Дитерпеноидные алкалоиды растений Aconitum septentrionale и A. leucostomum тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА САДЫКОВА A.C.

На правах рукописи

г; о ОД

УДК 547.944/945

УСМАНОВА Слухам Кучкаровна

ДИГЕРПЕНОИДНЫЕ АЛКАЛОИДЫ РАСТЕНИЙ ACONITUM SEPTENTRIONALE И А. LEUCOSTOMUM

02.00.10 - Биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ташкент - 2000

Работа выполнена в Институте химии растительных веществ им. академика С.Ю. Юнусова Академии Наук Республики Узбекистан.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор БЕССОНОВА И.А.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук У.Н. ЗАЙНУТДИНОВ кандидат химических наук, с. н. с. Ф. Г, КАМАЕВ

Ведущая организация:

Ташкентский Фармацевтический Институт

Защита состоится " ^ " _2000 г. в

9°1часов на заседании Специализированного совета Д 015.21.01 при Институте биоорганической химии им. академика А. С. Садыкова АН РУ (700143, Ташкент, проспект академика X. Абдуллаева, 83).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биоорганической химии им. А. С. Садыкова АН РУ.

Автореферат разослан " ^^ " _2000 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета доктор биологических наук

ж/

" О. X. САИТМУРАТОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Растения родов Aconitum и Delphinium (сем. Raminculaceae) содержат дитерпеноидные алкалоиды, представляющие интерес с точки зрения сложной структуры, химических свойств, значения для биогенеза и фармакологии.

Фармакологические исследования дитерпеноидных алкалоидов этих растений показали, что они обладают физиологической активностью широкого спектра действия и один из них - лаппаконитин из Acojiitum leucostomum Worosch. является действующим началом созданного в Институте химии растительных веществ противоаритмического препарата "Аллагшнин". Возможности этих соединений далеко не исчерпаны и в практическом и в теоретическом отношении, поэтому выделение дитерпеноидных алкалоидов, исследование особенностей их структуры, взаимопревращений и создание на их основе лекарственных средств представляет актуальную проблему современной биоорганической химии.

Цель данной работы. Расширение сырьевой базы для производства аллапинина и идентификация сопутствующих лаппаконнтину алкалоидов из A. leucostomum и A. septentrionale.

Осуществление этой цели включает решение следующих задач:

-определение содержания суммы алкалоидов и лаппаконитина в надземных и подземных частях A. septentrionale по периодам вегетации и с разных мест произрастания для рекомендации времени и места сбора сырья;

- выделение и разделение алкалоидов из надземных частей растений A. leucostomum и A. septentrionale, трех образцов технологического маточника лаппаконитина и субстанции аллапинина из корней А. septentrionale;

- идентификация известных и установление структуры новых алкалоидов;

- передача полученных соединений на фармакологические испытания.

Научная новизна. Исследованы надземные части растений

Aconitum leucostomum и A. septentrionale, три образца технологического маточника лаппаконитина и субстанция аллапинина из корней A. septentrionale. Выделены 20 алкалоидов и новое соединение - ди-этиловый эфир сукцинилантраниловой кислоты. Из 20 алкалоидов 9 являются новыми и 11 - известными.

Новые соединения принадлежат к группе Сго-дитерпеноидных (аксинатин, септенин, септедин, септедшшн), Сю-нордитерпеноидных (септерин, акосептин) и С]8-биснордитерпелопдных (сепаконитин, лейко-

нин, сеггтефин) алкалоидов. Септедин и септединин, содержащие оксазо-лидиновый цикл и С-14-С-20 мостик, относятся к алкалоидам типа ко-рифина. У лейконина отсутствует кислородсодержащий заместитель при углеродном атоме С-8. Акосептин является первым представителем С19-нордитерпеноидных алкалоидов нового ангидроликоктонинового типа.

Практическая ценность работы. Показано, что корни растения Aconitum septentrionale являются богатым источником лаппаконитина и в настоящее время широко используются для производства лекарственного антиаритмического препарата "Аллапинин". В субстанции аллапинина определены сопутствующие лаппаконитину минорные известные алкалоиды.

Фармакологическими исследованиями, проведенными в отделе фармакологии и токсикологии Института химии растительных веществ АН РУз к.м.н. Ф.Н. Джахангировым, выявлены антиаритмические, местноа-нестезирующие, анальгезирующие, антиангинальные, противовоспалительные, седативные, противофибрилляторные, спазмолитические, кура-реподобные, гипотензивные, Н-холиноблокирующие, ганглиоблоки-рующие и психотропные свойства у выделенных нами оснований.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на Международном Советско-Индийском симпозиуме (Рига, 1987), I, II и III Международных симпозиумах по химии природных соединений (Ташкент, Узбекистан, 1994 г; Эски Шехир, Турция, 1996 г; Бухара, Узбекистан, 1998 г).

По материалам диссертации опубликовано 10 статей и тезисы 4 докладов.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 130 страницах компьютерного текста и состоит из введения, трёх глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 136 наименований, и приложения. Работа иллюстрирована 18 таблицами, 12 схемами и рисунком.

В первой главе диссертации приведён обзор мировой литературы по биснордитерпеноидным алкалоидам, их основным химическим и спектральным свойствам.

Вторая глава включает в себя результаты собственных исследований по определению содержания суммы алкалоидов и лаппаконитина в 74 образцах A. septentrionale, выделению, разделению, установлению строения новых и идентификации известных алкалоидов из А. leucostomum и A. septentrionale. Приводятся данные о фармакологических исследованиях выделенных алкалоидов.

Третья глава включает экспериментальные данные.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Дптерпеноидные алкалоиды Aconitum leucostomum и A.septentrionale

Из надземных частей A. leucostomum и A. septentrionale, трёх образцов технологических маточников лаппаконитина и субстанции ал-лапинина, полученных из корней A. septentrionale, выделены 20 алкалоидов и новое соединение - диэтиловый эфир сукцинилантраниловой кислоты (табл. 1). Из 20 алкалоидов 11 являются известными, остальные новыми. Известные алкалоиды дельвестидин и N-дезацетилрана-конитин впервые выделены из A. septentrionale.

Таблица I

Алкалоиды, выделенные из Aconitum leucostomum (1)

и A. septentrionale (2)

№ Название алкалоидов Молеку- Химический T. пл. Рас-

п/п лярная масса состав в град. тение

1. Диэтиловый эфир сукцинилантраниловой кислоты* 293 C15H19NO5 57-58 2

2. Септентриозин 345 C20H27NO5 243-245 2

3. Зонгорин 357 C22H31NO3 201-203 2

4. Септедин* 357 C22H31NO3 160-161 2

5. Септединин* 357 C22H31NO3 124-126 2

6. Аксинатин* 371 C22H29NO4 251-253 1

7. Септенин* 387 C22H29NO5 187-189 2

8. Лейконин* 405 C22H3SN05 195-197 2

9. Ликоктонин 467 C25H4lN07 135-137 2

10. N-дезацетиллаппа-конитин 542 C30H42N2O7 208-210 2

П. Септефин* 556 C31H44N2O7 194-195 2

12. Сепаконитин* 558 C30H42N2O8 253-255 2

13. N-дезацетилранаконитин 558 C30H42N2O8 аморф. 2

14. Акосептнн* 568 C32H44N207 127-128 2

15. Лаппаконитин 584 C32H44N208 217-218 1,2

16. Антраноилликоктонин 586 C32H46N208 158-160 2

17. Септерин* 600 C33H48N208 аморф. 2

18. Дельвестидин 600 C33H48N208 аморф. 2

19. Ранаконитин 600 C32H44N209 131-133 2

20. N-ацетилсепаконитин 600 C32H44N209 аморф. 2

21. Основание 1 728 C39H56N2011

Примечание: * - новые алкалоиды.

В результате определения содержания смеси алкалоидов и лаппако-нитина в разных органах растения A. septentrionale из 15 мест произрастания России (74 образца) показано, что наибольшее количество лаппаконитина содержат корни (ранний период вегетации, а также конец плодоношения - отмирание надземной части). Корни растения, рекомендованные как источник лаппаконитина, в настоящее время широко используются в качестве сырья для производства лекарственного антиаритмического препарата "Аллапинин".

СТРОЕНИЕ НОВЫХ АЛКАЛОИДОВ Строение аксинатина и септешша

В ИК-спектрс аксинатина (1) присутствуют полосы поглощения гид-роксильных (3540 и 3450 см"1), сложноэфирной карбонильной (1735 см"1) и концевой метиленовой (3075, 1655, 895 см"1) групп. В спектре ПМР 1 наблюдаются сигналы протонов 18-метильной, ацетоксильной, 17-экзометиленовой групп (табл. 2). Отсутствие в его ПМР-спектре сигналов протонов N-алкильной и метоксильных групп позволило отнести акси-натин к Сго-дитерпеноидным алкалоидам гетизанового типа.

Таблица 2

Данные спектров ПМР аксинатина (1), его моно- (2) и диацетата (3), септенина (5), септентриозина (6), (CDCh, 5, м.д., О-ТМС)

Сое- Сигналы

ди-

не- 18-Ме Н-6 H-20 2Н-17 Н-19 Н-2Р СНзСО

ния

1 1.01 2.72 3.45 4.51 и 4.67 4.51 (а) 5.17 1.98

ЗН, с 1Н, у.с. Ш, у.с. по 1Н, у.с. 1Н, с 1Н, у.с. ЗН, с

2 0.94 5.63 (а) 5.25 2.07 и 2.09

ЗН, с 1Н, с Ш, m по ЗН, с

3 0.9 5.69 (а) 5.31 1.88 и 2.06

ЗН, с 1Н, с 1H, m ЗН и 6Н

5 1.00 2.73 3.55 4.54 и 4.68 4.47 (а) 4.95 1.99

ЗН, с 1Н,у.с. 1Н, у.с. по 1Н, у.с. 1Н, с 1Н,у.с. ЗН, с

6 1.02 3.30 3.60 4.48 и 4.65 4.08 (р)

ЗН, с 1Н,у.с. 1Н,у.с. по 1Н, с 1Н, с

Получение моноацетата (2) и диацетата (3) аксинатина в зависимости от условий реакции ацетилирования указывают на то, что одна гидро-

ксильная группа вторичная, а другая - третичная. При щелочном гидролизе 1 получили аминоспирт аксинатидин (4) (схема), в ИК-спектре которого отсутствует поглощение сложноэфирной карбонильной группы.

Положение заместителей в аксинатине определили с помощью анализа его спектра ЯМР |3С (табл. 3). Отнесение сигналов углеродных атомов производили путем сравнения ХС 1 с таковыми септентриозина (6) и других родственных алкалоидов.

В спектре ЯМР ПС 1 сигнал карбиноламинного углеродного атома С-19 наблюдается в виде дублета при 92.0 м.д. Соответствующий сигнал в спектрах алкалоидов с р-гидроксильной группой наблюдается при 91.0-92.0 м.д., а с а-гидроксильной группой - при 95.2 м.д. Следовательно, в 1 гидроксильная группа при С-19 Р-ориентирована. Синглетные сигналы при 78.8 и 50.4 м.д. в спектре аксинатина от С-9 и С-10 углеродных атомов свидетельствуют о присутствии гидроксильной группы при С-9. Наличие однопротонного сигнала при 5.17 м.д. (\У1/2=11 Гц) в спектре ПМР 1, дублетного сигнала от С-2 атома углерода при 70.7 м.д. и триплетных сигналов при 31.8 и 37.7 м.д. от С-1 и С-3 углеродных атомов в спектре ЯМР ,3С указывает на расположение при С-2 в аксинатине а-ориентированной ацетоксильной группы и, следовательно, аксинатин имеет строение 1.

Схема

Химические превращения аксинатина (1)

13

В ИК-спектре септенина (5) наблюдаются полосы поглощения трёх гидроксильных (3570, 3450 и 3345 см"1), сложноэфирной карбонильной (1740 см"1) и концевой метиленовой (3080, 1660, 885 см"1) групп. Сравни-

тельный анализ его спектра ПМР (табл. 2) с таковыми аксинатина (1) и септешриозина (6) позволяет отнести септенин к Сго-дитерпеноидным алкалоидам гетизанового типа с Р-гидроксильными группами при С-9 и С-19 и а-ацетоксильной группой при С-2. Их спектры ЯМР13С близки (табл. 3). Главное отличие состоит в том, что в спектре 5 вместо триплегаого сигнала при 31.8 м.д. от С-1 углеродного атома наблюдается дублетный сигнал при 67.9 м.д. Кроме того, в его спектре ПМР имеется однопротонный уширенный синглет при 4.06 м.д. (V/ш=5 Гц). Эти данные указывают на присутствие в 5 при С-1 р-гидроксильной группы.

Таблица 3

Данные спектров ЯМР 13С аксинатина (1), септенина (5) и септентриозина (6)

С-атом 1 5 6 С-атом 1 5 6

1 31.8т 67.9 д 69.0 д 12 36.9 д 36.2 д 36.2 д

2 70.7 д 73.1 д 70.4 д 13 34.3 т 33.9 т 33.1 т

3 37.7 т 39.2 т 39.1т 14 43.9 д 43.9 д 43.3 д

4 42.2 с 42.2 с 39.7 с 15 31.7т 31.1 т 30.7 т

5 55.1 д 50.8 д 58.8 д 16 152.1 с 150.6 с 150.3 с

6 60.8 д 60.7 д 60.5 д 17 104.3 т 104.7 т 104.8 т

7 29.6 т 30.8 т 31.1 т 18 23.0 к 22.2 к 28.4 к

8 42.1 с 41.7с 42.1 с 19 92.0 д 91.2 д 95.2 д

9 78.8 с 79.6 с 79.8 с 20 70.1 д 67.9 д 60.5 д

10 50.4 с 53.7 с 53.0 с СО 169.6 с 170.2 с

11 39.0 т 33.0 т 33.5 т СНз 21.7 к 21.6 к

При щелочном гидролизе 5 образуется аминоспирт септенидин (7), имеющий одинаковый состав с септентриозином (6), но не идентичный ему.

Следовательно, структуры септенина и аксинатина отличаются присутствием гидроксильной группы при С-1 в септенине, а структура его аминоспирта отличается от таковой известного алкалоида септентриозина лишь ориентацией гидроксильной группы при С-19.

Строение септедина н септедншша

В ИК-спектре септедина (8) присутствуют полосы поглощения гид-роксильной (3175 см"1) и карбонильной (1710 см"1) групп.

В спектре ПМР 8 (табл. 4) наблюдаются сигналы протонов 18- и 17-метильных групп, оксазолидинового цикла, 19-метиленовой группы и сигнал гемгидрокси протона при С-7 в виде триплета с КССВ 9 Гц. Отсутствие сигнала протона Н-20 и наличие сигналов протонов 19-метиленовой группы указывают на то, что С-20 углеродный атом связан с кислородным атомом оксазолидинового цикла и с С-14 атомом углерода. Эти данные позволили отнести септедин к алкалоидам ати-занового типа с С-14-С-20 мостиком с а-ориентированной гидро-ксильной группой при С-7 и карбонильной группой при С-15.

На основании вышеизложенного септедин имеет строение 8. Структура септедина и его стереохимия подтверждены рентгенострук-турным анализом.

Пространственная структура 8, представленная на рисунке, показывает, что молекула септедина имеет жёсткий атизиновый скелет с С-14-С-20 мостиком. Метальная группа при С-16 и гидроксильная группа при С-7 а-ориентированы.

Септединин (9) имеет такой же состав, что и септедин (8). В его ИК-спектре присутствуют полосы поглощения гидроксильных (3400 см"1) и экзометиленовой (1662 см-') групп. Отсутствует полоса поглощения карбонильной группы.

I > I-

Рис. 1. Пространственная структура септедина

Его спектр ПМР отличается от такового 8 присутствием сигналов протонов 17-метиленовой группы вместо 17-метильной группы и гем-гидрокси протона при С-15 (табл. 4). Это дало основание считать, что оба алкалоида имеют одинаковый гетероциклический скелет и отличаются тем, что в 9 при С-17 имеется экзометиленовая группа вместо метальной и при С-15 гидроксильная группа вместо карбонильной.

Таблица 4

Данные спектров ПМР септедина (8) и септсдинина (9) (100 МГц, СБСЬ, О-ГМДС, 6, м.д., ], Гц)

Осно- 18-Ме 17-Ме 2Н-17 2Н-22 2Н-21 Н-19а Н-7 Н-15

вание H-19ß

097 с

0.95 с

1.04д

(7.5)

3.65 м 2.87 м

4.80 дц 3.64 м 2.88 м 4.97дд (2; 1)

2.60 д 4.07т 2.32 д (9) (12)

2.56 д 4.18 т 4.46 т 2.30 д (12)

(9) (2)

8

9

ХС и КССВ протонов экзометиленовой группы и Н-15а септеди-нина (табл. 4) одинаковы с таковыми сигналов этих же протонов в спектре алкалоидов, имеющих ß-гидроксигруппу при С-15 и а-гидроксигруппу при С-7. Как и в случае 8, сигнал протона Н-7 в спектре 9 наблюдается в виде триплета с КССВ 9 Гц. Следовательно, сеп-тединин имеет структуру 9 с а-ориентированной гидроксильной группой при С-7 и ß-ориентированной гидроксильной группой при С-15.

В масс-спектрах 8 и 9 наблюдается одинаковый набор пиков ионов с m/z 357 (М+), 340 (М-17)+, 329 (М-28)+, 314 (М-43)+, 312 (М-45)+, 300 (М-57)+, 286 (М-71)* и 274 (М-83)+, отличающихся по интенсивности. Самые интенсивные пики ионов в масс-спектре септединина (9) - М+ (86%) и (М-17)+ (100%), образующийся в результате отрыва гидро-ксильного радикала от молекулярного иона. В спектре септедина (8) эти пики ионов имеют незначительную интенсивность, а максимальным является пик иона (М-28)+, возникающего при элиминировании окиси углерода за счёт карбонильной группы, находящейся при С-15. Эти данные подтверждают различия в структурах 8 и 9. Оба алкалоида относятся к типу корифина.

21'

19

ОН

,сн2

Строение акосептина

В ИК-спектре акосептина (10) наблюдаются полосы поглощения при 3461 н 3354 см"1 (аминогруппа), 1718 см"1 (карбонильная группа в шестичленном цикле), 760 см"1 (о/ияо-замещённое бензольное кольцо). Спектр ПМР 10 содержит сигналы протонов при 1.00 м.д. (ЗН, т, .1=7.2 Гц, Н-СГЬСНз), 3.36, 3.37, 3.48, 3.49 м.д. (по ЗН, с, 4хОСН3), 4.15 и 4.37 м.д. (по 1Н,д, 1=11.6 Гц, 2Н-19), 3.93 м.д. (1Н, с, Н-6а) и 3.66 м.д. (1Н, т, 1=4.5 Гц, Н-14Р). В слабопольной области спектра имеются уширенный синглет при 5.84 м.д. (2Н, ИНг, исчезает при добавлении СБзОО) и сигналы протонов ароматического кольца при 6.75 м.д. (2Н, м, Н-3" и 5"), 7.35 м.д. (1Н, ддд, 4=8.4; ^=1.6 Гц, Н-4") и 8.01 м.д. (1Н, дц, 4=8.4; ^=1.6 Гц, Н-6"). В его масс-спектре пики ионов (М-15)+ и (М-31)+ характеризуются значительной интенсивностью.

Вышеизложенное показывает, что 10 является С-19 нордитерпено-идным алкалоидом и содержит при С-18 остаток антраниловой кислоты и метоксильные группы при С-1, С-6 и С-14.

По составу 10 отличается от антраноилликокгонина (11) на молекулу воды. Кроме того, все семь атомов кислорода входят в состав четырёх метоксильных, карбонильной и сложноэфцрной групп. Следовательно, в 10 отсутствуют гидроксильные группы.

Сопоставительный анализ данных спектров ЯМР |3С 10 и 11 (табл. 5) показал, что ХС их углеродных атомов близки, за исключением С-6, С-7, С-8 и С-15. Это указывает на то, что 10 является ангидроантрано-илликоктонином, у которого при С-7 находится карбонильная группа и мостик между атомами С-8 и С-17. Об этом свидетельствуют синг-летные сигналы при 201.6 и 59.1 м.д. от С-7 и С-8 углеродных атомов, а также сильнопольное смещение на 13.4 м.д. триплетного сигнала С-15 углеродного атома, обусловленное отсутствием гидроксильной группы при С-8. Кроме того, наблюдается сильнопольное смещение сигналов углеродных атомов Ы-этильной группы (Д-8.6 м.д. для СН: и Д-4.2 м.д. для СНз), что, вероятно связано с изменением углеродного скелета.

На основании вышеизложенных данных акосептин является первым представителем нордитерпеноидных алкалоидов нового ангидро-ликоктонинового типа и имеет строение 10.

Таблица 5

Данные спектров ЯМР 13С акосептина (10) и атраноилликоктонина (11)

С атом Мульти-плетность 10 11 С атом Мульти-плетность 10 11

1 Д 84.0 84.0 17 д 66.0 64.6

2 т 26.0 26.2 18 т 69.8 68.7

3 т 31.5 32.3 19 т 55.8 52.6

4 с 39.2 37.4 И-СНг т 42.4 51.0

5 ' д 42.4 43.3 СНз к 9.9 14.1

6 Д 79.4 91.0 Г к 55.7 55.8

7 с 201.6 88.6 6' к 59.7 58.6

8 с 59.1 77.6 14' к 57.0 57.9

9 д 49.1 50.4 16' к 56.7 53.3

10 д 39.7 38.3 СбН4-С=0 с 168.1 167.9

11 с 51.4 49.1 1" с 110.5 110.4

12 т 29.6 28.8 2" с 150.6 150.9

13 д 46.6 46.2 3" д 116.6 116.9

14 д 83.4 84.0 4" д 134.2 134.2

15 т 20.3 33.7 5" д 116.3 116.4

16 д 83.0 82.6 6" д 131.2 130.8

Строение септерина и септефина

В ИК-спектре септерина (12) имеются полосы поглощения гидро-ксильных (3530-3460, 3383 см"1), карбонильной (1685 см"1) групп и ор-

/«о-замещенного бензольного кольца (752 см"').

Сравнение данных спектров ПМР 12 и антраноилликоктонина (11) (табл. 6) показало, что они близки и отличаются лишь тем, что в спектре 12 вместо сигналов протонов ОТЬ группы наблюдаются сигналы протонов ЫНСНз группы в виде трехпротонного дублета при 2.85 м.д. и однопротонного квартета при 7.57 м.д. с КССВ 5 Гц. Следовательно, септерин является ]Ч-метильным производным антраноилликоктонина и имеет строение 12, что было доказано получением ликоктонина (13) при его щелочном гидролизе.

Таблица 6

Данные спектров ПМР септерина (12), антраноилликоктонина (11), септефина (14) и Ы-дезацетиллаппаконитина (15) (100 Мгц, СРСЬ, О-ГМДС, 5, м.д., ], Гц)

Протоны |

I

I

12

II

I

14

15

[-СНг-СНз 1.01 1.00 1.02 1.04

(ЗН, т, 7.5) (ЗН, т, 7.5) (ЗН, т, 7.5) (ЗН, т, 7.5)

^-н 7.57 (1Н, к, 5) - 7.50 (1Н, к, 5) -

СНз 2.85 (ЗН. д, 5) - 2.80 (ЗН.д, 5) -

ОСНз 3.19,3.27 3.17,3.26 3.19,3.20 3.24,3.26

3.35 3.28,3.32 3.31 3.36

(с, ЗН, 6Н, ЗН) (с по ЗН) (с по ЗН) (с по ЗН)

14—РН[ 3.55 (1Н, т, 5) 3.51 (1Н,т, 5) 3.45 (1Н) 3.50 (1Н,д, 5)

17-Н 2.88 (1Н, с) 2.84 (1Н, с) 2.90 (1Н, с) 2.95 (1Н, с)

18-2Н 3.99 3.97 - _

(1Н,д, 11) (1Н,д, 11)

3.88 3.86

(1Н,д, 11) (1Н,д, 11)

19-аН 3.53 (1Н,д, 11) 3.56 (1Н,д, 11)

1МН2 - 5.64 (2Н, уш. с) - 5.60 (2Н, уш. с)

6-аН 4.05 (1Н, с) 4.03 (1Н, с) - -

Аг-Н 3 6.60 (д, 7) 6.58 (ДД, 7 и 2) 6.49 (д, 7) 6.55 (д, 7)

4 7.35 (т, 7) 7.19 (тд, 7 и 2) 7.22 (т, 7) 7.15 (т, 7)

5 6.56 (т, 7) 6.54 (тд, 7 и 2) 6.42 (т, 7) 6.52 (т, 7)

6 7.81 (д, 7) 7.70 (ДД, 7 и 2) 7.67 "(д, 7) 7.68 (д, 7)

В ИК-спектре септефина (14) наблюдаются полосы поглощения при 3525-3460, 3388 (ОН, NH), 1690 (-ОСО-), 755 см"1 (ор/по-замещенное бензольное кольцо).

Строение 14 доказано сравнительным анализом спектров ПМР 14 и известного биснордитерпеноидного алкалоида N-дезацетиллаппако-нитина (15) (табл. 6). Их различие, как и в случае септерина (12) и ан-траноилликоктонина (11), состоит в присутствии в спектре 14 сигналов протонов NHCH3 группы, вместо сигналов 1ЧН2-группы в спектре 15.

Следовательно, септефин является N-метильным производным N-дезацетиллаппаконитина и имеет строение 14.

Строение сспакошгпша

В ИК-спектре сепаконитина (16) наблюдаются полосы поглощения при 3545, 3465, 3360 см"1 (ОН и NHi группы), 1690 см-' (слонсноэфирная карбонильная группа) и 760 см"1 {орто-замещённое бензольное кольцо). В спектре ПМР 16 проявляются сигналы N-этильной группы при 1.08 м.д. (ЗН, т, J=7.5 Гц), трёх метоксильных групп при 3.25 и 3.37 м.д. (по 6Н и ЗН, с), аминогруппы при 5.60 м.д. (2Н, уширенный синглет), четырёх смежных ароматических протонов при 7.70 м.д. (1Н, дд, J =8 и 2 Гц, Н-6"), 7.18 м.д. (1Н, дцд, J=8 и 2 Гц, Н-4"), 6.65-6.45 м.д. (2Н, м, Н-5" и 3") и протона H-14ß при 3.73 м.д. (1Н, д, J=5 Гц).

В масс-спектре 16 наблюдается максимальный пик иона с m/z 421, обусловленный отрывом от молекулярного иона молекулы антрани-ловой кислоты. При щелочном гидролизе 16 получили аминоспирт 17 и антраннловую кислоту. В масс-спектре 17 пик иона (М-31)+ имеет максимальную интенсивность.

Вышеизложенное показывает, что 16 является биснордитерпенонд-ным алкалоидом и содержит при С-1 и С-14 метоксильные группы, а

при С-4 остаток антраниловой кислоты. По составу 16 отличается от 15 па один кислородный атом. В спектре ЯМР |3С 16 имеются три синглетных сигнала при 74.8, 79.8 и 79.1 м.д. Отсутствие в спектре ПМР 16 сигналов протонов, геминальных вторичным гидроксильным группам, показывает, что в 16 все три гидроксильные группы являются третичными.

Таблица 7

Данные спектров ЯМР |3С сепаконитина (16), его амнноспирта (17) и Ы-дезацетиллаппаконитина (15)

С-атом 16 17 15 С-атом 16 17 15

1 78.9 д 78.7 83.2 16 83.0 д 83.0 83.1

2 26.7 т 26.8 26.3 17 61.6 д 61.8 61.7

3 31.9т 37.3 32.1 18 55.9 т 58.0 55.8

4 83.1 с 71.2 84.5 ы-сш 48.9 т 49.0 50.0

5 44.7 д 46.8 48.9 СНз 13.5 к 13.5 13.6

6 24.5 т 24.0 26.9 С-Г 56.2 к 56.2 56.5

7 47.1 д 47.1 47.7 С-14' 58.1 к 58.0 58.0

8 74.8 с 77.8 75.8 С-16' 56.2 к 56.2 56.2

9 79.8 с 79.9 78.7 СбН4-С=0 167.4 с 167.7

10 79.1 с 79.1 49.1 I" 112.1 с 112.2

11 56.4 с 56.3 51.0 2" 150.6 с 150.7

12 37.6 т 37.7 24.1 3" 116.3 д 116.8

13 34.8 д 34.7 36.5 4" 133.9 д 134.0

14 88.0 д 88.0 90.4 5" 116.9 д 116.4

15 44.0 т 44.8 44.9 6" 131.9 д 131.8

Сопоставительный анализ спектров ЯМР |3С 16 и 15 показал, что ХС их углеродных атомов близки и отличаются тем, что в спектре 16 сигнал углеродного атома С-10 наблюдается в виде синглета при 79.1 м.д. вместо дублета при 49.1 м.д.. Следовательно, в 16 при С-10 расположена гидроксильная группа, которая вызывает, как и следовало ожидать, сильнопольные сдвиги сигналов углеродных атомов С-1 и С-5 на -4.2 м.д. и слабопольные сдвиги сигналов углеродных атомов С-11 и С-12 на 5.4 и 13.5 м.д. соответственно. Синглетные сигналы при 74.8 и 79.8 м.д. отнесены к С-8 и С-9 углеродным атомам. В спектре ПМР 16 величина ХС и мультиплетность сигнала протона Н-14|3 также подтверждают присутствие в 16 гидроксильных групп при С-10 и С-9. Следовательно, сепаконитин является Ю-гидрокси-Ы-дезацетиллап-

паконитином и имеет строение 16, а его аминоспирт - 17.

рсн3

ОСН3

,ОН>......осн3

Гшй.......

УЪн

Строение лсйконина

В ИК-спектре лейконина (18) наблюдаются полосы поглощени при 3460 см"1 (гидроксильная группа) и 1740 см"1 (карбонильная грул па в пятичленном цикле).

В спектре ПМР 18 присутствуют сигналы протонов N-згильной групш при 1.01 м.д. (ЗН, т, J=7.5 Гц), трёх метоксильных групп при 3.25 и 3.32 м./ (по 6Н и ЗН с) и Н-14[3 при 3.65 м.д.(1 Н, т, J=4.5 Гц,). Отсутствие сигнала про тона, геминалыюго гидроксилыюй группе, указывает на то, что гидроксиль ная группа является третичной. Наличие в масс-спектре 18 максималыюп пика иона (М-31)\ а в спектре ПМР однопротонного сигнала при 3.65 м.д. i КССВ 4.5 Гц позволяет размесппъ две метоксильные группы при С-1 и С-14.

По данным ИК-спектра лейконин содержит карбонильную группу в пя тичленном цикле. Следовательно, карбонильная группа должна быть распо ложена при С-6. Это подтверждается данными спектра ЯМР |3С 18 (табл. 8), i котором наблюдается слабопольное смещение на 12 м.д. дублетного сигнале соседнего углеродного атома С-5, резонирующего при 56.8 м.д. Обычно C-f углеродный атом резонирует в пределах 44.0-49.0 м.д. (табл. 7).

Таблица 8

Данные спектра ЯМР 13С лейконина (18)

С атом

С атом

С атом

. 1 84.9 д

2 26.3 г

3 30.3 т

4 35.0 д

5 56.8 д

6 222.6 с

7 85.0 с

8 39.1 с

9

10 11 12

13

14

15

16

40.2 д 17

46.0 д 18

44.8 с 29.0 т

35.8 д 1'

84.9 д 14' 23.0 т 16' 83.2 д

62.4 д 51.1 т

49.5 к 14.1 к 56.2к 57.6к 53.3 к

В спектрах нордитерпеноидных алкалоидов углеродный атом карбонильной группы при С-6 резонирует в области 211-217 м.д., а в спектре лейконина - при 222.6 м.д. Такой слабопольный сдвиг сигнала атома С-6 объясняется присутствием гидроксильной группы при С-7, синглетный сигнал которого наблюдается при 85.0 м.д. Среди дитер-пеноидных алкалоидов лейконин является третьим представителем, когда при углеродном атоме С-8 отсутствует кислородсодержащий заместитель.

Следовательно, лейконин имеет строение 18.

Строение диэтилового эфира сукцшшлантрапиловой кислоты

В ИК-спектре соединения 19 присутствуют полосы поглощения при 3265 и 1685 (-NHCO), 1730 (R0-C=0), 1702 (-O-CO-Ar), 1540 (амид II), 1095 и 1085 (-С-0-С-) и 765 см"1 (о/7/?;о-замещенное ароматическое кольцо).

Наличие в спектре ПМР 19 сигналов метальных протонов при 1.02 и 1.36 м.д. (по ЗН, т, J=7.5 Гц) и метиленовых протонов при 4.1 и 4.31 м.д. (по 2Н, к, J=7.5 Гц) свидетельствует о присутствии двух О-этильных групп. Синглетный сигнал при 2.70 м.д. (4 Н) принадлежит двум эквивалентным метиленовым протонам (СО-СН2-СН2-СО). В области ароматических протонов обнаруживаются сигналы, характерные для ор/ио-замещенного бензольного кольца с неодинаковыми заместителями при 7.01 и 7.47 м.д. (по 1Н, ддд, J=8 и 2 Гц, Н-4 и Н-5) и при 7.99 и 8.63 м.д. (по 1Н, дц, J=8 и 2 Гц, Н-3 и Н-6). В самом слабом поле при 11.13 м.д. проявляется однопротонный уширенный сигнал NH-группы.

В масс-спектре 19 имеются пик молекулярного иона с m/z 293 и пики ионов с m/z 248 и 202, обусловленные последовательным отрывом этокси-радикала и молекулы этанола от молекулярного иона, что подтверждено МСВР. Самый интенсивный пик иона с m/z 165 в масс-спектре 19 образуется в результате отрыва фрагмента СбН?Оз.

Вышеизложенное свидетельствует о том, что соединение 19 является диэтиловым эфиром сукцинилантраниловой кислоты. Из растения

Н

(18)

вещество выделено впервые.

С-0-СН2СН3 -¿^TpNH—С—СНг-СН2-С—О-СН2СН3

а л

(19)

РЕЗУЛЬТАТЫ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Фармакологические свойства алкалоидов растений Aconitum leucostomum и A. septentrionale изучены сотрудниками в отделе фармакологии и токсикологии Института химии растительных веществ к.м.н. Ф.Н. Джахангировым и д.м.н. Ф.С. Садритдиновым.

Главным компонентом алкалоидной смеси этих растений является лаппаконитин, на основе которого создан препарат «Аллапинин», проявляющий умеренное антиангинальное, спазмолитическое, противовоспалительное, анальгетическое, местноанестезиругощее и седатив-ное действие. Наличие у аллапинина этих свойств является благоприятным дополнением к спектру его антиаритмического действия.

Cis-биснордитерпеноидные алкалоиды лаппаконитин, N-дезаце-тиллаппаконигин, сепаконитин, ранаконитин, N-ацетилсепаконитин превосходят по противоаритмической активности (более чём в 1000 раз) и по широте терапевтического действия (более чем в 50 раз) применяемый в медицине препарат новокаинамид. Выявлено, что проти-воаритмическая активность этих алкалоидов обусловлена присутствием остатка ацетилантраниловой или антраниловой кислоты при С-4, метоксильных групп при С-1, С-14, С-16 и гидроксильной группы при

С19-нордитерпеноидные алкалоиды септерин, дельвестидин, антра-ноилликоктонин отличаются от С18-биснордитерпеноидных алкалоидов тем, что Ы-метилантраниловый или антраниловый фрагменты присоединены к С-4 углеродному атому через метиленовую группу. Присутствие метиленовой группы радикально меняет направленность фармакологического действия этих алкалоидов. Они не проявляют антиаритмического действия. Эти алкалоиды обладают гипотензивной, Ы-холиноблокирующей и курареподобной активностью. Гипотензивное и ганглиоблокирующее действие проявляют лейконнн и ликокто-нин.

Сго-дитерпеноидные алкалоиды гетизанового типа септенин, акси-

С-8.

натин и септентриозин обладают умеренной противоаритмической активностью, а септедин и септединин, относящиеся к типу корифина, проявляют курареподобное и местноанестезирующее свойства. У зон-горина выявлены психостимулирующее и антиаритмическое действие. В реализации противоаритмической активности зонгорина наряду с основностью азота важное значение имеет присутствие гидроксильных групп.

ВЫВОДЫ

1. Исследованы надземные части растений Aconitum leucostomum и A. septentrionale, три образца технологических маточников лаппако-нитина и субстанция аллапинина из корней A.septentrionale. Выделены 20 алкалоидов и новое соединение - диэтиловый эфир сукцинилантра-ниловой кислоты. Из 20 алкалоидов 9 являются новыми, остальные -известными.

2. Новые алкалоиды относятся к группе Сго-дитерпеноидных (ак-синатин, септенин, септедин, септединин), С19-нордитерпеноидных (септерин, акосептин) и Cig-биснордитерпеноидных (сепаконитин, лей-конин, септефин) алкалоидов. Их структуры установлены в результате химических превращений и спектральных данных.

3. Аксинатин и септенин имеют строение 2а-ацетокси-9р,19(3-дигидроксигетизана и 1 р,9(3,19р-тригидрокси-2а-ацетоксигетизана соответственно, а изомерные алкалоиды септедин и септединин относятся к типу корифина и отличаются заместителями при С-15 и С-1о. Структура септедина подтверждена рентгеноструктурным анализом.

4. Септерин и септефин являются N-метильными производными антраноилликоктонина и N-дезацетиллаппаконитина соответственно.

Структура септерина подтверждена получением ликоктонина при его щелочном гидролизе.

5. Акосептин является первым представителем нордитерпеноидных алкалоидов нового ангидроликоктонинового типа.

6. Сепаконитин имеет строение 1а,14а,1бр-триметокси-4-антра-ноилокси-8р,9р,10р-тригидрокси-Н-этилаконитана, а лейконин - 1а, 14а, 1 бр-триметокот-6-оксо-7р-гидрокси-14-этилаконитана.

7. Установлено строение впервые выделенного из растения диэти-лового эфира сукцинилантраниловой кислоты.

8. Показано, что корни аконита северного являются богатым источником лаппаконитина и в настоящее время широко используются в качестве сырья для производства антиаритмического препарата

«Аллапинин».

9. Фармакологические испытания показали, что биснордитерпе-ноидные алкалоиды обладают антиаритмическим, нордитерпеноид-ные - курареподобным, гипотензивным и ЬГ-холиноблокирующим, ди-терпеноидные - умеренным антиаритмическим (тип гетизана) и курареподобным (тип корифина) действием.

10. Алкалоиды лаппаконитин, лаппаконин, М-дезацетиллаппакони-тин и зонгорин, полученные из аконита северного, реализуются фирмой «Латоксан» в качестве биореактивов для медико-биологических исследований.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Усманова С.К., Тельнов В.А., Юнусов С.Ю., Абдуллаев Н.Д., Шретер И.А., Филиппова Б.Б. Сепаконитин - новый алкалоид из Aconitum septentrionale//Химия природ, соедин. -1987. -№ 6. -С. 879— 883.

2. Сиротенко Е.Г., Рашкес Я.В., Усманова С.К. Масс-спектрометрический метод анализа суммы дитерпеновых оснований растений рода Aconitum // Химия природ, соедин. -1989. -№ 4. -С. 532-536.

3. Тельнов В.А., Усманова С.К. Лейконин - новый алкалоид из Aconitum leucostomum и A. septentrionale // Химия природ, соедин. -1992. -№ 5. -С. 538-540.

4. Тельнов В.А., Усманова С.К., Абдуллаев Н.Д. Строение аксина-тина // Химия природ, соедин. -1993. -№ 3. -С. 409-411.

5. Усманова С.К., Тельнов В.А., Абдуллаев Н.Д. Строение нового алкалоида септенина // Химия природ, соедин. -1993. -№ 3. -С. 412— 414.

6. Усманова С.К., Юсупова И.М., Ташходжаев Б., Бессонова И.А. Структура септедина // Химия природ, соедин. -1995. № 1. -С. 104108.

7. Бессонова И.А., Саидходжаева Ш.А., Усманова С.К. Алкалоиды культивируемых видов Aconitum paniculatum и A. ferox // Химия природ. соедин. -1995. -№ 6. -С. 914-915.

8. Усманова С.К., Бессонова И.А. Алкалоиды Aconitum septentrionale И Химия природ, соедин. -1996. -№ 1. -С. 77-81.

9. Усманова С.К., Бессонова И.А., Мильгром Е.Г. Септерин и сеп-тефин - новые алкалоиды Aconitum septentrionnale // Химия природ, соедин. -1996. -№ 2. -С. 225-228.

10. Усманова С.К., Бессонова И.А., Абдуллаев Н.Д., Левкович М.Г. Строение акосептина - представителя нового типа нордитерпе-ноидных алкалоидов // Химия природ, соедин. -1999. № 1. -С. 113115.

11. Юнусов М.С., Нишанов А.А., Султанходжаев М.Н., Усманова С.К., Тельнов В.А., Вайсов З.М., Нарзуллаев А.С., Сабиров С.С. Новые дитерпеновые алкалоиды с ликоктониновым скелетом из растений родов Aconitum и Delphinium // Тезисы докл. на IX Советско-Индийском симпозиуме по химии природ, соедин., 15-18 мая 1989 г. -Рига, 1989.-С. 31.

12. Usmanova S.K., Bessonova I. A. Alkaloids from Aconitum septentrionale // Second International Symposium on the Chemistry of Natural compounds, 22-24 october 1996. -Eskisehir-Turkey, 1996. -P 59.

13. Usmanova S.K., Bessonova I.A., Abdulllaev N.D., Levkovich M.G. Structure of acoseptine, diterpenoid alkaloid of a new type. Third International Symposium on the Chemistry of Natural compounds, 19-22 october 1998. -Bukhara, Uzbekistan, 1998. -O 16.

14. Bessonova I.A., Usmanova S.K., Saidkhodzaeva Sh.A., Vaisov Z.M. Diterpenoid alkaloids of wild and cultured Aconitum and Delphinium species //Third International Symposium on the Chemistry of Natural compounds, 19-22 october, 1998. -Bukhara, Uzbekistan, 1998. -PL 20.

Aconitum leucostomum ва A- septentrionale усимликларининг дитерпеноид алкалоидлари

Усманова Слухан Кучкаровна Мутахассислик: 02.00.10 - Биоорганик кимё, табиий ва физиологии фаол моддалар кимёси

Мазкур ишда Aconitum leucostomum ва A. septentrionale усимликларининг ер устки ^исмлари алкалоидлари, шунингдек А.

septentrionale илдизлари алкалоидлар аралашмасидан лаппако — нитинни ажратилгандан сунгги алкалоидлар аралашмасининг 3 та технологик намуналари, э$амда A. septentrionale илдизларидан олинган аллапинин субстанцияси устидаги изланишлар нати — жалари келтирилган. 20 та алкалоид ^амда янги бирикма — сукцинилантранил кислотасининг диэтил эфири ажратиб олинган. Шундан 11 алкалоид аввалдан маълум асослар эканлиги ани^ланди, спектр маълумотлари з^амда кимёвий узгаришлари асосида 9 та янги алкалоиднинг ва сукцинилантранил кислотасининг диэтил эфирининг кимёвий тузилиши исботланди. Дель — вестидин ва N —дезацетилранаконитин A. septentrionale усим — лигидан биринчи марта ажратиб олинди.

A. septentrionale илдизлари лаппаконитиннинг бой манбаи эканлиги курсатиб берилди. Айни пайтда бу усимлик илдизларидан аритмияга царшч ^улланиладиган «Аллапинин» препара — тини ишлаб чгщаришда хом ашё сифатида кенг фойдаланил — мовда.

Фармакологик тадк>п^отларга асосан ажратиб олинган алкалоидлар аритмияга, яллиглйнишга, юрак титрашига, тиришишга партии, махаллий окрик ^олдирувчи, oFpiiK ^олдируБчи, асабни юмшатувчи, ^он босимини туширувчи, Н —холин рецепторла — рини, нерв толаларини учларини богловчи, курарега ухшаш, асабга цувват берувчи хоссаларига эгадир.

Лаппаконитин, лаппаконин, N—дезацетиллаппаконитпн ва зонгорин тиббий — биологик текширишлар учун биореактив си — фатида «Латоксан» фирмаси орк>али реализация цпмитоща.

Diterpenoid Alkaloids of Aconitum leucostomum and A. septentrionale

Usmanova Slukhan Kuchkarovna Speciality: 02.00.10 - Bioorganic Chemistry, Chemistry of Natural and Physiologically Active Substances

In this work we are presenting the results of chemical study of alkaloids of Aconitum leucostomum and A. septentrionale epigial parts as well as of three technological specimens of lappaconitine basic residues and of allapinine substance from the A. septentrionale roots. As a result of the

investigation we have isolated 20 alkaloids and a new compound - diethyl ester of succinylanthranilic acid. Eleven alkaloids were identified with known ones and for 10 new compounds on the base of analysis of spectral data and chemical transformations there were determined the structures. Delvestidine and N-deacetylranaconitine have been isolated from A. septentrionale for the first time.

It have been shown, that the roots of A. septentrionale are a rich source of lappaconitine. At present they are widely used as the raw material for the production of the medicinal antiarrhythmic preparation «Allapinine».

The isolated alkaloids possess antiarrhythmic, local anaesthetic, analgetic, antiinflammatory, antifibrillatory, sedative, hypotensive, spasmolytic, myorelaxant, N-cholinobloking, ganglioblocing and psychotropic activities.

Alkaloids lappaconitine, lappaconine, N-deacetyllappaconitine and songorine are realised by «Latoxan» firm at international market as bioreagents for medical and biological investigations.

Подписано в печать 3.05.2000 г. Заказ 154. Печ.л. 1,0. Тираж 100. Отпечатано в типографии ГФНТИ.