Синтез и изучение свойств гликозилфосфатидилинозитов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

Гб од

КОВСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННА "ХАДШОТ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИМ.М.В.ЛОМОНОСОВА Сгшцяализированшй Совет Д 063.41.01.

На правах рукописи

ШАСТИНА НАТАЛЬЯ СЕРГЕЕВНА

СИНТЕЗ и ЛУЧШЕЕ СЕОЙСГЗ ГЛТМЗИСХЗСОАТИДКТМНОЗЭТОВ

C2.C0.I0 - Баоорганическая химия, хиотя природных я ■ физиологически активт/х: вецоств

АВТОРЕФЕРАТ, етссоргяции на созкг;ся»:иэ у чекой с/впс-га

кандидата аядаюских наук , , -—

Москва -

Раоота выполнена на. кафедрз Государственной Академии Тонкой им.М.И.Ломоносова

биотехнологии Моско1 Химической Технолог!

Научные руководители: доктор химических наук, старший научный сотрудник доктор химических наук,профессор

Степанов А.Е Швец В.И.

Официальные оппоненты: доктор химических наук кандидат химических наук

' Клящицкий Б.. Суханов В.Л.

Ведущая организация

НПО "Витамин!

в часов на заседании Специализированного 'Совета Д 063.41. при Московской Государственной Академии Тонкой Химической Технологии им.М.В.Ломоносова по адресу: 117571 Москва, пр.Вернадского, д.86.

С диссертацией» меяокь ознакомиться в библиотеке МИТХТ им.М.В.. Носова (119831' Мооква, ул.М.Пироговская, д.1).

Автореферат разослан ¿¿2Г 3 г.

Ученый секретарь

Социализированного Совета кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Лютик А.И

Актуальность'проблемы. Недавно открытые важнейшие биологические явления, протекающие с участием сложных липвдов - инозитсодержацих гликофосфолмтадов - вызывают стремительно растущий интерес исследователей различных направлений химико-биологического комплекса наук. Гликозилфосфатадиликозити играют ключевую роль в образовании связей "белок,- липидный бислой", оказывают модулирующее действие на физиологически активные вещества и участвуют в формирована« и разветвлении внутриклеточных коммуникационных потоков от поверхностных рецепторов к эффехторным системам клетки. Данная группа природных соединений в последние года тщательно изучается как перспективный источник поиска новых физиологически активных веществ, проявляющих гормональную, противоопухолевую и другую активность.

Неослабевающий интерес к изучению биологической роли инозитсо-деркащих гликофосфолипидов делает актуальным поиск эффективных методов их химического синтеза, так как эти соединения обладают крайне низким содержанием в природных- источниках, высокой лабильностью, неэконигач юсть» и сложностью квтодоз выделения. Поэтому развитие ¡ювых методов синтеза гликозилфосфатидилинозитов (ГФИ) могло бн стимулировать интенсивные исследования их биологических. Функций.

Основные трудности в синтезе ГФИ связаны с решением проблем создания гликозидной, в частности гексозаминидной связи в ряду производных мио-кнозита и фосфорилирования недостаточно активной вторичной гидроксильной группы защищенного мио-ипсзига. К началу данной работы в основном были развиты две стратеги! создания фосфоди-эфирной структуры в фосфсинозитидах. Чаще всего для этой цели использовался фосфодиафирный метод, заключающийся в конденсации фосфатов мио-ияозита или диадалглицерина с соответствующим! спиртовытли компонентами под действием активирующих агентов. Синтез фосфоинози-гидов по этому методу часто осложняется образованием побочных продуктов и, следовательно, не всегда большими выходам. Фосфотриэфир-кчя методология образования фосфодиэфиряой структуры в ряду производных мио-инозита состоит во ззаимодвйстЕШ фосфатов мио-инсзита или днглицеркда, в которых фосфаишй остаток несет защитную группировку, с соответствующим спиртоеым компонентом, применение этого метода обладает не сомлешлм достоинством с точки зрения направленности протекания реакций ;т Еыхода образующегося фопфотризфира, но характеризуется значительными потерями продукта при удалении фос-

фатшх защитных груш.

Определенными преимуществами перед этими подходами обладает использование химии трехвалентного фосфора. Применяемые в ней фосфо-рвлируодие реагенты имеют большой потенциал при фосфорилировании недостаточно реакционно способных вторичных гидроксилов мио-инозита, что приводит к получению целевых фосфоинозитидов с большим выходом. В данной работе разрабатывался Н-фосфонатный метод образования фосфодиэфирной связи в соединениях мио-инозита.

Разработка путей синтеза гликозидных производных мио-инозита, осоСонно с аминосахарами, находится в стадии интенсивного развития, что делает актуальным поиск и разработку стратегии направленного химического синтеза инозитгликанов.

Настоящая работа выполнена в рамках плановых исследований, проводимых на кафедре БТ МИТХТ по теме * 082-8-866 "Синтез и изучение свойств новых типов биологически активных гликофосфолипидов" в рамках РНТП "Ссзданиэ новых лекарственных средств методами химического и биологического синтеза".

Цель работы. Основная задача наследования заключалась в разработке методов получения различных глииозилфосфатидилинозитов с применением оксазолиношго и гликозилфторидаого методов создания гли-козидной связи и Н-фосфонатного метода - для фосфорилирования замещенных производных мио-инозита.

Научная новизна. В работе предложены подхода к направленному химическому синтезу инозитсодэржащих гликолипидов. Разработаны условия использования блокирующих группировок ^различного типа для синтеза частично замещенных производных мио-инозита, содержащих селективно удаляемые защитные группы в заданном положении молекулы. Синтезированы гликозидные производные, мио-инозита с амино- к нейтральными сахарами с применением оксазолинового и гликозилфторидаого методов. Найдены оптимальные условия образования фосфоэфиршх свя- ■ зей в соединениях мио-инозита с использованием Н-фосфонатного метода фосфорилирования; на зтой основе с высокими выходами получены различные фосфатидаишнозиты.

Практическая цсшюсть. В результате работы разработаны методы препаративного синтеза инозитсодоржащих гликофосфолипидов природной и модифицированной структуры путем постепенного усложнения молевдш.-мио-инозита последовательным введением необходимых функциональных групп. В ходе многостадийного синтеза получен ряд гликозилфосфати-

дилинозитов, котдрые могут широко использоваться для биохимических исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Синтез рацемических асимметрично замещенных производных мио-инозита со структурой, обеспечивающей проведение ступенчатой функ-ционализации заданных положений циклитного кольца для получения гликозилфосфатидилинозитов.

2. Разработка условий гликозилирования производных мио-инозита с использованием оксазолинового и гликозилфторидного методов синтеза.

3. йштез производных фосфатидилинозита с использованием Н-фосфо-наткого метода образования фосфодиэфкрной связи.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 2 статьи, тезисы одного доклада.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы частично доложены на Всесоюзной конференции "Химия природных низкомолэкулярных биорзгуляторов" (г.Ереван, 1990 г.)

Сбьб " и струит а работы. Диссертационная работа изложена на стр. машинописного текста и содержит схем, рисунков. Она состс"':: из следуквдх разделов: введение, литературный обзор, обсуждение результатов, экспериментальная часть, вывода, список .литературы ( ссылок на литературные источники).

1. Синтез рацемических асимметрично замещенных производных мио-инозита, обеспечивающих направленное введение остатков углеводов и фосфатидной кислоты в заданных положениях циклитного кольца.

В основе строения различных типов природных гликозилфосфатидил-инозитоз (ГФИ) обычно лежит общий структурный элемент:

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

насосояА

1 ?

где й , 1г - остатки природных жирных кислот, ССНОЗ - гликаковый

фрагмент, содержащий остатки маннозы, галактозы.

Направленный .химический синтез подобных соединений возможон на 'основе асимметрично замещенных производных мио-инозита, структура которых однозначна обеспечивала бы проведение дальнейшего усложнения молекулы с образованием фосфоэфирных и гликозидных связей в заданных положениях циклитного кольца. Поэтому начальный этап работы состоял в разработке условий препаративного синтеза рацемических производных мио-инозита, частично замещенных блокирующими группами различного типа, которые позволяли бы провести направленное глико-зилирование и фосфорилирование в ходе синтеза ГФИ. При этом гидрок-силькые группы циклитного кольца, не участвующие в образовании и соединении структурных фрагментов синтезируемой молекулы, должны быть блокированы устойчивыми в продолжении всего синтеза защитными группировками. В качестве такого исходного соединения ш использовала 1(3),2;4(6),5-ди-0,0-изопропилиден-еп-мио-инозит (1), который получали по модифицированному методу Гигга (1985 г.). Взаимодействие мио-инозита с 2,2-димвтокеилропаном приводило к образовании смеси изомерных дикеталей. Для быстрого выделения 1 (3),2;4(6),5-дшсеталя (1) из реакционной массы эта смось подвергалась бензоилировайи». дибэнзоильное производное соединения (1) как наименее растворимое^ выпадало в осадок и отделялось фильтрованием. Удалением сложаозфиркнх защитных групп из данного, дибензоата получали целевой дикеталь (1).

Б ходе дальнейшего синтеза необходимо было . направленно ввести углеводный остаток в положение 6(4) циклитного кольца мио-инозита, для зтого потребовалось блокировать положение 3(1) дикеталыюго производного (1) подходящей защитной гругшой, удовлетворяющей следующим критериям:

- легкость и избирательность введения в полокениэ 3(1) дасеталя

(I);

- устойчивость' в условиях глжсозшгарования;

- ©элективное удаление из замещенного гликогилинозита без разрушения глккозидной связи и с сохранением ацетата?« защитных гру!ш гидроксилов углевода.

Из литературы известно, что данным требованиям могли бы отвечать в-бензеилпропионильная и левулиноильная защитные группы.

исходя из динзопропилиденоваго котзля (1) селоктивнкм ацилиро^-" вавкем нами были синтезированы соответствующие моиоацильнке произ-

водные (2,3) (Схема 1). 1 (З)-О-р-бензоил-прогшонил-и 1(3)-0-леву-линоил- 2,3(1 );5,6(4)-дй-0,0-изопрошишден- вп-мло-инозит (2 и 3) получали взаимодействием при 20°С! дикеталя (1) с /з-беизоиллрошгоновой и левулкновой кислотой в присутствии дицикло--гексилкарбодиимида с. последующим хроматогрэфичэским разделением рэ~ акционной смеси на силикагеле. Выход пентазамещенных производных (2 и 3) составил 62,7 и 53,5% соответственно. На основании многочисленных работ было установлено, что в реакциях типа 3^2 с участием экваториальных гидроксильных групп мио-инозита 3(I)-0Н-группа обле-дает большей реакционной способностью по сравнению с 6(4)-0Н~ группой. Поэтому мы предположим, что местом присоединения сложно-эфирных груш в частично замещенных производных мио-инезита (?, и 3) является положение 3(1) циклитного кольца. Данные ЛМР—, ик~ спектроскопии и элементного анализа подтвердили структуру Ефироь (2 и 3).

При разработке условий гликозилирования производил*. мио-инозита с примененном гликозилфторидкого метода нами использовался его мо-нобензоильный эфир (4), который получали солект;пз!"м зцилированием дикеталя (1) с помощью хлористого бензоила при 0°С в пиридине и очищали колоночной хроматографией, выход 65Ж.

Схема 1

но </(

X X

I " Л ■ '

№

У

ОН

-.(3)

!-•* 5-7

(2,3 ) Г ¡?^СОГ.Нз,СН3СПСвН,

<з,з):, к=соснгснасоск3

(4,7): к-сасвнд

е

Таким образом, на первом этапо работы получали, шнтазшеаэшше производные мио-инозита со свободной гидроксильной группой в положении 4(6) циклитного кольца, используемые для последуадэго направленного гликозилирозания этих соединений.

2. Изучение условий гликозиларозания замещенных производных мио-инозита с использованием оксазолинового и гликозшфгоридеого методов.

Многие мембранные белки прикреплены к плазматической иомбрапз с помощью гаакозилфосфиидилинозитного фрагмента, который продставдя-ет собой диэамйщеняый мио-инозит: глихан - шюзит - фосфатадная кислота. При этом углеводным остатком, кепосродстаагшо сзязшшш с молекулой шо-инозита, является глшозакш со сзободаоЛ аашогруц-пой. Таким образом, при разработке новддзв отито'^'чоского получения подобных глшшзил&зсфетидилиноз'лтниг структур езжала задача. .поиска путей образования глюкозаминидно* связи ыоэд тлвкулаш миозита в шлшосахара. Для ее решения наш был иояолькоиш оксазодяпоЕЦй ко-' тол сштеса, успешно• пришияошй олигосахарчЕВОМ сштооа. Б втоа методе в качестве гликозильшк агентов выступает оясазолазкша производные аыиносохаров, в структуре которых ухо .ъажоюп гоксозекя-нидный фрагмент. В нашей работе в качества глахезильаого донора ж применяли 2-метшь (3,4,6, -три-О-ацэтшз-1,2-д»в;озокси-а-1М\шс о~ пир;шоН2,1-сП-2-оксазолин (8). Соединенно (О) получали превращавшем перацотата глмкозамина в неполный ацетат избирательным доацзгя-лированием иолокения 1'углевода при дайстиш ацетата гидрсоит .в дюлвтяформамиде. Дальнейшая обработка мамизлэрздом в щпауусгвга стаял.-коллйдина приводит к оксаоояшу (8).

Гликозшшрованио соединен^: (2) к (3) по атому штоду в присутствии кислотного катализатора ( п-толуолсульфокиолотп ) т:г соотношении оксазолин - спирт, близком к экаЕ.;олярно:лу, ц скася нитрометан - толуол ( 1:1 ) при юшонии растворителя в точение 50-£0 мин (Схзма 2). Соответствуйте глшозашшидн (9) н (10) вздоляя: хроматографией на сшгакагелэ, их выхода составили 62,65 и 40,73 соответственно. Данный метод гликозилароваиия является стереоспецп-. фичнкм и приводит к образованию 1,2-транс-гликозпдкой связи. Данные ПМР-спектроскспии подтвердили ^-конфигурацию аноморкого центра в

(3.9): я=сосняснэсссвнв и: r-h

(3.10):я=сосиаснасоска 12:

глжозилинозитах <9j и (10) : сигнал аномерисго протона .представляет собой дублет с химическим сдвигом 1,6 «,д. 2 8-9 Гц), что 'согласуется с известными данными для р-а^юглилозадов.

Для кзсирательного удалений слойюаТтфкой защитной груг<да п ПОЛОЖеНИИ 1(3) ЦИКЛИТНОГО КОЛЬЦа 3 ПОЛНОСТЬЮ СОЗДИКбКИЯХ

(9) к (10) при сохранении ацетильных гасит углеводных пвдроксигрулп и без разраза гляксевдной связи их подвергали действию гидразин-гедрптэ з смеси тшридип - уксусная кислота (4:1) при 20°С. Однако данной цели достигали только в случае левулиноилыгаго ;троязводясго

(10). 1 Н-ЯМР-спзктроскоггия показала, что яогатки солзктйеясго уда-лешк; р-<5ензоиллропионйльлой грунта в щзоизводяом (9) правели к одновременному снятию утильной загцятк емчке ряиы (сигнал Н-2' в

соединении (ti) сместился в область 3.02 м.д.). Аналогичное явление иаблкдалосъ также в олигосахаридноы синтезе, где было показано, что продолжительность удаления р-бензоилпропионидыюй защитной группы (3 часа) сопоставимо сс временем N-деацилирования, гидролиз же ла-вулшючльнзго ьфира проходит гораздо быстрое (10 мин).

Таким образом, в результате гидразинолиза полностью замещенного гликозилинозита (10) в описанных условиях и последовавшей за обработкой реакционной смеси очистки посредством хроматографии было получено моногидроксильтгой производное (12) с выходом 96,6%. Доказательством строения полученного соединения (12) явились данные ШР-, ИК-спектрэскопии и элементного анализа. Соединение (12) было использовано нами .для дальнейшей фу гжционализации с целью получения более сложных производных мио-инозита. несущих остаток фосфатпдной кислоты.

С целью разработки альтернативного подхода к синтезу гликозид-ных соединений мио-инозита мы предложили использовать гликозилфто-рвдный метод гликозиллрования и применили его в синтезе гликозил-фосфатидилинозита, имеющего в овеем составе остаток нейтрального сахара.

В данном методе используются высокоэффективные гликозилярующие агента - фториды Сахаров. Стереоселективная активация аномерного гидроксила при образовании О-гликозилФторида "придает соединению бодьвой потенциал как гликозильному донору. 2,3,4,6-Тетра-О-аиотил-р-Б-глюкопиранозилфторид (15), применяемый нами для гликозилироза-ни)! замещениях производных мио-инозита (13) и (14), получали трех-стадайным синтезом: сначала аномерная смесь D-глюкозы была подвергнута О-ацетилированию, затем бромироьанию, выделенный тэтра-О-ацетил-о-С-глюкопиранизилбромид был введен в реакцию с 2,4,6-триметилпиридиний фторидом, что привело к необходимому гликозилфто-риду (15). •

Для проведена» аффективного гликозилирования пентазамевеышх производных мио-иьозите (3) и (4) гидроксильная группа в положении 4(6) цкклитного кольца активировалась превращением этих соединений в триметилсилиловые эфиры (13) и (14) под действием смеси триметил-хлорсилана и гексаметилдисилазааа в пиридине в течение I часа при 20°С, их выход состреил 97 и 80% соответственно (Схема 3). Синтез гликсзидных производных мио-икозита (16) и (ГО проводили1, путем взаимодействия полностью замещенных соединений (13) и (14) с гли-

юзилфторкдом (15) в бензоле в присутствии эфирата трехфтористого Зора в течение I часа, продукты реакции разделяли колоночной хроматографией на силикагеле. Выход гликозилинозигных производных (16 и 17) составил 49 и 40$ соответственно. По данным ПМР-спектроскопии

(3,13.10): |?=соснаскасосна (4.14,17): Г*=СОС.Ня

(10)

АсОСН,

Ас

X

О Ас

10,17

1С

продукты реакции являются р-изоморзми, тек как дублетные сигнал гликозидного протона в соединениях (16 и 17) находятся в облает 4,8 м.д: (J) 2 8,Ь Гц), что характерно для (¿-конфигурации аноморно го центра. Таким образом, данный метод гликозилирования позволи. получить в препаративных количествах-1,2-транс- гликозидные произ-Еодные шо-инозита.

Для синтеза гликофосфолишда, содержащего полученное гликозил-инозитное звено, в иолокенкз 1(3) циклитного кольца должен быть введен остаток фосфатидной кислоты. Для этого было осуществлено избирательное удаление левулипоильной защитной группы в производном (16) в описанных ранее условиях ( действием гидразин-гидрата в смеси пиридин:уксусная кислота, 4:1 ), при этом с выходом 76,ЬЖ получали моногидроксильное гликозкдноз соединение мио-анозита (18), очищенное путем хроматографии на спликагеле, удобное для получения гликозилфосфатидидинозите. Данные ЯМ?-, ЙК~спектроскопии и элзмект-ного анализа свидетельствуют о селективности снятия леаулиюалыюй защита, так что комбинация двух типов основно-лабильных защитна, груш' ( левуликоильной и ацетильной ) позволила решить посгавлокнуь задачу сиктоза мсЕогидрокеклыкно производного (18).

Таким образом, на основе изучения путей синтеза гликозидных производных мио-гагозита с использованием оксазолинового И ГЛШС031ИфТОрИДИСГО методов ГЛИКОЗИЛЯрОВаНКЯ мокло отметить следующие их достоинства:

- удобное получение пзпюзильвых доноров: оксазолиновогс производного глюдозаминв к гликозилфторвда;

- б условиях мягкого кислотного катализа при синтезе гл^огул-инозитов с применением дшшшс методов устойчива ^ащитк^е группировки гидроксиюв мио-инозита;

- методы «шляются высоко стореоспедафичнымк и приводят к 1,2-грачс- глпкозядам;

- хорошие выходы продуктов реакции гликозилярования делает »та методы удобными для препаративного получения гликозчдных праиззод-ных ьаю-ичозита.

• Более удобным в препаративном отаошеши методом оказался глшео-¡зачфторидннй. так как применяемый п ном глчкозиягоувдий агент является устойчивым соодинзнием, хорош хранящимся в течение нескольких месяцев, реакция гликозилирования по г тому методу проходит в более мягких условиях, более экспериментально проста.

Следует отметить, что теоретически гликозиды мио-инозита ,10,16,17) долины образовываться в виде диастереомерной смеси, нако ни в одном случае мы не* наблюдали хроматографического деле-я диастореомеров. Поэтому для получения оптически активных г:лко-линозитов с использованием оксазолинового и гликозилфторидного дуодов можно рекомендовать синтез на основе хиральных замещенных' онзводных мио-инозитя, вводимых в реакции гликоэидирования.

3. Использование Н-фосфонатного метсда для образования фосфорных связей в синтезе сложных производных фосфоияозитидов.

Создание фосфодоофирясй структур« относится к важнейшим этапам исправленном хю.шческом синтезе сложных лпгадов. Однако в синте-фосфоинозитпдов реаеш'.е этой проблемы связано с определенными удностямн, обусловленными расположением гидроксигрупп мио-инозита ¡и вторичном атома углерода, их стерзоспецифической ориентацией ■посиголыго цитатного кольца, наличием соседних функциональных >упп. С целья разработка; удоСгсгк методоз синтеза фосфоэфирных про-однчх кяо-кнозкто нами изучался Н-фосфонатный метод фосфорилиро-лглп. Он заключается в использовании на стадии создания фосфоди-~1р:?о1 структуры Н-фосфспатоо и привлекает доступностью реагентов, : гасокоЯ активностью и простою*: экспериментального осуществле-:л. 3гам спосс-г'!, исходя из рацзютеского р-бензоилпропионилькогс ,'гтра кио-тгозита (2) нами был осуществлен синтез инозитсодержащего глкслпгада (25), в котором остатки улевода и фосфатидной кислоты годятся п нехарактерных для природных гликозилфосфэтидилинозитов (гогоппях цхпслитпого кольца ( Схема 4 ).

Фос'дяилирозаннэ пентозсмещошюго производного мио-инозита (?.) язмиюзолллфосфитон РЦгЛд, полученпым непосредственно перед ио-мвдстапжш. проводили при -Ю°С с последующим разложением реакци-пюй :.';зсси годой. Образующийся Н-фосфонат (19) выделяли в виде юрфю:» тр'гот^лсазлонпевой соли хроматографией на скяикагеле с вы->г,ом 93й. Дашэге 31Р-ЯШ>-спо1«росксшш соединения (19) » 3,23 '".д., -Три 642,5 Гц) свидетельствуют о направленности рэак-

Ссс'5::т:г.т;рсг.гттл в указанных условиях и отсутствии побочных :одуктов. Последующее превращение Н-фосфэната (19) в ■^ос-Топст-дас*'»? (21) осуществляли путем ьзснмодействия соединения 15) с 1,2-д;:-0-г.зль!Л1тсил- гас-гл'щер:асм (20) в присутствии в ка-

Схэмь 4

X

н

У

X

ElaN.HU-P

11A

с»?

19

Г OH

R1CCO ■ R1OCO —

20

X

f^OCO -R1OCO —

O J--X OR

У

El

K1CCC-RAOCC-

24

гг: 1=сосн^сн2сзсвйв

R=H

«ioco_j !H ÍH

»»USO—1

23

v2,is,2l): R=COCHaCHaCOCeHs

AoOCHa

(24): R*= /oÁc AcÚ^I-

NHAc

(20-23): R*=C1BH31 H0CHa

!естве конденсирующих реагентов 2,4,6~триизопропилбензслсульфо~ глорида (ТПС) или пивалоилхлорида. Соединение (21) без выделения в шдивидуальном состоянии окисляли 2 экв. иода з смеси пиридин - во-13 (98:2). После обработки реакционной смеси образующийся продукт (22) выделяли колоночной хроматографией на силикагеле с выхо-цом 75,4". .

от

Данные ШР-, Р-спектрос-копии и элементного анализа поляость" замещенного производного (22) свидетельствуют об образовании фосфо-циэфирной связи менду инозитным и диглицеридным компонентами.

Наиболее подходящим активирующим агенток в реакции конденсации сказался шшалоилхлорид. Его использование позволяет провести реакцию быстро (10-15 мен) и без побочных преЕращешгй, тогда как пр*т использовании ТПС время реакции значительно возрастает ( 2 суток ), [три этом выход целевого фосфодиэфира (22) снижается до 40%.

С целью получения более сложной структуры фосфатидилинозитгли-кана из синтезированного фосфолипнда (22) необходимо было сначала селективно удалить слоигаэфирную ( р-бзкзсилпрояионильную ) защитную группировку из положения 1(3) циклитного кольца з соединении (22), сохраняя при этом хяркокислотнке остатка, а затем ввести п освободившееся положение а.'.шносахар.

Для решения первой задачи избирательное деацялировакио З-О'ензсклпрспианильного остатка в соединении (22) проводили действием спиртового раствора гидразин-гидрата при 40°С в течение I часа, к реакционней масса добавляли уксусной кислоты до рК 6, после-д/кс,зе выделен/.; ионогидроксильного производного (23) из упаренной реакционней смйс.1 осуществляли колоночной хроматографией на силпка-гело, выход 63%. Данные ПМР- и ИК-спектрсеколта' подтверждали структуру частично замещенного производного. (23) к сохранение в условиях гидрзз.шолиза жирнокис.лотных слокпоэфпрных групп.

Для введения амшюглжозидного остатка в свободное положение 1(3) соединения (23) использовался оксазолияовый метод, описанный ранее для более простых производных мио-шюзита. "взаимодействие ок-саоолина (8) с фосфолипидом (23) в эквимолярных количествах при каталитическом воздействии п-толуолсульфокислоты в кипящей смеси то-луол-нитрсметвн приводило к образованию глюкозаузщцного производного глгпгга (24), выделенного хроматографией на силикагеле. ПодучеШШ.Л С ВЫХОДОМ 31" ГЛИКСЗИЛПНСЗИТ (24) ЯО ДШИЫМ '' ШР-спектроскопип тлел р-конфигурацию аномерного центра ( 5 4,02 м.д.,

д, ^ 2 8 №)• Двухэтапное деолокироваяие диэфира (24) 50Ж вода уксусной кислотой и спиртовым раствором гидразин-гидрата позволи получить и выделить с помощью колоночной хроматографии гликозилфо ^атидилинозит (25), являющийся структурным аналогом природных гл кофосфолштидов. По данным ЯМР-спектроскопии и элементного анали: условия удаления защитных групп в соединении (24) не приводили разрыву гликозидкой связи и гидролизу хирнокислотных остатков.

Следует отметить, что в синтезе фосфсшюзитидов возможно ис пользование двух различных подходов: конденсация Н-фосфонатно1 производного мио-инозита с диглицеридным компонентом, как на схеме 4, либо Н~фосфоната диглицерида с мокогидроксильным произво;: ним замещенного мио-инозита. Первый вариант ограничен необхода костью выбора стратегии синтеза, по которой стадия фосфорилировани обязательно предиествует введению гликозидного заместителя. Во вто ром варианте фосфорилированию могут подвергаться как замещении производные мио-инозита, на имоющиа углеводных остатков, так и eri гликогидные производные. При получении инозитсодержащих фосфолипу-доъ но второму пути мы использовали триэтиламмониевую соль 1,3-далаяьмитоил-гас-глхщеро-З-Н-фосфоиата (2G). Соединение (26) получает фосфитилировашом 1,2-дапальмитоил-гас-глицерина с помощь: триимидазолилфосфита P(Im), при 0°С с последующим разложением роак-цконной массы водным пиридином. Оосфктилирование протекало быстро, без ацидьной миграции. Пог-чэ очистки на силикагеле и осаждения из смеси гексан - эфир глицоро-З-Н-фосфонат (26) получали в '.'вердом виде с 8QS выходом.

С помощью второго варианта Н-фосфонатного метода был альтернативно получен полностью защищенный фосфолипид (22), а также синтезированы гликофосфолилида (29,30). В основной процедуре синтеза промежуточных Н-фосфонатсв (21,27,28) глицоро-Н-<1Эосфонат (26) обез-всяивали повторяющимся упарившшем с пиридином и затем конденсировали в том ке растворителе с 1,5-2 экв. гидроксильного компонента (2,12,18) под действием пивалоилхлорида как конденсирующего агента (2-3 экв.) (Схемы 5 и 6). Данные ТСХ через 5 минут свидетельствовали о полном превращении соединения (26) в соответствующие глицеро-Н-фосфонатные диэфиры (21,27,28). Их без выделения из реакционной смзси подвергали окислению раствором йода в водном пиридине (98:2) к хроматографировали на силикагеле. Общий' выход защищенных фосфоинозитидов (22,29,30) из Н-фосфолата (26) составил 70, 59,

ОЖ, соответственно. Так как данные ТСХ на различных стадиях синте-а свидетельствовали о фактически количественном превращении суб-тратов в продукты, более низкий, чем ожидаемый , выход фосфолипи-ов (22,29,30) обусловлен, вероятно, потерями целевых продуктов в роцэссе хроматографии на силикагеле, нежели образованием побочных родуктов при конденсации и' окислении.

21,22,20):R1-C1SH31

Удаление защитных групп в соединениях (29,30) действием 50% эдкой уксусной кислоты и спиртовым раствором гидразин-гидрата при-зло к глгасозилфосфатидЕлинозитзм (31,32). Структура синтезирсван-ах соединений доказана совокупностью данных ИК-, ЯМР-спектроскопии элементного анализа.

Таким образом, Н-фосфонатный метод в обоих вине изложенных ва-яянтах язляется эффективным и экспериментально простым методом ;штеза фосфопнозитидных соединений и обладает следующими досТоин-гва.ми:

Схема 5

X

2,21,22): R=C0CH7CHjC0CtH:

IG CxeMa 6

Xo

X-L oh

12,18

X

0 O

(20)

- OCOR1--OCOR1

27,28

. AcOCH3

(12,27,29): R=

AcO---f

KHA

HOCH,

—j Q

(31): R=

IN--/ ho M-T

NH,

AcOCH2

(l&,28,30): R=

AcO

-( OAc

H0CH3

): R=

OH

(27-32 V: C1SH3

- легкость получения ключевых интермедиатов:- триэтиламмониевых солей Н-фосфонатов замещенного мио-инозита и 1,2-диглицерида, которые можно хранить в течение нескольких месяцев;

- реакции конденсации их с соответствующими гидроксильнкш компонентами протекают быстро и без образования побочных продуктов;

- возможность получения фосфодиэфирных соединений одностадайным синтезом;

- отсутствие фосфатных защитных групп облегчает процесс удаления защит.

Однако вариант Н-фссфснатного метода, в котором на стадии образования фосфодиэфирных структур используется глицеро-К-фосфонат, яэляется единственно приемлемым в синтезе инсзитсодержащих гл^гао-фоофолшшдов, когда стратегия получения таких соединений предусматривает проведение фосфорилирования после введения в молекулу мио-инозита остатка углевода.

Очевидно, что Н-фосфонатный метод в синтезе фосфоинозитидов обладает несомненными преимуществами перед простым фосфодиэфирным методом, являющимся неэффективным по выходу целевых продуктов и продолжительности экспериментальной процедуры , а также перед фосфо-триэфирным методом, который ведет к более высокому выходу при образовании связи, но отличается существенными потерякя образующихся соединений при удалении фосфатных защитных групп.

Таким образом, разработанные в настоящей работе методы образования гликозидных 'и фосфсдиэфирных связей в ряду производная мио-инозита позволяют провести направленный химический синтез инозктсо-держащих гликолипидов.

ВЫВОДЫ

1.Изучены условия реакций гликозшмрозшш асимметрично замещенных тзэизводных мио-инозита оксазолинозым и глкксзилфторид№М метода!«, с их использованием получены различные гликозилинозиты. Показана препаративпость обоих методов для синтеза р-гликозидных производных защищенного мио-инозита.

2.Разработаны два варианта создания фосфодиэфирной структуры в фссфатидилинозитах с использованием Н-фосфонатнсго подхода. Первый вариант, основанный на конденсации К-фосфонатного производного мпс-икозита с даглицеридным компонентом, отличается быстрым и прямым образованием с хорошим выходом фосфодиэфирных соединений, но не применим .ч гликозидным производным мио-инозита. - Второй путь, заключающийся во взаимодействии диацилглицеро-Н-фосфоната с моногидрок-сильними производными га.о -инозита, наряду с досто;шствами периого варианта позволяет вводить в конденсацию и гликозилинозиты.

3.Получены различные гликозилфосфзтидилинозитные соединения,мо-де.'ируищю характер;шй для мембранных "якорных" структур фрагмент.

Основные результаты ргоотп изложены в следующих публикациях:

1. Степанов Л.Е., Шастана Н.С., Швед В.И. Синтез биологических активных компонентой ц:кла фосфсинозитидов.// Всесоюзная конференция "Химия природных низксколекулярных биорегуляторов". Тезисы докладов.- г.Ереван.- 29 октября-1 ноября.- 1990 г.- c.8í.

2. Р/нова О.Б., Крылова В.Н., Шасяша Н.С., Еремин C.D., Степанов А.Е., Швец D.H. Исследования в области производных асимметрично замещенного мло-ююзпта. XXXVI.F гс-лоние диастереомерных1 смесей углеродных производных г.зю-инозита мзтодом ВЗЯХ.// Бнооргаы.химия.- 1993.- T-.19.Jc-t.- с.493-503.

3. Шастина Н.С., ЭЗнкскан Л.К., Степанов А.Е., Швец. Б.И. Синтез производных глпкозилфосфатидилинозита.// Биоорган.химия.- 1994.-T.ZO.jf i.- с.80-84.

сл*кгг 250 1'ирая 30 Бесплатно

Рст япраатная «ЛТЯГ и м. L¿. Б. Ломон ос о за л.Пкрогспсыад ул.. д.1