Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез, выделение и изучение свойств соединений в ряду карденолидов и нестероидных аналогов их трансформированных производных

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УССР ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экз. № ¿У

ТЕРНО ИРИНА СТАНИСЛАВОВНА УДК 615.224:547.918+547.918:547.925

СИНТЕЗ, ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ СОЕДИНЕНИЙ В РЯДУ КАРДЕ-НОЛИДОВ И НЕСТЕРОИДНЫХ АНАЛОГОВ ИХ ТРАНСФОРМИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ

15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Харьков - 1991

Работа выполнена в лаборатории изысканий растительных препаратов ВНИИХТЛС и на кафедре органической химии Харьковского государственного фармацевтического института.

Научный руководитель:

Научный конспчьтант:

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор И.Ф.МАКАРЕВИЧ

доктор химических и фармацевтических наук, профессор В.П.ЧЕРНЫХ

доктор химических наук, профессор В.И.ЛИТВИНЕНКО доктор фармацевтических наук, профессор В.И.КАБАЧНЫЙ

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский химико-фармацевтический институт

Защита диссертации состоится «_»

1991 г. в .

на заседании специализированного совета Д.088.09.01 Харьковского государственного фармацевтического института (310002, г. Харьков-002, ул. Пушкинская, 53).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ХГФИ Автореферат разослан "_"_1991 г.

» часов

Ученый секретарь специализированного совета доктор фармацевтически профессор

Д.И.ДМИТРИЕВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из приоритетных направлений фармацевтической науки являются исследования, направленные на. расширение арсенала лекарственных средств, используемых для лечения и профилактики сердечно-сосудистых патологий. В данную группу препаратов входят кардиотонические, коронаролитические, антигипо-ксические средства.

В качестве основных веществ для создания препаратов кардио-тропного действия используются природные сердечные гликозиды. Однако высокая токсичность, малая терапевтическая широта существенно ограничивают возможности гликозидотерапии, а химическая лабильность карденолидов затрудняет их получение в промышленных условиях.

Работы в области выделения сердечных гликозидов из растительного сырья, изучения их физико-химических свойств, установления химического строения, синтеза N - производных карденолидов, проведенные во Всесоюзном научно-исследовательском институте химии и технологии лекарственных средств, привели к получению ряда оригинальных биологически активных соединений, обладающих комплексным действием на сердечно-сосудистую систему и малой токсичностью. В связи с этим дальнейшие исследования карденолидов, в том числе направленные химические трансформации сердечных гликозидов и агликонов с целью придания им новых свойств являются перспективной задачей, представляющей научный и практический интерес.

Создание синтетических и полусинтетических кардиостерсядов полностью не решает проблему дифференцированного и эффективного лечения многих форд сардечно-сссуднстой недостаточности. В связи

с этим особую актуальность приобретает поиск кардиотропных и ан-тигипоксическшс препаратов среди соединений негликозидной (нестероидной) природы, менее токсичных и более простых с точки зрения технологии.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Харьковского фармацевтического института государственной регистрации 01.86.0042442).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлся поиск веществ природного и синтетического происхождения стероидной и нестероидной структуры, обладающих в комплексе различными видами кардиотропной и антигипоксической активности, изучение реакций, тонкого химического строения и физико-химических свойств указанных соединений, определение влияния отдельных фрагментов синтезированных веществ на биологическую активность.

Для выполнения намеченной цели нами были поставлены следующие задачи:

- исследовать карденолидный состав неизученного вида желтушника,

- осуществить синтез природного гликозида конваллозида и ряда новых карденолидпроизводных,

- изучить термическую стабильность некоторых гликозидов в нейтральных спирто-водных растворах,

- разработать препаративные методики синтеза нитро-эфиров и полифункциональных производных карденолидов,

- получить ряд нестероидных аналогов трансформированных карденолидов, обладающих кардиотропным и антигшкжсическим действием.

Научная новизна. Впервые исследован карденолидный состав Егуедлшт ри1о]1е11ит, при этом выделены в чистом виде и изучены семь гликозидов, в их числе ранее не описанный в литературе (установлены молекулярная масса и структура агликона).

Впервые проведен ступенчатый термический гидролиз природных

тригитоксозидов в нейтральных спирто-водных растворах.

Впервые синтезирован на основе конваллятоксина природный гликозид конваллозид; при этом применена защита а-гликольной группировки в звене ь-рамнозы. Усовершенствована методика синтезе конваллятоксина на стадии очистки. Синтезированы новые гликозиды, которые использовались в качестве модельных соединений для изучения связи "строение - действие".

Разработаны препаративные методики синтеза соединений в ряду К-производных карденолидов. В ходе исследования доказано преимущественное нитроксилирование гликозидов строфантидола по углеводной части молекулы; установлено, что кислотный гидролиз сахарного компонента нитропроизводных гликозидов возможен после их денитро-вания. Методы масс-спектрометрии - ПД (полевой десорбции) и'ББА (бомбардировки быстрыми атомами) впервые" были использованы для подтвервдения строения нитропроизводных сердечных гликозидов.

В процессе проведения эксперимента было выделено, синтезировано и изучено более 50 новых соединений стероидной и нестероидной структуры.

Значимость и новизна проведенных исследований защищены 3 авторскими свидетельствами СССР.

Практическая значимость. Результаты изучения термической стабильности гликозидов в нейтральных спирто-водных растворах могут быть использованы для контроля и оптимизации производственных технологий ампулирования и стерилизации растворов сердечных гликозидов.

Разработанная методика препаративного бескислотного гидролиза эризимина с высоким выходом строфантидина является перспективной как для ■ лабораторного, так и для промышленного получения огликонов из ооотввтогвупцих гликозпдов.

В результате направленных химических трансформаций ряда кар-денолидов получены качествено новые вещества, обладающие комплексным действием на сердечно-сосудистую систему, три из них рекомендованы для углубленных фармакологических исследований, как перспективные БАВ для создания эффективных лекарственных препаратов.

Фрагменты диссертационной работы используются в учебной и научно-исследовательской работе кафедры фармакологии Запорожского медицинского института, что подтверждено соответствующим актом внедрения.

Разработаны лабораторный регламент и проект ВФС на 17а-ди-0- нитрострофантидол, обладающий кардиотонической, корона-ролитическо!! и высокой антигипоксической активностью. Методика синтеза нитроэфира строфантидина прошла апробацию в условиях

опытного завода ВНИИХТЛС.

Апробация работы. Фрагменты приведенных в диссертации исследований обсуждались на Xii-ой международной конференции по изо-преноидам (Познань/ПНР/-89г.),всесоюзном семинаре "Химия физиологически активных соединений" (Черноголовка-89 г.), и конференции "Реализация научных достижений в практической фармации" (Харьков-91 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы (175 наименований, из них Й4 на иностранных языках), содержит 22 таблицы, 2.4 рисунка, S6 схем.

В первой главе приводится обзор литературы по выделению, методам идентификации, физико-химическим свойствам, а также химическим трансформациям карденолидов.

Во второй главе представлены экспериментальные данные по выделению природных сердечных гликозидов, установлению их структуры, изучению бескислотного термического гидролиза в спирто-водных растворах.

Третья глава посвящена целенаправленным транофо^ацглы кар-

денолидов, синтезу N-производшх сердечных гликозидов, обладающая комплексе такими видами действия, как кардиотропное, коронаро-литическое и антигипоксическое.

В четвертей главе представлены данные по синтезу и изучения нестероидных аналогов трансформированных карденолидов, исследованию их кардиотропной и антигипоксической активности.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Изучение карденолидного'состава Erysimum pulohellum (сем. Cruoiferae).

Основными лекарственными средствами, оказывающими избирательное кардиотоническое действие, являются препарата из растэ-ний, содержащих сердечные гликозиды.

В плане поиска возможностей расширения сырьевой базы для получения кардиотонических веществ нами было проведено исследованпэ карденолидного состава неизученного ранее еидз желтушника. Для изучения карденолидов травы келтушника красивого были осуществлены процессы извлечения гликозидов из растительного сырья, очисткз от хлорофиллов и фенольных соединений с последующи?,! адсорбционно-хром а то гр афич ески:.; разделением и кристаллизацией. Методом адсорбционной хроматографии на колонках силикагеля под давлением газообразным азотом в кристаллическом индивидуальном состоянии выделены семь карденолидов. Структура выделенных сердечных гликозидов доказывали по продукта?.! полусинтеза, кислотной и ферментативной деструкции (схема I), данным КК-спектроскопиа, масс- спектрометрии, хроматографического сравнения со стандартными образцам!.

Шесть выделенных карденолидов идентифицированы как: строфан-П!дта (Зр,5,14-тригидрокси-19-оксо-5р,14р-кард-20(22)енолид) (1), глюкострофантидин (Зр-0-р-с-глюкопиранозил-5,14-дагидрокси-19-ок-со-5£,14р-кард-20(22)енолид)(2), эризкмин (Зр-О-р-Б-дигитоксипи-ранозил-строфантидин)(3), эризимозид (Зр-О-р-Б-дигитоксопирЕшо-зил-4•-о-р-хьглгаошфанозилстрофаптидин)(4), 'бипиндогулометилоаид

(Зр-о-р-В-гулометшюпиранозил-5, Па, 14-тригидрокси-5р, 14р-кард-20(22)енолид) (5), эрикордин (3-р-0-р-о-гулометшюпиранозил-14, 19-дигидрокси-5р-14р-кард-20(22)енолид) (7).

Таблица I

Карденолиды, выделенные из Егувипит ри1о!1е11ит

т Название карденолида Брутто формула Агликон Углеводная часть Температура пл. [а]в в метаноле

1. Строфанти-дин С2зНз20е Строфан-тидин - 224-230° + 42°

2. Глюкостро-фантидин с2анЦ2оА1 Строфан-тидин Б-глюкоза 170-173/ 234-236° + 18,8°

3. Эризимин Строфан-тидин о-диги-токсоза 152-155/ 175-178° + 28,0°

4. Эризимо-зид Строфан-тидин й-диги- токсоза- Б-глюкоза 170-174/ 235-240° + 19,1°

5. Бипиндо- гуломе- тилозид С2эН|,„010 Бипиндо-генин Б-гуломе-тилоза 153-156° -16±3° с 0,3

6. Пулхозид - Бипиндо-генин - - - 43±5°

7. Эрикордкн Канно-генол Б-гуломе-тилоза-С-глюкоза 189-192/ 201-203° - 25.3°

Для установления структуры седьмого гликозида (6), ранее не описанного в литературе, был проведен анализ продуктов его гидролиза, проверенного по Манниху-Зиверту, который показал наличие в гидролизате бипиндогенина. Характер фрагментации молекулы ■ нового гликозида при масс-спектрометрии ББА подтвердил наличие хроматографичес'ки обнаруженного бипиндогенина. Спектр имеет четкий пик с тА 567(566) моногликозида, агликона с "/« 406; пики фрагментов агликона с "%307, 322, 303, 199, 198, 197, 187.

На основании вышеизложенных экспериментальных данных уота-

новлена молекулярная масса, равная 752 у.е. и структура агликона нового карденолида, представляющая собой 3(3,5,11а,14-тетрагидрок-си-5(3-14|3-кард-20 (22) енолид.

Схема I.

Химические превращения к.чрденолидов, Еыдоленных из желтушника

красирого.

!2 }

О

И

сн

сн..

нон,с

он

' I -г* ней '1 > с;

О-С- ГЛЮ К--3.-1

он

(4)

нон2с н3с

он он

н3с

Г3

но>-у он о о

V-

Н3С СНЭ

3 II 3

о

СиЗОц (б/В)

(З-С-гуло-метилоза

но \

н3с | : | о,1% нс1

он сн

Результаты полуколичественного анализа содержания основных карденолидов в Егуз1тия ри1сЬе!1ит показали преобладание в нем

гликозидов сравнительно редко встречающегося бипиндогенина, что отличает Егувипшп ри1о1ге11ит от других видов желтушников.

2. Бескислотный термический гидролиз лабильных гликозидов в спирто-водных растворах и перспективы его использования.

Сердечные гликозида являются высоколабильными соединения- ■ ¡п. Информация о структурных превращениях сердечных гликозидов при нагревании их в нейтральных растворителях очень важна при промышленном производстве карденолидов и инъекционных препаратов на их основе. С учетом потребностей производства проведено исследование термотрансформаций сердечных гликозидов при нагревании их в спирто-водных растворах и изучение зависимости скорости проходящего при этом гидролиза от структуры сахарного компонента карденолидов. В качестве объектов изучения термического гидролиза были взяты: конваллятоксин, глюкострофантидин, хейротоксин, дез-"глюкохейротоксин, эрикордин, эризимин, эризимозид, дигитоксин, цимарин. В ходе исследований этот ряд карденолидов был разделен на две группы в зависимости от степени их лабильности в растворах при нагревании в интервале от 100°С до 140°. При этом было установлено, что гликозида с гидроксилированными по С-2' углеводными компонентами при нагревании до 140°С в течение четырех часов практически не изменяются: напротив, гликозида, содержащие 2-дезоксисахара в этих условиях сравнительно легко подвергаются гидролизу. В процессе дальнейшего исследования изучена кинетика бескислотного гидролиза указанных 2'-дезоксигликозидов при Ю0°С и 142°С.

При анализе кинетических данных бескислотного гидролиза был сделан вывод о влиянии природы заместителя в углеводном компоненте на скорость реакции. Наличие метоксильной группы при С-

3' в и-дигитоксозе эризимина резко замедляет гидролиз. Скорость гидролиза З'-О-мет^лэризимина (цимарина) снижается при этом в 9,5 раз. Присоединение к эризимину по с-4' Р-глюкозы также снижает скорость гидролиза, эризимозид при 100°с гидролизуется в 5,5 раз' медленнее эризимина. Причем, как и следовало овддать, увеличение растояния от заместителя до реакционного центра ослабляет влияние заместителя (ср. гидролиз цимарина и эризимозида) (табл. 2). Повышение температуры от 100°с до 142°с ускоряет реакцию гидролиза эризимозида в 24 раза (энергия активации процесса - 98 кДж/моль). % гидролиза

а , Ь с

26 30 и, часы

Рис.2. Зависимость степени гидролиза гликозидов от температуры и времени процесса (а - эризимин при 142°, ь -эризимозид при 142°, о - эризимин при 100°, <1 - цима-рин при 142°, е - эризимозид при 100°).

Кинетические данные гидролиза 2'- де зоксигликозидов Таблиц . :::

Гликозид Температура Время Констант.!

•нагрева раствора полуреакции скорости с

Эризимин 100° 8ч 40мин 4,7 • и""*

Эризимин 142° 1ч 50мин Т.З-- ГС"7

Эризимозид 100° 48ч 4,Ь ■ 10"""

Эризимозид 142° 2ч I • 10"'

Цимарин 142° 19ч 1,11- 10""

-1

Такое влиянии заместителей на скорость гидролиза привело нас к мысли, что глукозиды, содержащие цепочку из 2-дезоксисахаров,

должны гидролизоваться преимущественно ступенчато, начиная с концевого звена. Был проведен препаративный бескислотный гидролиз дагитоксина (тригитоксозида дигитоксигенина) (схема 2).

При этом получена смесь трех гликозидов и дигитоксигенина. Хроматографический анализ показал, что в гидролизате соединения находятся в следующем соотношении: дигитоксин (исходный) - бисди-гитоксозид дигитоксигенина - монодигитоксозид дигитоксигенина -дигитоксигенин (2:4:1,5:1,5).

Схема 2.

Препаративный бескислотный гидролиз дагитоксина.

сн3

СНз СКд СНд

СНз СН3

он он

он

(8) /Ч' СНз- сАН\

н

(10)

Наличие в смеси преимущественно диг'ликозида указывает на то, что бескислотный гидролиз действительно протекает в основном сту-г пенчато. Таким образом, данный метод гидролиза является более селективным по сравнению с кислотным гидролизом и расширяет возможности получения ряда труднодоступных моно- и бисдигитоксозидов.

Кинетические исследования позволили провести препаративный бескислотный гидролиз эризимина с выходом строфантидина 84% без.

примеси других карденолидов, что редко удается осуществить с помощью кислотного гидролиза и является перспективным методом получения строфантидина как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

3.Целенаправленные химические .трансформации сердечных глико-зидов.

Нами была поставлена задача проведения целенаправленных химических трансформаций как стероидной, так и углеводной части карденолидов с использованием реакции окисления, восстановления, изомеризации, гликозилирования, алкилирования, нитроксилирования и других. Целью наших исследований было получение гликозидов с высоким кардиотоническим действием, а также качественно новых стероидных соединений, сочетающих в себе такие виды активности, как кардиотоническая, коронаролитичеекая и антигипоксическая.-

3.1. Гликозилирование карденолидов.

По данным литературы известно более 20 полусинтетических сердечных моногликозидов, полученных реакцией гликозилирования карденолидов и буфадиенолидов. Гораздо менее исследованы возможности синтеза гликозидов с двумя и более углеводными звеньями. Поэтому представляло интерес осуществить синтез известного природного дигликозида конваллозида (13) на основе конваллятоксина (14), структура которого, содержащая в углеводном звене цис-а-гликольную группировку, позволяет провести избирательное гликозилирование по С-4', защитив он-группн у С-2' и С-3' путем получения изопропилиденового производного (12).

Гликозилирование на обеих стадиях осуществляли методом Ке-нигса-Кнорра в кипящем дихлорэтане, а в качестве акцепторов нвг использовали смесь карбоната серебра и оксида ртути (схема 3). В

процессе синтеза была модифицирована препаративная методика получения конваллятоксина (14) на стадии его очистки от.примесей исходного строфантидина поэтапной экстракцией горячим бензолом. Ацетонид (12) получен реакцией конденсации конваллятоксина и ацетона в присутствии сульфата меди. Удаление защитных ацетильных и изопропилиденовой групп осуществлялось контролируемым щелочным и кислотным гидролизом соответственно.

Схема 3.

Синтез конваллозида.

1. ВгДсЯИи, Дд2С03

НО ОН

1. {ЗгАсЗДи, Дд2С03

2. о,15н №0н

СН,ОН

ОН О__О

сн3 сн3

снгон

.КУ0^)'

но41-( \-(

ОН он он

Путем гликозилирования по Кенигсу-Кнорру осуществлен также полусинтез трех новых гликозидов: строфантидин-зр-О-а-Ъ-рамнопи-ранозил-4'-О-а-ь-рамнопиранозид (15); дигитоксигенин-Зр-О-р-Б-ксилопиранозид (16);- дигитоксин-4' "-О-а-ь-рамнопиранозид (17), с

целью изучения зависимости их биологической активности от строения углеводной части. В качестве структурных аналогов для сравнительной оценки изменения биологической активности при модификации сахарного компонента были использованы природные карденолиды: ди-гитоксин (18) и пурпуреагликозид А (19).

Схема 4.

(16) (он

но

но

(18) К2=

СК>0

он он он

СН3 СН3 СНз

(.7) ^ Ч&ЬрЪрЪр

но но он он он нон2с сн3 сн3 сна

(19)

но он он

(15) Кс=

но но но но но,

(20) ((СН^^Ы^

НО НО

Н3С^СНЭ

Чтобы свести к минимуму образование побочных продуктов при синтезе гликозида (17), брали расчетные количества 1-бром-2,3,4-три-0-ацетил-ь-рамнозы и дигитоксина. Синтез протекает стереоспе-цифично: Б-ксилоза присоединяется к агликону р-гллкозидной связыз, а ь-рамноза к дигитоксину а-гликозидной связью Об этом можно судить как по данным инкрементов молекулярного вращения Б-ксилозы в гликозвдв (16) СЗО -7,4е - 17,6°) к Ь-рамнозы в гликозидв (17)

£С= -310,8° - 33,5°), так и по ПМР-спектрам. ПМР-спектр гликозида

(16) показывает наличие сигнала при 4,76 в виде дублета и = 6,0 гЦ), принадлежащего аксиальному протону при аномерном ятоме углерода.

Для доказательства места присоединения ь-рамнозы в гликозиде

(17) был использован кинетический метод конформационного анализа. Полупродукт гликозилирования триадетилпроизводное дигитоксин-4" '-О-а-ъ-рамногшранозида был подвергнут контролируемому доаце-тилированию. Анализ хода реакции показал отсутствие в полупродукте экваториального гидроксила при С-4" ', чем доказано присоединение ь-рамнозного звена п£> этому положению.

В процессе синтеза дирамнозида строфантидина (15) был выделен и исследован полупродукт реакции гликозилирования - ацетонид дирамнозида строфантидина (20) (схема 4). Данные ПМР-спектра подтверждают наличие в структуре исследуемого гликозида изопропили-деновой группировки (синглет при 1,5 м.д.).

Исследование биологической активности по Хатчеру показало, что синтезированный дигитоксигенин-ксилозид (16) в 1,7 раза более активен по сравнению с дигитоксином (18), а дигитоксин-рамнозид (17) в 1,4 раза активнее пурпуреагликозида (дигитоксин-глюкозида) (19). Несмотря на удаленность ь-рамнозного звена от агликона, влияние его на биологическую активность знаительно сильнее по сравнению с влиянием Б-глюкозного звена, находящегося на том же удалении.

3.2. Нитроксильные и полифункциональныр производные кардено-лидов.

Нами осуществлены направленные модификации гликозидов посредством введения в их молекулы нитроэфирных и других структурных фрагментов с целью получения малотоксичных соединений, прояв—

ляющих наряду с кардиотонической коронаролитическую и антигипок-сическую активность.

Схема 5.

Нитроэфиры конваллятоксола и 17а-строфантидола

Симо.,

02N-0

(30) Н2С

он

(II) КС

но

I

^ВНц Н2С

но

(ДМФА)

он

1. ВгАсРЬа,Дд2С03 г. 0.15Н N004

он он

0^0 о

!сн3

02М0 0N02

°2М0 о 02Ш огю2

(26) Р=Н

(27 ) К=СНЭ

В частности синтезирован ряд нитроэфиров карденолидов .(25-

35) строфантидина (II), 17а-строфантидола (21), конваллятоксола (22), глюкострофантидина (23) и глкжострофантидола (24), а на ос-юве нитрострофантидина (25) получены его оксим (36) и иминопро-хзводные (37-39) с анестезином, стрептоцидом, адамантиламином 'схема 5, 6).

Слокность синтеза нитроэфиров указанных карденолидов связана с высокой химической лабильностью этих соединений. В процессе изучения реакций нитроксилирования гликозидов установлено, что при отклонении от температурного режима (-15°С в случае применения нитрата меди и около -40°С в случае применения азотной кислоты) идет процесс накопления ангидропродуктов. Полученные нитро-производные очищали на оксиде алюминия и силикагеле с использованием растворителей различной полярности. Для установления строения. полученных соединений наряду с другими химическими и физико-химическими методами была использована масс-спектрометрия. С учетов термолабильности производных карденолидов ионизацию изучаемых молекул нитроэфиров осуществляли методом "бомбардировки быстрыми атомами", что обеспечивало получение спектров МС-ББА без перевода исследуемых образцов в газообразное состояние путем нагревания.

Исследование спектрограмм показало, что при нитровании гли-ко8идов более активными являются он-группы углеводной части, что вероятно объясняется их сравнительно большей пространственной доступностью. Доказательством такому заключению служат фиксированные сигналы осколочного иона стА 407 и тА 406 структурных фрагментов строфантидола, в масс-спектре ББА тетра-О-нитроглюко-строфантидола,свидетельствующие о наличии всех нитрогрупп в сахарном остатке. Фиксирование иона с "У* 407 подтверждается целой группой осколочных ионов, связанных с последовательным элиминированием трех молекул вода - ионы с "У* 389,371,353 и последующего

о

II

сн

сн

17 Схема G.

Нитроэфиры и иминопроизводные строфантидина, глюкострофантидина

и глюкострофантидола.

kooc-(ch2)3-n

и

сн

(40) НОНзС

„й он

к?со3

ГАМК

(31,32)

roh,c

(33-35) roh2c

нон

ко

(25)

он

R(R±>R2,R3»R..): (36) Ra= -он

(37) r2= -^^-so2nh2

(38) R3= -<g>-ct°C3Hs

(39) Ru=

отщепления молекулы метанола от ионов (с-н2о), (с-гн2о) и (с-зн2о)-ионы с тЛ 357,339,321 соответственно. Кроме того виден ник сахарной части молекулы с отрывом молекулы воды с тД 343 и осколочных ионов с тА 298,253,208, появление которых обусловлено отрывом частиц (мо2-»н*').

По результатам фармакологических исследований 3,19-ди-0-;штро-17а-строфантидол (30) и 19,2',3',4'-тетра-0-нитроконвалля-?оксол (27), обладащие комплексным действием на сердечно-сосудистую систему,защищены авторскими свидетельствами СССР.

Лабораторный синтез нитрострофантидина, проявляющего кардио-тропный и антигипоксический эффект, прошел апробацию в условиях фитохимического цеха опытного завода ВНШХТЛС. Разработаны лабораторный регламент и проэкт ВФС на 17а-динитрострофантидол.

4. Синтез нестероидных аналогов трансформированных кардено-лидов.

В настоящее время кардиотоническая активность выявлена у химических веществ самого разнообразного строения. Среди них выделены следующие группы нестероидных кардиотонических средств: акрил- (гетерил)-алкиламины, производные имидазола и бензимидазола и др. Общие для всех нестероидных кардиотоников закономерности строения молекул до сих пор не установлены. Однако выявлены некоторые функциональные группировки, в значительной степени определяющие кардиотропную активность, избирательность действия препаратов .

На кардиотоническое действие сердечных гликозидов большое влияние оказывают заместители в положении С-10 и с-17. Как показывают литературные данные, а также наши исследования, химическое трансформирование агликонов с введением различных функциональных

фрагментов, в том числе в положениях С-10 и С-17, в ряде случаев приводит к сохранению кардиотонической активности, а также анти-гипоксйческого эффекта, присущего карденолидам (оксимирование заместителя в положении с-10 повышает биологическую активность в 3 раза по сравнению с исходным строфантидином).

Эти факты наводят на мысль о возможности использования при моделировании нестероидных кардиотоников структурных фрагментов, входящих в состав трансформированных карденолидов в положениях, определяющих направленность биологического дейсвия, что мы и попытались сделать в наших исследованиях.

При замене лактонного кольца фрагментом гуанидина (40) ис--следователям удалось получить кардиотонически активные аналоги дигитоксигенина.

Наряду с этим фактом есть предположение, что исключительно высокую кардиоселективность в некоторых нестероидных кардиотони-ках определяет остаток мочевины (обзор И.С.Чвкмана). В связи с вышеизложенным мы посчитали целесообразным использовать в качестве нестероидного модельного соединения продукт окисления гуанил-тиомочевины (41) - 3,5-диамино-1,2,4-тиадиазол (42), обладающий по данным литературы антигипоксической активностью с целью про-

но

2о;

варки наличия кардиотропной активности у. ого Производных.

КНэ-С-^Н-С-^а ) ' ' | |Т (42)

э ы [н ]

В качестве стабилизатора химически нестойкого продукта и биогенного носителя была использовала янтарная кислота, являвда-еся естественным метаболитом организма, и 'ае 'щюизво^ше".

Изучено взаимодействие 3,5-диам;1но-1,2,4-тиадиазола с янтарной кислотой и ее производными в различных условиях и соотношениях. Так были получены дисукцинаминовая кислота (43) и соль - сук-

цинат 3,5-диашшо-1,2,4-тиадиазола (44).

Строение дисукцинаминовой кислоты тиадиазола было • подтверждено в результате сплавления эквимолекулярной смеси 3,5-диамино-I,2,4-тиадаазола и янтарного ангидрида с регистрацией хода синтеза с помощью дериватографии. На основа 1,2,4-тиадиазол-3,5-дцсукцкнаминовой кислоты нами были получены соли с органическими ^а неорганическими основаниями:

н

но-с-(сн2)-с а

П= Н ,N0 р-ГШдСзН^,

0 (43) нОн ,

ЧГ^нсо^ссск -^(С^з.

.411 .

•мн, (44)

и |I • ноос-сн2-сн2-соон

ч^ч,

Фармакологические исследования не показали наличия у пс ченкы:: нами производных 3,5-диамино-1,2,4-тиадиазола кардиото: ческой активности. По итогам исследование сукщшат 3,5-диамп 1,2,4-тиедказола. как вещество, обладающее шеокой антигкпокс

ческой активностью защищено авторским-свидетельством СССР.

По данным литературы введение адамантильного радикала в структуры производных фенотиазина, проявляющих сердечнососудистую активность не вызывает ее уменьшения. Адамантильныв производные карденолидов (45,46) менее токсичны по сравнению с исходными соединениями.

м-со-о'

Представляло интерес исследовать кардиотоническую активность производных адамантана (48), который состоит из трех конденсированных циклогексановых колец, имеющих конформацию кресла, аналогично пергидрофенантреновому фрагменту кардиостероидов (47).

(47)

(48)

В плане этих исследований осуществлен синтез соединений ряда 1-адамантилсукцинаминовой кислоты (49), а на ее основе получен ряд солей с неорганическими и органическими основаниями(схема 7).

Схема 7.

С1СО(СН2)2СООСНа

абс. Ру

кн.

НС1

шсо(сн,)2соосна

1 . сон

2.НС1 (1:1 )

(49)

о и

МНС(сн,)аСООН

кнс(сн,)2ссюня

Изучено влияние полученных солей 1-адамантилсукцинаминовой кислоты на сократительную способность миокарда, сердечный ритм и артериальное давление, исследована их ан'шгипоксическая актив-, ность. Проведена корелляция данных фармакологической активности со значениями мембранотропности солей 1-г.дамантилсукцинаминовой кислоты. Максимальному влиянию на сократительную способность миокарда изученных солей соответствуют средние значения мембранотропности.

Одним из фрагментов работы по целенаправленному синтезу нестероидных веществ, обладающих сердечно-сосудистой активностью, было получение и исследование солей (З-аминоэтансульфэкислоты (та-урина), 7-аминомасляной кислоты, глютаминовой и аспарагиновой кислот с различными металлами. Отправным моментом этих исследований была полученная нами ранее калиевая соль иминопроизводного глюкострофантидина и 7-аминомасляной кислоты (50), показавшая высокую антигипоксическую активность при сохранении кардиотоничес-кого эффекта.

Лучший результат при биологическом скрининге показали литиевые и литиево-магниевые соли глютаминовой, аспаргиновой, 7-аминомасляной кислот и таурина. Указанные соли обладают выраженным ко-ронаролитическим, кардиопротекторным, антиангинальным и антиаритмическим действием.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате исследования карденолидного состава неизученного ранее вида желтушника Егувыпит ри1 с1ге11ит (сем. Сгис1Ге-гае) выделено в индивидуальном кристаллическом состоянии семь гликозидов,. шесть из которых идентифицированы как известные природные карденолиды: строфантидин, глюкострофантидин, эризимин, эризимозид, Оипиндогулометилазид, эрикордин. Изучены физико-химические свойства,, определена молекулярная масса седьмого гли-козида, ранее не описанного р. < литературе; установлена структура его агликона, представлящая собой - Зр,5,Па,14-тетрагидроксп-5р-14р-кард-20(22)- енолид.

2. Исследованы термопревращения ряда карденолидов в нейтральных спирто-водных растворах. Установлено, что гликозиды, содержащие в качестве углеводных компонентов гидроксилированные по С-2 моносахариды, устойчивы при нагревании до 140°С. Гликозиды содержащие 2-дезоксисахара, оказались высэколабильными. Изучена кинетика их бескислотного гидролиза при 140 и 142 °С, установлен первый порядок процесса и расчитаны его энергия активации.

3. Показана возможность бескислотного гидролиза дигитоксозн-дов с высоким препаративным выходом агликона (85%), а также ступенчатого термического гидролиза природных тридигитоксозидов с получением малодоступных моно- и бисдигитоксозидов.

4. Путем избирательного стереоспецифического гликозилирова-ния синтезированы новые сердечные гликозиды: строфантидин-3р-0-а-ъ-рамнопиранозил-4'-О-а-ъ-рамнопиранозид, дигитоксигенин-30-0-а-ъ-ксилозид, дигитоксин-4"'-а-ь-рамнопиранозид. Исследована взаимосвязь между строением углеводных компонентов и биологической активностью полученных соединений.

5. Поэтапным избирательным гликозилированием строфантидина с применением защиты а-гликольной группировки ь-рамнозы синтезирован природный гликозид конваллозид,- усовершенствована препаративная методика получения промежуточного конваллятоксина использованием экстракции горячим бензолом примеси строфантидина на стадии эчистки.

6. В результате целенаправленных химических трансформаций карденолидов с применением реакций окисления, восстановления, лзомеризации, .нитроксилирования, оксимирования и других получен ряд качественнно новых стероидных соединений, обладающих^ комп-пексным воздействием на сердечно-сосудистую систему. 3,19-ди-О-

нитро-17а-строфантидол, проявляющий высокую антигипоксическую, коронаролитическую, кардиотоническую активность, разработаны лабораторный регламент и проект ВФС.Лабораторная методика нитрок-силирования строфантидина апробирована в условиях опытного завода ВНИИХТЛС.

7. Изучены селективность и оптимальные условия протекания реакции нитроксилирования карденолидов. Доказано преимущественное нитроксилирование углеводной части гликозидов ряда строфантидола. На программе OUP Desk Top Moleoular Modeller с" использованием элементов молекулярной механики расчитано пространственное строение молекулы 19,2',3',4'-тетра-0-нитроконваллятоксола и показана неравноценность длин связей o-no2 в агликоне и сахарном остатке.

8. Показана возможность целенаправленного моделирования ,не-стероидных кардиотропных веществ путем сочетания структурных фрагментов, введенных в состав трансформированных карденолидов в положениях, определяющих кардиотоническую активность (С-10, C-I7). При этом получены производные 3,5-диамино-1,2,4-тиадиазола, I-адамантинсукцинаминовой кислоты и ряда' аминокислот, исследована их кардиотоническая, антиаритмическая, коронаролитическая и анти-гипоксическая активность. По итогам исследований сукцинат 3,5-диамино-1,2,4-тиадиазола защищен авторским свидетельством, лития тауринат рекомендован для углубленного фармакологического изучения в комбинации с препаратами спазмолитического действия.

9. В процессе проведения эксперимента было выделено, синтезировано и изучено около 80 соединений (более 50 новых).Для идентификации и подтверадения строения полученных веществ были использованы методы тонкослойной, адсорбционной, высокоэффективной жидкостной хроматографии, потенциометрического титрования, дериватографни, термогравиметрического анализа, ИК-, ПМР-спектроскопия, ББА и ПД масс-спектрометрия.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

I. A.c. по заявке Я 4304183/30-04/1515654/ СССР, МКИ* С 01 J 19/00, А 61 К 31/585. 3,19-ди-0-нитро-17а-строфантидол, обладающий антигипоксической, коронаролитической и кардиотонической активностью / М.В.Мокроуз, И.Ф.Ыакаревич, В.В.Пичугин . и др. /СССР/.-Заявлено 7.09.87; Пол.реш. от 15.06.89.-/Не подл.публ./.

2. А.С. 1584340 СССР, МКИ° С 07 D 285/08, А 61 К 31/41. Сук-цинат 3,5-диамино-1,2,4-тиадиазола, обладающий противогипоксичес-кой активностью / В.Ф.Конев, А.Б.Томчин, В.М.Виноградов и др. (СССР).- J6 4486932; Заявлено 26.09.88.- (Не подл.публ.).

3. А.с. 1656847 СССР, МКИ5 С 07 J 19/00, А 61 31/585. 19,2',3',4'-тетра-0-нитроконвзллятоксол, обладающий коронаролити-ческой и кардиотонической активностью / И.Ф.Макаревич, М.В.Мокро-уз, И.С.Терно и др. (СССР).- Л 4720155; Заявлено 14.07.89.- (Не подл.публ.).

4. Макаревич И.Ф., Терно И.С. Синтез конваллозида // Химия природ, соедин.-1983.- № 3.- С. 383-385.

5. Макаревич И.Ф., Тищенко А.А., Терно И.О. Термотрансформации сердечных гликозидов. II. Бескислотный гидролиз лабильных гликозидов в спиртово-водных растворах и перспективы его использования // Химия природ. соедин.-1991.- № Т.- С. 62-65.

6.Новые полусинтетические сердечные гликозиды и их биологическая активность / И.Ф.Макаревич, И.С.Терно, Т.В.Слюсарская и др. // Химия природ.соедин.-1990.-Ji 6.- С. 776-779.

7. Новые природные карденолид-гликозиды и перспективные источники их получения /И.Ф.Макаревич, К.В.Жерноклеев, А.И.Павлий и др.// Тез. докл. республиканской научной конференции "Реализация няучшлг лпстиуений в практической фармации."- Харьков, 1991.- С. 33.

8. Сравнительное изучение кардиотропной активности Li-солей некоторых нейроактивных аминокислот / М.В.Покровский, В.В.Пичу-гин, И.Ф.Макаревич и др. //Химия физиологически активных соединений: Тез. докл. всесоюзного семинара.- Черноголовка, 1989.- С. 196.

9. Сердечные гликозиды Erysimum pulohellum/ И.Ф.Макаревич, И.С.Терно, A.M.Рабинович и др. // Химия природ, соедин.- 1987.-№ 6.- С. 917.

10. Синтез и свойства производных 1-адамантилсукцинаминовой кислоты / В.П.Черных, В.Ф.Конев, И.С.Терно и др. Харьк. фармац. ин-т.-Харьков, 1990.-15с.- Деп. в УкрНИИНТИ. 21.09.90, JH384- Ук 90.

11.New natural and semi-synthetic oardiap glycosides and aglyoonee /I.F.Hakarewich, A.I.Pavly, I. S. Tern«/at all.//XIII international congress on isoprenoids, Po^nan,- 1989.- P. 92.

t