ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2019, том 89, № 3, с. 394-399

УДК 543.645.2;543.429.2;547.458.68

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

3-ЭПИ-2-ДЕЗОКСИЭКДИЗОНА

С ЦИКЛОДЕКСТРИНАМИ И ИХ

ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ

Т. М. Сейлханов^c, О. Т. Сейлханов^c, Л. К. Салькеева^b, С. М. Адекенов^a

^aМеждународный научно-производственный холдинг «Фитохимия»,

ул. Газалиева 4, Караганда, 100009 Казахстан

*e-mail: b_a_h_a1990@mail.ru

^bКарагандинский государственный университет имени Е. А. Букетова, Караганда, Казахстан

^cКокшетауский государственный университет имени Ш. Уалиханова, Кокшетау, Казахстан

Поступило в Редакцию 11 октября 2018 г.

После доработки 11 октября 2018 г.

Принято к печати 15 октября 2018 г.

Из надземной части колючелистника качимовидного (Acanthophyllum gypsophiloides Regel) выделен

экдистероид 3-эпи-2-дезоксиэкдизон. Методом спектроскопии ЯМР изучено комплексообразование

экдистероида с α-, β-, γ- и 2-гидроксипропил-β-циклодекстринами. Исследована противовоспалительная

активность полученных комплексов 3-эпи-2-дезоксиэкдизона с циклодекстринами.

Ключевые слова: 3-эпи-2-дезоксиэкдизон, циклодекстрины, супрамолекулярные комплексы, комплексы

включения

DOI: 10.1134/S0044460X19030090

Фитоэкдистероиды обладают анаболической,

обусловлен их циклической структурой и способ-

тонизирующей, адаптогенной, иммуностимулиру-

ностью за счет внутренней гидрофобной полости

ющей и гипогликемической активностью. Одной

образовывать супрамолекулярные комплексы

из причин недостаточного применения фито-

включения типа хозяин-гость (рецептор-субстрат)

экдистероидов в фармацевтике является их низкая

в водной среде [5-7].

растворимость в воде. Известно, что одним из

3-Эпи-2-дезоксиэкдизон 1 [3α,14α,22R,25-тетра-

эффективных способов повышения растворимости

гидрокси-5β(Н)-холест-7-ен-6-он, схема 1], выде-

в воде фармацевтических препаратов является

ленный ранее

[8] и достаточно подробно

супрамолекулярное комплексообразование последних

идентифицированный методами масс-спектромет-

с циклодекстринами [1]. Супрамолекулярная само-

сборка комплексов фитостероидов с циклодекстри-

Схема 1.

нами позволяет увеличить растворимость суб-

станции в воде, улучшить их биодоступность и

физико-химическую стабильность, защитить от

биодеградации и снизить токсичность

[2-4].

Циклодекстрины являются сравнительно доступ-

ными соединениями, производятся из возобновля-

14 15

емого сырья - крахмала. Наиболее распространен-

ными являются α-, β-, γ-циклодекстрины, содер-

жащие соответственно 6, 7 и 8 глюкопиранозных

звеньев. Повышенный интерес к циклодекстринам

394

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

395

Схема 2.

H₃C

11 12

H₃C

CH₃

20 22

H₃C

CH₃

H₃C OH

11 12H3

CH₃

20 22

CH₃

H₃27 OH

рии и спектроскопии ЯМР [9], был выбран нами

экдизоном 1, полученные в D₂O, представлены в

для изучения в качестве субстрата супрамолекуляр-ной

табл. 1 и 2.

самосборки комплексов с α-, β-, γ- и 2-гидрокси-

Исследование супрамолекулярных комплексов

пропил-β-циклодекстринами и для последующего

α-циклодекстрина с экдизоном 1 показало, что в

биоскрининга их противовоспалительной

спектрах ЯМР практически отсутствуют сигналы

активности.

стероидной молекулы. Это свидетельствует об

Супрамолекулярные комплексы получены

отсутствии количественного взаимодействия

взаимодействием эквимолярных количеств

между α-циклодекстрином и экдизоном

экдизона 1 и α-, β-, γ- и 2-гидроксипропил-β-

Вероятно, незначительные размеры гидрофобной

циклодекстринов в водно-этанольном растворе при

полости α-циклодекстрина в сравнении с другими

50°С в течение

5 ч. Исследование строения

аналогами, не позволили образоваться супрамоле-

супрамолекулярных комплексов методом

кулярному комплексу.

спектроскопии ЯМР ¹Н основано на определении

Сопоставление интегральных интенсивностей

разницы в значениях химических сдвигов

¹Н

сигналов протонов в спектрах ЯМР ¹Н молекулы

субстрата (1) и рецепторов (циклодекстрины) в

экдизона 1 с β-, γ- и 2-гидроксипропил-β-цикло-

свободном состоянии и в составе комплексов в

декстринами в комплексах показало, что экдизон 1

результате межмолекулярного взаимодействия. По

с β-циклодекстрином образует комплексы

величине изменения химических сдвигов

состава 1:1, а с γ- и 2-гидроксипропил-β-цикло-

внутренних или внешних протонов циклодек-

декстринами - комплексы 3 и 4 состава 1:2. При

стринов можно выявить образование, соответ-

образовании супрамолекулярного комплекса

ственно, внутренних, внешних или смешанных

изменения химических сдвигов протонов

комплексов. Изменение химических сдвигов ¹Н в

циклодекстриновой молекуле

∆δ₁ произошли в

спектрах субстрата позволяет определить

одинаковой мере как для внутренних гидрофобных

направление вхождения последнего в полость

протонов Н³, Н⁵ и Н⁶, так и для находящихся на

циклодекстринов [10-12].

внешней гидрофильной поверхности протонов Н¹,

Строение экдизона

1 было установлено на

Н² и Н⁴(нумерация атомов приведена на схеме 2).

основании результатов спектроскопии ЯМР ¹Н и

В молекуле экдизона 1 наибольшие изменения в

¹³С в ДМСО-d₆ (табл. 1). Правильность отнесения

спектрах ЯМР наблюдаются для протонов

сигналов одномерных спектров ЯМР ¹Н и ¹³С была

стероидных колец Н⁷, Н¹⁵, Н¹⁶ и некольцевых

подтверждена данными двумерных корреляций

метинового Н²² и метильных протонов Н²¹, Н²⁶ и

¹Н-¹Н TOCSY, ¹Н-¹Н ROESY, ¹Н-¹³C HMQC и ¹Н-

Н²⁷. Эти результаты свидетельствуют о том, что

¹³C HMВC. Спектры ЯМР 1Н α-, β-, γ- и 2-

при супрамолекулярной самосборке происходит

гидроксипропил-β-циклодекстринов в свободном

образование как комплексов включения, так и

состоянии и супрамолекулярных комплексов с

комплексов без включения [12, 13]. Образуемые

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 3 2019

396

ТЕМИРГАЗИЕВ и др.

Таблица 1. Химические сдвиги ядер ¹Н и ¹³С экдизона 1 в свободном состоянии (δ0) и в составе комплексов 2 (δ1), 3

(δ₂) и 4 (δ₃)

δ_С, м. д.

δ_Н, м. д.

№ атома

Группа

δ₀

δ₁

Δδ₁= δ₁- δ₀

δ₂

Δδ₂= δ₂- δ₀

δ₃

Δδ₃= δ₃- δ₀

1_ax

СН₂

29.62

1.41

1.40

-0.01

1.41

1_eq

1.46

-0.05

1.46

1.44

-0.02

1.41

2_ax

СН₂

28.73

1.54

1.56

0.02

1.48

-0.06

2_eq

1.56

1.53

-0.03

1.59

0.03

1.52

-0.04

СН

63.22

3.40

3.44

0.04

3.59

0.19

3.37

-0.03

ОН

4.45

4_ax

СН₂

32.55

1.54

4_eq

1.56

1.53

-0.03

1.59

0.03

1.52

-0.04

СН

47.65

2.23

2.27

0.04

2.25

0.02

2.30

0.07

СО

203.23

СН

120.76

5.60

5.84

0.24

5.75

0.15

5.83

0.23

165.91

СН

36.58

3.01

3.04

0.03

3.02

0.01

3.05

0.04

36.58

11_ax

СН₂

20.60

1.46

1.44

-0.02

11_eq

1.56

1.53

-0.03

1.59

0.03

1.52

-0.04

12_ax

СН₂

31.00

1.56

1.53

-0.03

1.59

0.03

1.52

-0.04

12_eq

1.95

1.92

-0.03

1.80

-0.15

1.92

-0.03

47.37

83.39

ОН

15_ax

СН₂

29.62

1.54

1.53

-0.01

1.56

0.02

1.48

-0.06

15_eq

1.85

1.76

-0.09

1.79

-0.06

1.84

-0.01

16_ax

СН₂

21.58

1.56

16_eq

1.83

1.76

-0.07

1.79

-0.04

1.81

-0.02

СН

47.37

1.95

1.92

-0.03

1.80

-0.15

1.92

-0.03

СН₃

15.85

0.55

0.63

0.08

0.58

0.03

0.63

0.08

СН₃

24.36

0.81

0.87

0.06

0.84

0.03

0.83

0.02

СН

42.35

1.56

1.53

-0.03

1.59

-0.03

1.52

-0.04

СН₃

13.42

0.79

0.87

0.08

0.79

0.83

0.04

СН

72.87

3.34

3.44

0.10

3.57

0.23

3.37

0.03

ОН

4.17

23_ax

СН₂

24.58

1.18

1.23

-0.05

1.24

0.06

1.16

-0.02

23_eq

1.31

1.27

-0.04

1.31

1.35

0.04

24_ax

СН₂

41.79

1.29

1.27

-0.02

1.31

0.02

1.27

-0.02

24_eq

1.76

1.75

-0.01

1.76

ОН

4.47

69.33

ОН

СН₃

30.53

1.01

1.09

0.08

1.08

0.07

1.08

0.07

СН₃

26.27

1.03

1.09

0.06

1.08

0.05

1.08

0.05

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 3 2019

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

397

Схема 3.

H₃C

11 12

H₃C

CH₃

20 22

H₃C

CH₃

H₃27 OH

11 12

H₃C

CH₃

1 19

20 22

CH₃

H₃27 OH

при этом водорастворимые агрегаты способны

данном комплексе на

1 молекулу стероида

солюбилизировать липофильные молекулы субстратов

приходится 2 молекулы γ-циклодекстрина, причем

через неинклюзивное комплексообразование [14].

в молекуле субстрата 1 наибольшие изменения

химических сдвигов наблюдаются для кольцевых и

В спектрах ЯМР ¹Н супрамолекул комплекса 3

некольцевых протонов, наиболее вероятно

наибольшее изменение химических сдвигов при

образование комплекса включения 4 с вхождением

образовании комплексов происходит у гидрофоб-

стероидной молекулы разными концами в

ного внутриполостного протона Н³ цикло-декст-

циклодекстриновые полости. Изменения хими-

рина (нумерация атомов приведена на схеме

3).

ческих сдвигов внешних протонов γ-цикло-

Изменения в химических сдвигах наблюдаются для

декстрина возможны при взаимодействии с гид-

протонов как внешней, так и внутренней сферы γ-

роксигруппами и протонами экдизона

циклодекстрина. В стероидной молекуле наи-

находящимися вне циклодекстриновой полости.

большие химические сдвиги протонов отмечены

для циклических стероидных протонов Н³, Н¹² и

При использовании в качестве компонента

Н¹⁷, а также некольцевого протона Н²². Так как в

супрамолекулярной самосборки 2-гидроксипропил-

Таблица 2. Химические сдвиги ядер ¹Н β-, γ- и 2-гидроксипропил-β-циклодекстринов в свободном состоянии (δ₀) и в

составе комплексов 2 (δ₁), 3 (δ₂) и 4 (δ₃)

β-Циклодекстрин

γ-Циклодекстрин

2-Гидроксипропил-β- циклодекстрин

№ атома

δ₀, м. д.

δ₁, м. д.

Δδ₁= δ₁- δ₀

δ₀, м. д.

δ₂, м. д.

Δδ₂= δ₂- δ₀

δ₀, м. д.

δ₃, м. д.

Δδ₃= δ₃- δ₀

4.87

4.92

0.05

4.96

4.92

-0.04

4.92

0.00

3.45

3.49

0.04

3.51

0.00

3.48

0.00

3.77

3.81

0.04

3.78

3.70

-0.08

3.87

3.86

-0.01

3.39

3.44

0.05

3.44

3.43

-0.01

3.44

0.00

3.68

3.72

0.04

3.72

3.68

-0.04

3.72

0.00

3.68

3.72

0.04

3.72

3.68

-0.04

3.72

0.00

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 3 2019

398

ТЕМИРГАЗИЕВ и др.

β-циклодекстрина, более гидрофилизированного по

Комплекс 2. Т. пл. 293-296°С (этилацетат-

сравнению с другими циклодекстринами из-за

метанол). ИК спектр (KВr), ν, см^-1: 1030, 1165, 1647

наличия дополнительных

2-гидроксипропильных

(C=O), 2357, 2932, 3445 (OH).

фрагментов, в образованном супрамолекулярном

Комплекс

3. Т. пл.314-317°С (этилацетат-

комплексе

4 практически не наблюдаются

метанол). ИК спектр (KВr), ν, см^-1: 578, 1030, 1157,

изменения как для внутренних, так и для внешних

1377, 1655 (C=O), 2928, 3414 (OH).

протонов 2-гидроксипропил-β-циклодекстрина. В

молекуле экдизона

1 наибольшие изменения в

Комплекс 4. Т. пл. 350°С (разл.) (этилацетат-

химических сдвигах наблюдаются для протонов

метанол). ИК спектр (KВr), ν, см^-1: 1022, 1061,

Н⁷, Н¹⁸ и Н²⁶. В этом случае, вероятно, супра-

1377, 1651 (C=O), 2365, 2943, 3433 (OH).

молекулярная самосборка приводит к образованию

Исследование противовоспалительной актив-

комплексов без включения 4 за счет межмоле-

ности проводили по методике [15]. Исследуемые

кулярного взаимодействия гидроксильных групп

объекты изучали в дозе 25 мг/кг при пероральном

как со стороны стероидной молекулы, так и

введении в виде крахмальной слизи. Препарат

2-гидроксипропил-β-циклодекстрина.

сравнения Диклофенак натрия изучали в дозе

25 мг/кг. Статистическую обработку результатов

Все полученные комплексы

2-4 имели

проводили с использованием пакета программ

достаточную растворимость в воде.

Statistica 6.0. Межгрупповые отличия оценивали

непараметрическим U-критерием Манна-Уитни.

Результаты скринингового исследования противо-

Достоверными считались различия при достиг-

воспалительной активности комплексов

2-4

нутом уровне значимости p < 0.05.

показали, что комплекс 2 в дозе 25 мг/кг обладает

выраженной противовоспалительной активностью

Работа выполнена с соблюдением всех приме-

на модели острой экссудативной реакции и

нимых международных, национальных и

превышает по активности препарат сравнения

институциональных руководящих принципов по

Диклофенак натрия в 1.6 раза, тогда как комплекс

уходу и использованию животных.

3 показал слабую активность, а комплекс 4 и вовсе

не проявил противовоспалительную активность.

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Работа выполнена при финансовой поддержке

Комитета науки Министерства образования и науки

Спектры ЯМР ¹Н и ¹³С записаны на спектро-

Республики Казахстан (проект № АР05133718).

метре Jeol JNM-ECA 400 (399.78 и 100.53 МГц

соответственно) в растворе ДМСО-d₆ для экдизона

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

1 и в D₂O для комплексов включения 2-4 при

комнатной температуре.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

интересов.

β-, γ- и

2-гидроксипропил-β-циклодекстрины

использовали производства компании «Fluka» с

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

чистотой 99%.

1. Dodziuk H. Cyclodextrins and their complexes:

Получение супрамолекулярных комплексов

chemistry, analytical methods, applications. Weinheim:

2-4. К 0.05 г (0.11 ммоль) экдизона 1, раство-

Wiley-VCH, 2006. 504 р.

ренного в 3 мл абсолютного этанола, добавляли

2. Rinaldi L., Binello A., Stolle A., Curini M., Cravotto G. //

0.124 г (0.11 ммоль) β-циклодекстринна [в случае

Steroids.

2015. Vol.

98. P.

58. doi

10.1016/

γ- или

2-гидроксипропил-β-циклодекстринов

j.steroids.2015.02.016

добавляли

0.142 г

(0.11 ммоль) или

0.182 г

3. Forgo P., Vincze I., Kover K.E. // Steroids.

2003.

(0.11 ммоль) вещества соответственно, растворен-

Vol. 68. P. 321. doi 10.1016/S0039-128X(03)00041-2

ного в

4 мл дистиллированной воды]. Смесь

4. Jover A., Budal R.M., Al-Soufi W., Meijide F., Tato J.V.,

перемешивали при 50°С в течение 8 ч. Осадок

Yunes R.A. // Steroids. 2003. Vol. 68. P. 55. doi

отфильтровывали, промывали этанолом и сушили

10.1016/S0039-128X(02)00115-0

в вакуумном шкафу при 40°С. Комплексы пред-

5. Yanga R., Chena J.-B., Dai X.-Y., Huang R., Xiao C.-F.,

ставляли собой белые порошкообразные вещества.

Gao Zh.-Y., Yang B., Yang L.-J., Yan S.-J., Zhang H.-B.,

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 3 2019

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

399

Qing Ch., Lin J. // Carbohydr. Polym. 2012. Vol. 89.

10. Nowakowski M., Ejchart A.

// J. Incl. Phenom.

N 1. P. 89. doi 10.1016/j.carbpol.2012.02.054

Macrocycl. Chem. 2014. Vol. 79. N 3. P. 337. doi

6. Yuan Ch., Jin Zh., Xu X. // Carbohydr. Polym. 2012.

10.1007/s10847-013-0356-4

Vol. 89. N 2. P. 492. doi 10.1016/j.carbpol.2012.03.033

11. Maheshwari A., Sharma M., Sharma D. // J. Incl.

7. Dandawate P.R., Vyas A., Ahmad A., Banerjee S.,

Phenom. Macrocycl. Chem. 2013. Vol. 77. N 1-4.

Deshpande J., Swamy K.V., Jamadar A., Dumhe-Klaire A.K.,

P. 337. doi 10.1007/s10847-012-0251-4

Padhye S., Sarkar F.H. // Pharm. Res. 2012. Vol. 29.

12. Hazra S., Hossain M., Kumar G.S. // J. Incl. Phenom.

N 7. P. 1775. doi 10.1007/s11095-012-0700-1

Macrocycl. Chem. 2014. Vol. 78. N 1-4. P. 311. doi

8. Саатов З., Горовиц М.Б., Мелибаев С., Абубакиров Н.К. //

10.1007/s10847-013-0301-6

ХПС. 1986. Т. 22. № 1. С. 77; Saatov Z., Gorovits M.B.,

13. Demarco P.V., Thakkar A.I. // J. Chem. Soc. Chem.

Melibaev S., Abubakirov N.K. // Chem. Nat. Compd.

Commun. 1970. N 1. P. 2. doi 10.1039/C29700000002

1986. Vol. 22. N 1. P. 71. doi 10.1007/BF00574584

14. Loftsson T., Masson M., Brewster M.E. // J. Pharm. Sci.

9. Тулеуов Б.И., Заварзин И.В., Шашков А.С.,

2004. Vol. 93. N 5. P. 1091. doi 10.1002/jps.20047

Чернобурова Е.И., Адекенов С.М. // Изв. АН. Сер.

хим. 2018. №4. С. 663; Tuleuov B.I., Zavarzin I.V.,

15. Руководство по экспериментальному (доклини-

Shashkov A.S., Chernoburov E.I., Adekenov S. M. //

ческому) изучению новых фармакологических

Russ. Chem. Bull. 2018. Vol. 67. N 4. P. 663. doi

веществ / Под ред. Р.У. Хамриева. М.: Медицина,

10.1007/s11172-018-2120-9

2005. 832 с.

Supramolecular Complexes of 3-Epi-2-deoxyecdysone

with Cyclodextrins and Their Anti-Inflammatory Activity

B. S. Temirgazieva,b*, B. I. Tuleuov^a, M. A. Romanova^a, R. B. Seidakhmetova^a,

T. M. Seilkhanov^c, O. T. Seilkhanov^c, L. K. Salkeeva^b, and S. M. Adekenov^a

^aInternational Scientific and Production Holding “Phytochemistry”, ul. Gazalieva 4, Karaganda, 100009 Kazakhstan

*e-mail: b_a_h_a1990@mail.ru

^bE. A. Buketov Karaganda State University, Karaganda, Kazakhstan

^c Sh. Ualikhanov Kokshetau State University, Kokshetau, Kazakhstan

Received October 11, 2018; revised October 11, 2018; accepted October 15, 2018

The ecdysteroid 3-epi-2-deoxyecdysone was isolated from the aerial part of Acanthophyllum gypsophiloides

Regel. Complexation ability of ecdysteroid with α-, β-, γ- and 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrins was studied by

NMR spectroscopy. Anti-inflammatory activity of the obtained complexes of 3-epi-2-deoxyecdysone with

cyclodextrins was investigated.

Keywords: 3-epi-2-deoxyecdysone, cyclodextrins, supramolecular complexes, inclusion complexes

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 3 2019