ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 10, с. 1533-1540

УДК 547.455.522:546.59

СИНТЕЗ 6-МЕРКАПТОГЕКСАНОИЛГИДРАЗОНОВ

МОНО- И ДИСАХАРИДОВ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ

ЛИГАНДОВ ГЛИКОНАНОЧАСТИЦ БЛАГОРОДНЫХ

МЕТАЛЛОВ

a Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук,

Большой пр. 31, Санкт-Петербург, 199004 Россия

^bНаучно-исследовательский испытательный центр (медико-биологической защиты)

Государственного научно-исследовательского испытательного института военной медицины

Министерства обороны РФ, Санкт-Петербург, 195043 Россия

c Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия

*е-mail: ershov305@mail.ru

Поступило в Редакцию 22 июня 2020 г.

После доработки 22 июня 2020 г.

Принято к печати 9 июля 2020 г.

Методами спектроскопии ЯМР ¹Н и ¹³С изучено строение неизвестных ранее продуктов конденсации

серии альдоз (L-фукозы, L-рамнозы, D-маннозы, D-галактозы, D-глюкозы, N-ацетил-D-глюкозамина,

N-ацетил-D-маннозамина, D-лактозы и D-мальтозы) с гидразидом 6-меркаптогексановой кислоты - пер-

спективных гликолигандов наночастиц благородных металлов. Показано, что производные L-фукозы,

L-рамнозы, D-маннозы, D-галактозы и N-ацетил-D-маннозамина находятся в растворе в ДМСО-d₆ в виде

таутомерной смеси открытой гидразонной и циклической пиранозной форм. Линейная гидразонная

форма представлена набором Z′,E′-конформационных изомеров, отличающихся расположением за-

местителей относительно амидной связи C-N, в сопоставимых количествах. Продукты конденсации,

полученные на основе D-глюкозы, N-ацетил-D-глюкозамина, D-лактозы и D-мальтозы в кристаллическом

состоянии и в растворах в ДМСО-d₆ имеют исключительно циклическое пиранозное строение, представ-

ленное α,β-конфигурационными изомерами. Аналогичный переход в пиранозную форму наблюдается в

растворах всех исследуемых соединений в D₂O.

Ключевые слова: тиолсодержащие моно- и дисахариды, кольчато-цепная таутомерия

DOI: 10.31857/S0044460X2010008X

Тиолированные сахара - интенсивно развива-

маркеров и биосенсоров [3-5], активно применя-

ющийся класс углеводов, нашедший в последнее

ются при диагностике и лечении онкологических

время применение в качестве лигандов в синтезе

заболеваний [1, 6-13], обладают бактерицидными

гликонаночастиц благородных металлов. Благо-

и противовирусными свойствами [14].

даря разветвленной сети углеводных фрагментов,

Ранее нами был предложен простой метод син-

гликонаночастицы моделируют естественную кле-

теза гликонаночастиц Ag и Au на основе продуктов

точную поверхность и обладают высоким срод-

конденсации гидразидов тиогликолевой, 3-мер-

ством к природным гликопротеиновым молекулам

каптопропионовой и 2-меркаптобензойной кислот

(лектинам), а наличие в их составе металлического

с серией моно- и дисахаридов, а также показана

ядра, придает им уникальные оптические свойства

высокая антивирусная и антимикробная актив-

[1-14]. Действительно, гликонаночастицы Ag и

ность полученных конъюгатов [15-20]. Развивая

Au используются в качестве иммунохимиических

разработанную «гидразидную технологию» син-

1533

1534

ЕРШОВ и др.

Схема 1.

теза тиолированных сахаров и гликонаночастиц

Б, а в растворе они частично превращаются в ли-

благородных металлов на их основе, мы изучили

нейную форму A.

возможности получения тиолированных гликоли-

Для большинства 6-меркаптогексаноилгидра-

гандов на примере продуктов конденсации гидра-

зонов альдоз в спектрах ЯМР ¹Н и ¹³С в ДМСО-d₆

зида 6-меркаптогексановой кислоты с серией при-

наблюдаются два набора резонансных сигналов,

родных моно- и дисахаридов (схема 1).

отвечающих двум стереоизомерам линейной фор-

Исходный гидразид 1 был получен с выходом

мы А (см. таблицу). Наблюдаемое удвоение сигна-

85% по известной методике [19]; его физико-хими-

лов в спектрах ЯМР ¹Н и ¹³С исследуемых соедине-

ческие и спектральные характеристики полностью

ний следует связать с наличием конформационных

соответствовали литературным данным. 6-Мер-

Z′,E′-изомеров линейной формы А, отличающихся

каптогексаноилгидразоны альдоз 3а-и образуются

расположением заместителей относительно амид-

с выходом 60-85% при кипячении эквимолярных

ной связи C-N. Существование E,Z-конфигураци-

количеств исходных реагентов 1 и 2а-и в метаноле

онной изомерии относительно связи C=N нами не

или водно-метанольном растворе в течение 5 ч.

рассматривалось, поскольку альдоацилгидразоны

имеют преимущественное или полное E-конфи-

6-Меркаптогексаноилгидразоны

3а-и пред-

ставляют собой потенциальные таутомерные си-

гурационное построение относительно этой связи

[18, 20]. Отнесение сигналов E,E′- и E,Z′-конфор-

стемы, способные существовать в виде линейной

меров линейной формы А основано на известном

гидразонной формы А и/или циклической пира-

различии в положении химических сдвигов ато-

нозной формы Б. Относительная интенсивность

сигналов, приписываемых формам A и Б в спек-

мов углерода связей C=N и C=O в спектрах ЯМР

¹³С; сигналы E′-изомера этих групп располагаются

трах ЯМР ¹H и ¹³C, изменялась со временем; че-

в области 145 и 170 м. д., тогда как для Z′-изоме-

рез 48 ч эти изменения прекращались, указывая на

ра эти сигналы лежат при 150 и 160 м. д. соответ-

достижение равновесного состояния. В спектрах

ственно [20].

ЯМР ¹H и ¹³C соединений 3а-и, снятых сразу по-

сле растворения в ДМСО-d₆, интенсивность сиг-

Аналогичное удвоение сигналов в спектрах

налов, приписываемых пиранозной форме Б, была

ЯМР ¹Н и ¹³С для большинства 6-меркаптогекса-

значительно выше, чем в спектрах, зарегистри-

ноилгидразонов альдоз фиксируется и для цикли-

рованных после установления равновесия А↔Б.

ческой формы Б (см. таблицу). Наблюдаемое

Это указывает, что в кристаллическом состоянии

удвоение сигналов обусловлено наличием α,β-кон-

соединения 3а-и существуют в пиранозной форме

фигурационной изомерии при аномерном атоме

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

СИНТЕЗ 6-МЕРКАПТОГЕКСАНОИЛГИДР

АЗОНОВ МОНО- И ДИСАХАРИДОВ

1535

Таутомерный состав соединений 3а-и в различных растворителях (72 ч после растворения)

№

Растворитель

Форма E,E′-А

Форма E,Z′-А

Форма α-Б

Форма β-Б

3а

ДMСO-d₆

3б

ДMСO-d₆

D₂O

3в

ДMСO-d₆

D₂O

3г

ДMСO-d₆

D₂O

100

3д

ДMСO-d₆

3е

ДMСO-d₆

3ж

ДMСO-d₆

D₂O

100

3з

ДMСO-d₆

3и

ДMСO-d₆

углерода С¹ пиранозной формы. При этом ду-

динений 1 и 2а-и в нейтральной и слабощелочной

блетному сигналу Н¹, находящемуся в более силь-

среде, что контролировалось съемкой их спектров

ных полях и имеющему бóльшую величину КССВ

ЯМР ¹Н и ¹³С в растворе в D₂O в течение 4 недель.

(J = 8.0-9.0 Гц), следует приписать β-конфигура-

Однако при добавлении каталитических количеств

цию. Сигнал атома Н¹ α-конфигурационного изо-

минеральных кислот такой процесс ускоряется,

мера обнаруживается в более слабом поле и имеет

приводя к смеси исходных компонентов уже через

меньшую величину КССВ (J = 4.0-4.5 Гц). Обрат-

несколько часов. Данное обстоятельство, безус-

ное расположение сигналов обычно наблюдает-

ловно, необходимо учитывать при последующем

ся для атома С¹ в спектрах ЯМР ¹³С: 85-88 м. д.

использовании соединений 3а-и в качестве ли-

(α-изомер) и 90-95 м. д. (β-изомер).

гандов во взаимодействии с водными растворами

Продукты конденсации гидразида

6-мер-

коллоидного серебра и золота [21].

каптогексановой кислоты с D-глюкозой 3д и N-

Поскольку для продуктов конденсации гидра-

ацетил-D-глюкозамином 3е, а также продукты на

зида 6-меркаптогексановой кислоты с моно- и ди-

основе D-лактозы 3з и D-мальтозы 3и проявляют

сахаридами частичный переход в линейную форму

склонность к нахождению в единственной цикли-

А наблюдается лишь в растворах в ДМСО-d₆, тер-

ческой пиранозной форме А, представленной в

мин «6-меркаптогексаноилгидразон» для подоб-

растворе в ДМСО-d₆ двумя α,β-конфигурацион-

ных систем носит условный характер.

ными изомерами. Аналогичная тенденция к ста-

Таким образом, предложен малостадийный

билизации пиранозной формы для тиолированных

метод синтеза тиолированных моно- и дисаха-

ацилгидразонов дисахаридов была отмечена нами

ридов - перспективных лигандов для получения

ранее при изучении строения продуктов конден-

гликонаночастиц серебра и золота. Важно подчер-

сации D-лактозы и D-мальтозы с гидразидами ти-

кнуть, что разработанный метод не предполагает

огликолевой, 3-меркаптопропионовой и 11-мер-

предварительной защиты гидроксильных групп

каптоундекановой кислот [17, 18].

исходного углевода, что в значительной степени

Стабилизировать пиранозную форму Б удает-

упрощает синтез тиолсодержащих сахаров и гли-

ся и варьированием природы используемого рас-

конаночастиц благородных металлов на их основе.

творителя. Так, судя по данным спектроскопии

Это будет являться предметом наших дальнейших

ЯМР ¹Н и ¹³С, переход от апротонного полярного

исследований.

ДМСО-d₆ к раствору в D₂О полностью смещает

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

равновесие А↔Б в сторону циклического тауто-

мера (см. таблицу).

Элементный анализ полученных соединений

6-Меркаптогексаноилгидразоны

3а-и оказа-

проводили на анализаторе Hewlett-Packard 185B.

лись стабильными к гидролизу до исходных сое-

Спектры ЯМР ¹Н и ¹³С снимали на спектроме-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

1536

ЕРШОВ и др.

тре Bruker AV-400 при рабочих частотах 400 и

м. д.: форма E,E′-А, 16.70 (СН₃), 23.79 (СН₂), 24.78

100 МГц соответственно. Контроль за протеканием

(СН₂), 27.67 (2СН₂), 34.01 (СН₂), 65.52 (C⁵), 70.35

реакций осуществляли методом ТСХ на пластин-

(С⁴), 71.80 (С²), 72.89 (С³), 148.85 (С=N), 174.04

ках марки Silufol UV-254 в системе бензол-ацетон,

(C=O); форма E,Z′-А, 17.01 (СН₃), 23.79 (СН₂),

4:1. Таутомерный состав исследуемых соединений

24.78 (СН₂), 27.67 (2СН₂), 34.01 (СН₂), 65.24 (C⁵),

определяли интегрированием соответствующих

70.35 (С⁴), 71.34 (С²), 72.52 (С³), 151.80 (С=N),

сигналов в спектрах ЯМР ¹Н. Погрешность изме-

168.44 (C=O); форма α-Б, 19.85 (СН₃), 24.75 (СН₂),

рений составляла ±5%.

27.54 (СН₂), 28.58 (2СН₂), 33.34 (СН₂), 67.37 (C⁵),

Гидразид 6-меркаптогексановой кислоты 1

70.04 (С⁴), 71.84 (С²), 72.52 (С³), 88.41 (С¹), 170.53

получен по методике [19]. Выход 85%, т. пл. 44-

(C=O); форма β-Б, 19.88 (СН₃), 24.94 (СН₂), 27.44

46°С. Спектр ЯМР ¹Н (ДMСO-d₆), δ_C, м. д.: 1.30

(СН₂), 28.42 (2СН₂), 33.13 (СН₂), 67.89 (C⁵), 71.38

м (2Н, СН₂), 1.49 м (4Н, 2СН₂), 1.99 т (2Н, J =

(С⁴), 73.58 (С³), 74.58 (С²), 91.56 (С¹), 172.41 (C=O).

7.0 Гц, СН₂), 2.19 т (1Н, J = 7.5 Гц, SН), 2.44 к (2Н,

Найдено, %: С 46.68, H 7.90, N 9.13. C₁₂H₂₄N₂O₅S.

J = 7.0 Гц, СН₂S), 4.14 уш. с (2Н, NH₂), 8.92 уш. с

Вычислено, %: С 46.74, H 7.84, N 9.08.

(1Н, NHCO). Спектр ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆), δ, м. д.:

6-Меркаптогексаноилгидразон L-рамнозы

23.79 (CH₂), 24.79 (CH₂), 27.50 (CH₂), 33.21 (CH₂),

(3б). Выход 70%, т. пл. 103-105°С. Спектр ЯМР

33.42 (CH₂), 171.67 (C=O). Найдено, %: С 44.37, H

¹Н (ДMСO-d₆), δ, м. д.: форма E,E′-А (25%), 1.09

8.63, N 17.34. C₆H₁₄N₂OS. Вычислено, %: С 44.41,

д (0.75Н, J = 7.0 Гц, СН₃), 1.33 м (0.5Н, СН₂), 1.52

H 8.70, N 17.27.

м (1Н, 2СН₂), 2.01 м (0.5Н, СН₂), 2.46 к (0.5Н, J =

Синтез

6-меркаптогексаноилгидразонов

7.0 Гц, СН₂S), 7.26 д (0.25Н, J = 6.5 Гц, HC=N),

альдоз 3а-и. Раствор 1.62 г (10 ммоль) гидрази-

10.83 уш. с (0.25Н, NHCO); форма E,Z′-А (25%),

да 6-меркаптогексановой кислоты и 10 ммоль

1.09 д (0.75Н, J = 7.0 Гц, СН₃), 1.33 м (0.5Н, СН₂),

соответствующего моно- или дисахарида в 30 мл

1.52 м (1Н, 2СН₂), 2.01 м (0.5Н, СН₂), 2.46 к (0.5Н,

МеOH (для соединений 3з, и в смеси 25 мл МеOH

J = 7.0 Гц, СН₂S), 7.39 д (0.25Н, J = 6.5 Гц, HC=N),

и 5 мл Н₂О) кипятили в течение 3 ч. После охлаж-

11.00 уш. с (0.25Н, NHCO); форма α-Б (30%), 1.13

дения белую кристаллическую массу отфильтро-

д (0.9Н, J = 7.0 Гц, СН₃), 1.33 м (0.6Н, СН₂), 1.52

вывали, сушили в вакууме и хранили в эксикаторе

м (1.2Н, 2СН₂), 2.01 м (0.6Н, СН₂), 2.46 к (0.6Н,

над Р₂О₅.

J = 7.0 Гц, СН₂S), 5.11 д (0.3Н, J = 5.0 Гц, Н¹),

6-Меркаптогексаноилгидразон

L-фукозы

9.23 уш. с (0.3Н, NHCO); форма β-Б (20%), 1.13 д

(3а). Выход 85%, т. пл. 183-185°С. Спектр ЯМР

(0.6Н, J = 7.0 Гц, СН₃), 1.33 м (0.4Н, СН₂), 1.52 м

¹Н (ДMСO-d₆), δ, м. д.: форма E,E′-А (15%), 1.08 д

(0.8Н, 2СН₂), 2.01 м (0.4Н, СН₂), 2.46 к (0.4Н, J =

(0.45Н, J = 7.0 Гц, СН₃), 1.32 м (0.3Н, СН₂), 1.50 м

7.0 Гц, СН₂S), 3.98 д (0.2Н, J = 8.5 Гц, Н¹), 9.14

(0.3Н, СН₂), 1.59 м (0.3Н, СН₂), 2.05 м (0.3Н, СН₂),

уш. с (0.2Н, NHCO). Спектр ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆),

2.67 т (0.3Н, J = 6.0 Гц, СН₂S), 7.35 д (0.15Н, J =

δ_С, м. д.: форма E,E′-А, 18.16 (СН₃), 23.81 (СН₂),

5.5 Гц, HC=N), 10.82 уш. с (0.15Н, NHCO); форма

24.57 (СН₂), 27.25 (СН₂), 27.50 (СН₂), 34.02 (СН₂),

E,Z′-А (15%), 1.08 д (0.45Н, J = 7.0 Гц, СН₃), 1.32 м

68.25 (C⁵), 70.68 (С³), 71.82 (С²), 73.38 (С⁴), 148.52

(0.3Н, СН₂), 1.50 м (0.3Н, СН₂), 1.59 м (0.3Н, СН₂),

(С=N), 174.06 (C=O); форма E,Z′-А, 18.16 (СН₃),

2.05 м (0.3Н, СН₂), 2.67 т (0.3Н, J = 6.0 Гц, СН₂S),

23.81 (СН₂), 24.57 (СН₂), 27.25 (СН₂), 27.50 (СН₂),

7.48 д (0.15Н, J = 5.5 Гц, HC=N), 10.98 уш. с (0.15Н,

34.02 (СН₂), 68.25 (C⁵), 70.64 (С³), 72.70 (С²), 73.42

NHCO); форма α-Б (20%), 1.12 д (0.6Н, J = 7.0 Гц,

(С⁴), 151.19 (С=N), 168.43 (C=O); форма α-Б, 20.91

СН₃), 1.32 м (0.4Н, СН₂), 1.50 м (0.4Н, СН₂), 1.59

(СН₃), 23.70 (СН₂), 24.81 (СН₂), 27.34 (СН₂), 27.65

м (0.4Н, СН₂), 2.05 м (0.4Н, СН₂), 2.67 т (0.4Н, J =

(СН₂), 33.21 (СН₂), 66.28 (C⁵), 69.39 (C³), 70.73

6.0 Гц, СН₂S), 4.92 д (0.2Н, J = 4.0 Гц, Н¹), 9.25 уш.

(C²), 71.15 (С⁴), 89.03 (С¹), 169.80 (C=O); форма

с (0.2Н, NHCO); форма β-Б (50%), 1.12 д (1.5Н, J =

β-Б, 20.91 (СН₃), 23.70 (СН₂), 24.81 (СН₂), 27.34

7.0 Гц, СН₃), 1.32 м (1Н, СН₂), 1.50 м (1Н, СН₂),

(СН₂), 27.65 (СН₂), 33.21 (СН₂), 66.32 (C⁵), 72.19

1.59 м (1Н, СН₂), 2.05 м (1Н, СН₂), 2.67 т (1Н, J =

(С⁴), 73.17 (С²), 74.10 (С³), 87.95 (С¹), 171.47 (C=O).

6.0 Гц, СН₂S), 3.66 д (0.5Н, J = 8.5 Гц, Н¹), 9.41 уш.

Найдено, %: С 46.79, H 7.79, N 9.02. C₁₂H₂₄N₂O₅S.

с (0.5Н, NHCO). Спектр ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆), δ_С,

Вычислено, %: С 46.74, H 7.84, N 9.08.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

СИНТЕЗ 6-МЕРКАПТОГЕКСАНОИЛГИДР

АЗОНОВ МОНО- И ДИСАХАРИДОВ

1537

6-Меркаптогексаноилгидразон D-маннозы

ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆), δ_С, м. д.: форма E,E′-А, 23.82

(3в). Выход 75%, т. пл. 125-127°С. Спектр ЯМР

(СН₂), 27.49 (СН₂), 27.65 (СН₂), 31.77 (СН₂), 34.05

¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма E,E-А (35%), 1.33

(СН₂), 60.57 (C⁶), 68.34 (С⁴), 69.18 (С²), 69.87 (С³),

м (0.7Н, СН₂), 1.51 м (1.4Н, 2СН₂), 2.14 м (0.7Н,

70.70 (С⁵), 148.94 (С=N), 174.14 (C=O); форма

СН₂), 2.46 т (0.7Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 7.26 д (0.35Н,

E,Z′-А, 23.82 (СН₂), 27.49 (СН₂), 27.65 (СН₂), 31.77

J = 5.0 Гц, HC=N), 10.83 уш. с (0.35Н, NHCO); фор-

(СН₂), 34.05 (СН₂), 60.57 (C⁶), 68.23 (С⁴), 69.12

ма E,Z′-А (30%), 1.33 м (0.6Н, СН₂), 1.51 м (1.2Н,

(С²), 69.90 (С³), 70.70 (С⁵), 151.87 (С=N), 168.52

2СН₂), 2.14 м (0.6Н, СН₂), 2.46 т (0.6Н, J = 7.0 Гц,

(C=O); форма α-Б, 23.72 (СН₂), 24.61 (СН₂), 25.10

СН₂S), 7.39 д (0.3Н, J = 4.5 Гц, HC=N), 11.00 уш.

(СН₂), 28.60 (СН₂), 33.34 (СН₂), 63.03 (C⁶), 69.59

с (0.3Н, NHCO); форма α-Б (15%), 1.33 м (0.3Н,

(С²), 70.43 (С³), 70.71 (С⁴), 72.26 (С⁵), 88.64 (С¹),

СН₂), 1.51 м (0.6Н, 2СН₂), 2.14 м (0.3Н, СН₂), 2.46

171.14 (C=O); форма β-Б, 23.81 (СН₂), 24.82 (СН₂),

т (0.3Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 4.92 д (0.35Н, J = 4.0 Гц,

27.45 (СН₂), 28.45 (СН₂), 33.23 (СН₂), 63.19 (C⁶),

Н¹), 9.15 уш. с (0.15Н, NHCO); форма β-Б (20%),

70.24 (С⁴), 72.41 (С²), 73.51 (С³), 76.74 (С⁵), 91.75

1.33 м (0.4Н, СН₂), 1.51 м (0.8Н, 2СН₂), 2.14 м

(С¹), 172.40 (C=O). Найдено, %: С 44.40, Н 7.53, N

(0.4Н, СН₂), 2.46 т (0.4Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 3.94

8.60. C₁₂H₂₄N₂O₆S. Вычислено, %: C 44.43, H 7.46,

д (0.2Н, J = 8.5 Гц, Н¹), 9.07 уш. с (0.2Н, NHCO).

N 8.64.

Спектр ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆), δ_С, м. д.: форма E,E-А,

6-Меркаптогексаноилгидразон D-глюкозы

23.82 (СН₂), 24.85 (СН₂), 27.53 (СН₂), 27.69 (СН₂),

(3д). Выход 75%, т. пл. 88-92°С. Спектр ЯМР ¹Н

32.24 (СН₂), 63.93 (C⁶), 69.46 (С⁴), 70.42 (С²), 70.80

(ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма α-Б (25%), 1.31 м (0.5Н,

(С³), 71.25 (С⁵), 148.59 (С=N), 174.12 (C=O); форма

СН₂), 1.50 м (0.5Н, СН₂), 2.06 м (0.5Н, СН₂), 2.44 к

E,Z′-А, 23.81 (СН₂), 24.60 (СН₂), 27.53 (СН₂), 27.69

(0.5Н, J = 7.5 Гц, СН₂S), 4.28 д (0.25Н, J = 4.5 Гц,

(СН₂), 33.55 (СН₂), 63.93 (C⁶), 69.50 (С⁴), 70.47

H¹), 9.29 уш. с (0.25Н, NHCO); форма β-Б (75%),

(С²), 70.87 (С³), 71.30 (С⁵), 151.26 (С=N), 168.50

1.31 м (1.5Н, СН₂), 1.50 м (1.5Н, СН₂), 2.06 м (1.5Н,

(C=O); форма α-Б, 23.72 (СН₂), 24.97 (СН₂), 27.49

СН₂), 2.44 к (1.5Н, J = 7.5 Гц, СН₂S), 3.71 д (0.75Н,

(СН₂), 28.47 (СН₂), 33.62 (СН₂), 61.42 (C⁶), 67.99

J = 8.5 Гц, Н¹), 9.35 уш. с (0.75Н, NHCO). Спектр

(С⁴), 69.12 (С³), 70.04 (С²), 73.65 (С⁵), 88.07 (С¹),

ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆), δ_С, м. д.: форма α-Б, 23.86

170.33 (C=O), форма β-Б, 23.72 (СН₂), 24.82 (СН₂),

(CH₂), 24.94 (CH₂), 27.47 (CH₂), 28.46 (CH₂), 33.39

27.58 (СН₂), 28.47 (СН₂), 33.42 (СН₂), 62.12 (C⁶),

(CH₂), 60.95 (C⁶), 70.17 (C⁴), 71.93 (C²), 73.64 (C³),

67.70 (С⁴), 71.40 (С²), 74.29 (С³), 78.26 (С⁵), 89.00

77.59 (C⁵), 88.25 (C¹), 170.60 (C=O); форма β-Б,

(С¹), 170.33 (C=O). Найдено, %: С 44.36, Н 7.51, N

23.82 (CH₂), 24.78 (CH₂), 27.41 (CH₂), 28.41 (CH₂),

8.58. C₁₂H₂₄N₂O₆S. Вычислено, %: C 44.43, H 7.46,

33.19 (CH₂), 61.52 (C⁶), 70.49 (C⁴), 71.02 (C²), 76.66

N 8.64.

(C³), 78.22 (C⁵), 90.91 (C¹), 172.29 (C=O). Найдено,

6-Меркаптогексаноилгидразон D-галактозы

%: С 44.49, Н 7.40, N 8.69. C₁₂H₂₄N₂O₆S. Вычисле-

(3г). Выход 70%, т. пл. 149-151°С. Спектр ЯМР

но, %: C 44.43, H 7.46, N 8.64.

¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма E,E-А (25%), 1.32 м

6-Меркаптогексаноилгидразон N-ацетил-

(0.5Н, СН₂), 1.51 м (1Н, 2СН₂), 2.06 м (0.5Н, СН₂),

D-глюкозамина (3е). Выход 65%, т. пл. 211-213°С

2.45 к (0.5Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 7.35 д (0.25Н, J =

(разл.). Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма

6.0 Гц, HC=N), 10.83 уш. с (0.25Н, NHCO); форма

α-Б (60%), 1.31 м (1.2Н, СН₂), 1.50 м (2.4Н, 2СН₂),

E,Z′-А (25%), 1.32 м (0.5Н, СН₂), 1.51 м (1Н, 2СН₂),

1.81 с (1.8H, CH₃), 2.04 м (1.2Н, СН₂), 2.47 к (1.2Н,

2.06 м (0.5Н, СН₂), 2.45 к (0.5Н, J = 7.0 Гц, СН₂S),

J = 6.5 Гц, СН₂S), 4.29 д (0.6Н, J = 4.5 Гц, Н¹), 9.33

7.49 д (0.25Н, J = 5.5 Гц, HC=N), 10.99 уш. с (0.25Н,

уш. с (0.6Н, NHCO); форма β-Б (40%): 1.31 м (0.8Н,

NHCO); форма α-Б (10%), 1.32 м (0.2Н, СН₂), 1.51

СН₂), 1.50 м (1.6Н, 2СН₂), 1.86 с (1.2H, CH₃), 2.04

м (0.4Н, 2СН₂), 2.06 м (0.2Н, СН₂), 2.45 к (0.1Н,

м (0.8Н, СН₂), 2.47 к (0.8Н, J = 6.5 Гц, СН₂S), 3.71

J = 7.0 Гц, СН₂S), 4.42 д (0.1Н, J = 4.5 Гц, Н¹),

д (0.4Н, J = 8.5 Гц, Н¹), 9.27 уш. с (0.4Н, NHCO).

9.29 уш. с (0.1Н, NHCO); форма β-Б (40%), 1.32

Спектр ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆), δ_С, м. д.: форма α-Б,

м (0.8Н, СН₂), 1.51 м (1.6Н, 2СН₂), 2.06 м (0.8Н,

22.84 (CH₃), 23.14 (CH₂), 24.87 (CH₂), 27.50 (CH₂),

СН₂), 2.45 к (0.8Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 3.71 д (0.4Н,

28.45 (CH₂), 33.22 (CH₂), 54.45 (C²), 61.30 (C⁶),

J = 8.5 Гц, Н¹), 9.39 уш. с (0.4Н, NHCO). Спектр

70.62 (C⁴), 71.31 (C⁵), 72.20 (C³), 90.75 (C¹), 169.61

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

1538

ЕРШОВ и др.

(C=O), 171.05 (C=O); форма β-Б, 23.01 (CH₃), 23.22

м (1.4Н, СН₂), 2.67 т (1.4Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 3.78

(CH₂), 24.92 (CH₂), 27.43 (CH₂), 28.62 (CH₂), 33.37

д (0.7Н, J = 8.5 Гц, Н¹), 5.11 уш. с (0.7Н, Н^1′), 9.37

(CH₂), 53.65 (C²), 61.49 (C⁶), 70.97 (C⁴), 74.51 (C⁵),

уш. с (0.7Н, NHCO). Спектр ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆),

77.62 (C³), 92.24 (C¹), 169.90 (C=O), 170.62 (C=O).

δ_С, м. д.: форма α-Б, 23.91 (CH₂), 24.78 (CH₂), 27.42

Найдено, %: С 45.96, H 7.51, N 11.57. C₁₄H₂₇N₃O₆S.

(CH₂), 28.47 (CH₂), 33.41 (CH₂), 60.97 (C⁶), 69.88

Вычислено, %: С 46.01, H 7.45, N 11.50.

(С^6′), 69,94 (C^4′), 70.73 (C^2′), 71.51 (C^3′), 72.02 (C⁵,

C^5′), 74.66 (C²), 75.14 (C³), 80.84 (C⁴), 87.89 (C¹),

6-Меркаптогексаноилгидразон N-ацетил-

D-маннозамина (3ж). Выход 60%, т. пл. 108-110°С

103.91 (C^1′), 170.79 (C=O); форма β-Б, 23.84 (CH₂),

(разл.). Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма

24.94 (CH₂), 27.49 (CH₂), 28.42 (CH₂), 33.19 (CH₂),

E,E′-А (20%), 1.32 м (0.4Н, СН₂), 1.51 м (0.8Н,

60.54 (C⁶), 68.30 (C^6′), 70.68 (C^4′), 73.39 (C^2′, C^3′),

2СН₂), 1.89 с (0.6H, CH₃), 2.01 м (0.4Н, СН₂), 2.45

74.89 (C⁵, C^5′), 75.67 (C²), 76.17 (C³), 81.09 (C⁴),

т (0.4Н, J = 6.5 Гц, СН₂S), 7.36 д (0.2Н, J = 4.5 Гц,

90.80 (C¹), 103.97 (C^1′), 172.19 (C=O). Найдено, %:

HC=N), 10.87 уш. с (0.2Н, NHCO); форма E,Z′-А

С 44.39, Н 6.97, N 5.82. C₁₈H₃₄N₂O₁₁S. Вычислено,

(20%), 1.32 м (0.4Н, СН₂), 1.51 м (0.8Н, 2СН₂), 1.89

%: С 44.44, H 7.04, N 5.76.

с (0.6H, CH₃), 2.01 м (0.4Н, СН₂), 2.45 т (0.4Н, J =

6-Меркаптогексаноилгидразон мальтозы

6.5 Гц, СН₂S), 7.55 д (0.2Н, J = 4.5 Гц, HC=N), 11.05

(3и). Выход 75%, т. пл. 123-125°С. Спектр ЯМР ¹Н

уш. с (0.2Н, NHCO); форма α-Б (15%), 1.32 м (0.3Н,

(ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма α-Б (20%), 1.32 м (0.4H,

СН₂), 1.51 м (0.6Н, 2СН₂), 1.84 с (0.45H, CH₃), 2.01

СН₂), 1.50 м (0.4Н, СН₂), 1.60 м (0.4Н, СН₂), 2.06 м

м (0.3Н, СН₂), 2.45 т (0.3Н, J = 6.5 Гц, СН₂S), 4.65

(0.4Н, СН₂), 2.67 т (0.4Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 4.29 д

д (0.15Н, J = 4.0 Гц, Н¹), 9.21 уш. с (0.15Н, NHCO);

(0.2Н, J = 4.5 Гц, Н¹), 4.99 (0.2Н, J = 3.5 Гц, Н^1′), 9.29

форма β-Б (45%), 1.32 м (0.9Н, СН₂), 1.51 м (1.8Н,

уш. с (0.2Н, NHCO); форма β-B (80%), 1.32 м (1.6H,

2СН₂), 1.84 с (1.35H, CH₃), 2.01 м (0.9Н, СН₂), 2.45

СН₂), 1.50 м (1.6Н, СН₂), 1.60 м (1.6Н, СН₂), 2.06

т (0.9Н, J = 6.5 Гц, СН₂S), 3.78 д (0.45Н, J = 8.5 Гц,

м (1.6Н, СН₂), 2.67 т (1.6Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 3.76

Н¹), 9.14 уш. с (0.45Н, NHCO). Спектр ЯМР ¹³С

д (0.8Н, J = 8.5 Гц, Н¹), 4.90 уш. с (0.8Н, Н^1′), 9.38

(ДMСO-d₆), δ_C, м. д.: форма E,E′-А, 22.86 (СН₃),

уш. с (0.8Н, NHCO). Спектр ЯМР ¹³С (ДMСO-d₆),

23.18 (СН₂), 24.92 (CH₂), 27.63 (СН₂), 28.61 (СН₂),

δ_С, м. д.: форма α-Б, 23.91 (CH₂), 25.10 (CH₂), 27.64

34.02 (СН₂), 51.72 (C²), 63.68 (С⁶), 71.20 (С⁴), 72.26

(CH₂), 28.47 (CH₂), 33.42 (CH₂), 60.29 (C⁶), 70.11

(С³), 72.89 (С⁵), 145.61 (С=N), 168.38 (C=O), 174.17

(С^6′), 70.74 (C^4′), 72.57 (C^2′), 72.75 (C^3′), 73.39 (C⁵,

(C=O); форма E,Z′-А, 22.86 (СН₃), 23.18 (СН₂),

C^5′), 73.54 (C²), 73.54 (C³), 79.96 (C⁴), 87.91 (C¹),

24.92 (CH₂), 27.63 (СН₂), 28.61 (СН₂), 34.02 (СН₂),

101.01 (C^1′), 172.29 (C=O); форма β-Б, 23.84 (CH₂),

51.72 (C²), 63.68 (С⁶), 69.59 (С⁴), 72.26 (С³), 72.89

24.78 (CH₂), 27.46 (CH₂), 28.42 (CH₂), 33.19 (CH₂),

(С⁵), 149.06 (С=N), 168.60 (C=O), 170.61 (C=O);

61.04 (C⁶), 70.05 (C^6′), 70.65 (C^4′), 72.61 (C^2′, C^3′),

форма α-Б, 22.84 (СН₃), 23.79 (СН₂), 24.93 (СН₂),

73.45 (C⁵, C^5′), 73.63 (C²), 76.48 (C³), 81.25 (C⁴),

27.73 (СН₂), 28.57 (СН₂), 33.31 (СН₂), 51.56 (C²),

90.88 (C¹), 101.13 (C^1′), 172.34 (C=O). Найдено, %:

61.42 (С⁶), 67.48 (С³), 71.21 (С⁴), 72.90 (С⁵), 87.82

С 44.50, Н 7.09, N 5.69. C₁₈H₃₄N₂O₁₁S. Вычислено,

(С¹), 169.44 (C=O), 170.60 (C=O); форма β-Б, 22.84

%: С 44.44, H 7.04, N 5.76.

(СН₃), 23.79 (СН₂), 24.57 (СН₂), 27.39 (2СН₂), 33.46

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

(СН₂), 52.54 (C²), 61.89 (С⁶), 69.60 (С³), 73.26 (С⁵),

78.78 (С⁴), 88.77 (С¹), 169.46 (C=O), 170.85 (C=O).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Найдено, %: С 46.08, H 7.39, N 11.47. C₁₄H₂₇N₃O₆S.

интересов.

Вычислено, %: С 46.01, H 7.45, N 11.50.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

6-Меркаптогексаноилгидразон лактозы (3з).

1. Kang B., Opatz T., Landfester K., Wurm F.R. //

Выход 70%, т. пл. 139-141°С. Спектр ЯМР ¹Н

Chem. Soc. Rev. 2015. Vol. 44. P. 8301. doi 10.1039/

(ДМСО-d₆), δ, м. д.: форма α-Б (30%), 1.33 м (0.6H,

C5CS00092K

СН₂), 1.50 м (0.6Н, СН₂), 1.60 м (0.6Н, СН₂), 2.06 м

2. Carbohydrate nanotechnology / Ed. K.J. Stine.

(0.6Н, СН₂), 2.67 т (0.6Н, J = 7.0 Гц, СН₂S), 4.28 д

New Jersey: John Wiley & Sons, 2016. 470 p. doi

(0.3Н, J = 4.5 Гц, Н¹), 5.55 (0.3Н, J = 4.5 Гц, Н^1′), 9.32

10.1002/9781118860 212.ch3

уш. с (0.3Н, NHCO); форма β-B (70%), 1.33 м (1.4H,

3. Glycochemical synthesis: strategies and applications /

СН₂), 1.50 м (1.4Н, СН₂), 1.60 м (1.4Н, СН₂), 2.06

Eds S.-C. Hung, M.M.L. Zulueta. New Jersey: John

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

СИНТЕЗ 6-МЕРКАПТОГЕКСАНОИЛГИДР

АЗОНОВ МОНО- И ДИСАХАРИДОВ

1539

Wiley & Sons, Inc., 2016, 576 p. doi 10.1002/978111

13. Jazayeri M.H., Amani H., Pourfatollah A.A., Avan A.,

9006435.ch16

Ferns G.A., Pazoki-Toroudi H. // Cancer Gene Therapy.

4. Engineered carbohydrate-based materials for biomedical

2016. Vol. 23. P. 365. doi 10.1038/cgt.2016.42

applications: polymers, surfaces, dendrimers,

14. Veerapandian M., Lim S.K., Nam H.M., Kuppannan G.,

Yun K.S. // Analyt. Bioanalyt. Chem. 2010. Vol. 398.

nanoparticles, and Hydrogels / Ed. R. Narain.

P. 867. doi 10.1007/ s00216-010-3964-5.virus

New Jersey: John Wiley & Sons, 2011. 424p. doi

15. Ершов А.Ю., Васильева М.Ю., Лагода И.В., Яки-

10.1002/9780470944349.ch6

манский А.В. // ЖОХ. 2018. Т. 88. Вып. 6. С. 1020;

5. Self-Assembled Monolayers of carbohydrate derivatives

Ershov A.Yu., Vasileva M.Yu., Lagoda I.V., Yakiman-

on gold surfaces. In: Carbohydrate / Eds M. Caliskan,

sky A.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2018. Vol. 88. N 6.

I.H. Kavakli, G.C. Oz. Istanbul. InTech Publisher, 2017.

P. 1199. doi 10.1134/ S107036321 8060245

164p. doi 10.5772/66194

16. Ершов А.Ю., Васильева М.Ю., Левит М.Л., Лаго-

6. Nanobiomaterials in cancer therapy: applications of

да И.В., Байгильдин В.А., Шабсельс Б.М., Мар-

nanobiomaterials / Ed. A. Grumezescu. Oxford: Elsevier

тыненков А.А., Якиманский А.В. // ЖОХ. 2019.

Science Publishing Co Inc., 2016. 588 p. doi 10.1016 /

Т. 89. Вып. 2. С. 309; Ershov A.Y., Vasileva M.Y.,

B978-0-323-42863-7.00002-5

Levit M.L., Lagoda I.V., Baygildin V.A., Shabsels B.M.,

7. Федотчева Т.А., Оленин А.Ю., Старостин К.М.,

Martynenkov A.A., Yakimansky A.V. // Russ. J. Gen.

Лисичкин Г.В., Банин В.В., Шимановский Н.Л. //

Chem. 2019. Vol. 89. N 2. P. 300. doi 10.1134/S00444

Хим.-фарм. ж. 2015. Т. 49. № 4. С. 11; Fedotche-

60X19020215

va T.A., Olenin A.Yu., Starostin K.M., Lisichkin G.V.,

17. Васильева М.Ю., Ершов А.Ю., Байгильдин В.А., Ла-

Banin V.V., Shimanovskii N.L. // Pharm. Chem. J. 2015.

года И.В., Кулешова Л.Ю., Штро А.А., Зарубаев В.В.,

Vol.49. N 4. P. 220. doi 10.1007/ s110 94-015-1260-6

Якиманский А.В. // ЖОХ. 2018. Т. 88. Вып. 1.

8. Marin M.J., Schofield C.L., Field R.A., Russell D.A. //

С. 115; Vasileva M.Yu., Ershov A.Yu., Baygildin V.A.,

Analyst. 2015. Vol. 140. P. 59. doi 10.1039/

Lagoda I.V., Kuleshova L.Yu., Shtro A.A., Zarubaev V.V.,

Yakimansky A.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2018. Vol. 88.

C4AN01466A

N 1. P. 109. doi 10.1134/S1070363218 010176

9. de la Fuente J.M., Penades S. // Biochim. Biophys.

18. Ershov A.Y., Martynenkov A.A., Lagoda I.V., Kopa-

Acta. 2006. Vol. 1760. N 4. P. 636. doi 10.1016/j.

nitsa M.A., Yakimansky A.V. // Chem. Select. 2019.

bbagen.2005. 12.001

Vol. 44. P. 12938. doi 10.1002/slct.201902942

10. Barrientos A.G., de la Fuente J.M., Rojas T.C.,

19. von Delius M., Geertsema E.M., Leigh D.A. // Nat.

Fernandez A., Penades S. // Chem. Eur. J. 2003. Vol. 9.

Chem. 2010. Vol. 2. N 2. P. 96. doi 10.1038/nchem.481

N 9. P. 1909. doi: 10. 1002/CHEM.200204544

20. Ершов А.Ю., Лагода И.В., Якимович С.И., Зеро-

11. Vetro M., Safari D., Fallarini S., Salsabila K., Lah-

ва И.В., Пакальнис В.В., Шаманин В.В. // ЖОрХ.

mann M., Penades S., Lay L., Marradi M., Compostel-

2009. Т. 45. Вып. 10. С. 1503; Ershov A.Yu., Lago-

la F. // Nanomedicine. 2017. Vol. 12. N 1. P. 13. doi

da I.V., Yakimovich S.I., Zerova I.V. Pakal’nis V.V.,

10.2217/nnm-2016-0306

Shamanin V.V. // Russ. J. Org. Chem. 2009. Vol. 45.

12. Bogart L.K., Pourroy G., Murphy C.J., Puntes V.,

N 10. P. 1488. doi 10.1134/S1070 42800910011X

Pellegrino T., Rosenblum D., Peer D., Lévy R. //

21. Sonawane S.J., Kalhapure R.S., Govender T. // Eur. J.

ACS Nano. 2014. Vol. 8. N 4. P. 3107. doi 10.1021/

Pharm. Sci. 2017. Vol. 99. N 1. P. 45. doi 10.1016/j.

nn500962q

ejps.2016.12.011

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

1540

ЕРШОВ и др.

Synthesis of 6-Mercaptohexanoylhydrazones of Mono-

and Disaccharides as a Potential Glycoligands

of Noble Metal Glyconanoparticles

A. Yu. Еrshova,*, А. А. Маrtynenkov^a, I. V. Lagoda^b, and А. V. Yakimanskya,c

^a Institute of Macromolecular Compounds of the Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, 199004 Russia

^b State Research Testing Institute of Military Medicine, Ministry of Defense of the Russian Federation,

St. Petersburg, 195043 Russia

^c St. Petersburg State University, St. Petersburg, 199034 Russia

*e-mail: ershov305@mail.ru

Received June 22, 2020; revised June 22, 2020; accepted July 9, 2020

The ¹H and ¹³C NMR spectroscopy was used to study the structure of previously unknown aldose series

condensation products (L-fucose, L-rhamnose, D-mannose, D-galactose, D-glucose, N-acetyl-D-glucosamine,

N-acetyl-D-mannosamine, D-lactose and D-maltose) with 6-mercaptohexanoic acid hydrazide - promising gly-

coligands of noble metal nanoparticles. It was shown that L-fucose, L-rhamnose, D-mannose, D-galactose and

N-acetyl-D-mannosamine derivatives exist in solution in DMSO-d₆ as a tautomeric mixture of open hydrazone

and cyclic pyranose forms. The linear hydrazone form is represented by a set of Z′,E′-conformational isomers,

which differ in the arrangement of substituents relative to the C-N amide bond in comparable amounts. The

condensation products obtained on the basis of D-glucose, N-acetyl-D-glucosamine, D-lactose and D-maltose in

the crystalline state and in solutions in DMSO-d₆ have an exclusively cyclic pyranose structure represented by

α,β-configurational isomers. A similar transition to the pyranose form is observed in solutions of all the studied

compounds in D₂O.

Keywords: thiol-containing mono- and disaccharides, ring-chain tautomerism

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020