Синтез тиоаналогов гликосфинголипидов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА Спэшм.ташгроватшП совет Д 053.41.01

На прайпх рукописи

БЕССОНОВ ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ

УДК 547.952.057:577Л52.£]4.083.3 СИНТЕЗ ТИОАНАЛОГОВ ГЛИОСФИНГОЛИПВДОВ ■

03.00.10 - Биооргвничвская химия, зшмия природных и ■

\,

физиотюппэскп активных веществ

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации'на соискание учеИйй степени ■ кандидата химических- паук* "

У

Москва 1990 г.

Работа Ешг.;лана на кафедре биотехнологии Московского института . тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Звоцкова E.H.

v

Официальные оппоненты:

доктор хшачврких наук, профессор Макии С.М. кандидат .даичерких наук,;

старший н^уЬюй' сотруддак Данилов Л.Л.

Ведущая организация: > :! '■ Ушвероиюж Дружба народов им. П.Лумумбы

Защита состоится /? 1990 г.

в /5" часов на заседании специализированного Совета Щ 063.41.01

при московском институту, тонкой химической технологии •

им. М.В.Ломоносова по адресу: г. Ыоскйа, пр. Вернадского, 86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТИ им. М.0. Ломоносова ' . Автореферат разослан;_____1Й90-1?.,

■ Ученый секретарь

специализированного Совета ;

кандидат химический наук, ■.

ст.н.с. - fi ^^ Лютик А.И.

7{А

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Изучение специфических к сфинголипитгам ■ ферментов обмена, лизоссмальных ферментов, сфинголштидтрякооящих белков, ллпидзависимых белков-активаторов "Ттоголипоз шзивает необходимость 'использования в качестве инструментов исследования ■ ' аналогов этого класса лштвдов. -

Тиосодержащие сфинголипидм являются одним из возможных' вариантов таких аналогов.•В частности, тиогликосфинголигада, обладая высоким специфичным сходством с гликосфинголипидами, могут бить применены в качестве ингибиторов, субстратных аналогов и лигзндов для проведения аффинной хроматографии при работе со сфиттонишд-специфячннми гликозидазами. Как известно, недостаточная актив--ность лизосомальных ферментов этой группы приводит к возггютгове-нию 4>яда- патолбгических состояний, т.н. "липидоэов, например, болезней Гоше, Краббе.

Поскольку ингибирующеа действие кокет быть связано не только с наличием тиогликозидной связи, но я с изменением пространствен-ного ; строения всей молекулы цереброзвда, то для исследования специфичности ферментов'мокет быть полезши создание ряда тиспна-логов от наиболее схожего с природным б-еритро-р-тиоцереброзида до наиболее, отличного от него по стереохимическому строению Гг^зритро-а-тиоцеребро'звда.

Получение аналогов цитолипина Н (церамидлзктоэида) о разлит.-• ним строением офшгозшового основания представляет интерес б связи с изучением зависимости иммунологических свойств этого гпп-тена от стереохимических особенностей строения его гидрофиип^., части. • ■

Представленная работа является частью фундаменталышх научнкх .

■ L

исследований, проводимых в ШТХТ им. М.В.Ломоносова на кафедре оиптвхкологш" по теме 13-866 "Конструирование лшшдных диагностических и лекарственных препаратов с использованием принципов организации и функционирования биологических мембран" (номер государственной регистрации 01.87.0010337 ), которые проводятся в соответствии с постановлением ЦК КПСС и СМ СССР N 807 от 26 августа 1985 г. и целевой программой ГКНТ СССР 0.74.05 ..

Цель работы состояла . в , разработке метода синтеза, способа разделения на антипода и доказательства пространственного строения тиоаналогов а- и д-аномеров глкжо-, галакто- и лакто- сфинго-лшгадов D- и Ьгеритро-конфигураций.

Научная новизна и практическая ценность работы. Предложен и

реализован невнй способ синтеза тиоаналогов глкжо-,- галакто-, лам'осфинголишдов исходя из рацемического предшественника цис-4-иодаетил-б-пецтадецил-2-фэгал-4 -оксазолина и оптически активных защищенных тиосахаров. Оптически активные диестерэомерные продукт« тиогличозилирования о'ыли разделаны методом жидкостной

У

колоночной хроматографиф. и подробно изучены методами химической корреляции, 1 Н-ЯМР-споктроскошш и расчетными методами с исноль-зованиеми стандартной . программы на ЭВМ. На примере производных-тиоглюкозы, тиогалактозы л тиолактолы показано, что метод разделения является ойим для получения различных тиогликосфинголипи-дов. В 'Н-ЯМР-спектрах отмечены общие закономерности положения' сигналов' и характера взаимодействия некоторых протонов, которые Mut7T быть использованы ь сочетании со стереохимическкми-расчетами для ' определения пространственного строения диастереомерных' производных. Показала возможность использования энергетических

расчетов для прогнозирования хроматографического поведения пар

!

дияетереомеров. Получены оксазолиновые предшественники-тиоглико-

- з -

лшидов, удобные для синтеза как аффюсшх сорбентов, так и я р-аномеров Ь- и Б-эритро-тиоцереброзидов с различным жирнокислот- . ным составом.

На защиту выносятся следующие основные нолокепия:

1. Получение набора тиоаналогов р~ глюко-, галактс- и лакто-сфинголипидов с Я- и -Ь-оритро-коифигурацстй сфингозинового основания.

2. • Разработка общих подходов к синтезу .оптическл активных тиогликосфингодипвдов, исходя из рацемического цисг4-иодмвтил-5-пентадецил-2-фенил~Д2-оксазолж{а и защищенных тиэсахаров.

3. Анализ различий образующихся при тиогликозилироваиии диэ- -ствреомеров О- и Б-еритро-конфигурации.

4Использование расчетных методов и 1Н-ЯМЕ-спектроскопии для установления строения синтезированных соединений и прогнозирования их хроматографического поведения .

Публикации. По материалам диссертации опубликованы две печатные работы и тезйсы доклада. Подготовлена и отправлена в печать' статья.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы частично доложены на 5 Всесоюзном симпозиуме ¿)о органическому синтезу "Новые метода и реагенты в тонком органическом синтезе" (Москва, 1988), , на Пятой конференции Европейских' химических обществ по химии и биотехнологии биологически активных, природных соединении (Варна, НРБ. 1989), на Четвертом всесоюзном-симпозиуме "Лт-.—•

а

биологических мембран" (Черноголовка,1989).

Обьеи работы. Диссертационная работа изложена на

страницах магаинояисного текста, содержит /^рисунков, 3 таблиц и состоит, из следующих разделов: введение, литературный обзор, обсук- . дение результатов, экспериментальная часть, список 'литератур«,

ышнанщий зг содлок.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. ., ■; Для получения тиоглакоцереброзидов природной Б-эритро- и ые-природной'1-эрЕтро-конфигуращш наш впервые был применен метод с использованием в качестве исходных соединений рацемического цис--

о

4-иодаетил-5-пен,гадвцил-2-фенил-Л -оксазол1ша (.1), который получали из промежуточного в''синтезе дихщросфингозиновых оснований цис-4-гидрокоиЫе№л-5-пен,гадецил-2-фенш1-д2-оксазолша и защищен- '

нык тиосахфзв; (2а-в) (схема '1).

Использование (1) в синтезах сфшголипидов рвнее бала описано только при получении фосфонотных аналогов сфингозиифосфата, цера-мидфосфата, сфингомиелина.

Поскольку при реакции оптически активного и рацемического соединений образуются диастереомерц, наш предполагалось,что параллельно с проведением реакции тиогликсзилирования (1) оптически активными сахареми (2а-в) будет решен и вопрос расщепления рацемического сфингозинового производного на основе различий в хроматографическом поведении образующихся на этой стадии диасте-реомеров.

С другой стороны, в хода расщепления рацемического сфингози-нового производного, наряду с синтезом р-аномеров тиопроизводяых (78-в) с природной С-еритро-конфигурацией асимметрических центров сфингозянового основания, планировалось получить р-аномерьг непри-родннх Ь-еритро-тиоглнкосфинголипидов (8а-в).

Изучение реакции тиогликозилирования.

Ключевой частью работы является тиогликозюшрование цио-4-иодметил-5-пентадецил-2^нил-42-оксазолина {1). Реакции тиогликозилирования проводились защищенными ти^сахарами (2а-в) в ацетоне в присутствии тризтиламина. Как и' в ходе любых других реакций гликозилирования, в настоящей работе мокно Шло' ожидать образования соединений как с /3-, так и с п-кснфигурэцивй гликозидчнх Ьвязей (Схема 2).

При проведении контрольных экспериментов, в которых тетр"—* гат р-Б-тиоглюкозы в отсутствие (1) выдерживался в ацетоне в присутствии тризтиламина в течение 20-24 часов, образование (-изомера не превышало 10% (обнаружено по 1 Н-ЯМР-спектрам). Исходя из этого, реакцию тиогликозилирования мы проводили в течение

Схема 2.

. СНаОйс

снэ(сна

н»

Н 2(СНа)1зСН3

ОАс

У»

; н*•1 1

,оде V

з(&-а)

СН,ОАа'

СНаОАс ^Н^ Ссна ) асн3

ОАс у

4<а~в)

кЛ

^,........^Н^. хна<сн3)мсн3

ОАс '

р(О-В) К, [^СН,(СН3)13СНа

СНаОДс

0АС 4 ¿ч

в(а-в)

РЬ

а б В

Я1 -н -ОАс -н СНаОАс

я2 -ОАо -Н АсО^ >-0 0- ОАс N ОАс

24 часов, поскольку при такой продолжительности выхода достигали 70-80% (см. табл. t).

Таблица 1.

Выход и соотношение' продуктов реакции тиогликозилирования.

Исходшй тиосахар Соотношение продуктов реакции * (3) : (4) : (Б) : (6) Общий выход продуктов тиогликозилирования (3-6), в *

2а 6 6 1 1 76,0

26 6 6 1 1 74,2

2в 20 20 1 1 69,Я

- определено денситометрически'

Увеличение стереосэлэктишюстя реакции тиогликозилировврия в случае производного тиолэктозы г,и связываем с влиянием изменений в структуре гликозилирушего агента при переходе от моно- к даса-харпду.

Таким образом, тиоглиноздпроваше рацемического оксязолина (U (Схема 2) проводили в условиях, гарпнтирущих преимуществен^ •IOO образование продукта с р-конфпгурацшй тногликозидной связи, ••'пк н следовало ожидать, в результате разкщй скоаднм из ткосаха-ров (2я-в) мы наблгздали образованна четырех хроматографичэскк различных изомеров - небольших количеств,- предположительно i~anr№pon (Ба-в) и (Ва-в) и двух /з-ономаров (Зз-в) п i-'ч-в) {Рис. 1).

Очевидно, что поря еномэров долгак различаться _____

гсонфигурациоИ »{ингсзшюшй чести молекула. С помощью ¡надкостной колоночной хрхгтогрвфни an сшппсагелэ продукта каждой из реакций глогликотгшрсттеия ном удплооь частично разделить ко смесь кшюр -них. ярущктов (Г',6) н индивидуальные (3) и (4). Изомэрнчй харзктор

(А) (А) (Б)

Рис.1. Относительная подвижность продуктов реакции тиогликозили-

рования при TGX в условиях: kleselgel 60 Р254("Merck", ФРГ) " в системах эфир/гексан 3:1 (А) и эфир/гексан 6:1 (Б).

получены* веществ был подтвержден данными элементного анализа и Ш- спектроскопии. В ИК-спектрах соединений (З-б) имеются Характеристические полосы поглощения связи с=ы оксазолинового цикла (1640 см~1 ) и связей с=о и с-о сложновфирных груш (1725, 1250, 1070 см-'). Отнесение к а- и р-конфлгурации образующегося аномер-ного центра для (3-6) осуществлено сравнением с литературными данными по, хроматографовской подвижности этих соединений, а также с помощью 1 Н-ЯМР-спектроскопии (см. табл. 1,2). Соединениям (5) и (6) мы приписали а-конфигурацию, поскольку именно а~аномеры образуются как минорные продукты реакции тиогликозилирования иодг^дринов и тиоглюкозы в синтезе тиоаналогов глицерогляколипи-дов, и ранее было показано, что а-аномеры обладают большей" по сравнению с р-аномерями хроматографической подвижностью (Еитюкова И.Л.. Волкова Л.В., Евстигнеева Р.П. - 1985).

Окончательное подтверждение ков&игурадаи аномерных центров в образу кцихся продуктах следует из анализа данных 1Н-ЯМР-спектроскопии. Характер сигналов аномерных протонов (Таблица 3, рис.3 Г и величина константы спин-спинового' взаимодействия («^ 2 5,0 Гц) не-

Таблица ?•.

Характеристики тиогликооксазолшов (3-6, а-в).

Соединения л/* Сигналы аномориого протона 5,м.д. <Т13,Гц Конфигурация глшеоэидной связи Конфигурация окоазолиновой части

За 0,29(А) 4,68 10,0 Р и

4о 0,43 01) 4,73 10,0 Р ь

5а* 0»54(А) 5,76 6,0 а -

6а* 0,5?Ц) 5,68 5,0 <* -

.36 0,36(А) 4,72 10,0 Р

46 0,47(А) 4,83 10,0 Р ' ь

56й [0,62(А) 5,94 5,0 а ; - '

66* ¡0,?8(А) 5,85 5,0 а - ,

'4,85 10,0 Р

4а 0,56(Б) в

4,73 10,0 Р

Зп 0,60(Б) 4.в5 10,0 Р Ь ;

4,42 10,0 Р

"0,69 (Б) - - ■

6в~ О,70(Б) - - ...... ~ ;.....

- В- п Ь- конфигурация сфялгозгатового оъповэияя не определялась <5в- с-лстеиа для ТСХ вфир гокосн 3:1 (Л), ойгтр/гаг.сп;! 6:1 (В)

сомненно свидетельствует о та- раополояенш протонов при с- " пиранозного цикла остатка глкпеоэн и галактози, что имеет ма-сто в соединениях а-конфягурации. Соодщюнилм (3) н (4;, а ' 11-ЯЧР-спектрах которых гмоптся дублета с ^ 2 10,0 Гц, следует приписать р-конфигурацию аномеряого центра.

Для установления П-вритро- йли Ь-ерптро-структурц предуктоп (За) и ('4а) нош проведено коралляция с литературными дачными. С этой целью соединения (За) и (4а) подвергал! ограгпнешгему

.потному гидролиз у, до амшюэфиров (9а) и (10а), которые без выделения актировали до защищенных таоцервброзидов (1 la) и (12а) (Схема 4). Пос*;е снятия защитных групп оказалось, что характерис-

I ?п ■

тики незащищенного глюкотиоцереброзида (т.пл., [а^), полученного из вещества (За) с Rj 0,29, идентичны характеристикам 1 -тис-; -деоокси-р-Б-глшоцерамида, полученного не основе насыщенного н-вра'тро-з-зензоилцерашда природной конфигурации (Shapiro D.- 198й.).' На. этом основании соединению с Rj 0,29 приписана D-цио-кокфигураций (За), а соединению о Rr 0,43 Ь-цно-конЗнгу-рапия (4а). 1 , •

Для установления D-цио- и L-цио-структуры тиогалактооксазоли-нов (Зб) и (46) и тиолактооксазолинов (Зв) и (4в) каждый из тио-гликооксаЕолиноз был подвергнут гидролизу концентрированной HCl в метаноле, приводящему к отеплению сахара, с последующим бензои-лированием полученных соединений (см- табл.З). Аналогичной обработке по стандартной методике подвергли D- и Ь-р-тиоглюкоокса-зожны (За) и (4а).структура которых'была установлена ранее. Дан-

Таблица 3.

Характеристики продуктов бензоилирования

-Исходные соединения Продукты реакции бензоилирования

Rf (гексан/эфир 1:3) (а120,град. D (с=1, хлороформ) . Выход,»

N V

За 0,29 ■ 0,60 . +17,5 95,0

36 . 0,36 0,60 и 1 +16,0 87,3

Зв 0,60 0,60 +16,5 86,6

4а 0,43 0,60 -17.1, 87,0

40 0,47 0,60 -16,9 91 ;3 .

4Ь 0,56 0,60 -15,5 94,2

"-условия ТСХ см, подпись к рис.1.

- ti -

uno ЛОВ, ИК-, ПМР-мгектроскотми для трмоензоатов иг оксазолшов (36) и (Зв), совпали с датилш, полученными длн пр-одукта из /з-О-тиоглюкооксазолияа (За).

диализ природа ргзя!Пй! в строэгапз даасторосяороэ (3,4 а-а).

■ Прэдгголокдиио о том', что причиной неодинаковой хроматогряфя-ческоЯ подвггагоста диастэреомэрпих соэдшюшй являотся различие d копформацш углэводлоЯ паста молекул било сделано на сспсво изучения 1Н-И!¡P-спектрсго (рпо. 2). Пологоние сигналов кетилытых

Г

II

5 О

I I lili

5,0

5,0

5 О

Р-

1,0

ll

4,0

h

3,0

4,0 3,0

3,0 '

4,0 3,0

И III

2п

2,0 м.д.

с ¡I

5а 6о

I

2¡0 М.д.

Ль

2,о т.д. i п '

¡33

2,0 г,т.д. 1«

Рис.2.Положение л мульятлэткоегь сигналов от протонов в Я-ЯНР-•спектрах соединений 2a-Gn (CD013, ¡JSb-200 "Druker").

протонов ¡защитныхацетильных груш Сахаров ( область 1,75-2,20 м.д.) било разл* шим в каащой пара диастереомеров и отличалось от химических сдвигов аналогичных сигналов исходных защищенных тио-сахаров (Рис.2,3).'Кроме этого, б ' Н-ЯМР-спектрах всех диастереомеров Ь-ряда (4а-4в) нашг было отмечено наличие двух групп сигналов с АБС-взаюлодойствием от двух протонов метиленовой групш между атомом сэры и оксазолинового цикла - ("2,6 'й ~3,2

М-Д.). В то же время, в спектрах диастереомеров Б-ряда (За-в) подобного взаимодействия не наблюдалось. Снгнал протонов метиленовой грушш в этом случае представлял собой дублет ""2,9 м.д.

.-, 2а

' рммЭ líñjrTnl « '

26

БЗЗ Г"" "V Т 'НУ*1 Ш|У ГДИГГР^Ч^Т."!

• 2в

FP fWW^pKWy..Wi-i. if ЗВ

"3Í25 ?00 г1т5 2Í50 2¡25 , 2Í0O м.д. i!t5

Рис.3. Положение сигналов метиленовых протонов заместителя при оксазолинового цикла (2,50-3.25 м.д.) и метальных . протонов ацетильных защитных груш (1,75-2,20 м.д.) в ' Н-ЯМР-спектрах соединений (2-4, а-в).

На основе анализа 1 Н-ШР-спектров можно сделать" следующие выводы: ,

1. Различия в полярности продуктов тиогликозилирования связаны с изменением конформаций Сахаров у различных диастереомеров. '

2. Для соединений с L-конфигурацией агликона (4а-в) возникают затруднения во вращении вокруг связи между SC^- группой и поло-

гягатем С^ оксазолинового тлела, что приводит к различиям s сигналах от протонов этой мотилзновой группы.

3. Для соединений с D-конфигурацией эгликона (За-в) врададад вокруг связи SCIi,- группы с положением С^ оксазолинового цикла, происходит без стерических затруднений.

Далее нами были оценены путем расчета на .ЭВМ по программе ."Desktop Molecular Modeller. Oxicrd Electronic Publishing" знер-гетически выгодные кокформацда тиогликооксазолкнов (3,4 а-а) с конфигурацией гликозидного центра. Возможность вращения вокруг связи SCH2- группы с положением С^ оксазолкновото цикла определялось по изменении свободной энергии молекулы при различных углах поворота вокруг этой связи (табл.4,5).

Как видно из расчетов, у даасгереомврои D-ряда (За-в) действительно имеются возможности дня свободного Еращешл вокруг, связи метилешвой группы с положением C,4j оксвэолинового дала, поскольку изменение угла поворота Еокруг связи не аядет к сущост-

Тьбляцо 4.

Свободная энергия соединений (3,4 а-в) при различных углах поворота связи sc-сн^ j (выделены наиболее энергетически выгодные конфор-меры (кДж/моль).

Соединение

Углы поворота, град. ЗП 60 ' 90 120

150

180

За 36 Зв 4а dñ 4в

143.0

160.1 237,6 267,5 3^7,2 292,5

143.5 1 45,1 144,4 1 44,0 143,Э 143.3 160,3 162,3 165,3 -163,5 162,8 151,3 238,1 241,6 25в,3 254,2 849,9 240,1 273,1 303,2 25997,v 23260,. 10046С, 86639,

351.6 &S7.5 29006, 27290, 89021, 54310, 303,0 346,8 ЗЭ580, 35590, 118040, £2540*

_ 14 -

, '

Таблица 5.

Значения даугранпнх углов опт фрагмента

! I л а зо

эос^), где о- н-с-с-н и гс= н-с-с-н для наиболее выгодной и* конформациа соединений 4а-4в.

Соединение Значения углов, о град. т-

4а -43,3 71,1

46 -48,7 72,3'

4В -45,6 70,5

зеннсму увеличению энергии (программа при расчета учитывает и Еая-дер-Ваальсош взаимодействия), Из этик ке расчетов видно, что для Ь-диастерэомеров возможности свободного вращения вокруг этой связи ограничены, так как поворот вокруг связи болэе чем на 30 градусов ведет к значительному увеличению свободной энергии.

В ходе расчета по стандартной программа (здесь но приводшая из-за недостатка места) ньш были исстадованы конформащш углз-водной части молокул тиоЛшкоохсезсшиов (3,4 а-в),*которые соот-ветствуит неиЗолво энергетически выгодным конформациям аткх- молекул. Екли обнаружены отличия в конформациях Сахаров: твист - у соединений (За-р; я ванна В! - для (4а-в)*, • Тагам образом, расчеты по стандартной програ;<иэ ,хорош 'согласуются с выводами,сделанными на'основе анализа 1Н-Ж1Р- спектров. .

Вызывает интерес тот'¿акт, что различия в энергии для пар да-астереомеров (3?) и (5а), (-36) и (46), а таккэ (Зв) и (4в), по-видимому, можно связать с разницей в хромзтографической подвик-ности при Т(!Х. Так, если разница в энергиях (йЕ) для производных

тиоглюкозы '(За) и (4а) равна 124,5 кДж/моль, а разница в (АИ,) - „

для остатка глюкоза в лактозе (соединения Зв и 4в).

»

этих производных 0,14, то уже для произведшие тиогалактозы (36) и (46) АЕ= 87,1 кДж/моль, а 0,11, для лактотиооксазолинов (Зв) и (4в) АЕ= 54,9 кДк/моль и 0,04 в. выбранных нами условиях хроматографирования.

Для уточнения взаимозависимости ¿П^ и ДЕ диастереомэро.е, нами были исследованы все возможные пары диастереомеров , для которых тлеются экспериментальные данные по хроматографическому ловздежпо' и была построена графическая'зависимость (Рис. 4)- При расчете по методу наименьших квадратов определено, что зависимость имеет линейный характер (коэффициент корреляции 0,97).'

ДНГ

о .гЧ

0.1-

^ .д

*Е

50.0 1 00.0 '-.150.0 АЕ'

кДас'моль

Рис.4. Взаимозависимости АЕ пар дйастбреомеров: С,4а (А);

5,6а (Б); 3,40 (В); 5,66 (Г); 3,4в (Д); 5,6в (И); 3,5а (Ж); 4,6а (3); 3,50 (И); 4,60 (К); 3,5в (Л); 4,6в (М).

Исходя из расчетных АЕ для пар диастэреомеров 3,Ба-в. и 4,6а-в по гр&фшеу (рис.4), мы определили ЛР^. Соотнося с ними имекчциеся данные и>: хроматографическЬЯ подвягаостн а-гликотчооксаго^тов (5,ба-в) (см. табл.2), мы предполо!клтельно приписали им В- и Ь-конфигурации оксазолиновой части молекулы (табп. 6).

Таблица 6.

Првдоожиипельнне конфигурации а-тиогликооксазодшюв

Исходный тиосяхар V продукта Предположительная конфигурация окся-яолшювой; части Прштсаииая стру1стура

2а .0,57 •з- Ба

0,54 Ь- 6а

26 .. 0,78 В- Бб

, 0,62 ь- 66

2в 0,70 ■ в- 5в

0,69 1г- 5в

*-у<\логшя ТСХ см. подтпь к Рис. 1.

По-видимому, дня соединений,, подобных исследованным нами, существует еозкоялость оривнтировочного предсказания хроматогра-фическсг-о поведения пар диастересмеров по результатам рассчетов.

На базе расчетных данных для них также мозшо прогнозировать поведение сигналов от протонов ацетильных защитных групп и протонов ыетиленовой группы ^ сфингозинового основания в 1Н-ШР-спектрах веществ 0- к Ь- конфигурация.

Для подтверждения перечисленных вше предположений нами бил проведен анализ возможности разделения В-и Ь-щ1с-4~(2',3* ,4',6'-. тетра-0-ацетил-р-Г.-гал8ктопдаанозил-1 -оксикетял )-5-пентадецнл-2~ феши-А^-оксазолинов (13,1 и (14) соответственно (Схема 3, продукты с а-юнфйгурашгей гликозидной связи не показаны).

Были росчитаяы свободные энергии для возможных дйастереоиоров Б- и 1|-д-ЦИС >-глюкооксазол1Шов (13) и (14) соответственно, исследованы возмокнооти вращения вокруг связи ОСЯг- группы с положением С^ н оксазолиновой части диастересмеров. Результата расчетов приведет/-в таблицах 7 и 8: В наиболее энергетически выгодных конформацилх соединений ,(13) и (14) остаток глюкозы находится

в форме твист и ванна В1 (соответственно), как и в соединениях (За) и (4а).

Таблица 7.

Свободная энергия соединений (13,14) при различных углах поворота связи ос-сн°(4)(выделены наиболее энергетически выгодные конфор-меры I (кДж/моль).

Соединение

О

30

Углы поворота,град. 60 90 120

150

180

13

14

191,6 1 90,2 190,0 1 89,1 144,5 1 37,5 [1в4,"з| 224,4 9531,7 46121,5 108353. 190263, 118887,

169,3

Таблица 8.

н1н°

-ос-с

(4)

Значения двугранных углов о и г фрагмента

где о= н-с-с-н° и т- н-с-с-н°

для наиоолее выгодной кокформации соединений (13) и (14).

Соединение Значения углов, град о т

13'"? 14 Вращение свободно -59,8 " 72,5

' . Из данных таблиц 7 и 8 видно, что разница в энергиях диасте-реомэров невелика (ДЕ= 15,0 кДж/моль), и различия в их хроматог-рафических подвишостях в системе А, по-видимому, будут очень незначительны . В 1 Н-ЯМР-спектрах сигналы кетмьных протонов аце-

1

тильнпх защитных групп для соединения (13) долга! обладать большими ргол.члями в химических сдвигах по сравнении с соответствующими сигналами в спектре соединения (14) (область 1,9-2,1 м.д.). При этом, в соответствии с общими гакокоиерно^тями, сигнал;! протонов 0СК>- группы будут находиться в более сильных полях, чем

2

н

эти сигналы в спектрах тиогляковидов ( поскольку атом серы менее электроотрицателен, чем атом кислорода) и должны иметь различный характер в связи, с ограничениями подвижности в этом фрагменте у одного из диастереомеров.

В- и Ь-цис-Л-сг'.З'.Д'.б'-тегра-О-ацетил-р-В-глюкопиранозил-

р

1-окскм9тил)-5-пентадецил-2-фенип-А -оксазолины (13) и (14) были нами получены из рацемического цис-4-гидроксимвтал-5-пентадодаи1-

2-фнил-д2-оксазолина (15) и пентаацетатэ р-Б-глюкозы (16) в хлористом метилене в присутствии Зп014 (Схема 3).

н и

I 1

снэ1сна)13снг-с—с-рня-он

(15)

СНяОАс . ХНа(СН,)13СНа

)--0 0' Чс_

РЬ

СН,ОАс

Схема 3.

ОДс

ОАо

(13)

* м^э V У ~ с^Ч,, /

ОДс

,СНа(СНа)1:1СН3

/ОДс Х>

Рь Г\,1_______У

ОДс

\Г\ I чн

V0

РЬ

(14)

Поскольку оксаьолиновый цикл размыкается в кислой водюй среде, то поэтому обработка реакции проводилась газал образом, чтобн рН водных сред находился в интервале 6т-8. В. результате реакции, нами были получены продукты с Р.^ 0,5". и 0,24 в системе (А)'. По аналогии с тиоглюкооксазолшюми, продукту с 0,24 нами была приписана р-конфигурация глшгазнднга связей.

В ИК-спектре этого вещества присутствовали полосы поглощения от свлзей С=И оясазолинового цикла (1640 см-' !, С=0 и С-0 слошю-

эфирных групп (1730, 1240, 1050 см"1 ). Окончательное подтверждение конфигурации аномерного центра продукта с Р^ 0,24 было получено из анализа ^Н-ЯМР~спектра, в котором присутствовав два дублета с J1>2 10,0 Гц (4,91 и 4,88 м.д.). Дубле? о такой константой сшш-спинового взаимодействия характерен для соединений с р-конфигурацией гликозидного центра. Поскольку в 1Н-ЯМ?-спектре присутствовали два дублета от аноморных протонов, и сигнал от метилышх .протонов ацетильных защитных групп представлял собой сумму 8 синглетов, мокно говорить о том, что спектр соответствует смеси двух соединений (13) и (14), т.е. /з-изомеры (13) и (14) в данном случае разделить не удалось.

Как видно, результаты эксперимента подтверадают прзвшьность

выводов, сделанных на основании кднформацйонных расчетов.

*

Синтез изоиерша тиогликосфинго.шгшдов.

Для получения тиогликосфвгголшшдов (7) и (S),, гиопщжоокса-золины (3) и (4) подвергали кислому гидролизу Зн H,S04 до ьмино-зфиров (9) и (10), которые без выделения в индивидуальном состоянии ацилировали до полностью, защищенных тиог-пикосфинголипидов (11) и (12) (см. схемы 4 и 5).

Последние соединения обработкой метилатом' натрия переводили в (7) и (8). Строение всех-продуктов было подтверждено данными 1Н-ЯМР-спектроскопш, элементного анализа. Исследована оптическая активность и сняты кривые ДОВ для всех полученых соединений (см. табл.9). '

Как видпо из таблицы 9, у защищенных- тиогликосфинголипидов •-произво;'яах моносахаридов ' (11,12 а.б) сохраняются достаточно большие различия в полярности диастереомеров. У производных всех тиосахаров наблюдается общий характер зависимости величин (<«

Схема 4.

СН,ОАс

3

^сн

ОАс

ОАс

х Vе'

>Нэ (СНз ) л. э^Нд

н"'

з(а~в)

СН2ОДс

W

н2(СН,)адСНз

К МНд л ОАс 1 ' >-РЬ

СНгОЯ"1

Ой3

Ой3

11,7(а-в)

й 1 I <н

NN О Я"

На (СНд )

со СНг<С4а)х1СНэ Соединения 3,9

. а 0 в

к1 -н -ОАс -Н

СН2РАс

Асо /-а о-

в' -ОАс

П|.........г ОАс

Соединения 11 7

а б В а б В ,.

* -н -ОАс -Н ; -н -он -н

к2 -ОАс "Н АеО СН,ОАс ¿Л»0" -он -н снаон на )—а о-

к3 -Ас -Ас Г ОАс -Ас -н -н 'Г он -н

в* -ССРЬ -СОРЪ -СОРК -н -н -н

Схвма 5.

R,b

СН^ОАс ^CHa(CH3)taCH, >—a. sr v._

"W0 \ *(a-B)

ОАс

R«>

chjoao

^СН,(СНг)13СНэ

J,C-CT"

" mu n "

/ r^ 'Ч " m3 \ 11

;H3so» 0^c"ph jo(6-b)

O Ac

CH-»0R3

R,V

or3

R*

ÓR3 ia,8(a-B)

^CHj^ (CH, ) 1 BCH

" hiu n "

NH 0

I

со ¡

CHaíCH^tjCHa

• Соединения 4,10 J ____

R* -ОАс -H

CH,OAc

R3 -ОАс

AcO J--O 0-

-H ^ОДс y j

ОАс

. Соедиивш1Я 12 0 , ■. 8 "

а б в ■-''"Ж - б в

R1 -И -OAo -Н R -ОАс -н ÀcU о- ' ' - ОАс К* ;-A« -At -Ac ft*4 -cuph -coph • ccpli ! -он -h ' CHJOH , -» но J—<v o- лн -h -h -h -h -h -h

Таблица 9.

Характеристики ткогликооЕинголипидов (9-12, а-в).

Ряд Соединение [а]20,град. D (с 1, СГ.313) Т.ПЛ.,°С Выход,%

D- 11а 0,23(В) -48,0 163-164 82,0

1К5 0,56(Б) -19,5 132-134 76,5

эритро 11в 0,58(Г) -8,5 152-154 59,6

Та 0,44(Д) -6,8** 187-139 98,0

те 0,48 (Д) -11,5''* 141-143 82,4

ТВ 0,63(Л) +3,5** о 276 93,0

12а 0.54 (?,) -13,8 155-157 89,3

L- 126 0,64 (В) -15,3 129-131 73,4

еритро 12Е 0,5б(Г) +3,5 157-158 61,8

Sa 0,48(Д) +4,4** ' 166-168 96,0

86 0,Е>0(Д) +21.0** 176-178 83,0

8ß 0.59«) • -6.0е* -282 91.2 л......

*- условие для ТСХ: пластинки Kieselgel 60 ("Merck", ФРГ), гексэн/'этйлацэта? 2:1 (В) гексап/этилацетаг 1:1 (Г) хлороформ/метанол/2М Ш^ОН 40:10:1 (Д) **- с 1, ТГФ . !

при переходе от защищенных производных (Я, 12 а-Е.) к соединениям со снята™ защитами (7,8 а-Е). Точки тшвлешя повышаются оч Ь-эритро-'фоиазодаых к В-вритро-^и в ряду от тиогзлактосфинголи-пидов до тиолчхтосфжголжадав.

Таким образом, предложенный наш путь синтеза ткосфието-липидов яеляется общим и позво>шет получить вещества природное

конфигурации исходя из рацемических предшественников черев стадею хроматографического разделения диястереомерних соединетй - продуктов тиогликозилировеьий, причем такое разделение, возмокно как на стадии-оксазолиновых производных (3 и А), так и ча стадии защищенных цереброзвдов (11 и 12). ,

(

вы воды":

1. Получе1Ш новые серосодержащие глиноллииди - тиоанзлоги гликосфинголипидов: р- глюко-, галакто- л лакто- D- и L-бритро-тиосфинголилиды.

2. Предложен и изучен новый метод получения оптически активных тиогликссфинголигшдов исходя из рацемического,предшественника

р

цис-4-иодметил--5-пентад9Цил-2-фенил-л -оксазолшо и оптически активных защищенных тиосахаров, включающий разделение образующихся дизстереомерных соединений с помощью жидкостной колоночной хроматографии.

3. Подробно изучено пространственное строение изомерных цио-

р'

4-тиоглякометил-5-пентад«цил-2-фенил--А -оксазолшов методами хи-о 1

мической корреляции, Н-ЯМР-спектроскопии и расчетами методами.

4. Показана возможность использования расчетных методов для оценки вероятности хроматографического таздэления диастереомерных соединений етого ряда.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Бессонов В.В., Бушнев A.C., Звонкова E.H. Синтез серосодержащих переброзидов.// Материалы 5 Всесоюзного симпозиума по орга-чмчлп-сону синтезу "Новые реагенты и методы в тонком органическом синтезе", Москва, 12-14 дек;0ш 1У38 г,, М.: из-зо 411 СССР,

1988. -С. 64.

Bushnev A.S,, Besscmov' V.V., Zvonkova E.N. Synthesis of L- and L-srytîii-o-t.hlogiuoocerebrosldes.// ?ECS. Fifth International conference on chemistry and biotechnology of biologically active natural products. September '3-23, 1989. Varna, Bulgaria. -V. 1v -P. 451-455. ' !

Бессонов S.E.. Бупшэв А.С., Хлопотова Е.В., Звонкова Е.Н. ' Синтез • В- и Ь-вригро-тиоглшоцероброзидов.//Виоорган.химия. 1930. -'Г. 16. N 4. -С. S54--558. ^

3

Заказ ¿44 тираж. IPO экз. 1-09456 от 6.07.90 Ротаарцнткая;МИТХ.Г им.М.В.Ломоносова -М.Пироговская ул., д. 1