Способ получения 28-норбрассинолида

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Хрипач Владимир Александрович Жабинский Владимир Николаевич Ермолович Юрий Вячеславович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(56) ХРИПАЧ В.А. и др. // Весц Нацыянальнай акадэм навук Беларус. Сер. хм. Навук. - 1990. - С. 69-74... // . . .. . - 1984. - . 139-146.. // . - 1982. . 39. - . 1. - . 89-105... //(57) Способ получения 28-норбрассинолида из стигмастерина, включающий получение промежуточного продукта (20)-6,6-этилендиокси-3,5-цикло-20-формил-5-прегнана,отличающийся тем, что полученный (20)-6,6-этилендиокси-3,5-цикло-20-формил-5 прегнан подвергают взаимодействию с винилмагнийбромидом, образовавшуюся смесь аллильных спиртов подвергают перегруппировке Кляйзена, полученную диастереомерную смесь аллильных эфиров последовательно подвергают гидридному восстановлению и тозилированию, образовавшиеся тозилаты подвергают десульфуризации, полученный циклический кеталь подвергают гидролизу, образовавшийся 3,5-цикло-20-метил-5 холест-22-ен-6-он кипятят в диметилацетамиде в присутствии пиридинийбромида, полученный 5-холестан-2,22-диен-6-он подвергают гидроксилированию с использованием гидрохинидин 1,4-фталазиндиил диэфира в качестве катализатора, полученный 28-норкастастерон окисляют по Байеру-Виллигеру без предварительной защиты гидроксильных групп. Изобретение относится к области химии биологически активных веществ и сельского хозяйства, а именно к получению 28-норбрассинолида 1, который может быть использован для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. 1 Брассиностероиды - природные низкомолекулярные биорегуляторы, которые являются гормонами растений 1. Они присутствуют во всех растительных объектах и обладают ростмодулирующим и адаптогенным действием. Установлено, например, что при обработке различных сельскохозяйственных культур брассиностероидами в дозах 5-20 мг на гектар посевов наблюдается заметный ростостимулирующий и адаптогенный эффект,приводящий к увеличению урожая, повышению качества продукции и устойчивости растений к неблагоприятным условиям и болезням 2. Эти свойства брассиностероидов делают их привлекательными в качестве основы для агропрепаратов. Одним из возможных кандидатов для использования в практике сельского хозяйства является 28-норбрассинолид 1, проявляющий высокую ростостимулирующую активность 3. Поскольку содержание брассиностероидов в природных источниках очень низко 10-5-10-9 и менее, для практических целей они могут быть получены только путем частичного химического синтеза из доступного стероидного сырья, в качестве которого обычно используется стигмастерин. Известен метод синтеза 28-норбрассинолида 1 из 3,22,23-триоксихолест-5-ена 4. Недостатком его является труднодоступность исходного соединения, которое не является коммерческим продуктом. Известен метод синтеза 28-норбрассинолида 1 из 2,3,22-триацетокси-23,24-биснор 5-холан-6-она 5. Недостатками его являются труднодоступность исходного соединения,использование солей ртути и сравнительно невысокий выход целевого продукта. Известен метод синтеза 28-норбрассинолида 1 из 22-дегидрохолестерина 6. Недостатком его является труднодоступность 22-дегидрохолестерина. Наиболее близким к заявляемому способу является метод получения 28-норбрассинолида 1 из стигмастерина 7 (прототип). В качестве ключевого промежуточного соединения используют 22-альдегид 3, получаемый в 4 стадии из стигмастерина с суммарным выходом 708. Присоединение литиевой соли фенилизопропилсульфона с последующим ацетилированием дает смесь ацетоксисульфонов 4 (схема 1). Обработка ее амальгамой натрия и снятие диоксолановой защиты приводит к циклокетону 5. Раскрытие циклопропанового цикла в 5 бромистоводородной кислотой и дегидробромирование промежуточно образующегося 3-бромкетона дает диенон 6. Гидроксилирование его четырехокисью осмия приводит к образованию 28-норкастастерона 7. Введение лактонной группировки в соединение 7 путем последовательных реакций ацетилирования, окисления по Байеру-Виллигеру, омыления и релактонизации дает 28 норбрассинолид 1. Суммарный выход целевого продукта 1 составляет 15 в расчете на альдегид 3, число химических стадий - 11. Недостатки - необходимость использования высокоактивного металлорганического соединения бутиллития на стадии превращения альдегида 3 в смесь ацетоксисульфонов 4 и токсичной амальгамы на стадии десульфуризации ацетоксисульфонов 4, что снижает технологичность и экологичность, увеличивает трудоемкость данного метода, а также невысокий суммарный выход 28-норбрассинолида 1. 2 Задача изобретения - повышение эффективности способа получения 28-норбрассинолида 1 за счет увеличения его суммарного выхода, улучшения экологичности и снижения трудоемкости. Технический результат достигается заявляемым способом синтеза 28-норбрассинолида 1 (хема 2). Как и в случае прототипа, в качестве ключевого промежуточного соединения для синтеза 28-норбрассинолида 1 использован 22-альдегид 6, получаемый в 4 стадии из стигмастерина с суммарным выходом 708. Его реакция с винилмагнийбромидом в тетрагидрофуране дает смесь аллильных спиртов 7. Перегруппировка Кляйзена смеси 7(без разделения на индивидуальные изомеры) с триэтилортопропионатом и каталитическими количествами пропионовой кислоты в бензоле дает диастереомерную смесь эфиров 8,причем нет необходимости разделять данную смесь, поскольку как 25-, так и 25-изомеры в результате последовательных стадий гидридного восстановления, тозилирования и десульфуризации промежуточного тозилата дают индивидуальное соединение 9. Регенерация карбонильной группы достигается путем гидролиза циклического кеталя 9. Соединение 10 подвергается одностадийной трансформации в 2,22-диенон 11 в результате кипячения в диметилацетамиде в присутствии пиридинийбромида. Диенон 11 гидроксилируют по Шарплесу смесью с образованием 28-норкастастерона 12. Окисление последнего по Байеру-Виллигеру дает целевой 28-норбрассинолид 1. Его суммарный выход составляет 23 в расчете на альдегид 3, число химических стадий - 9. 3 Сущность изобретения подтверждается примером конкретного выполнения. Пример Стадии 1, 2. Получение 6,6-этилендиокси-3,5-цикло-5-холест-22-ен-26-овой кислоты этилового эфира 9. В прокаленную в токе аргона трехгорлую колбу вносят магний (0,4 г, 16,4 ммоль) в виде стружки и несколько кристалликов йода. Колбу нагревают до тех пор, пока йод не сублимировался. Затем колбу охлаждают до комнатной температуры, вливают туда тетрагидрофуран (10 мл) и добавляют по каплям винилбромид (1,2 мл,17 ммоль) в тетрагидрофуране (3 мл), охлаждая колбу льдом. Реакционную смесь перемешивают в течение 30 минут, затем, охладив до комнатной температуры, осторожно добавляют раствор (20)-6,6-этилендиокси-3,5-цикло-20-формил-5-прегнана 3 (1,587 г,4,26 ммоль) в 8 мл тетрагидрофурана и перемешивают 40 минут. Избыток металлоорганики разлагают хлоридом аммония в смесь добавляют дистиллированную воду и экстрагируют этилацетатом (320 мл). Объединенные органические экстракты высушивают над сульфатом натрия и упаривают. Смесь остатка после упаривания (1,705 г), триэтилортопропионата (13,3 мл, 67,3 ммоль),пропионовой кислоты (0,33 мл, 4,41 ммоль) и бензола (85 мл) кипятят с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 3 часов. Затем реакционную смесь обрабатывают пиридином (3 мл) и упаривают. Остаток наносят на колонку с силикагелем и элюируют смесью петролейного эфира и этилацетата (15181). Выделяют 1,575 г (76 ) эфира 9. 1 ЯМР (500 МГц)0,65 (3, с, 18-3), 0,93 (3, с, 19-3), 1,18 (3, т, 223),3,67-3,95 (4, кв, 2-2), 4,04 (2, кв, 223), 5,19 (2, м, 22- и 23-). Стадии 3-6. Получение 3,5-цикло-20-метил-5-холест-22-ен-6-она 11. К раствору эфира 9 (1,560 г, 3,22 ммоль) в 30 мл смеси тетрагидрофурана-эфира (11) порциями прибавляют литий алюмогидрид (0,365 г, 10,2 ммоль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа, затем избыток 4 разлагают последователь 4 14910 1 2011.10.30 ным прибавлением воды (0,365 мл), 15 раствора(0,365 мл) и воды (1,095 мл). Осадок отфильтровывают, фильтрат упаривают. Полученный после упаривания остаток (1,5 г) растворяют в пиридине (15 мл) и добавляют к полученному раствору толуолсульфонилхлорид(1,535 г, 8,05 ммоль). Через 10 часов реакционную смесь разбавляют водой (20 мл) и экстрагируют дихлорметаном(320 мл). Объединенные органические экстракты высушивают над сульфатом магния и упаривают в вакууме. Сухой остаток (2,107 г) растворяют в 40 мл смеси тетрагидрофурана-эфира (11) и добавляют при перемешивании литий алюмогидрид (0,564 г, 13,5 ммоль). Реакционную смесь перемешивают 30 минут, после чего ее последовательно обрабатывают водой(0,564 мл), 15 раствором(0,564 мл) и водой (1,692 мл). Осадок отфильтровывают,фильтрат упаривают. К раствору полученного неочищенного продукта (1,5 г) в 80 мл ацетона прибавляют воду (15 мл), толуолсульфокислоту(0,51 г, 2,03 ммоль) и оставляют при перемешивании на ночь. Далее реакционную смесь разбавляют водой (15 мл) и экстрагируют хлороформом (320 мл). Объединенные органические экстракты высушивают над сульфатом натрия и упаривают в вакууме. Остаток наносят на колонку с силикагелем и элюируют смесью петролейного эфира и этилацетата (20131). Выделяют 0,883 г (72 ) циклокетона 11 в виде белых кристаллов. Т. пл. 64-66 С (3 МеОН). 1 ЯМР (500 МГц)0,66 (3, с, 18-3), 0,94 (3, с, 19-3), 2,36 (2, д,12,2 Гц, 7-), 5,18-5,26 (2, м,22- и 23-). 13 ЯМР (125 МГц) 11,80, 12,36, 19,85, 20,98, 22,41, 22,48, 22,99, 24,19,26,04, 28,68, 28,73, 31,10, 33,57, 34,9, 35,49, 39,74, 40,26, 42,09, 42,74, 44,94, 46,21, 46,46,46,91, 55,95, 57,20, 126,62, 137,98. Стадия 7. Получение 5-холестан-2,22-диен-6-она 12. Смесь циклокетона 11 (0,742 г, 1,94 ммоль) и пиридинийгидробромида (0,967 г, 6,02 ммоль) в 20 мл диметилацетамида кипятят с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 4 часов. Затем реакционную смесь упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюируя смесью петролейного эфира и этилацетата (301). Выделяют 0,6 г (81 ) диенона 12 в виде белых кристаллов. Т. пл. 65-67 С (3-). 1 ЯМР (500 МГц)0,64 (3, с, 183), 0,95 (3, с, 19-3), 5,11-5,25 (2, м, 22- и 23-), 5,51-5,56 (2, м, 2- и 3-). 13 ЯМР (125 МГц) 12,26, 13,65, 20,95, 21,25, 21,86, 22,39, 22,46, 24,09, 28,58, 28,67, 31,07,37,85, 39,51, 40,21, 42,08, 42,85, 47,14, 53,57, 53,98, 55,99, 56,98, 124,67, 125,09, 126,65,137,94, 212,26. Стадия 8. Получение 28-норкастастерона 7. Смесь диенона 12 (0,4 г, 1,05 ммоль),36 (2,07 г, 6,3 ммоль), карбоната калия (0,87 г, 6,3 ммоль), осмата калия дигидрата (17,7 мг, 0,47 ммоль), гидрохинидиндин 1,4-фталазиндиил диэфира 2(83 мг, 0,11 ммоль), 22 (0,3 г, 3,16 ммоль) в 48 мл смеси трет-бутанол-вода (11) перемешивают при комнатной температуре 24 часа. Далее добавляют избыток сульфита натрия, реакционную смесь перемешивают 1 час, разбавляют водой и экстрагируют хлороформом (340 мл). Объединенные органические экстракты высушивают над сульфатом натрия, добавляют 80 мл 2 и упаривают досуха. Остаток наносят на колонку с силикагелем и элюируют смесью хлороформа и метанола (30151). Выделяют 0,470 г(1, м, 3-). 13 ЯМР (125 МГц) в дейтеропиридине 13,47, 14,17, 15,19, 22,90, 23,04,25,43, 25,81, 26,20, 29,31, 29,52, 39,16, 39,62, 41,32, 42,61, 44,01, 44,33, 44,41, 48,27, 52,84,54,34, 55,23, 58,17, 69,85, 70,38, 72,33, 78,53, 213,18. Стадия 9. Получение 28-норбрассинолида 1. К раствору трифторуксусного ангидрида (1,45 мл) в 7,2 мл дихлорметана прибавляют по каплям 22 (0,42 мл) при охлаждении 14910 1 2011.10.30 помещают раствор 28-норкастастерона 7 (0,193 мг, 0,428 ммоль) в 8,46 мл дихлорметана. К суспензии при охлаждении (-20-25 С) и интенсивном перемешивании быстро приливают раствор 33. Перемешивают при (-20-25 С) в течение 5 часов. Далее в реакционную смесь добавляют 35 мл толуола раствор перемешивают 15 мин (-20 С),отгоняют растворитель в вакууме на 3/4. Затем прибавляют еще 5 мл толуола, 0,5 мл пиридина и упаривают досуха. Сухой остаток наносят на колонку с силикагелем, элюируют смесью хлороформа и метанола (301201). Выделяют 0,154 г (77 ) 28-норбрассинолида 1 в виде белых кристаллов. Т. пл. 252-254 С . 1 ЯМР (500 МГц)0,71(3, с, 18-3), 0,92 (3, с, 19-3), 3,14 (1, дд,12,4, 4,7 Гц, 5-), 3,32 (1,8,4 Гц, 22-), 3,60 (1, м, 23-), 3,66-3,73 (1, м, 2-), 4,00 (1, м, 3-), 4,07 (2, м, 7). Приведенные результаты подтверждают эффективность заявляемого метода для синтеза 28-норбрассинолида 1. Заявляемый способ позволяет сократить количество стадий (с 11 у прототипа до 9), повысить суммарный выход конечного продукта (с 15 у прототипа до 23 ), снизить трудоемкость его получения за счет отказа от использования высокоактивного металлорганического соединения бутиллития, улучшить экологичность процесса за счет отказа от использования производных ртути. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6