Способ получения 28-гемисукцината бетулина
Владельцы патента RU 2435779:
Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук (НИОХ СО РАН) (статус государственного учреждения) (RU)
Изобретение относится к улучшенному способу получения 28-гемисукцината бетулина из маточников от кристаллизации бетулина из экстрактов березовой коры. Способ включает гидролиз маточников в спиртовом щелочном растворе, концентрирование и промывку органического экстракта раствором хлористого кальция, обработку полученной смеси янтарным ангидридом с селективным ацилированием бетулина по первичной спиртовой группе в присутствии органических оснований (пиридина, триэтиламина) при нагревании не выше 40°С. Очистку проводят отмывкой примесных соединений органическим растворителем. 1 табл.
Изобретение относится к области фармацевтической промышленности, конкретно к способу получения 28-гемисукцината бетулина (4-(((1R,3aS,5aR,5bR,7aR,11aR,11bR,13aS,13bS)-9-гидрокси-5а,5b,8,8,11а-пентаметил-1-(проп-1-ен-2-ил)эйкозагидро-1Н-циклопента[а]хризен-3а-ил)метокси)-4-оксобутановой кислоты) формулы 1:
28-Гемисукцинат бетулина представляет интерес как промежуточный продукт для синтеза, а также как биологически активное соединение. 28-Гемисукцинат бетулина проявляет активность, в частности, в качестве ингибитора лейкоцитарной эластазы, а также фунгицидную активность [US 6458834].
Известны способы селективного получения 28-ацилированных производных бетулина с использованием циклических ангидридов двухосновных кислот, в частности замещенных глутаровых ангидридов [I-Chen Sun, Hui-Kang Wang, Yoshiki Kashiwada, Jing-Kang Shen, L.Mark Cosentino, Chin-HoChen, Li-MingYang, and Kuo-Hsiung Lee, J.Med.Chem. 1998, 41, 4648 4657] (схема 1). Раствор бетулина, 4-диметиламинопридина и циклического ангидрида в пиридине нагревают при 40°С до завершения реакции, пиридиновые основания отделяют обработкой водным раствором кислоты, продукт очищают хроматографически. Недостатками способа является использование пиридина в качестве растворителя, применение хроматографии для очистки продуктов.
Схема 1
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому способу является способ [US 6458834], по которому чистый бетулин ацилируют янтарным ангидридом в присутствии имидазола при комнатной температуре, при этом в качестве единственного продукта реакции получают 28-гемисукцинат бетулина (схема 2). При более высокой температуре (70°С) ацилирование бетулина проходит количественно по обеим спиртовым группам.
Схема 2
Недостатком способа-прототипа является необходимость использования чистого бетулина для получения 28-гемисукцината бетулина 1.
Бетулин получают из экстрактов коры березы, являющейся отходами деревообработки. Для экстракции используют различные растворители [В.А.Левданский, Н.И.Полежаева, А.В.Левданский, Б.Н.Кузнецов. Химия Растительного Сырья. 2004. №2. С.17-20]. Бетулин чистотой 90-98% получают кристаллизацией экстрактов (для кристаллизации используют алифатические спирты, например изопропанол, или этанол [S.Ohara, Y.Hayashi, M.Yatagai. Utilization of bark extractives. Henkan Keikaku Kenkyu Hokoku. 1990. V.24. P.12-35 (С.А. 1994, V.120, 301339f]), однако часть бетулина и легкорастворимые примеси остаются в маточных растворах. Проблема переработки отходов от выделения бетулина с получением химически чистых продуктов, обладающих биологической активностью, является актуальной.
Наряду с бетулином маточники от кристаллизации бетулина содержат примеси других тритерпеновых соединений: лупеол, олеаноловую кислоту, фитостерины. Большинство указанных соединений за исключением бетулина содержит вторичную спиртовую группу, но не содержит первичной. Кроме этого в маточниках содержатся алифатические кислоты, фенолокислоты, «связанные» кислоты, представляющие собой примеси полиэфиров (суберин), примеси углеводородов.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения чистого 28-гемисукцината бетулина из отходов от экстракции березовой коры, образующихся при получении чистого бетулина.
Задача решается способом получения 28-гемисукцината бетулина из отходов от экстракции березовой коры, образующихся при получении чистого бетулина. Маточный раствор от кристаллизации экстракта березовой коры очищают от примесей кислот и полиэфиров и ацилируют янтарным ангидридом в присутствии органических оснований (пиридина, триэтиламина) при нагревании не выше 40°С с последующей промывкой целевого продукта органическим растворителем.
Решение задачи очистки маточных растворов от примесей кислот, фенолов и полиэфиров достигается щелочным гидролизом маточников от кристаллизации бетулина, переводом поверхностно-активных солей жирных кислот в труднорастворимые кальциевые соли с последующим отделением солей кислот.
Получение 28-гемисукцината бетулина достигается селективным ацилированием первичной спиртовой группы бетулина, находящегося в очищенных маточных растворах, янтарным ангидридом в присутствии органических оснований (пиридина, триэтиламина) при температуре не выше 40°С. В этих условиях вторичные спиртовые группы бетулина 2, лупеола 5, стеринов (в частности, ланостерина 6) не затрагиваются (схема 3). Получаемый 28-гемисукцинат бетулина 1 является полярным кристаллическим соединением, плохо растворимым в малополярных растворителях. Примесные соединения отделяют от целевого продукта промывкой растворителем.
Заявляемый способ получения 28-гемисукцината бетулина иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Очистка маточных растворов, содержащих бетулин, от свободных и связанных кислот.
Концентрат маточного раствора от кристаллизации экстракта бересты - отход от кристаллизации бетулина - (20 г), [С.Eckerman, R.Ekman, Pap.ja puu, 3 (1985) 100] растворяют в 200 мл изопропанола и добавляют 10 г КОН. Смесь кипятят в течение 6 час, раствор декантируют и фильтруют. Полученный фильтрат концентрируют до постоянного веса упариванием в вакууме. Концентрат экстрагируют метитретбутиловым эфиром (МТБЭ) (3×50 мл) при перемешивании.
Полученный экстракт промывают раствором CaCl2 для очистки от поверхностно-активных солей кислот (2х20 мл 10% CaCl2). Органический слой фильтруют, сушат (Na2SO4), упаривают, получают после концентрирования 7,2 г твердого продукта желтого цвета.
По данным хромато-масс спектрометрии смесь содержит бетулин, лупеол, минорные примеси ланостерина, тараксастерина, терпеновые углеводороды (бергамотен, сантален).
Пример 2. Получение 28-гемисукцината бетулина из концентрата маточников после отделения свободных и связанных кислот.
5 г концентрата, полученного согласно примеру 1, растворяют в 50 мл МТБЭ, добавляют 5 мл пиридина и 5 г янтарного ангидрида и нагревают при перемешивании (30-35°С, 20 час).
К смеси добавляют воду (5 мл), смесь перемешивают в течение 2 час при нагревании (40-50°С). Водный слой отделяют, органический слой промывают 5% H2SO4 (2×30 мл), сушат (Na2SO4), концентрируют, получают 5,2 г смеси продуктов в виде порошка твердого цвета, содержащего 28-гемисукцинат бетулина и смесь тритерпеновых вторичных спиртов, примеси углеводородов. Полученный продукт промывают петролейным эфиром (50 мл), МТБЭ (2×5 мл), сушат, получают 28-гемисукцинат бетулина в виде порошка белого цвета (1,8 г).
Содержание основного вещества 95%+(ВЭЖХ).
Спектр 1Н ЯМР (Py-d5) (300.13 МГц, δH, м.д.): 4.79 (с, 1Н), 4.65 (с, 1Н), 4.49 (д, J=11.1 Гц, 1 Н), 4.06 (д, J=11.1 Гц, 1 Н), 3.37 (м, 1Н), 2.87 (м 4Н), 2.44 м (1Н), 1.65 (с, 3Н), 1.15 (с, 3Н), 0.95 (с, 3Н), 0.91 (с, 6Н), 0.78 (с, 3Н) 0.6-2.1 (набор сигналов, 28 Н) Спектр 13С ЯМР (Py-d5) (75.48 МГц, δC, м.д.)
174.78 с, 173.22 с, 150.44 с, 110.11 т, 77.99 д, 62.85 т, 55.71 д, 50.57 д, 49.01 д, 47.83 д, 46.75 с, 42.79 т, 41.01 с, 39.39 т, 39.15 с, 37.68 д, 37.32 т, 34.77 с, 34.41 с, 29.97 т, 29.85 т, 28.54 кв,
28.16 т, 27.33 т, 25.48 т, 20.81 т, 19.19 кв, 18.62 т, 16.28 кв, 16.23 кв, 14.79 кв
Пример 3.
Получение 28-гемисукцината бетулина из концентрата маточников после отделения свободных и связанных кислот. Конкретные условия и выходы указаны в таблице.
5 г концентрата, полученного согласно примеру 1, растворяют в 50 мл растворителя (МТБЭ, CH2Cl2) добавляют 5 мл основания (пиридин, триэтиламин) и 5 г янтарного ангидрида и перемешивают в течение 20 час при нагревании.
К смеси добавляют воду (5 мл), смесь перемешивают в течение 2 час при нагревании (40-50°С). Водный слой отделяют, органический слой промывают 5% H2SO4 (2×30 мл), сушат (Na2SO4), концентрируют, получают 5,2 г смеси продуктов в виде порошка твердого цвета, содержащего 28-гемисукцинат бетулина и смесь тритерпеновых вторичных спиртов, примеси углеводородов. Полученный продукт промывают МТБЭ (2×5 мл), сушат, получают 28-гемисукцинат бетулина в виде порошка белого цвета.
Содержание основного вещества 95% + (ВЭЖХ).
Из данных, представленных в таблице, видно, что наилучший выход достигается при проведении реакции в присутствии пиридина.
| Таблица | |||||
| Приме- р |
Загрузка очищенного от кислот и полиэфиров маточника, содержащего бетулин | Растворитель | Основание | Температура проведения реакции, °С | Выход соединения 1, г |
| 3 | 5 г | МТБЭ | Et3N | 30-35 | 1,3 |
| 4 | 5 г | CH2Cl2 | пиридин | 40 | 1,7 |
| 5 | 5 г | CH2Cl2 | Et3N | 40 | 1,5 |
Способ получения 28-гемисукцината бетулина формулы 1:
путем ацилирования бетулина янтарным ангидридом, отличающийся тем, что в качестве бетулина используют бетулинсодержащие маточные растворы, получаемые при кристаллизации в алифатическом спирте экстрактов березовой коры, предварительно очищенные от примесей кислот и полиэфиров щелочным гидролизом в растворе алифатического спирта, с последующим концентрированном и промывкой органического экстракта раствором хлористого кальция, а ацилирование осуществляют избытком янтарного ангидрида в присутствии органических оснований (пиридина, триэтиламина) при нагревании не выше 40°С с последующей промывкой целевого продукта органическим растворителем.
