфиринов предпочтительно использовать 5%-й раствор H2SO4 в МеОН. Так, например, обработка дикислоты 455 5%-ным раствором H2SO4 в МеОН приводит к диэфиру 269 с количественным выходом [225] (Схема 67).
Функционализация порфиринов и хлоринов, приводящая к созданию хиральиого центра при легкоуходящей группе
Подход А подразумевает трансформацию винильных заместителей производных протопорфирина IX и хлорофилла а в содержащий легкоуходящую метоксильную группу а-метоксиэтильпый заместитель, что приводит к созданию хиралыгых центров (Схема 73). При последующей функционализации тетрапиррольных систем на основе этих хиральных центров образуется трудно разделяемая смесь энаитиомеров, что усложняет дальнейшее проведение биологических исследований препаратов.
Для исключения возможности образования хиральных центров при легкоуходящей группе нами предложен альтернативный подход В, основанный на трансформации винильных заместителей в гидроксиметилыше (ацетоксиметильные) группы (Схема 73).
Реализация подхода В является значительно более сложной синтетической задачей по сравнению с осуществлением пути А. Так, в отличие от а-гидрокси(алкокси)этилтетрапирролов, соответствующие гидрокси(ацетокси)метильные производные являются соединениями с фактически неисследоваиыми химическими свойствами. Соответственно, мы не были изначально уверены в возможности эффективной конденсации этих производных с ацетилацетоном. Анализ литературных данных, однако, позволил нам предположить успех в осуществлении этого превращения за счёт наличия надёжных сведений о эффективной конденсации с ацетилацетоном в присутствии Zn(OAc)2 2H20 р-метоксиметилпорфиринов - ближайших структурных аналогов 0-гидрокси(ацетокси)метилтетрапирролов [234], а также некоторых других тстрапирролов, содержащих легкоуходящие заместители в псевдобензильных положениях макроцикла [235, 353-358]. Другая важная задача, решение которой необходимо для эффективной реализации подхода В - разработка оптимального синтетического пути синтеза исходных гидрокси(ацстокси)метильиых производных.
С другой стороны, реализация подхода А значительно проще по сравнению с вариантом В, то есть отработка методов синтеза тетрапиррол-гетероциклов в соответствии с подходом А является модельным экспериментом для осуществления варианта В.
Предложенный нами подход значительно расширяет круг синтетических превращений тстрапирролов, так как открывает путь к синтезу тетрапиррол-гетероциклов на основе принципа циклопостроения, который пока не нашел широкого применения в химии природных порфиринов.
Существенно также отметить, что к началу выполнения данной работы в экспериментах in vivo была продемонстрирована перспективность модификации ацетилацетонатпых заместителей производных природных порфиринов для синтеза эффективных ФС для ФДТ [243].
Исходными соединениями для синтеза производных протопорфирина IX являлись коммерчески доступные дигидрохлорид гематопорфирина IX VI и протогемип IX VII, получаемые из крови крупного рогатого скота [126, 199]. В качестве стартового материала для синтеза производных хлорофилла а был использован метиловый эфир феофорбида а IX, полученный при переработке лиофилизовашюй биомассы Spiruiina Platensis па основе сочетания известных методов [30, 43].
Синтез порфирина X - наиболее доступного производного, содержащего легкоуходящие метоксильные заместители в Р-положениях - был осуществлён с выходом более 70% согласно известному методу [224] путем выдерживания порфиринов VI-VII в смеси насыщенного раствора НВг в АсОН с последующей обработкой образующегося пербромида V абс. метанолом (Схема 74). Данные !Н ЯМР и УФ спектров полученного в настоящей работе порфирина X соответствуют опубликованным ранее [234].
Для синтеза производного XI - хлоринового структурного аналога порфирина X - были рассмотрены два возможных подхода. Первый подход подразумевает предварительное
Данная глава посвящена обсуждению шагов 1А-И и 2A-U схемы 73 Данный раздел посвящен обсуждению шагов 1А-2А схемы 73 присоединение метанола к винильной группе феофорбида IX и последующее раскрытие экзоцикла интермедиата XII с образованием целевого метоксилыгого производного XI, а второй подход - обратную последовательность превращений (Схема 75).
Экспериментальное исследование первого подхода показало, что при взаимодействии пербромида XIII с абсолютным метанолом образуется не только целевой интермедиат XII, но и значительное количество производного XIV - продукта элиминирования 132-СООМе заместителя из интермедиата XII. Попытки осуществить очистку метоксиэтилфеофорбида XII колоночной хроматографией сопровождались его дополнительной деструкцией на сорбенте в пиропроизводпос XIV (Схема 75).
Далее была рассмотрена обратная последовательность превращения феофорбида IX в метоксиэтилхлорин XI (Схема 75). Экспериментальное сопоставление эффективности известных методов [26, 28, 173] превращения феофорбида IX в хлорин XV показало, что оптимальными условиями этой реакции является кратковременное выдерживание феофорбида IX в системе MeONa/ТГФ/МсОН в атмосфере азота [28]. В этих условиях нами был региоселективно получен триметиловый эфир XV с выходом 72%. Для трансформации винильной группы хлорина XV в метоксиэтильный заместитель был использован метод эффективного превращения порфиринов VI-VII в тетраметиловый эфир гематопорфирина IX X, т.е. выдерживание хлорина XV в насыщенном растворе НВг в АсОН с последующей обработкой пербромида XVI абсолютным метанолом (Схема 75). Выход целевого производного XI составил 66%.
Гетероциклический синтез на основе ацетилацетонатных производных протопорфирина IX и хлорофилла
С целью дальнейшего изучения синтетического потенциала ацетилацетонатных производных порфиринов в гетероциклическом синтезе была исследована конденсация наиболее доступного порфиринового ацетилацетонатного производного XLII с классическими гетероциклизующими реагентами - гидроксиламииом, 1,2-диаминобепзолом и амидинами.
Оказалось, что проведение превращений в условиях эффективного синтеза изоксазолов, бензодиазешшов и пиримидинов [374-375] на основе 3-алкилпентан-2,4-дионов в случае порфиринового производного XLII не продуктивно и единственным результатом реакции являлась неспецифическая деструкция исходного порфирина.
По всей видимости, отсутствие среди продуктов реакции целевых бензодиазепицов и амидннов обусловлено преимущественной модификацией пропионовых остатков в силыюоеповных условиях реакции. В связи с этим мы предположили, что в случае блокирования нуклеофилыюго центра в сложноэфирной группе за счёт её трансформации в пространственно затруднённый m/хгт-бутшювый эфир удастся добиться направленного синтеза целевых порфирии-гетероциклов.
Для синтеза дитретбутилового эфира диацетилацетонатиого производного LXXIX сложноэфирные группы порфирина X были подвергнуты щелочному гидролизу в системе КОН/МеОН в соответствии с известным методом [223]. Полученную дикислоту LXXX активировали оксалилхлоридом и затем кипятили с ну?ет-бутиловым спиртом, следуя методике, предложенной в работе для превращения протопорфирина IX в его дитретбутиловый эфир [255]. Далее дитретбутиловый эфир диметоксипроизводпого LXXXI без дополнительной хроматографической очистки конденсировали с ацетилацетоном в соответствии с методом, использованном в случае тетраметилового эфира гематопорфирина IX (см. Схему 81), и в результате с суммарным выходом 47% был получен порфирин LXXIX (Схема 88). Диацетилацетонатпое производное LXXIX охарактеризовано данными масс-спектрометрического анализа.
Попытки получить пиримидипы конденсацией "защищенного" диацетилацетонатного производного LXXIX реакцией с амидинами с использованием EtONa в ЕЮН также не привели к желаемому результату, причём даже при продолжительном нагревании исходный порфирин был регенерирован нами более чем на 50%, хотя в аналогичных условиях 3-алкил пентандионы-2,4 образуют соответствующие пиримидины с выходом около 70% [374].
Выдерживанием порфирина LXXIX с 1,2-диаминобензолом в присутствии АсОН при 43СС с последующей хромато графи ческой очисткой нами была выделена основная фракция, содержащая два трудно разделимых компонента. Результаты масс-спектрометричсского анализа этой фракции показали наличие в ней двух основных компонентов, зарегистрированных в виде молекулярных ионов с m/z 791.3 и 905.4. Пик с m/z 1019.3, соответствующий целевому порфирин-бензодиазепину LXXXII, зарегистрирован не был. По всей видимости, молекулярный ион с m/z 791.3 соответствует продукту LXXXIII кетонного расщепления обоих ацетилацетонатных остатков исходного порфирина, а молекулярный ион с m/z 905.4 - смеси изомеров LXXXIV-LXXXV, в которых один из ацетилацетонатных остатков превращен в бензодиазепин, а другой подвергнут кетоиному расщеплению (Схема 89). Таким образом, можно предположить, что в условиях классического высокоэффективного синтеза обычных бензодиазепинов в случае диацетилацетонатного порфиринового производного LXXIX помимо образования бепзодиазепинового гетероцикла протекает кетонное расщепление ацетилацетонатного остатка.
Итак, в данном разделе диссертации на примере эффективного синтеза тетрапиррол-пиразолов продемонстрирована перспективность использования ацетилацетонатного заместителя производных протопорфирина IX и хлорофилла а в качестве удобного строительного блока для конструирования тетрапиррол-гетероциклов. Показано, что одновременное варьирование периферических заместителей в тетрапиррольном макроцикле и самого тетрапирролыюго макроцикла позволяет эффективно получать новые семейства функционально замещённых производных природных порфиринов. Па примере неудавшихся классических гетероциклических синтезов продемонстрировано, что ацетилацетонатный остаток, ковалентно связанный с тетрапиррольным макроциклом, не может рассматриваться как классический З-алкил-пентандион-2,4 в гетероциклическом синтезе из-за влияния тетрапирролыюго макроцикла.
В последнее время значительно возрос интерес к синтезу а-аминофосфопатов - класса высокофармакогенных элементоорганических соединений, обладающих широким спектром биологической активности. В частности, среди а-аминофосфонатов найдены соединения, обладающие высокой капцеростатической активностью [376-377]. В большинстве случаев биологическое воздействие а-амшюфосфонатов связано с тем, что они являются структурными аналогами сс-аминокарбоновых кислот [378]. Таким образом, реальная перспектива использования а-аминофосфонатов в медицине стимулирует синтез их новых функционально замещённых производных [378-379].
Работа выполнена совместно с сотрудниками лаборатории элементоорганических соединений кафедры органической химии Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Несмотря на потенциальную возможность интеграции в одной молекуле фотодинамических свойств тетрапирролов и высокой фармакогенности сс-аминофосфонатов, до начала настоящей работы не было осуществлено синтеза тетрапиррольпых производных, содержащих а-аминофосфонатные заместители. Итак, данный раздел посвящен исследованию возможности направленного введения а-аминофосфонатных заместителей в тстрапиррольные соединения. Анализ литературных данных по синтезу а-аминофосфонатов LXXXVI показывает, что существует множество подходов к синтезу этого класса фосфорорганических соединений [379]. Удобными препаративными методами получения а-аминофосфонатов LXXXVI являются реакции, протекающие в трёхкомпонентной системе альдегид LXXXVII/амин LXXXVI П/кислый фосфит LXXXIX (реакция Кабачника-Филдса) [380-381] и двухкомнонентной системе азометин ХС (т.п. основание Шиффа)/кислый фосфит LXXXIX (реакция Пудовика) [382-383] (Схема 90).
![Эффективность жпиретинального метода введения ферментного препарата коллализина при пролиферативной диабетической витреоретинопатии [Электронный ресурс]](/i/i/4481/195469.png "Эффективность жпиретинального метода введения ферментного препарата коллализина при пролиферативной диабетической витреоретинопатии [Электронный ресурс] Назаренко Ксения Александровна")
