Синтез пентациклических стероидов с дополнительными карбоциклом в 15.16-положениях тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГ 6 од

российская академия 1шас

'.1шотнтэт органической химии им9нп н.д.зелинского

На правая рукописи УДК 542.91:547.92

ГАЛАХОВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

СИНТЕЗ ПЕНТАЦИКЛИЧЕСКИХ СТЕРОИДОВ О ДОПОЛНИТЕЛЬНЫ?! КАРБОЦИЮЮМ В 15,16-ПОЛОШШЯХ

02.00.СЗ-органичасквя химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химичэских наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Института органичаокой химии имени Н.Д.Зелинского РАН

Научный руководитель: доктор химических наук, проф. А.В.Камерницкий доктор химических наук, Ебд.н.о. И.О.Левша Официальные оппоненты: член-корр. РАН И.В.Торгов

доктор химических наук, проф. О.И.Завьялов Ведущее предприятие: Центр химии лекарственных средств -ВНИХФИ им.0.Орджоникидзе

Защита дассертвда состоится " года в

^^ часов на ваоедании специализированного совета К002.62.02 по приоувдевнв степанк кандидата химнчппкщг неук в Институте органической химии им.Н.Д.Зелинского РАН, 117913,"Москва, Ленинский проспект, 47.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОХ РАН. Автореферат разе слан ¿Л^-Р 1993 года.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор химических наук

Н.Я.Григорьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Хорошо известно, что стероиды осуществ-шют свои гормональные функции через связывание со специфнескими 10лковнш рецепторами. Эффективность твкого связывания опредэ-1Я9ТСЯ двумя составляющими - полярной, ответственной за образова-тв водородных связей активных центров стероидной молекулы, и вдрофобной, зависящей от формы гидрофобной поверхности стероид-юг о скелета и ее соответствия молекуле рецептора.

На основании многочисленных исследований было показано, что идрофобное взаимодействие играет серьезную роль в стероцд-юцепторном связывании. Даже небольшие модификации стероидного желета, не затрагивающие полярных центров, могут, в зависимости ;т моста и конфигурации гидрофобных (влкильннх) заместителей, уве-шчить, либо, наоборот, резко уменьшить возможность образования яероид-рецепторного комплекса и, следовательно, биологическое действие. Поэтому остается актуальной задача структурной модиГи-сации природных стероидных гормонов путем введения в их молекулу (ополнительных гидрофобных (влкильннх) заместителей, что позволяет юлучать соединения с повышенной гормональной активностью и узким яектром действия.

Одним из направлений такой модификации соединений ряда прег-»ана является введение в молекулу прогестерона алкильвнх и цикло-шсилыпи. заместителей в области 17-центра.

В лаборатории химии стероидов и терпеноидов ИиХ им.Н.Д.Зелин-жого РАН создан новый класс вксоковктившх прогествгенов - прег-га-В'-пентарапов (1&х,17а-циклоалкянопгрогеотерояов), комплексное гсследование которых показало, что введение в 16а,17а-полотония юлекулн прогестерона циклоолкнльных заместителей приводит к рез-;ому возрастании связывания с рецептором прогестерона и высокой грогествгенной активности. Также было высказано предположение о галичии в примыкащей области рецептора достаточно большого "кар-тна", где имеют место гидрофобные взаимодействия.

В связи со сказанным, представлялось интересным исследовать ! этой точки зрения вффект введения циклоалкилышх заместителей В галекулу прогестерона по другим центрам кольца П.

Принимая во внимание необходимую для сохранения биологической активности р-конЗигурацшо 17-ацетильной Соковой цепи, ясно, что такими долхны бить аналоги прегна-В'-пентаранаа, содержащие дополнительный карОоцикл в 15,1С-полоиениях, где можно было окидать образования как а-, так и ^-ориентированного кольца В*.

Цель работы. Данная работа является чвстью систематических исследований по синтезу и изучении свойств Б'-пэнтаранов и посвящена получению шадростано- и астрано-1)'-пентаранов, содержащих дополнительный карОоцикл в 15,16-положениях, а также разработке методов синтеза 15р,1бр-мвтшюш1рагестарона - первого представителя прегна-Б' -пентаранов с р~ориентированным дополнительным карбо-циклом В', изучению его пространственного строения и биологической активности.

Научная новизна. Впервые осуществлен синтез и проведено систематическое исследование пространственного строения и биологического действия 1&р,1бр-меткленпрог8Стерона, не содержащего дополнительных полярных заместителей по сравнению с нативным гордоном.

Впервые получены и Б^-циклоалканодантараны андростано-вого и аотранового рядов с дополнительным циклом в 15,16-положе-ниях.

Впервые осуществлена реакция Виттига под высоким давлением по стеричвски затрудненной 17-карбонильной группе.

Установлено, что пространственное влияние 15р,1бр-метиле-нового заместителя на конформационную подвижность 17р-ацетильвой боковой цепи резко отличается от таковой для 1бр-метильного заместителя.

Предложен новый подход к рассмотрению, энергетики вращения 17р-ацетильной боковой цепи прегнановых стероидов, связыввщий возможность поворота 20-квр0онилыюй группы с ее соотношением с ангулярной 18-ивтильной группой.

Практическая значимость. Изучение пространственного строения я биологической активности 15р,1бр-метил9нпрогвст0ронв позволяет расширить предпосылки для выявления зависимости "структура- функции*.

Полученные эстрано- и андростано-О^-понтаранн могут представлять интерес как промежуточные продукты в синтезе циклогексано-замещенных аналогов половых гормонов эстрогенов и андрогенов.

Апробация рвботн и публикации. Отдельные части работа были трвдстовлены на X Конференции по изопреноидам (ЧССР, 1983г) и на 71 Мэвдународной конференции по органическому синтезу (ИШАК) (Москва, 1986г). Основное содержание работы изложено в 11 публикациях.

Объеы и структура работа. Диссертация состоит из введения, эбзора литературы, посвященного методам синтеза стероидов, конденсированных с циклопропановым фрагментом в положениях 15,16, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и зшска литературы. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 9 рисунков, список литературы включает [60 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

[. А15-17-0ксостероидн в реакциях (2+41 и Г2+3]-цихло-присоединения

В качестве основного метода построения Б'-пентаранов, содер-кащих дополнительный карбоцихл Б' в 15,16-положениях стероидной лолекулы, было выбрано циклоприсоединоние соответствутоэго углвво-цородного фрагмента по активированной 15,16-двойной связи А15--17-кетонов. С этой целью исследовалась реакционная способность зцетата зр-гидроксиандроста-5,15-диен-17-она 1 и метилового эфира [5-дегидроэстрона 2 в реакциях (2+4) и [2+3)-цтслоприсоединения. 1роведено сравнительное изучение конденсации бутп-1,3-диенов с знонвми 1 и 2 как диенофлломи (реакция Дильса-Альдера) с аналогич-тами реакциями, описанными в ряду А,б-20-оксопрегнанов, а также изучено присоединение даазомегана к енону 1 и эгидцяазоацетата к шояу 1 и к ацетату 16-дегидропрегненолон .1 21..

1.1 Синтез исходил сонряженшх кетовое - ацетата Зр-гидрокса-ацдроств-б, 1Б-днеи~17-онй 1 н метилового &фыра 15-дегидро-

8СТрОЦЛ 2

Исходный сопряженный кетон 1 получен модифицированным методе Джерасси из промшаленнодоступного вцетвта двгидроэпивндростерона в шесть стадий по схеме I.

Схема I

п>

11 Вг 111,IV

з Г~Ь о

Реагенты * 1 - Н0(СН2)20Н, КО(ОИ)3,р-ТвОН; 11 - 05И&ШШг3, ТГ®;

На1, ЫаИ603; 111 - КОН-МеОН; 1у - г-ВиОК, ШБО, 40°; V - Н*, Н20; VI - АогО, Ру

Аналогичным оОразом, исходя из метилового вфмра встрона 7 синтезирован метиловый вфир 1Б-дегидроэстрона 2 (мема I).

- Б -

1.3. 10,16-Цяклогекгз-З'-опоппдростапы п 1Б,1&-цшиюгеко--З'-екозотряш (»¿-пентарада ппдроотопового п оот-ранового рядов)

Возможность вовлэчения енона 1 в раакция Дильсо-Альдэра была изучена в олучав бута-1,3-диена и 2,З-диметилбутп-1,3-диена (схема 2). изевстно, что в ряду простых циклоп0нт-2-0н-1-онов эта

реакция протекаэт только а доататочно ввсткнх условиях. Поэтому были использованы два варианта ускорения реакции Дильса-Альдэро : катализ кислота',тп Льтаса и применение высокого давления.

1

Схема 2

О

О

0

8 : И - Н

9 : Н " Ив

10 : Н - Н

11 : И - Не

о

О

I

ш

12 : н - н

13 : Н - Не

14

Реагенты I 1 - СНг-С(Ые)-С(Мэ)=СН2, А1013, СНг012, 20°;

11 - 0Нг=0(Н)-0(Н)=СН2, 14 квар,СН201г, ВО ? 111 - МеОНа- МеОВ; Асг0-Ру

- е -

Конденсация енона 1 с 2,3-диметилбута-1,3-диенам в присутствии 0,1-1 моль-вкв различных кислот Льшса (А1Вг3, вгз- Е^О, + - + -

Не30ВРд и Е130ВР4) приводила к значительному разрушению исходного сопряженного катана 1; по-видимому, это, в определенной степэ-ни, связано с известным фактом легкой деконьшгации Д15-17-катоноа в условиях катализа кислотами Льшса. Положительные результаты дало применение вквимольного количества безв. А1013. В результате, с выходом 28% был выделан единственный 15р,1бр-циклоадцукт Ц.

Как и следовало ожидать, форсирование данного бимолекулярного процесса высоким давлением сделало его препаративным. Так, при выдерживании исходных компонентов при 14 кбар и 80° (6ч) образуется с выходом 75Ж смесь диастереомерных циклоаддуктов 9 и Ц в соотношении 2:1 (схема 2). О менее рэакционноспособным бута-1,3-даеном реакция протекает хуже, давая с выходом 50Ж смесь 8 и Ш о тем же соотношением изомеров.

Третичный центр О16 циклоаддуктов 8 и 9, расположенный в а-полокешш к 17-кетогрупда, претерпевает катализируемую сильными основаниями вгшыеризацию. Действительно, при кипячении о ЫеОНа в МеОН адцукты а и 9, после реацетилирования, полностью превращаются в впимеры 12, 1_3 (схема 2). В тех же условиях цинлоаддукты 10, 1.1 не вшшеризувтся в соединения 14.

Аналогичная конденсация метилового ефира 15-дегидроэстрона 2 • о 2,3-диметилбута-1,3-диеном при 14 кбар и 80° (6ч) привела с общим выходом 50% к смеси дяастереомарных циклоаддуктов 1§ и Ш в соотношении 6:1 (схема 3).

Схема 3

15 16

Реагенты : 1 - СНг«0(Ые)-0(Ыа)»СНг, 14 кбвр. СН201£, 80°, 6ч

Попытки осуществить диеновую кояденоацип 2 п условиях катализа кислотами Льиоа (А1013, ВГ3»Е1;20 ) в данном случае оказалиоь полностью безрезультатными, происходило лишь осмоленив роакционной ом си.

Строение циклоадцуктов 8_- 13, 15, 1§ доказано совокупностьв дшшых физтсо-хтлгавского анализа. Так, стереохимия циклоадцуктов андростанового ряда 8, 9, Ц и 13 прэдлокана на основе спектров кругового дихроизма (КД), согласно которым (Алиис 297, Ле +0,83 для 8, 297, Де 40,77 ДЛЯ 9, Хлих 300, Де +4,Б1 ДЛЯ 11 И Ыаз 302, Ае +3,09 для 1_3) щпслоп/иукта 3, 9 являются 15а, 16а-изомераки (ЦИКЛОГВКС-З'-ОН В отрицательном октшгго, ДЛЯ 1- Хтах 297, Ас +3,46), а цгаслоодцукт II - 15р,1бр-изошром (циклогекс-З'-он в по-лопитольном октанте). Для 13 могло допустить предпочтительной твист-конфорлацию, т. есть транс-1Ба, 1бр-сочлэнение. Данные спектров ШР согласуются со ствреохимичвсккми отнесениями.

Окончательное доказательство стереохимии утловодородных колец С' андростаяо- и эстраноЧ^-пэятяранов (8 -13, 15 п 1§) сделано на основании спектров ЯМР130 этих соединений, подробно обсувдавмых п диссертации. Для циклоадцуктов 9_ и Ц конфигурация подтверждена рентгеноструктурным анализом (РСЛ)^'

Таким образом, изучение диеновой конденсации двух стероидных

15-дэгидро-17-кетонов 1 и 2 как диенофилов с бута-1,3-диенани ш-казало, что в обоих случаях реакция протекает нестереоизбиратель-яо, реализуются оба возможных подхода дивна к стероидной молекуле с образованием диастереомерннх 15а, 16а- и 1Бр,1бр-цикловдцуктов в отличие от строгой стереонаправленности аналогичной реакции в ряду

16-дегидро-20-оксостэроидов, где стареосггецгфгаго образуются только 16а,17а-циклоаддукти. Полученные результата отличны и от известных данных о предпочтительном р-подходе реагента при присоединении нуклеофилов по А,5-связи Д18-17-оксоствроидов.

Циклоприсоедиввние диенов к енонвн 1 и 2 проходит с преимущественным образованием а,а-изомеров, однако о увеличением давления возрастает доля р,р-изомеров: при 10 кбвр соотношение 9: Ц гу 6:1, при 14 кбвр оно изменяется до 3:1. А)

РОЛ выполнен в Институте кристаллографии им.А.В.Шубникова РАН

- в -

Данные по вшшризащш свидетельствуют о том, что цшиюпрц-совданениэ является кинетически коатролируекшм процоссои, а 1Ба,1бр-вщшри 12, 13 - тврюдаиаиЕчаскши продуктами.

Полученные соединения шгут предогаалять интерес как проаепу-точшэ продукты в синтезе цшиюгексвнозшещешшх аналогов подовых гормонов встрогенов и ендрогенов.

1,3. 10,16-Цшишлроящюандросташ (О'-псвтсроны вдроотанового

Вторым примером 15,16-цшиюалквностароидов, синтоаироввшшх в настоящей работа, явились 1Б,16-матиленпроцзводныв 17-оксо-аидроатаиов, образующиеся а результате [2+3]-циклоприсо8данешш даазоштава и втилдаазоацатата (ЗДА) к енону 1-

Как и следовало ожидать, взаимодействие 1. с избытком эфирного раотвора С1^К2 (охема 4) при 20° и нораальногл давлении (14ч) при-

рода)

Охема 4

О

О

Ас

1

111

11

О

\

О

IV

1@ I Л « Ас 19 » й - Н

Литоты « 1 - 0Н2Н2, 0ф., 20°, 14 ч; 11 - ВР^Еу), вц.; 111 - Ма303(0)1, НаН, ШБО; АсгО-Ру; 1т - (1-Рго>3а. о4ншо

поло о выходом 903 к продукту цшслопрксоедшания - А'-шфвзолииу 17, каталитичоскоо расцоплотнэ которого сфиратом ВР3 в ацетоне дало соответствующий 15р,1бр-цпклопропан 18, полученный такзга встречным синтезом - реакцией 1_ с димэпшзульфжсонийштштдом, генерированным In situ из !ie3S(0)I и КаН в D'EO, и послодущим оцоте-лярованием промежуточного Зр-гидроксицшслопропана 19. Последний прэвратили далоо по Опшнауэру в Д*-3-кетопродукт НО (схема 4).

В отлична от диазомэтано ЭДА не реагирует о 1 в обычных условиях (атмосферное давление и t до 150°). Поэтому ш предприняли попытки осуществить взанмодейотвиэ указанных роогептов в условиях высокого давлания, где, по аналогии о реакцией Дилъса-Альдерэ потопа 1 с бута-1,3-дионами, моию било огшдать обоих диастврвомер-ifflx 15,16-циклоадцуктоп. Кроме того, нельзя был о предугадать рз-гиопаправленность данного процесса , а такта исключить воямокность образования изоморннх д1-п дг-лиразолщгав, как это пвблвдалось d реакции ЭДА с ацетатом дегадропрэгаеполона 21 (схема Б), из которой первичный лабильный препшМба, 17а]-А1-пиразолип 22 п устойчивый прегнаИ6а,17аЗ-Д- -пирвзолии 23 выделены о общим выходом 753 в соотношении 3:2.

Схема^Б

Реагенты ! 1 - N..сиса^ЕЪ, 14 кбвр, 20°

Тем не мэнвв, в результате реакции 1 о I,5-кратным избытком ЭДА в СН2С1г при 14 кбар и 20° (6ч) удалось получить о выходом 603 единственный продукт 12+31-циклоприсоедо™ния- Л1-пиразолинкарбо-новий эфир 24 (схема 6). При этом показано, что Л1-пирвэолин 24 не изомэризуется в содержащий группировку Д2-пиразолин в раз-

личных, условиях (нагревание в органических растворителях, длительное выдерхившше, контакт о сорбентам), тогда как Д1-пиразо-линкарбодавый вфир 22 при контакта с сорбентом в присутствии кислот и оснований претерпевает прототрошшй сдвиг двойной связи с образованием изомерного 23.

Схема_6

Строение соединений 22, 23 - 25 доказано совокупностью данных ЙК-, ПМР- и 130 ЯМР-спектров.

р-Конфигурация дополнительных циклов Б* в 18 и 25 и, следовательно, пиразолиновых колец а 17 и 24 приписана на основании данных ПМР-спектров в тих соединен о учетом известной для 16,16-мвтилен-17-оксовндростанов зависимости ХО 1Н Ме-18 от ориентации цикло-пропанового кольца. Значения О 1В-СН3 0,96 м.д. для 17 и 1,02 м.д. для 25 попадают в диапазон, характерный для 1Бр,1бр-метиленпроиа-водных (*Н 1В-0Н3 для а,а-изомеров - 1,12 -1,1В и для р,р-изомвров - 0,96 - 1,02 м.д.)- Кроме того, пространственно сближенное расположение 18-СНз-грушш и С2-Н в молекуле 25 показано методом ЯЭО.

Таким образом, (2+3)-циклоприсоединенио диазометана (I бар) и ЗДА (14кбар) к Д,ь-17-оксоандростану 1 протеквет регио- и стерео-шецифично из р-области стероидного скелета, что, вероятно, можно объяснить удаленностью 18-СНд группы от реакционных центров в мо-

лекуло 1, и о другой стороны - аатрудпошгастьа а-подаада реагента вследствие 1,2-пашпюдействкй 1-йа-Н н углеродного конца диполя.

II. Спитаз п споЗстаа 1бр, 1бр-!1етало1шрогасторона

Пути и возиоенооти синтеза 1Б,16-циклоалканопрогеотеровов была изучены на примера построения 17р-ацетильной боковой цепи исходя из 1Бр,1бр~кагллен-17-оксоандростана 19, более доступного, чем какой-либо из полученных изомеров 1Б,1&-цшслогакоапо-17-като-нов.

Интерес к синтезу 16,16-мэтленпрогостерона именно о р-кон-фигурацией дополнительного карбоцикла поддерживался теи, что хотя 1бр-метилавмещеншй прогестерон полаоотьв лишен геотагониой ективности, априорно пэльая было предположить тога гэ для прогестерона о 1Бр,1бр-иетиленопым аашотителем, существенно отличающимся по своей геоиэтрии.

Выбор двухотапного пути синтеза 1Бр,1бр-иагап9Шфогаотврона -метилирование Д,5-связи кетопа а наращивание 17р-ацэтильной боковой цепи образующегося 1Бр,1бр-цатилен-17-оксовидроотана 19 обусловлен известной прадрачтательиооты! реакций присоединения в кольце В в првгнановом ряду из а-области стероидной колокули.

содергвщих, по сравнешш о прогестероном, полярных групп. Ее решение было найдено о исшльвоааниеи конденсации по Виттигу 1Бр,1бр--штилап-17-оксоандроотаяа 1_9 о иатоксикотилонтрнфенилфоофорапои в качестве шшчевой стадии для построения 17р-ацетилыюй боковой цепи в 19.Когон 19 оказался мало реакциошюспособен о втой кондан-оации в обычных условиях, выход олефипов 26, 27 (схеиа 7) иа превышал 101. Ускорение раакции Вцттига в случае затрудненного 17-не-

стоящая в работе задача требовала получения соединений, на

çirm9_7

Реагенты s i - MeOCH^Pl^Cl", t-BuOK, ТГФ, 5 кбар, 20°; il - 70% НС10Л, вф; Iii - HeMgl, вф-тл, 55°, 1,5ч; lv -{1-Рго)3А1,СбН1О0;тл; y - 3,4-дигидро-2Н-пиран,р-ТзОН бзл, 2ч; vi - MeMgl, вф тл 50°,1,5ч; vil -РДО, СН2С12, 48ч; 7111 - 1556 HCl, EtOH, Зч

тона 19 осуществлено взаимодействием последнего, Ue0CH2PPli301 и t-BuOK в ТГФ при 5 кбар, 20° (5ч), при атом с выходом 7(3% получена смесь стераоизомаршх олофинов 26/27 (схема 7) в соотношении 97:3 (по данным HMF). Преобладающий Z-изомер 26 выделен в индивидуальном состоянии, его crpoemie подтверждено спектральными данными.

Конфигурация связи 0(17)=С(20) в 26 доказана экспериментом по ЯЭО.

Гидролиз кетоксиолефинов 26,27 70% НС104 в эфире привел к альдегиду 28, строение которого также вытекает из данных физико-химического анализа.

Кипячением 28 с HeMgl в среде вфир-толуол при 60° получены с количественным выходом зпимерные диолы 29,30 в соотношении 4:1, которые были выделены в индивидуальном состоянии. Их строение следует из данных ГШР спектров этих соединений.

Окисление спиртов 29,30 РДС или PCO в СН2012 до желаемого дикетоне 31 потребовало значительного времени и сопровождалась сильным осмоленном. Окисление 29,30 по Оппенауару эквимольным количеством (1-Рго)3М привело о выходом 30% к 1Бр,1бр-метиленпро-гестерону 31, при атом в качестве второго продукта реакции с выходом 1Ь% выделен монокетон 32. Увеличение количества (1-Рго)3А1 приводило к осмолению реакционной смеси.

Лучшие результаты достигнуты при последовательном окислении обеих гидроксильных групп в 29,30. Для этой цели зр-гидроксигруппу в 28 защитили, превратив в Зр-тетрагидропиранильное производное 33. Реакция Гриньяра последнего с MeMgl в описанных выше условиях привела к смеси 20-спиртав 34,35 Эту смесь окислили РДО в 20-оксопроизводное 36, сняли аащиту Зр-гидроксигруппы и полученный Зр-гидрокси-А5-прегнвн 37 окислили в конечный 31 (схема 7). Общий выход на этих превращениях (20 - 33 - 34,35 - 36 -« 37 - 31) составил 40% против 17%, достигнутых при проведении реакции по схеме (28 - 29,30 - 31).

Таким образом, исходя из 1Бр,1бр-м8тилен-17-оксоандростана 19 осуществлен свмистадайний синтез D^-пентврвна 31 о р-ориентированным дополнительным карбокольцом,необходимого в последующих биологических исследованиях.

III. Бполэгсческка свойства I5ß Дбр-иатилсппрогестсрона.

Полярное взаимодействие прогестерона и его производных с рецепторами обеспечивается образованием водородных связей протонодо-норных центров рецептора о обеими карбонильными группами стероидной молекулы, что требует возможности нахождения их во взаимно-, фиксированном полокешш в пространстве.

Необходимое для стеронд-рецепторного связывания (ОРС) взашо-пологение 3- п 20-шлярных центров могет быть достигнуто в результате поворота наиболее конфорлационно подвитой 0(20)-карбонильной группы вокруг ординарной связи 0(17)-О(20).

Естественно предполоють, что стерические препятствия, зат-руднящие вращение 17р-оцотильной боковой цепи, в состав которой входит 20-карбопкл, додали сказаться на биологической активности • стероидного гормона.

Действительно, 1бр-метилпрогестерон 38, вращение боковой цеш : которого сильно заторможено 1бр-метальшм заместителем, полностьэ липен биологического действия.

Для синтезированного 1Бр,1Бр-мэгиленпрогестерона 31 априорно нельзя было предположить того же, так как подробное исследование ; 31 методом рентгеноструктурного анализа (РОА)* выявило существенные отличия в геометрии молекул §1 и 38.

По данным PGA 31 и 38 информация 0(20)-карбонильной группы, определяемая торсионными углами 1CO(13)-0(17)-0(20)-0(20)1 н т[0 (16)—0 (17)—0(20)—0(20) Э (для 31, - -62,5° и 173? для 38 - +19° и -108° соответственно), различна в втих молекулах.

Существенно отличатся мввду собой п положения р-занестпте-; лей при 0-16 в 31 и 38.

Трехчленный цикл 0(35)-0(16)-С(22)*** в 31 является практически правильным треугольником, выход атома 0(22) из плоскооти кольца D Ю(14)-0(15)-0(1б)-0(17)1 составляет 1,143 А°, тогда ,

*' РСА выполнен в Институте физики 0.0.РАН кенд.физ-мат.наук

А.Д.Васильевым.

**) 0(22)-дополнительный углеродный атом 1Бр,1бр-метиленового

звена в 31 или 1бр-метльной группы в 38.

как 1бр-СН3 груша в 38 занимает тетраэдрическоэ положение о длиной связи С(16)-С(22) равной 1,532 Отклонение 0(22)-метяленового заместителя относительно соседней 17р-вцетильной цепи, характеризующееся торсионным углом 110(22)-0(16)-0(17)-0(20)1, в 31. гораздо значительнее такового для 1бр-СН3- группы в 38. Для 31 этот угол равен 81,43°, а для 38 составляет всего 27,9? Расстояние 0(18)...0(20), влияющее на конформационную подвижность боковой цепи и определяемое конформациай кольца Б (13р-конверт для 31, и 13р,14а-полукресло для 38) и положением 20-карбонильной группы, в 31 больше и составляет 3,287 А° против 2,95 А° для 38.

Таким образом, данные ГОЛ показывают, что степень стерических затруднений для вращения 17р-вцвтильной боковой цепи в 15р,16р--метиленпрогэстероне 31 уменьшается в сравнении с 1бр-метилпро-гвстероном 38.

Как было сказано, необходимость одновременного связывания 3-и 20-кислородных центров с рецептором требует иг фиксированного положения в пространстве.

Для 0(20)-карбо1шльной группы его обычно рассматривают как определенную конформацию (поворот вокруг связи 0(17)-0(20)), характеризуемую точным значением торсионного угла т£0(16)-0(17)--0(20)-0(20) ].

Однвко, такой подход игнорирует пространственную связь манду расположением полярных центров и геометрией гидрофобной поверхности стероида, такке играющей серьезную роль в СРО.

На основании изучения соотношения структуры и функции созданного в нашей лаборатории нового класса шсоко активных 16а,17а-цикловлканопрогестеронов (прегнв-В'-пентаранов) было высказано предполокение, что основным переменным параметром, характеризующим полонение в пространстве 0(20)-кар<3онильной группы и зависящим от изменений, вносимых в молекулу размером дополнительного В'-карбоцикла, является не столько торсионный угол ИС(16)-0(17)—0(20)-0(20)1, сколько расстояние (1) мевду 0(20)-кислородным атомом и 18-метильной группой, принимаемой за центр гидрофобного связывания. При втом критерием возможности СРС должна служить способность 0(20)-карбонильной группы занять положение, столь же удаленное от центра 0(18) как в прогестероне.

Для подтверждения вгого предположения было предпринято исследование ряда производных прогестерона, содержащих С^алкильные заместители в ближайшем соседстве о 20-карбонильной группой.

Методом молекулярной механики рассчитвнв *' ' конформационноя внергия и значения (1) при последовательном изменении угла х для молекул прогестерона 39, 1бр-метилпрогестерона 40, 15р,1бр-мети-ленпрогестерона 31. и 1бр-мегалпрогестерона 38, в которых последовательно возрастает степень стерических затруднений для вращения 17р-ацетильной группы. Показано, что для всех четырех соединений существует энергетический min при (1)=3,0 А° в то время как min при (1)=3,5-3,б А° характерен для первых трех соединений и отсутствует у 38, полностью лишенного биологического действия. Отсюда можно было допустить, что 1Бр,1бр-мэтиленпрагестерон 31., имеющий одинаковую о прогестероном форму кривой потенциальной анергии (Е), должен обладать биологической активностью. Испытания на про-гествгенную активность 31 на крольчихах в тесте трансформации пролиферации эндометрия по Нлаубергу-ЫакФейлу (таблица I) подтвердили эти предположения. Из сопоставления кривых зависимости Е от расстояния (1) для прогестерона 39 и 15р,1бр-метиленпрогестерона 31 вытекает, что min при (1)=3,5 А° у этих соединений энергетически одинаковы.

Таблица I

Гестагенная активность 15р,1бр-метиленпрогестерона 31 и прогестерона 39 в тесте Клауберга-МакФейла.

Соединение Интервал доз И 50 Относительная

(мг/кг) (мг/кг) активность

39 0,0125 - 4 0,26 I

31 0,004 - 0,4 0,05 5,2

Расчет проведен в Центре рентгеноструктур. иссл. ООТХ РАН к.х.н. О.В.Линдеманом

**)

Биологические испытания на животных выполнены в Институте акушерства и гинекологии РАМН, Санкт-Петербург.

Тем на менее относительная вктишюоть 31 в пять раз превосходит активность прогестерона. В атом случае, по-видимому, проявляется повышение гидрофобной составляпцей в 0Р0 аа счет 1Бр,1бр--ыетиленовой группы. Если 8то так, то гидрофобный "карман" про-гестероиового рецептора в районе цикла Б расположен не только в а-области стероидной молекулы, как вто было найдено для 16а, 17а--циклоалканопрогеогвронов, но, в какой-то степени, н в р-области.

шшда

1. Впервые осуществлен синтез в выполнено систематическое исследование пространственного строения и биологического действия 1Бр,1бр-метиленпрогестерона, на содержащего дополнительных по лярных заместителей по сравнении о натившш гормоном.

2. Впервые получены Ю*- и цикловлкшюпоцтарани вндростановаго и естрвнового рядов о дополнительный циклом 0' в 1Б,^-положениях.

3. Показано, что реакция Дильса-Альдера бута-1,3-диенов в

А15-17-оксоотароидов в условиях высокого давленая протекает нестарооспецифично о образованием даастереомэршх 1Ба,16а- к 1Бр,1бр-циклогексенопентвранов, тогда как цшиюпрмсоодшшнмо диазометана при нормальной давлении н втилдиазоацетата при 14 кбар к А15-17-оксоандростану протекает регио- к стервоспеци-фичыо из р-области стероидной молекулы.

4. Осуществлена реакция Внттига под высоким давлением по стеря-чвски затрудненной 17-карбонильной группа.

Б. Установлено, что проотрвнотвенное влияние 1Бр,1бр-мвтпвнового заместителя нв конформационную подвижность Г/р-ацвтидьшВ бо ковой цепи ревко отличается от твкового для 1бр-метального заместителя.

6. Предложен новый подход к рассмотрении вквргетикн вращвшн 17р--боковой цепи прегнвновых стероидов, связиввщий выергио, необходимую для повороте 20-карбонильной группы, о ее соотношением а ангулярной 18-метильноЖ грушюЯ.

7. Обнаружено, что 15р,юр-ыэгиленпрогестерон, в отличие от 1бр--метилпрогестерона, обладает высокой црогестагенной активность!) в тесте Клауберга-МакФейла, превышающей в Б раз активность нативного гормона.

8. Высказано предположение о наличии гидрофобного "кармана" в прогеотероновом рецепторе в положении, соответствующем 15,16-цвнтрам прогестерона такта и в р-области стероидной молекулы.

Основные результаты исследований представлены в следующих публикациях :

1. Камерницкий A.B., Гвлахова Т.Н., Левина И.О., Эльянов В.О. Циклоприсоединение даазоуксусного вфира к ацетату 16-дегид-ропрегненолона при высоком давлении // Изв.АН ССОР. Сер.хим.-1977.-* 10.-0.2374-2375

2. Левина И.О., Камерницкий A.B., Мортикова В.И., Галахова Т.Н. Шиткин В.Ы., Эльянов B.C. I,3-Диполярное присоединение нитроновых эфиров и днааоацетага к 16-дегидро-20-кетостероидам под высоким давлением // Тез.докл. на V Советско-Индийском симпозиума по химии природных соединений.- Ереван. 1978, С.74

3. Камерницкий A.B., Гвлахова Т.Н., Левина И.О., Павлов В.А., Эльянов B.C. Трансформ, стероиды. Сообщ. 126. Синтез и стереохимия изомерных андроста-О'-пентаранов (15,16-циклогекс- 3*--ено-андроотанов) //Изв.АН ССОР. Сер.-хим.-1982.-* 9.-0.2147-2151

4. Левина И.С., Галахова Т.Н., Камерницкий A.B. Сштев 15,16-циклогексеноандростанов и астранов // Тез.докл. на X Конференции то изопреноидвм.-ЧССР.I983, С.

Б. Камерницкий A.B., Галахова Т.Н., Левина И.С., Эльянов Б.О., Хвжеева З.И. Симонов В.И. Трансформ, стероиды. Сообщ. 136. Синтез изомерных 15,16-циклогексеновстра-1,3,5(10)-триен-17-анов в изучение стереонвправленности диеновой конденсации в ряду стероидных 15-дэгидро -17-кетонов //Изв.АН ССОР. Сер.хим.-1984.-* 3.-О.665-671

6. Богданов B.C., Черепанова Е.Г., Галахова Т.Н., Левина И.О., Камерницкий A.B. Спектры ЯМР13С и стереоизомерия в рядах анд-

ростана- и острвио-D*-пентаранов // Изв.АН Q0QP. Оар.хим.-1984.-Л 5.-0.I038-I045

7. Камершщкий A.B., Галахова Т.Н., Левша И.О., Эльянов В.О. Богданов B.C., Черепанова Б.Г. Трансформ, стероиды. Соойщ. 148. 1,3-Цшиопряссединенив даазомегана и диазоацетата к А3-17-кетовндростану при нормальном и высоком давлении // Изв.АН ССОР. Сер.хим.- 1985.-J» 8.-0.I893-IB98

8. Левина И.О., Куликова Л.Е., Галахова Т.Н., Эльявов В.О. Органический синтез при высоких давлениях : реакции 12+4]- и [2+31-циклоприсоединения Д15-17- и Д1в-20-кетоотероидов // Тез.докл. ва VI Международной конференции по оргвническоыу синтезу (ИШАК). - Москва. 1986, С.80

9. Галахова Т.Н., Стшлша Г.А., Нулин В.Ы., Камершщкий A.B., Левина И.О. Индуцируемое высоким давлением матоксимэтилеыиро-вание по Виттигу 1Бр,1бр-метилеиоаднрост-Б-ен-Зр-ол-17-она // Изв.АН СССР. Сер.хим.- 1990.-Л 12.-0.2877-2878

10. Галахова Т.Н., Левина И.О.,Камершщкий A.B., Богданов B.C. Синтез 1Бр,1бр-матапэярпрогестеронв //Изв.РАН. Сер.хим.-1993.-й 1.-0.203-207

11. Васильев А.Д., Галахова Т.Н., Левша И.О.,Камершщкий A.B. Уолекулярная и кристаллическая структура I6ß,lßß-ывтилвипро-геотерона //Кристаллография.- 1992.-й 6.-0.1478-1484