Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности химии и применения циклодекстринов 10
1.1. Селективная модификация циклодекстринов 12
1.1.1. Синтез mpem-бутилдиметилсилильных производных р-циклодекстрина 12
1.1.2. Удаление силильных защит производных р-циклодекстрина 24
1.1.2.1. Удаление силильной защиты обработкой тетрабутиламмонийфторидомвтетрагидрофуране 25
1.1.2.2. Удаление силильной защиты фторидом аммония 27
1.1.2.3. Удаление силильной защиты эфиратом трехфтористого бора 29
1.1.3. Синтез тозилированных производные р-циклодекстрина 30
1.1.3.1. Тозилирование первичных гидроксильных групп р-циклодекстрина 31
1.1.3.2. Тозилирование вторичных гидроксильных групп р-циклодекстрина 35
1.2. Циклодекстрины как вспомогательные вещества в фармакологии 40
1.2.1. Производные циклодекстринов, содержащие ковалентно привязанные лекарственные средства (конъюгаты) 45
1.2.2. Лекарственные средства на основе химически модифицированных циклодекстринов 52
2. Особенности фосфорилирования и ацилирования р-циклодекстрина и его производных 58
2.1. Исследование фосфорилирования р-циклодекстрина и некоторых его производных 58
2.1.1. Фосфорилирование пер-6-0-(трет-бутил){диметил)силил- р-циклодекстрина хлорангидридом тетраэтилдиамидофосфористой кислоты 59
2.1.2. Фосфорилирование пер-(2,3-ди-0-ацетил)-р-циклодекстрина хлорангидридом тетраэтилдиамидофосфористой кислоты 70
2.1.3. Фосфорилирование незамещенного р-циклодекстрина хлорангидридом тетраэтилдиамидофосфористой кислоты 71
2.1.4. Фосфорилирование nep-6-0-(mpem-бутил)(диметил)силил-р-циклодекстрина хлорангидридом диэтилового эфира фосфористой кислоты 74
2.1.5. Фосфорилирование пер-6-0-{/прет-бутил)(диметил)силил-р-циклодекстрина хлорангидридом диэтиламида фенилфосфонистой кислоты 76
2.2. Исследование ацилирования р-циклодекстрина и его силильного производного хлорангидридами некоторых ароматических кислот 82
2.3. Комплексы включения и конъюгаты р-циклодекстрина и его силильного производного с лекарственным средством препарата «Ибупрофен» и его синтетическими предшественниками 92
3. Экспериментальная часть 101
Выводы 127
Список литературы 129
Приложение 143
- Синтез mpem-бутилдиметилсилильных производных р-циклодекстрина
- Циклодекстрины как вспомогательные вещества в фармакологии
- Фосфорилирование пер-6-0-(трет-бутил){диметил)силил- р-циклодекстрина хлорангидридом тетраэтилдиамидофосфористой кислоты
- Фосфорилирование пер-6-0-{/прет-бутил)(диметил)силил-р-циклодекстрина хлорангидридом диэтиламида фенилфосфонистой кислоты
Введение к работе
Циклодекстрины представляют собой регулярно построенные циклические олигосахариды, в которых фрагменты D-глюкопиранозы соединены a-l-4-гликозидными связями. Благодаря своей относительной дешевизне, биоразлагаемости и нетоксичности, они нашли широкое применение в различных областях химии, в первую очередь супрамолекулярной химии, тонком органическом синтезе и в ряде междисциплинарных направлений (см., например, [1, 2]). Особый интерес к циклодекстринам обусловлен как их циклическим строением, так и наличием внутренней гидрофобной полости, способной к образованию соединений включения типа «гость-хозяин» с различными органическими субстратами. Многие важные свойства циклодекстринов, например, растворимость в воде и органических растворителях, способность к образованию соединений включения, могут быть направленно изменены путем селективной модификации их молекул [3]. Однако направленная функционализация циклодекстринов является сложной в экспериментальном отношении задачей из-за присутствия в молекулах этих соединений трех типов различных по природе гидроксильных групп -один набор первичных [при С(6)] и два набора вторичных гидроксильных групп [при С(2) и С(3)], склонных к образованию сильных внутри- и межмолекулярных водородных связей [4]. Первоначально при химической модификации циклодекстринов речь обычно шла об их полном или хаотичном замещении [5], однако в дальнейшем, в связи с тем, что в практическом отношении больший интерес представляют региоселективно замещенные циклодекстрины, внимание стали привлекать именно такие производные [3]. Между тем оказалось, что, несмотря на хорошую разработанность многих методик синтеза применительно к моносахаридам и линейным олигосахаридам, простой перенос этой техники на циклодекстрины оказался невозможен из-за наличия большого количества близких по реакционной способности пространственно сближенных гидроксильных групп, а также из-за наличия внутренней полости, обладающей склонностью к образованию соединений включения с реагентами и, как следствие, изменение «обычного» порядка протекания реакций (см., например, [6, 7]). Поэтому, несмотря на обилие работ по синтезу производных циклодекстринов [2], общие возможности и закономерности их функционализации исследованы ограничено даже в направлении такой популярной реакции как ацилирование. Заметим, что в малой степени изучено влияние на модификацию циклодекстринов таких важных факторов как природа растворителя, мольное отношение реагентов, температура.
В связи со сказанным, мы провели специальное исследование, представленное в виде диссертационного сочинения, посвященное изучению особенностей фосфорилирования и ацилирования |3-циклодекстрина и его некоторых производных. В качестве объектов фосфорилирования были выбраны свободный р-циклодекстрин, как наиболее доступный субстрат, и его синильное и ацетильное производные, синтез которых к настоящему времени разработан достаточно надежно. В качестве фосфорилирующих агентов мы выбрали хлорангидриды фосфористых и фенилфосфонистых кислот, как обладающие, в отличие от, например, амидов этих же кислот, более высокой реакционной способностью. Конечно, высокая реакционная способность подразумевает меньшую региоселективность фосфорилирующего средства по отношению к гидроксильным группам циклодекстрина. Поэтому представляло особый интерес изучить фосфорилирование Р-циклодекстрина агентами, способными к фосфорилированию, в том числе и к циклофосфорилированию, за счет Р(Ш)-хлорангидридной и Р(Ш)-амидной функций.
Планируя эти эксперименты, мы учитывали и перспективу практического использования полученных продуктов. Так, циклодекстрины и их некоторые производные нашли широкое применение как вспомогательные вещества в биохимических исследованиях и в фармакологии [8, 9]. Поэтому на заключительном этапе нашего исследования мы изучили получение комплексов включения и конъюгатов р-циклодекстрина и его силильного производного с лекарственными средствами препаратов «Аспирин» и «Ибупрофен». Завершают работу предварительные исследования антиагрегантной активности этих соединений в отношении тромбоцитов крови. Целями работы являются:
Изучение особенностей фосфорилирования р-циклодекстрина и его некоторых производных хлорангидридами фосфористых и фенилфосфонистых кислот, способными также и к циклофосфорилированию. Исследование возможности регионаправленного ацилирования р-циклодекстрина хлорангидридами некоторых ароматических кислот и получение соединений, представляющих практический интерес для фармакологии как переносчики лекарственных средств. Выяснение возможности образования и состава соединений включения на основе Р-циклодекстрина и его некоторых производных с лекарственными средствами препаратов «Аспирин» и «Ибупрофен». Оценка антиагрегантной активности полученных конъюгатов и соединений включения р-циклодекстрина с указанными лекарственными средствами как первая стадия фармакологических исследований.
Научная новизна работы заключается в том, что. впервые проведено систематическое исследование фосфорилирования р-циклодекстрина хлорангидридами фосфористых и фенилфосфонистых кислот; - выявлены закономерности влияния природы растворителя и условий реакции на ход и направление фосфорилирования; на основе (3-циклодекстрина и его некоторых производных впервые получены конъюгаты с лекарственными средствами препаратов «Аспирин» и «Ибупрофен» и изучено влияние условий реакции на регионаправленность ацилирования; изучена возможность образования и состав комплексов включения р-циклодекстрина и его некоторых производных с упомянутыми лекарственными средствами; исследована антиагрегантная активность в отношении тромбоцитов крови полученных конъгогатов и соединений включения на основе р-циклодекстрина и некоторых производных ароматических кислот, обладающих противовоспалительной активностью.
Практическая значимость.
На основе выявленных закономерностей фосфорилирования (3-циклодекстрина и его производных возможно получать соединения заданной структуры, в том числе и регионаправленно замещенные. Проведенное исследование открывает новые возможности получения соединений включения и ковалентно связанных лекарственных средств с Р-циклодекстрином. Полученные конъюгаты и соединения включения с указанными лекарственными средствами проявили антиагрегантную активность по отношению к тромбоцитам крови и показали перспективность дальнейших фармакологических исследований в этом направлении.
Апробация работы.
Диссертационное исследование выполнено на кафедре органической химии химического факультета Ml И У. С 2003 по 2006 г работа была непосредственно связана с выполнением грантов Российского фонда фундаментальных исследований (грант №02-03-32694, № 05-03-33083) и гранта Президента Российской Федерации для поддержки ведущих научных школ РФ (№ НШ-5515.2006.3).
Результаты работы были представлены и обсуждались на III Международном симпозиуме по молекулярному дизайну и синтезу супрамолекулярных архитектур (Казань, 2004 г.), научных сессиях МПГУ (2005, 2006 гг.), VIII Молодежной научной школе-конференции по органической химии (Казань, 2005 г.).
Объем и структура работы.
Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 77 схем, 2 графика и 2 рисунка. Список цитируемой литературы включает 106 наименований. Работа состоит из введения, литературного обзора, посвященного особенностям химии и применения циклодекстринов, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложения.
Автор считает приятным долгом поблагодарить своих научных руководителей д.х.н., проф. М.К, Грачева и к.х.н. Г.И. Курочкину за постоянную поддержку и внимание. Благодарен за участие, помощь и ценные научные консультации - зав. кафедрой д.х.н., проф., чл. корр. РАН Э.Е. Нифантьеву, а также к.х.н. Л.К. Васяниной за помощь в регистрации и интерпретации спектров ЯМР.
Синтез mpem-бутилдиметилсилильных производных р-циклодекстрина
Для решения ряда сложных задач в области тонкого органического синтеза и в смежных междисциплинарных направлениях большое значение имеют селективно замещенные производные циклодекстринов. Однако из-за ряда структурных особенностей циклодекстринов, их регионаправленная функционализация является трудной задачей. В связи с этим особый интерес представляет направленное введение защитных групп, позволяющее получать региозамещенные циклодекстрины [3], в том числе, циклодекстрины, содержащие в своем составе разные функциональные группы. Применение некоторых элементосодержащих производных циклодекстринов, в первую очередь силильных производных, открывает широкие возможности их практического применения. Это связано еще и с тем, что силилирование циклодекстринов придает им хроматографическую подвижность, а также позволяет улучшать их органорастворимость Так, если сам р-циклодекстрин практически не растворим в стандартных растворителях, кроме воды, пиридина и ДМФА, то его силильные производные обладают хорошей растворимостью в большинстве широко используемых растворителей (бензол, диоксан и т. д.), что, несомненно, является серьезным удобством при их дальнейших превращениях.
Первые силильные производные получены с применением стандартных силилирующих реагентов - триметилсилилхлорида и триметилсилилацетамида. В работе [ 12] F. Cramer описал синтез пер-триметилсилил-р-циклодекстрина взаимодействием триметилсилилхлорида с р-циклодекстрином в пиридине при нагревании реакционной смеси в течение 6 ч при 40-45С. Пер-силилированный продукт 2 был выделен методом экстракции с выходом 79%.
Авторы также изучили взаимодействие р-циклодекстрина с двадцатикратным мольным избытком N-триметилсилилацетамида в пиридине при кипячении в течение 4 ч. Это привело к образованию производного р-циклодекстрина, содержащего 14 силильных групп (в статье не уточняется по каким положениям прошло силилирование), с выходом 70%.
Все попытки авторов получить пер-б-О-триметилсилил-р-циклодекстрин реакцией р-циклодекстрина с эквивалентным количеством N-триметилсилилацетамида как в ДМФА, так и в пиридине не дали нужного результата, приводя к сложному набору 2-, 3- и 6-триметилсилильных производных. Особый интерес представляет регионаправленное силилирование, т.к. это открывает богатые возможности для дальнейшей направленной модификации циклодекстринового остова по оставшимся свободным гидроксильным группам. Однако, провести направленное замещение только первичных или вторичных гидроксильных групп с применением триметилсилилхлорида, N-триметилсилилацетамида оказалось невозможным. Очевидно, что для этой цели требуется более селективно силилирующий реагент, остаток которого регионаправленно вводился бы в молекулу циклодекстрина, а в дальнейшем легко удалялся.
В этом отношении одной из перспективных защит первичных гидроксильных групп, в присутствии вторичных, с точки зрения введения и легкости удаления, является /и/?ет-бутилдиметилсилильная группа, которая примерно в 104 раз более стабильна к сольволизу в протонодонорных растворителях, чем триметилсилильная, что создает удобства для работы в подобных растворителях [14]. Впервые регионаправленную модификацию р-циклодекстрина трет-бутилдиметилхлорсиланом по первичным гидроксильным группам осуществил Р Fugedi в 1989 году [15]. В результате был получен пер-(6-0-ш/?ет-бутилдиметилсилил)-Р-циклодекстрин 4 с выходом 83.5%. Соединение 4 выделялось колоночной хроматографией с последующей перекристаллизацией из метанола. Авторы приводят его физико-химические характеристики (температуру плавления и хроматографическую подвижность), а также данные спектров ЯМР 13С. Особо отмечается, что такое регионаправленное замещение только по первичным гидроксильным группам возможно лишь при использовании пиридина как основания и растворителя.
Впоследствии данная реакция была исследована и описана в ряде публикаций [16-18]. Авторы работы [19] несколько модифицировали методику P. Fugedi: хроматографическое выделение они заменили перекристаллизацией из кипящей смеси метанол : хлороформ в соотношении 95 : 5, что позволило выделить требуемый продукт с выходом более 90%. Но в данной работе авторы не приводят спектров ЯМР и каких либо физических характеристик полученного продукта. В дальнейшем [20] отмечается, что такая повторная перекристаллизация из смеси метанол : хлороформ не дает по данным ТСХ чистый продукт. Также описано силилирование Р-циклодекстрина по методике P. Fugedi, но с использованием 8.5 эквивалентов яг/?ет-бутилдиметилхлорсилана вместо 7.7 [21]. Реакцию проводили в сухом пиридине (свежеперегнанным над гидридом кальция), при этом силильное производное было выделено хроматографически с выходом 80-85% (таким же, как у P. Fugedi). К сожалению, авторы не приводят спектральных характеристик выделенного продукта, а только его температуру плавления (с разложением), которая составляет 314-318С и совпадает с данными P. Fugedi [15].
Если же силилирование проводить при комнатной температуре в течение 18 ч, то пер-6-О-силилирование достигается уже с 7.35 мольными эквивалентами трш-бутилдиметилхлорсилана [22]. Ру 1 + 7 35t-BuMe2SiCl —- 4 Авторы данной работы несколько усложнили метод выделения продукта. На первом этапе реакционную массу выливали в ледяную воду, выпавший осадок растворяли в этилацетате и раствор промывали 5%-ным водным раствором НС1, насыщенным водным раствором гидрокарбоната натрия, затем хлористого натрия. После высушивания раствора над безводным сульфатом натрия получали сырой продукт с выходом 90%, который затем очищали колоночной хроматографией, используя градиентное элюирование. При этом, выход силилированного продукта понизился до 73%. В работе приведены данные спектроскопии ЯМР Н, а также температура плавления с разложением, которая занижена (299-3 00С) по сравнению с данными Р. Fugedi ([15], 314-318С разд.). Авторам работы [20], получавшим производное 4 по данной методике, удалось повысить выход до 82%.
Циклодекстрины как вспомогательные вещества в фармакологии
Трехмерная структура циклодекстринов придает им особые свойства, которые оказались очень полезны для фармакологии. Из-за большого количества гидроксильных групп циклодекстрины водорастворимы, причем водорастворимость а-, р- и у-циклодестринов составляет при обычных условиях 13, 2 и 26% (по весу), соответственно, или для Р-циклодекстрина приблизительно 18.8 г/л или 16.6 мМ [63]. Существенно более низкая растворимость р-циклодекстрина, по сравнению с а-цикло декстрином, хотя первый и содержит большее количество гидроксильных групп, объясняется более прочными водородными связями вторичных гидроксильных групп Р" циклодекстрина (по сравнению с таковыми у а-циклодекстрина), а также тем, что более симметричные а- и у-циклодекстрины (содержат четное количество глюкозных фрагментов) лучше встраиваются в трехмерную решетку водородных связей воды [64]. Метилирование и особенно гидроксиалкилирование гидроксильных групп Р-циклодекстрина способствует увеличению его растворимости, Гидроксиалкилированные циклодекстрины являются аморфными смесями химически родственных соединений с различной степенью замещения. Эту смесь обычно не подвергают разделению и используют в таком виде в фармакологии, при этом важно, что гидроксиалкилированные циклодекстрины имеют существенно большую растворимость [8]. Например, CD Гость 1:1 Гость -CD CD Гость 1:2 Гость-CD гидроксипропилированный (3-циклодекстрин (ГПЦД) имеет уже водорастворимость 60% (по весу) и более. Хотя в целом молекула циклодекстрина водорастворима, внутренняя полость хиральна и относительно гидрофобна, тогда как внешняя поверхность циклодекстриновой «чаши» преимущественно гидрофильна. Эти свойства ответствены за водорастворимость циклодекстринов и их способность инкапсулировать гидрофобные молекулы внутрь своих полостей, образуя тем самым в водной среде комплексы включения с «гостями» различной природы, что и определило их применение в фармакологии [8, 9].
Схематичная иллюстрация ассоциации свободного циклодекстрина (ЦЦ) и лекарства (Л) с образованием комплексов Л-ЦД. А) Комплекс Л-ЦД 1:1; В) Комплекс Л-ЦД 1:2; С) Возможные модели комплексов включения между простагландином Е2 и (а) а-ЦД (Ь)р-ЦДи(с)у-ЦД.
Потенциальные возможности использования природных циклодекстринов и их синтетических производных для улучшения определенных свойств лекарств, например, растворимости, стабильности и биодоступности, интенсивно изучаются последние десятилетия. Связывание лекарственных препаратов обычно осуществляется за счет образования комплекса включения с цикл о декстрином. Циклодекстриновые комплексы находятся в равновесии со свободным лекарством и свободными циклодекстринами в воде и степень их диссоциации зависит от величины константы стабильности комплекса «гость-хозяин» [9]. Такое динамическое равновесие устанавливается при условии соответствия размеров молекул лекарства и циклодекстрина. Рисунок 1 схематично иллюстрирует динамическое равновесие для комплексов лекарство-циклодекстрин состава 1:1 и 1:2 [9]. Образование комплексов включения возможно со всей молекулой лекарства или только с ее частью. При этом следует учитывать некоторые ограничения для использования циклодекстринов в этих целях. Так, чтобы быть фармацевтически полезными, циклодекстрины должны обладать биосовместимостью. Циклодекстрины устойчивы к разложению ферментами человеческого организма и, введенные внутривенно, выводятся в основном неизмененными через почки. Однако бактериальные ферменты способны разлагать циклодекстрины и, введенные орально, они вступают в метаболизм в толстой кишке. Важно отметить, что (3-циклодекстрин, имеющий сродство к холестерину, может экстрагировать его и другие липиды мембран клеток. При достаточно высоких концентрациях ]3-циклодекстрин может вызвать гемолиз эритроцитов. Парентеральное введение Р-циклодекстрина невозможно из-за его низкой растворимости, что приводит к микрокристаллическому отложению в почках, а образующиеся комплексы с холестерином, аккумулируясь в почках, приводят к повреждению почечных каналов. Применение функционализированных циклодекстринов позволяет избежать некоторые из этих проблем. Типичные примеры фармацевтически используемых комплексов лекарства с циклодекстринами и их производными представлены в таблице 2 [9].
Химически модифицированные циклодекстрины получаются этерификацией или введением других гидрофильных функциональных групп по гидроксилам положений 2-, 3- и 6-глкжозных фрагментов. Введение " Введение в тело лекарств любым способом, минуя желудочно-кишечный тракт, например, подкожное впрыскивание, внутривенное вливание и др заместителей улучшает растворение в воде благодаря двум факторам: разрыву водородных связей между гидроксилами положений 2-ОН и 3-ОН и предотвращению кристаллизации, благодаря образованию нерегулярно замещенного материала, который состоит из множества изомерных компонентов и, благодаря этому, повышенной аморфности продукта [9].
Фосфорилирование пер-6-0-(трет-бутил){диметил)силил- р-циклодекстрина хлорангидридом тетраэтилдиамидофосфористой кислоты
Пер-6-0-(/ирш-бутил)(диметил)силил р-циклодекстрин I является удобным объектом для синтеза производных р-циклодекстрина, фосфорилированных по широкому краю циклодекстринового каркаса, в том числе, содержащих и циклические фрагменты. Циклофосфорилирование, например, позволяет добавить второй ярус к циклодекстриновому каркасу путем связывания соседних вторичных гидроксогрупп в молекуле циклодекстрина и, как результат, - создание структур, имеющих более объемную молекулярную полость с большей жесткостью каркаса по сравнению с соответствующими производными циклодекстринов со свободными вторичными гидроксильными группами. В пользу возможной фосфоциклизации по вторичным гидроксильным группам свидетельствуют некоторые особенности строения р-циклодекстрина. Так, вторичные гидроксильные группы положений 2 и 3 глюкопиранозных фрагментов пространственно сближены и соединены друг с другом сильными внутримолекулярными межглюкозидными водородными связями [Н02 »»Н03 ], а по данным рентгеноструктурного анализа р-циклодекстрина расстояние О2 - О3 составляет 2.73-2.88А [89], что является оптимальным для фосфоциклизации (2.70-3.00А) [90].
Хлорангидрид тетраэтилдиамидофосфористой кислоты II обладает двумя разными по своей природе фосфорилирующими функциями; более активной - хлорангидридной, менее активной - амидной, так что в определенных условиях может происходить замещение по одной, или по двум уходящим группам. 2,3 -Циклофосфорилированные производные р-циклодекстрина, обладающие жестким каркасом и объемной хиральной полостью в виде «чаш», легко и с высоким выходом были получены авторами работ [25, 91, 92] при обработке пер-6-0-(/нреш-бутил)(диметил)силил-р-циклодекстрина I гексаэтилтриамидофосфитом. Фосфорилирование амидами фосфористой кислоты проводили в бензоле при 80-90С в течение 10 ч, контроль за ходом реакции осуществляли методом спектроскопии ЯМР Р. Фосфорилирование четырнадцати вторичных гидроксильных групп производного I происходит не хаотично, а регулярно, т.е. сначала фосформируются гидроксильные группы положений 2, как существенно более активные [47, 93], далее - на втором этапе процесса - завершается межглюкозидное 2,3 -циклофосфорилирование по гидроксилам положений 3 . Важно отметить, что хорошие результаты были достигнуты только при использовании мягких фосфорилирующих средств - три- и диамидофосфитов. Применение для аналогичного 2,3 -циклофосфорилирования дихлорангидридов фосфористой кислоты приводило к сложной смеси продуктов, что представлялось важным фактом, т.к. при соблюдении оптимальных условий реакции каждый способ фосфорилирования [Р(Ш)-амидный или - хлорангидридный] обычно приводит к одинаковым результатам.
С учетом сказанного, на первом этапе мы исследовали взаимодействие силильного производного I с 7 (Х=7) мольными эквивалентами хлорангидрида тетраэтилдиамидофосфористой кислоты II при 20С в среде бензола, в качестве активатора реакции и акцептора хлороводорода применяли триэтиламин, взятый в 10%-ном мольном избытке. Контроль за ходом фосфорилирования проводили методом спектроскопии ЯМР 31Р. Оказалось, что после завершения эксперимента (5 ч) хлорангидрид II прореагировал полностью, но наряду с ожидаемыми нециклическими диамидофосфитными фрагментами (5 Р в области 135-138 м. д.) (/), также обнаружены и межглюкозидные 2,3 -амидоциклофосфитные фрагменты (8 Р в области 148 м. д.) (н) III. Важно отметить, что циклофосфитные фрагменты образовались в мягких условиях, т.е. фосфорилирование диамидофосфитным остатком вторичного гидроксила (замыкание цикла) проходило без нагревания. После присоединения серы в реакционной массе фиксированы соответствующие тионфосфатные фрагменты продукта IV, имеющие характерные резонансные сигналы соответственно в областях 79 и 87 м. д. в равном интегральном отношении. Продукт IV выделен из реакционной массы перекристаллизацией. Отметим также, что часть вторичных гидроксильных групп осталась неизмененной.
Проведение этой реакции при повышенной температуре (60С) приводит к тому, что она полностью заканчивается уже через 3.5 ч, содержание циклических фрагментов увеличивается (и=5), а содержание диамидофосфитных фрагментов и оставшихся свободных гидроксильных групп уменьшаются- /=1, к=3 соответственно (соединение V). После присоединения серы соответствующее тионфосфатное производное VI было выделено перекристаллизацией из метанола.
Очевидно, что в данном случае соединение Ш и последующие соединения (IV-X) представляют собой не индивидуальные продухты, и приведенные значения коэффициентов к, пні указывают только на преимущественное содержание указанных фрагментов Увеличение продолжительности нагревания реакционной массы до 8 ч не приводит к заметному увеличению содержания циклических фрагментов. Вероятно, на первом этапе этого процесса, в отличие от соответствующей реакции с триамидами фосфористой кислоты [91], фосфорилирование проходит нерегулярно (хаотично) и поэтому последующее образование 7 регулярных 2,3-циклических фрагментов затруднено.
Аналогичным образом в двух параллельных экспериментах при 20 и 60С исследовали фосфорилирование силильного производного I 14 мольными эквивалентами хлорфосфита II (Х=14). В этих случаях проходило исчерпывающее фосфорилирование всех вторичных гидроксильных групп (=0) и образовались продукты VII и IX, также содержащие помимо диамидофосфитных фрагментов (8 Р в области 135-138 м. д.) (/=7 и 4 соответственно) и 2,3-циклофосфитные фрагменты (8 Р 148 м. д.) (н=3.5 и 5 соответственно). При этом повышение температуры (60С) способствовало увеличению доли циклофосфитных фрагментов. Однако, в этом случае, на основе анализа данных спектров ЯМР Р реакционных масс, нами сделано важное наблюдение: по мере образования циклических фрагментов в реакционной массе даже при 20С начинает накапливаться эквивалентное количество гексаэтилтриамида фосфористой кислоты (б 3,Р 118 м. д.). На основании этого можно предположить, что в случае фосфорилирования 14 мольными эквивалентами хлорфосфита II образование циклофосфитных фрагментов проходит за счет диспропорционирования продукта, сопровождающегося внутримолекулярным дефосфорилированием с образованием гексаэтилтриамида фосфористой кислоты.
В этой связи отметим, что ранее на системах, содержащих сближенные в пространстве диамидофосфитные группы, при повышенных температурах (80С) наблюдали аналогичное дефосфорилирование [94] Существенно, что в данном случае, рассматриваемая циклизация проходит легко уже при комнатной температуре. Этот эффект возможен, благодаря супрамолекулярному влиянию циклодекстриновой полости, как это отмечено для некоторых других превращений Р(Ш)-содержащих циклодекстринов [95].
Фосфорилирование пер-6-0-{/прет-бутил)(диметил)силил-р-циклодекстрина хлорангидридом диэтиламида фенилфосфонистой кислоты
С учетом вышеприведенных данных представляло интерес исследовать в данной реакции поведение другого реагента, содержащего только две фосфорилирующие функции (хлорангидридную и амидную) и неактивный фенильный радикал. В этом случае возможно получение более жестких циклических структур с большим объемом внутренней полости за счет введения дополнительного второго яруса в циклодекстриновый каркас. В связи со сказанным, нами изучено фосфорилирование р-циклодекстрина I хлорангидридом диэтиламидофенилфосфонистой кислоты XXXIII в бензоле и пиридине при разном мольном соотношении фосфорилирующего реагента [101].
Оказалось, что при взаимодействии синильного производного I с 7 мольными эквивалентами хлорангидрида XXXIII при 20С в среде бензола в присутствии триэтиламина образуется соединение XXXIV, содержащее в своем составе амидофенилфосфонитные и фенилциклофосфонитные фрагменты, имеющие характерные химические сдвиги в спектре ЯМР 31Р соответственно в областях 145 и 156 м, д. Интересно, что образование циклических фрагментов в данном случае происходит, вероятно, за счет дефосфорилирования, о чем свидетельствует появление в спектре ЯМР Р реакционной массы сигнала в области 98 м, д., характерного для тетраэтилдиамидофенилфосфонита. Аналогичное дефосфорилирование с выделением гексаэтилтриамида фосфористой кислоты мы наблюдали и ранее на системах, содержащих сближенные в пространстве диамидофосфитные функции (см. раздел 2.1.1.).
Соединение XXXV выделено колоночной хроматографией и охарактеризовано данными спектров ЯМР jH и 31Р При взаимодействии силильного производного I с 14 мольными эквивалентами хлорангидрида XXXIII в аналогичных условиях образуется соединение также содержащее в своем составе циклофосфонитные (6 31Р 156 м. д.) и ациклические амидофенилфосфонитные фрагменты (5 31Р 145 м. д.). Использование избытка фосфорилирующего реагента приводит к полному замещению всех свободных гидроксильных групп, причем с увеличением степени замещения увеличивается доля ациклических фрагментов. Присоединением серы фосфонитные фрагменты переводились в соответствующие тионфосфонатные. Соединение XXXVII таюке было выделено из реакционной массы и охарактеризовано данными спектров ЯМР 1Ни31Р.
Ранее нами было отмечено существенное влияние природы растворителя на ход и состав продуктов фосфорилирования, в частности, специфическое влияние пиридина на направление фосфорилирования в сторону образования фосфоциклических продуктов (см. раздел 2.1.1.). В связи с этим мы продолжили изучение циклофосфорилирования в среде пиридина с использованием вышеупомянутого хлорангидрида XXXIII.
При фосфорилрованиии производного Р-циклодекстрина I 7 мольными эквивалентами хлорангидрида XXXIII в среде пиридина в спектре ЯМР Р реакционной массы наблюдали сигналы в области 151 и 156 м. д., после присоединения серы в спектре наблюдался только один уширенный сигнал в области 72-80 м. д. К сожалению, в отличие от фосфорилирования хлорангидридом тетраэтилдиамидофосфористой кислоты, где мы наблюдали образование продуктов 2,3- и 2,3-циклофосфорилирования, в данном случае мы не можем судить о положении циклофосфитных фрагментов. Соединение XXXIX было выделено из реакционной массы, количество фосфорсодержащих фрагментов оценивалось исходя из анализа спектров ЯМР Ни1? (для соединения XXXIX оно равно 6). Использование в данной реакции избытка фосфорилирующего реагента XXXIII (Х=14) приводит к продукту полного циклофосфорилирования (п=7), имеющему в спектре ЯМР ЗІР, после присоединения серы, так же уширенный сигнал в области 72 м. д. и сигнал в области 85 м. д, принадлежащий диэтиламидохлорфенилтионфосфонату (продукт присоединения серы к не вступившему в реакцию избытку хлорфосфонита XXXIII) [101].
Таким образом, применение пиридина как растворителя и акцептора выделяющегося хлороводорода позволило нам получить циклофосфорилированные производные, представляющие практический интерес. Фенилциклотионфосфонатные фрагменты, расположенные по широкому краю циклодекстринового остова, образуют второй фосфорсодержащий ярус, придающий большую жесткость циклодекстриновому каркасу и больший объем молекулярной полости, о чем свидетельствует образование соединений включения с большим мольным содержанием «гостя» (см. ниже раздел 2.3.).
Ранее в нашей лаборатории было показано, что обработка силильного производного I гексаэтилтриамидом фосфористой кислоты приводит к регулярным гепта-2,3 -фосфоциклическим производным р-циклодекстрина [25, 91, 102]. С учетом этих данных мы исследовали возможность циклофосфорилирования Р-циклодекстрина I тетраэтилдиамидом фенилфосфонистой кислоты ХІЛІ. Взаимодействие Р-циклодекстрина I с 7 мольными эквивалентами фосфонита XLII в бензоле в течение 6 ч при 70-80С в условиях одновременной отгонки диэтиламина, приводит к образованию ожидаемых циклофосфонитных, а также ациклических амидофенилфосфонитных фрагментов.
![Клинико-лабораторные особенности течения фульминантной формы вирусных гепатитов B и D с учетом связывающей способности сывороточного альбумина [Электронный ресурс]](/i/i/4325/184065.png "Клинико-лабораторные особенности течения фульминантной формы вирусных гепатитов B и D с учетом связывающей способности сывороточного альбумина [Электронный ресурс] Кузнецов Павел Леонидович")