Синтез и исследование биологических свойств аналогов стероидных эстрогенов, содержащих фтор в кольце А тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

--^

ФИДАРОВ АЛАН ФИДАРОВИЧ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АНАЛОГОВ СТЕРОИДНЫХ ЭСТРОГЕНОВ, СОДЕРЖАЩИХ ФТОР В

КОЛЬЦЕ А

Специальность 02.00.10 - биоорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

005558898

Санкт-Петербург 2014

005558898

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»

Научный руководитель: Шавва Александр Григорьевич,

доктор химических наук, профессор

Официальные оппоненты: Бабаев Евгений Вениаминович,

доктор химических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

Сильников Владимир Николаевич, доктор химических наук, заведующий лабораторией органического синтеза ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский

государственный технологический институт (технический университет)»

Защита состоится 25 декабря 2014 г. в )Ь часов на заседании диссертационного совета Д 212.232.28 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата химических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний проспект В-О., д. 41/43, Большая химическая аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке имени A.M. Горького СПбГУ, Университетская наб., д. 7/9 и на сайте vvww.spbu.ru

Автореферат разослан « Z> » 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ¿. /В.Н. Сорокоумов/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Многочисленные исследования биологических свойств стероидных эстрогенов с использованием различных моделей на животных привели к заключению о целесообразности использования этой группы веществ для заместительной гормональной терапии. Предполагалось, что это приведет к снижению риска возникновения сердечно-сосудистых и нейроде-генеративных заболеваний, остеопороза, устранение различных постменопау-зальных. синдромов. Однако клинические исследования подтвердили только остеопротекторное действие эстрогенов и специфических модуляторов их ядерных рецепторов. Вместе с тем при использовании заместительной гормональной терапии обнаружена повышенная вероятность возникновения злокачественных новообразований, таких как рак молочной железы, рак эндометрия и рак яичников. Важно отметить, что есть корреляция между активацией лекарственными препаратами а-рецепторов эстрогенов и их канцерогенностью, хотя характер этой зависимости не абсолютен. В первую очередь следует указать на отсутствие способности индуцировать опухолеобразование у 2-фторэстрадиола, обнаруженное еще в 80-х годах прошлого века, хотя это соединение обладает заметной гормональной активностью. Вторым исключением является 17а-эти-нилэстрадиол. Сказанное выше послужило основанием для поиска новых аналогов эстрогенов с благоприятными биологическими свойствами, в первую очередь в ряду стероидов, содержащих фтор в положении 2. В литературе предложен только один вариант введения фтора в положение 2 эстрогенов с удовлетворительным выходом (Utne Т., Jobson R.B., Babson R.D. J. Org. Chem. 1968. Vol. 33, N 6. P. 2469-2473), однако воспроизвести эти результаты в широком масштабе авторам не удалось. В настоящее время эстрогены, содержащие 1SF в различных положениях, используются только для диагностики.

Поэтому актуальным является поиск аналогов половых гормонов с пониженной или отсутствующей гормональной активностью, которая реализуется главным образом через их ядерные рецепторы. Выбор модификаций в структуре модельных соединений для решения этой задачи частично можно осуществить на основании их докинга в лиганд-связывающие карманы рецепторов эстрогенов, построенные по данным РСА рецепторов с лигандами.

До недавнего времени основное внимание при поиске модифицированных аналогов эстрогенов проводили в ряду соединений с природным сочленением колец, и только сравнительно недавно обратили внимание на 8а-аналоги (А.Г.Шавва с соавторами. Биоорган, химия. 2002. Т. 28, № 3. С. 236-241) и 13а-аналоги (Wölfling J. et al. Steroids. 2003. Vol. 68. P. 277-288.) Интерес к этой группе веществ вызван возможностью иного направления их метаболизма и, следовательно, большей потенциальной безопасностью при длительном применении.

Целью настоящей работы является поиск модифицированных 8сс-налогов эстрогенов с пониженной утеротропной активностью и обладающих улучшенными биологическими свойствами, в частности кардиопротекторной активностью, антиоксидантной активностью.

Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

1) улучшить некоторые стадии получения промежуточных соединений в полном синтезе аналогов стероидных эстрогенов, содержащих фтор в положении 2;

2) синтезировать и исследовать биологические свойства 8а-аналогов стероидных эстрогенов, содержащих фтор в положении 2;

3) разработать метод синтеза и исследовать некоторые биологические свойства 13а-аналога стероидных эстрогенов, содержащего фтор в положении 2;

4) исследовать антиоксидантные свойства аналогов стероидных эстрогенов, содержащих фтор в положении 2.

Научная новизна. Синтезированы новые 8а- и 13а-аналоги стероидных эстрогенов, изучены их структура и некоторые биологические свойства. Впервые показано, что 2-фтор-8а-аналоги стероидных эстрогенов могут обладать высокой антиоксидантной активностью.

Практическая иенность. Найдено соединение, препятствующее развитию экспериментального остеопороза и гиперхолестеринемии при пониженной утеротропной активности. Получены соединения с пониженной гормональной активностью, препятствующие развитию гиперхолестеринемии и не обладающие гипертриглицеридемическим действием. Синтезирован стероид, под действием которого повышается содержание липопротеинов высокой плотности. Такие стероиды перспективны при поиске потенциальных лекарственных препаратов для лечения и профилактики атеросклероза.

Положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Усовершенствование некоторых стадий синтеза 6-метокси-7-фтор-тетралона-1.

2. Создание 2-фтор-8а-аналогов стероидных эстрогенов, обладающих высоким антиоксидантным действием при пониженной гормональной активности.

3. Создание 2-фтораналогов стероидных эстрогенов, обладающих высоким кардиопротекторным действием при пониженной гормональной активности.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 3 статьи. Получено решение Федеральной службы по интеллектуальной собственности о выдаче патента на изобретение по заявке на патент РФ 2013104829, приоритет от 05.02.2013.

Результаты исследований представлены на Congress on Steroid Research, 2011, March 27-29, Chicago, USA; 7th International Meeting STEROIDS AND

NERVOUS SYATEM. Torino-Orbassano (TO), Italy. February 16-20 2013; 2-nd Congress on Steroid Research. Chicago, March 10-12, 2013; Первой Российской конференции по медицинской химии (MedChem Russia-2013) с международным участием.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 160 стр. и состоит из обзора литературы, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов, списка цитированной литературы и приложения.

В обзоре литературы рассмотрены наиболее важные работы по поиску новых биологически активных эстрогенов, включающие пути модификаций, позволяющие избежать неблагоприятных побочных эффектов.

В главе «Обсуждение результатов» обоснован выбор модельных соединений, необходимых для решения поставленных задач, рассматриваются схемы их синтеза, обсуждаются данные по биологическим свойствам и определению пространственной структуры полученных веществ.

Диссертация содержит 29 схем, 29 рисунков и 11 таблиц, список литературы состоит из 125 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Примечание: для удобства в автореферате нумерация соединений соответствует таковой в диссертации.

Биологические свойства модельных соединений изучены под руководством докт. биол. н. Н.Д. Ещенко (кафедра биохимии биологического факультет СПбГУ), докт. биол. н. М.В. Филатова (Петербургский институт ядерной физики им Б.П. Константинова» НИЦ «Курчатовский институт»), prof. D. Mayer (German Cancer Research Center, Heidelberg), prof. M. Tikkanen (Biomedicum Helsinki).

СИНТЕЗ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АНТИАТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В качестве модельных соединений мы избрали аналоги эстрогенов, содержащие фтор в положении 2, приняв во внимание, что 2-фторэстрадиол в условиях экспериментов на животных не обладает канцерогенными свойствами. Синтез проводили по схеме Торгова-Ананченко, ранее использованной на кафедре химии природных соединений. Исходным соединением служил 6-метокси-7-фтор-тетралон-1. На первом этапе работы мы воспроизводили предложенный ранее путь синтеза тетралина 30 (схема 1), при этом нам удалось увеличить выход на стадии термического разложения диазониевой соли с 29 до 36%. Кроме того, мы исследовали возможность синтеза гексафтордиазониевой соли 29а и её разложения по реакции Шимана, что позволило получить целевой продукт с выходом до 41%.

[Г^П ВГ2'сси гГ^Т—

НО^^ 58% НсЛ^ НО^-У 90% НО^У^

Вг 25

NN03! АсОН 1 58%

78% ^о^5^ 98% НО'

78% ^о^Ч^Ч^ 98%

1.НС1, №Ы02 Вг Вг 26

2. МаВР4

ВР.

:хх№сео

130 ис

"N5

X.

29 " 30

J

41%

Ввиду трудоемкости синтеза по схеме 1 мы разработали альтернативный путь синтеза тетралина 30 (схема 2) с использованием коммерчески доступного о-фторанизола.

Схема 2 о

1.Н2 Рс*/С НСЮ4

2. МБА. р Е133|Н СР3СООН

А1С13 -о' ^^ ^СООН 60%

ХХ^ССО

31 82% 32 33 ^ 30

Синтез 2-фтораналогов эстрогенов со свободной гидроксильной группой путем снятия метильной защиты с соответствующих метоксипроизводных в общем случае не приводит к получению целевых соединений. Поэтому для решения этой задачи мы избрали синтез целевых соединений из фтортетралона со свободной гидроксильной группой. Окислением тетралина 30 реактивом Джонса был синтезирован метокситетралон 35, кислотным гидролизом которого был получен целевой гидрокситетралон 36 с высоким выходом 94% (схема 3).

Схема 3

30 и 35 НО 36

Синтез 16Д6-диметил-2-фтор-Б-гомо-8а-эстра-1,3,5(1())-триен-17а-она

Известно, что метиловый эфир 16,16-диметил-2-фтор-0-гомо-8а-эстрона обладает заметной гиполипидемической и кардиопротекторной активностью //Патент РФ 2436792 (2012)//. Это послужило основанием для синтеза и исследования биологических свойств аналога 8, поскольку наличие свободной гидроксильной группы при С-3 могло привести к снижению дозы стероида при сохранении полезного биологического действия.

Целевое соединение £Хема4 8 было получено деблоки- о

рованием гидроксильной

группы соединения 7 (схема Асон

2.4) действием НВг в ^ Д^I й ' ^ уксусной кислоте. Следует ° 7

отметить, что это единственный удавшийся случай снятия метильнои защиты в ряду 2-фтор аналогов. Так, снятие метальной защиты с соединения 13 в различных условиях приводит к образованию большого количества побочных продуктов с невозможностью выделения целевого соединения [109]. Таким образом, неожиданно высокий выход соединения 8 обусловлен отсутствием побочных процессов, что, вероятно, связано с более низкой реакционной способностью стероидов в реакциях с участием шестичленного кольца Б по сравнению с пятичленным

В таблице 1 приведены результаты исследования биологических свойств соединения 8.

Таблица 1. Гиполипидемическое действие соединения 8 в опытах на крысах-самцах, получавших гиперхолестеринемическую диету __

Группа животных Холестерин в сыворотке крови, ммоль/л Холестерин в печени, мг/г Холестерин в аорте, мг/г Триглицериды в сыворотке крови, мг/дл Триглицериды в печени, мг/г

Интактные 1.79 ± 0.12** 3.89 ± 0.22** 1.65 ± 0.07* 57.5 ±5.5** 1.9+ 0.6*

Интактные, получавшие диету 4.34 ±0.45 10.12 ± 0.82 1.92 ± 0.11 88.7 ± 8.2 10.9 ± 0.8

Интактные, получавшие диету и стероид (8) 2.92 ± 0.24** 7.12 ± 0.31* 1.62 ± 0.09* 69.4 ±4.4* 9.2 ±0.5

** р < 0.01; * р < 0.05. Стероид вводили per os в дозе 5 мг/кг веса тела в день.

7

Найдено, что стероид 8 снижает уровень холестерина в сыворотке крови у интактных крыс-самцов, получавших гиперхолестеринемическую диету и стероид, по сравнению с группой животных, получавших гиперхолестеринемическую диету. Наиболее значимым и важным является тот факт, что у животных, получавших вместе с гиперхолестеринемической диетой стероид 8, не происходило отложений избыточных количеств холестерина в аорте. Стероид 8 снижает содержания триглицеридов в сыворотке крови, что также свидетельствует о его положительном влиянии на сердечно-сосудистую систему, поскольку повышенное содержание триглицеридов в крови считается независимым фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Методом определения активности люциферазы было показано, что соединение 8 обладает гормональной активностью в 104 -105 раз более низкой, чем эстрадиол.

Высокая гиполипидимическая активность наряду с низкой эстрогенной активностью демонстрирует перспективность соединения 8 как базового стероида для создания на его основе кардиопротекторных лекарственных препаратов.

Синтез 17ар-ацетокси-3-метоксн- 2-фтор-Б-гомо-1,3,5(10)-эстратриена

Известно, что 17аР-ацетокси-3-метокси-Б-гомо-1,3,5(10)-эстратриен проявляет гиполипидемическую активность при отсутствии утеротропной. Представлялось интересным модифицировать его структуру путем введения атома фтора во второе положение (с целью снижения канцерогенности) и исследовать кардиопротекторные свойства полученного соединения.

Путь синтеза целевого стероида 10 показан на схеме 5. Эстрапентаен 41 синтезирован по схеме Торгова-Ананченко в модификации Вендлера. Восстановлением кетогруппы с последующим ацилированием получен ацетат 42.

(10)

Схема 5

о

1. №ВН4

2. Ас2Ор ру

ОАс

1. Н2, РС1/А1203

2. Е135|Н, СР3СООН Р

О

Для формирования структуры с природным сочленением колец восстановление системы сопряженных двойных связей проводили в два этапа: двойную связь 14(15) восстанавливали каталитическим гидрированием, после чего восстанавливали двойную связь 8(9) ионным гидрированием в системе Et3SiH/CF3COOH.

Исследование биологических свойств в опытах на крысах показало, что под действием стероида 10 снижается уровень холестерина в сыворотке крови, но вместе с этим повышается содержание триглицеридов в крови, что является фактором риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Однако при комбинированном действии стероида 10 и урсоловой кислоты (43) нежелательного повышения уровня триглицеридов не происходит, тогда как гипохолестеринемическое действие соединения 10 сохраняется. Целесообразность комбинированного использования стероида 10 и урсоловой кислоты (43) обусловлена также тем, что последняя обладает рядом полезных биологических свойств. Известны её антимикробные, гепатопротекторные, противовоспалительные, антиаллергические, противовирусные, цитотокси-ческие, противоопухолевые свойства. Следует также отметить доступность урсоловой кислоты: она обнаружена более, чем в сотне растений.

Синтез 16-метил-2-фтор-13а-эстра-1,3,5(10),8,15-пентаен-17-она (11)

Соединения 13а-ряда, имеющие цис-сочленение колец С и D, могут иметь высокое сродство к рецепторам эстрогенов ввиду одинакового с природным эстроном расстояния между функциональными группами в положениях 3 и 17. Это повышает вероятность проявления ряда полезных биологических свойств.

При планировании схемы синтеза целевого аналога 13а-ряда было решено ввести метальную группу в положение 16 с целью снижения вероятности метаболического гидроксилирования в это положение, что важно для снижения канцерогенности эстрогенов.

Реакция 6-гидрокси-7-фтор-1-тетралона (36) с винилмагнийбромидом в обычных условиях привела к получению винилкарбинола 44, который без дальнейшей очистки использовали для получения секосоединения 46 конденсацией с 2,4-диметил-1,3-циклопентандионом (45) (дикетон 45 получен конденсацией 2-метилянтарной кислоты с пропионилхлоридом в присутствии безводного А1С13). Выход на 2 стадии составил 50%.

Ключевая стадия - циклодегидратация секосоединения 46 с образованием соединения 11. Такое направление реакции, а именно образование не «торговского» эстрапентаена, а его изомера, обусловлено дополнительной стабилизацией двойной связи 15(16) метальной группой при С-16.

Наличие соответствующего кросс-пика на спектре NOESY соединения 11 свидетельствует о пространственной близости протона при С-14 и протонами метальной группы в положении 13 и подтверждает г/мс-сочленение колец С и D.

о о

Исследование биологических свойств в опытах на крысах показало, что под действием соединения 11 повышается содержание липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) в крови. Поскольку под влиянием ЛПВП активируется «обратный транспорт» холестерина из пораженных сосудов, что предотвращает развитие атеросклероза, этот результат представляет особый интерес.

Типичные эстрогены повышают содержание триглицеридов в крови, что рассматривается как независимый фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний. Исследования показали, что у 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13а-эстра-1,3,5(10),8(9), 15-пентаен-17-она (11) этого негативного эффекта нет. Способ получения стероида 24 защищен патентом РФ.

Таким образом, модельные стероиды всех трех исследованных стереохимических рядов, содержащие фтор в положении 2, перспективны при поиске новых антиатеросклеротических препаратов.

Синтез 8а-аналогов стероидных эстрогенов, содержащих фтор при С-2 и свободную гидроксильную группу при С-3

Мы синтезировали ряд аналогов стероидных эстрогенов содержащих фтор в положении 2 и свободную гидроксильную группу в положении 3. Выбор таких модельных соединений был обусловлен тем, что атом фтора во втором положении увеличивает метаболическую стабильность соединений, а при наличии свободной гидроксильной группы возможно повышение активности стероида. Такой набор биологических характеристик желателен при длительном применении лекарственных средств, в частности средств заместительной гормональной терапии.

Реакция 6-гидрокси-7-фтор-1-тетралона (11) с винилмагнийбромидом в обычных условиях привела к получению винилкарбинола 21, который использовали без дальнейшей очистки для получения секосоединения 25 путем конденсации с 2-этил-1,3-циклопентандионом в щелочной среде. Выход на 2 стадии составил 62% (схема 7).

Нами был осуществлен подбор условий циклодегидратации соединения 48 в эстрапентаен 49 (табл. 2).

Таблица 2. Подбор условий циклодегидратации соединения 48

Условия циклодегидратации соединения 44

ТзОН/толуол Д НС1/МеОН 65°С НО/МеОН 20°С

л.% 93 85 57

Таким образом, лучшими условиями для циклодегидратации секосоединения 48 является использование и-толуолсульфокислоты в толуоле, поскольку в данных условиях время реакции составляет 20 мин, и за это время не происходит осмоления реакционной смеси, что мы наблюдали при проведении реакции в других приведенных условиях.

Принципиальной задачей схемы являлся подбор условий каталитического гидрирования. Традиционно, в химии стероидов для увеличения селективности каталитического гидрирования системы сопряжённых связей восстанавливают кетогруппу в положении 17 с последующим ацилированием уксусным ангидридом в пиридине. С целью сокращения числа стадий синтеза нами была исследована перспективность каталитического гидрирования эстрапентаена 49.

Схема 8

Н2, Рс1/С д^бензол^^

SSI SM I/ и

\ о

Г У1Г /

к

] н н

но 14

30%

Основным продуктом реакции оказалось производное эквиленина 53 (схема 8). Применение в качестве растворителя бензола также не привело к получению целевого продукта: из реакционной смеси было выделено исходное соединение 49.

Положительного результата удалось достичь при использовании в качестве растворителя метанола. Целевой 18-метил-2-фтор-8а-эстрон (14) был выделен из реакционной смеси кристаллизацией из метанола. Небольшой выход продукта (30%) несколько компенсируется тем, что применявшуюся ранее схему удалось сократить на 4 стадии.

Аналогичным путем был осуществлен полный синтез соединений 15 и 16 (схема 9)

Строение полученных соединений 7-9 доказано методами спектроскопии ЯМР 'Н и 13С. Также был проведен рентгеноструктурный анализ соединения 15 (рис. 1.).

Рис 1. Молекулярная структура З-гидрокси-2-фтор -8а-эстра-1,3,5(10)-триен-17а-она (15) по данным РСА

Синтез 18-метил-2-фтор-эстра-1,3,5(10),6,8(9)-пентаен-17-она (18)

Эквилинин является одним из компонентов средств заместительной гормональной терапии, однако, как и другие эстрогены, может подвергаться метаболическому гидроксилированию в положение 4 с последующим образованием канцерогенных катехолов. Известно, что введение атома фтора в положение 4 блокирует этот путь метаболизма без потери гормональной активности, а о влиянии атома фтора положении 2 эквилениновых соединений и о методах синтеза таких соединений данных в литературе нет. В связи с этим, мы решили синтезировать аналог эквилинина, содержащего фтор в положении 2, с целью изучения его биологических свойств.

Путь синтеза целевого стероида 18 представлен на схеме 10. В качестве исходного соединения использовали стероид 58. Щелочным гидролизом сложноэфирной связи получили соответствующий спирт, который окисляли до соответсвующего кетона с помощью БМР (Бевв-МаЛте РепосНпапе).

Необходимость столь избирательного окислительного реагента связана с легкой окисляемостью нафталиного фрагмента при применении в качестве окислителя, например, стандартного реактива Саретта. Использование БМР не только позволяет избежать применения токсичных реагентов, коими являются пиридин и соединения хрома, но и приводит к значительному повышению выхода целевого стероида.

Синтез сульфаматов аналогов эстрогенов, содержащих фтор в положении 2

Известно, что сульфатаза эстрона превращает гормонально неактивные сульфаты эстрогенов в активную свободную форму. Сульфаматы стероидных эстрогенов могут ингибировать этот процесс, замедляя тем самым рост опухоли, опосредованной эстрогенами. При этом процесс ингибирования - необратимый,

13

о

авОгМН^ О X - / 1 н 1 н

ОМА 55% НгМ-Э-О к О 19

и протекает с образованием свободных эстрогенов. Таким образом, при разработке ингибиторов сульфатазы эстрона следует учитывать гормональную активность и метаболизм стероидных эстрогенов. Очевидно, что модифицированные аналоги эстрогенов, гормональная активность которых в значительной степени снижена по сравнению с природными эстрогенами, защищенные от метаболического гидроксилирования в кольцо А несомненно, являются перспективными. Схема 11

В связи с этим мы решили синтезировать

сульфаматы 32-34, выбор которых продиктован описанными выше соображениями.

Сульфаматы аналогов стероидных гормонов 19-21 получали по методу Окада, действуя сульфамоилхлоридом на соответствующие фенолы в И^-диметилацетамиде (Схема

Н).

Получены первые данные исследования сульфаматов 1921 на клетках рака молочной железы линии МСР-7. Наиболее интересные свойства у соединения 21: ингибирование пролиферации клеток МСР-7 наблюдается при концентрации 20 мкг/мл, тогда как блокирование роста здоровых клеток (кожные фибробласты человека) происходит при более высокой концентрации субстрата 50 мкг/мл. Очевидно, что применение таких соединений вряд ли перспективно, хотя исключением может оказаться направленный транспорт в органы-мишени.

О

аЭОгМН^ X - X 1 н н 20

ОМА 80% Н2М-3-0 О

\ О

К

О I I Н

Н2М—Б-О

21

О

С1

Зе1ес№иог:

ГС ВР,

Исследование возможности синтеза целевых соединений фторированием субстратов со сформированным стероидным скелетом

В литературе описан эффективный метод введения атома фтора во второе положение молекулы эстрадиола с помощью фторирующего агента 8е1ес1Аиог.

Мы попытались воспроизвести данную методику, однако, вместо ожидаемого 2-Р-эстрадиола был получен продукт фторирования в 10-е положение стероидного скелета 64 с выходом 65%, а ожидаемые продукты 5 и 63 получены в

вр4

Ьгш'тВР4:

М

виде трудноразделимой смеси с суммарным выходом 6% (Схема 12).

Схема 12

Selectfluor

но-ХХ j + HO^Y^-j

ЬггптВР4

61 МеОН 64 5 < " р 2 63

64% 6%

Таким образом, строение продуктов реакции определено автором статьи ошибочно и получение 2-фтор аналогов эстрогенов данным методом невозможно.

Исследование антиоксидантной активности целевых соединений

Эстрогены являются эффективными антиоксидантами и препятствуют развитию атеросклероза, являющегося одной из наиболее часто встречающихся причин смертности в Европе и возникающего в основном в результате окисления липопротеидов низкой плотности (ЛНП) в кровеносных сосудах.

При поиске новых антиоксидантов весьма необходимо проведение серийных экспериментов in vitro с целью определения взаимосвязи «структура-активность». Однако для широкого ряда синтетических аналогов эстрогенов исследований подобного рода не проводились, в отличие от природных эстрогенов и их производных. Важно отметить, что антиоксидантные свойства фторированных аналогов эстрогенов практически не изучены.

Мы протестировали группу аналогов эстрогенов с различными модификациями молекулы методом «Lag time» - методом определения диеновых конь-югатов, образующихся при окислении ЛПНП под действием ионов Си2+. Важно, что метод «Lag time» хорошо воспроизводит среду живого организма, позволяя проводить тестирование при низких концентрациях окислителя (1.66 цМ) и осуществлять длительный мониторинг (10 ч).

ш? 1№ -

I»

щ - соединения с 3-ОН группой О - соединения с 3-OR группой а - 2-F соединения с 3-ОН группой

# г

f if г* V? ? ' Р р £ '

Рис. 2. Антиоксидантная активность исследованных соединений (активность представлена в виде отношения к соответствующей величине в контрольном эксперименте).

Оказалось, что целевые соединения, содержащие фтор в положении 2, обладают довольно высокой антиоксидантной активностью, сравнимой с антиок-сидантсной активностью 17р-эстрадиола, а эквилениновый аналог 18 продлевает лаг-фазу сильнее, чем 17Р-эстрадиол.

Полученный набор экспериментальных данных был использован для молекулярного 30 моделирования взаимосвязи «структура-активность». Основные этапы построения модели показаны на рис. 3.

я*

к1. К .и Я. К' К г: .

И/ К-* ■ I. ОАс К' Н О? :

к" н.сн. \ г. о. п !,

АсО' : о

НС^АЯ пол. Н 111

и Т и НОвАЯ все Н 101

НС^АЯ без Н 111

Я Сч СОМРА все Н 109

СОМРА без Н 104

Эксп. данные, % 115

110 119

117 137 144

118

118

130 127 139 146

131

147 155 147 154 157 152

113 116 118 145 141 194

Рис.3. Этапы построения ЗО-С^БАЯ модели для предсказания антиоксидантных свойств.

1) построение трехмерных структур аналогов эстрогенов с различными заместителями, сочленениями колец В, С, О и степенями их ненасыщенности

2) Выравнивание структур, минимизация энергии молекул, моделирование распределения зарядов в молекулах.

3) Построение расчетных моделей НС^АЯ и СОМРА по стерическим и электростатическим параметрам. Сравнение расчётов антиоксидантной активности с экспериментальными данными

Наряду с хорошей корреляцией расчетных данных с экспериментальными статистические параметры моделей (я2=0,48-0,55) также удовлетворяют критериям достоверности расчетной модели (я2>0,2). Таким образом, подобные

расчеты могут быть использованы на стадии выбора модельных соединений с целью создания антиоксидантов на основе аналогов эстрогенов.

ВЫВОДЫ

1. С целью поиска модифицированных эстрогенов с кардиопротекторным действием, не опосредованном ядерным а-рецептором эстрогенов, синтезирован 16,16-диметил-2-фтор-В-гомо-8а-эстра-1,3,5(10)-триен-17а-он, обладающий указанными свойствами. Это открывает принципиальную возможность получения нового класса кардиопротекторов.

2. Улучшены некоторые стадии полного синтеза аналогов стероидных эстрогенов, содержащих фтор в положении 2. Предложен альтернативный путь синтеза промежуточного 6-метокси-7-фтор-тетралина, позволяющий значительно сократить схему синтеза.

3. Стереоселективность каталитического гидрирования торговских эстра-пентаенов, содержащих фтор в положении 2 и гидроксильную группу в положении 3, сильно зависит от условий реакции. При гидрировании в МеОН в присутствии Pd/C схема получения аналогов 8а-ряда сокращается с 4 стадий до 1.

4. Предложен способ синтеза 2-фтораналогов стероидных эстрогенов с г/ис-сочленением колец С и D.

5. При комбинированном действии 17ар-ацетокси-3-метокси- 2-фтор-О-гомо-1,3,5(10)-эстратриена и урсоловой кислоты не происходит повышения уровня триглицеридов при сохранении гипохолестеринимического действия.

6. Показано, что аналоги эстрогенов, содержащие фтор в положении 2 и свободную гидроксильную группу в положении 3, обладают высокой антиок-сидантной активностью, сравнимой с антиоксидантсной активностью природного эстрадиола. На основе экспериментальных данных построена 3D-QSAR модель с хорошей предсказательной силой.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

Статьи:

1. С.Н. Морозкина, А.Ф. Фидаров, Муштуков A.A., С.И. Селиванов, Г.Л. Старова, А.Г. Шавва. Синтез, исследование структуры и биологических свойств D-гомоаналогов стероидных эстрогенов //ЖОХ. - 2013. - Т. 83. Вып. 10. -С. 1660-1665.

2. Bogautdinov R.P., Fidarov A.F., Morozkina S.N., Zolotarev A.A., Starova G.L., Selivanov S.I., Shawa A.G. Fluorination of steroid estrogens with selectfluor®: elucidation of regio- and stereoselectivity//Journal of Fluorine Chemistry. - doi: 10.1016/j.jfluchem.2014.09.030.

3. Морозкина С.Н., Фидаров А.Ф., Ещенко Н.Д., Шавва А.Г. Синтез и исследование биологических свойств рацемического 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-1 За-эстра-1,3,5(10),8(9), 15-пентаен-17-она //Успехи современного естествознания. - 2014. - №5. - С. 196.

Патент:

Морозкина С.Н., Фидаров А.Ф., Ещенко Н.Д., Шавва А.Г. Рацемический 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13а-эстра-1,3,5(10),8(9),15-пентаен-17-он в качестве средства заместительной гормональной терапии и способ его получения. Заявка на патент РФ 2013104829, приоритет от 05.02.2013. Получено решение Федеральной службы по интеллектуальной собственности о выдаче патента на изобретение по заявке на патент РФ 2013104829, приоритет от 05.02.2013.

Тезисы докладов:

1. S.N. Morozkina, A.F. Fidarov, A.G. Shawa. New analogues of steroid estrogens with cardioprotective properties// Abstracts/The Journal of steroid biochemistry and molecular biology. - 2011.-126S.- P. el80.

2. Bogautdiniv R.P., Fidarov A.F., Galkina O.V., Petrosyan M.A., Morozkina S.N., Shawa A.G. Synthesis of new estrogen analogues with antioxidant activity //7th International Meeting STEROIDS AND NERVOUS SYSTEM. Torino-Orbassano (TO), Italy. February 16-20 2013. Abstract book. P. 133.

3. A.F. Fidarov, R.P. Bogautdinov, S.N. Morozkina, A.G. Shawa. A Novel 2-Fluoro-Analogue Of Steroid Estrogens With Antiatherogenic Properties // 2-nd Congress on Steroid Research. Chicago, March 10-12, 2013. Book of abstracts, P.34.

4. A.F. Fidarov, R.P. Bogautdinov, O.V. Galkina, S.N. Morozkina, A.G. Shawa. New estrogen analogues with antiradical activity //2-nd Congress on Steroid Research. Chicago, USA, March 10-12, 2013. Book of abstracts, P.39.

5. A.F. Fidarov, R.P. Bogautdinov, S.N. Morozkina, A.G. Shawa. New 8a-Analogues of Steroid Estrogens Possessing Osteoprotective Action //2-nd Congress on Steroid Research. Chicago, USA, March 10-12, 2013. Book of abstracts, P.42.

6. C.H. Морозкина, А.Ф. Фидаров, A.A. Муштуков, С.И. Селиванов, Г.Л. Старова, А.Г. Шавва. Синтез, исследование структуры и биологических свойств D-гомоаналогов стероидных эстрогенов //Первая Российская конференция по медицинской химии (MedChem Russia-2013) с международным участием. Тезисы докладов. С. 99.

Подписано в печать 09.10.2014. Формат 60 х 84 '/ . Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ № 6097.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Института химии СПбГУ 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр. 26. Тел.: <812)—428-69-19, 428-40-43