ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2021, том 57, № 12, с. 1706-1716

УДК 547.057

СИНТЕЗ ВЫСОКОФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ТЕТРАЦИКЛИЧЕСКИХ

ДИТЕРПЕНОИДОВ ИЗ энт-КАУР-16-ЕН-19-ОВОЙ

КИСЛОТЫ В МОДИФИЦИРОВАННЫХ УСЛОВИЯХ

РЕАКЦИИ ПРЕВО-ВУДВОРДА

А. Гуля^b, Н. Унгурa, *

^a Институт химии, лаборатория химии природных и биологически активных соединений,

Молдова, 2028 Кишинев, ул. Академическая, 3

^b Государственный университет Молдовы, лаборатория передовых материалов в биофармацевтике и технике,

Молдова, 2009 Кишинев, ул. Алексея Матеевича, 60

*e-mail: nicon.ungur@gmail.com

Поступила в редакцию 15.07.2021 г.

После доработки 27.07.2011 г.

Принята к публикации 10.08.2021 г.

Впервые представлен метод синтеза высокофункционализированных тетрациклических дитерпеноидов

из природной энт-каур-16-ен-19-овой кислоты в модифицированных условиях реакции Прево-Вудвор-

да. Химический процесс протекает по необычному пути, приводя в основном к бромированным или

перегруппированным производным. Трансформация энт-каур-16-ен-19-овой кислоты образует смесь,

состоящую из 17-бром-энт-каур-16Z(16E)-ен-19-овой, 17-бром-15R-ацетокси-энт-каур-16E-ен-19-овой,

17-бром-16S-ацетокси-энт-каур-19-овой кислот и 2 известных энт-каурановых производных: 15S-аце-

токси-энт-каур-16-ен-19-овой и 15S-гидрокси-энт-каур-16-ен-19-овой кислот. Изучена цитотоксическая

активность новых соединений на 2 линиях раковых клеток HeLa и BxPC-3.

Ключевые слова: энт-каур-16-ен-19-овая кислота, дитерпеноид, реакция Прево-Вудворда

DOI: 10.31857/S0514749221120053

ВВЕДЕНИЕ

ровьем, питанием, красотой или другими аспекта-

ми человеческого существования.

Терпеноиды представляют собой самый раз-

нообразный и обширный класс вторичных мета-

Многие терпеновые соединения уже нашли

болитов, обнаруженных в живых организмах. Их

практическое применение, и все они являются

роль в природных экосистемах до сих пор остает-

распространенными химическими веществами. В

ся малоизученной. Сообщества ученых постоянно

этом контексте тетрациклические энт-каурановые

стремятся раскрыть функцию каждого индивиду-

дитерпеноиды - подходящие объекты для изуче-

ального соединения в сложном механизме хими-

ния, поскольку широко распространены в растени-

ческих взаимодействий на различных уровнях, на-

ях, в том числе и культивируемых. Практический

чиная от отдельных клеток и заканчивая живыми

интерес к этим соединениям многогранен. Энт-

организмами. Конечная цель таких исследований

каураны играют решающую роль в биосинтезе

вытекает из постоянно растущей потребности в

гиббереллинов, важных регуляторов роста расте-

новых продуктах и материалах, связанных со здо-

ний [1]. Кроме того, растущий интерес к энт-кау-

1706

СИНТЕЗ ВЫСОКОФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

1707

ранам объясняется перспективностью их примене-

Цель исследования - изучение окислительной

ния в фармакологии. Так, исследования растений,

функционализации энт-каур-16-ен-19-овой кис-

используемых в народной медицине, показали, что

лоты (1) в модифицированных условиях реакции

противомикробная, противовоспалительная, сер-

Прево-Вудворда (Prevost-Woodward).

дечно-сосудистая, мочегонная, цитотоксическая,

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

анти-ВИЧ активность и другие виды их действия

Ранее мы представили [5] окислительный под-

тесно связаны с содержанием в них энт-кауранов

ход к функционализации двойной связи энт-каур-

[2].

16-ен-19-овой кислоты (1) методом перекисного

Типичными источниками энт-кауранов явля-

эпоксидирования и дигидроксилирования тетра-

ются растения, произрастающие в дикой природе

оксидом осмия. Поиск в литературе данных об

в Азии или Южной Америке. Другим значимым

альтернативных условиях дигидроксилирования

ресурсом этих соединений является подсолнечник

олефинов привел к сообщению [6] о функциона-

(Helianthus annuus L.), который содержит большое

лизации двойной связи в измененных условиях

количество дитерпеноидов во всех частях расте-

реакции Прево-Вудворда, включающей каталити-

ния, включая листья, стебли и соцветия [3]. Это

ческий цикл на основе пары бис(ацетокси)йодбен-

крайне доступный и дешевый источник дитерпе-

зола и бромида лития (BAIB/LiBr), а также перио-

ноидов, выращиваемый в промышленных масшта-

дата натрия-бромида лития (NaIO₄/LiBr). Следует

бах по всему миру. Выделение этих соединений

отметить, что подобный подход к терпеновым суб-

не оказывает отрицательного воздействия на про-

стратам ранее не использовался.

изводство подсолнечного масла и основывается

Трансформация энт-каур-16-ен-19-овой кис-

на растительных отходах, оставшихся на полях

лоты (1) в модифицированных условиях реакции

[4]. Химическая модификация природной энт-

Прево-Вудворда приведена на схеме 1.

каур-16-ен-19-овой кислоты (1) является удобным

подходом к доступным биологически активным

энт-Каур-16-ен-19-овую кислоту

(1) обра-

дитерпеноидам, представляющим интерес для ме-

батывали BAIB/LiBr в ледяной уксусной кис-

дицинской химии.

лоте при 95°C. Сырой продукт реакции пред-

Схема 1

OAc

CO₂H

PhI(OAc)₂ (1 экв)

2, 16Z

4 (40%)

LiBr (1 экв)

(13%)

3, 16E

AcOH, 95°C, 18 ч

CO₂H

OAc

CO₂H

5 (17%)

6, R = Ac (2%)

7, R = H (19%)

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

1708

МОРАРЕСКУ и др.

ставлял собой сложную смесь, которую хро-

Конфигурация двойной связи (Z/E) соединения

матографически разделяли на колонке с си-

2 была установлена на основании спектра NOESY.

ликагелем. Градиентное элюирование позволило

В частности, наблюдали корреляцию протонов

выделить 5 функционализированных энт-каура-

H¹⁷ ↔ H¹⁵, а также отсутствовало взаимодействие

нов, включая новые соединения 2-5 (схема 1).

H¹⁷ с H¹⁴ (рис. 1). Химический сдвиг сигнала H¹⁷

Общий выход продуктов составил

72%, и в

находился в менее слабом поле по сравнению с тем

порядке возрастания полярности были выделены

же протоном в бромиде 3 (δ_Н 5.81 м.д. в сравнении

следующие соединения: изомерные бромиды 2 и

с δН 5.87 м.д.). В ИК спектре видны полосы

3 (13%), 17-бром-15R-ацетокси-энт-каур-16E-ен-

поглощения, характерные для карбоксильной

19-овая кислота (4) (40%), 17-бром-16S-ацетокси-

группы (1690 см-1), экзоциклической двойной

энт-каур-19-овая кислота (5) (17%) и известная

связи (3040 см^-1) и связи C-Br (740 см^-1).

[7] 15S-ацетокси-энт-каур-16-ен-19-овая кислота

Структура

17-бром-энт-каур-16Е-ен-19-овой

(6) (2%).

кислоты

(3) была доказана на основании

Смесь изомерных бромидов 2 и 3 была повтор-

того же набора спектрометрических экспе-

но разделена на индивидуальные 17-бром-энт-ка-

риментов. Так, в ИК спектре соединения

присутствуют характерные полосы поглощения

ур-16Z-ен-19-овую (2) и 17-бром-энт-каур-16Е-

для карбоксильной группы

(1695

см^-1),

ен-19-овую (3) кислоты.

экзоциклической двойной связи (3030 см-1) и

Строение кислоты 2 было установлено на ос-

связи C-Br (733 см^-1). В спектре ЯМР ¹Н кисло-

новании данных ЯМР спектроскопии (табл. 1 и 2).

ты 3 объективны синглеты метильных групп: C¹⁸

Отнесение сигналов в спектрах ЯМР основывалось

при δ_Н 1.25 м.д. и C²⁰ при δ_Н 0.94 м.д., уширен-

на двумерные гомо- и гетероядерные эксперименты

ный синглет протона C¹³ (δ_Н 2.76 м.д.) и триплет

(HSQC, HMBC, COSY, и NOESY). Спектр ЯМР

протона C¹⁷ (δ_Н 5.87 м.д., J 2.5 Гц). В спектре

¹H включает 2 синглета ангулярных метильных

ЯМР ¹³С имеются сигналы C¹⁸ (δ_С 28.9 м.д.), C²⁰

групп при δ_Н 1.24 и 0.95 м.д., соответствующих

(δ_С 15.6 м.д.) метильных групп и 9 метиленовых

С¹⁸ в экваториальной и С²⁰ в аксиальной кон-

атомов углерода. Спектр ЯМР ¹³С подтверждает

фигурациях, которые совпадают со структурой

энт-каурановый скелет, включая сигналы тетра-

энт-каур-16-ен-19-овой кислоты

(1), имеющей

замещенных четвертичных углеродов С⁴ (δ_С

аксиальную C¹⁹ карбоксильную группу. Другие

43.6 м.д.), С⁸ (δ_С 43.7 м.д.), С¹⁰ (δ_С 39.7 м.д.) и

специфические сигналы в протонном спектре

олефинового углерода С¹⁶ (δ_С 152.5 м.д.), также

включают сигнал протона, присоединенного к

присутствует карбоксильная группа C¹⁹ (δ_С

С¹³ при δ_Н 3.02 м.д. и уширенный синглет при δ_Н

183.6 м.д.). Такое отнесение подтверждается

5.81 м.д., принадлежащий протону при С¹⁷.

HMBC спектром, включающим корреляции

3H²⁰ → C¹, C⁵, C⁹ и C¹⁰; 3H¹⁸ → C³, C⁴, C⁵ и

Спектр ЯМР ¹³С свидетельствует о наличии

C¹⁹; H⁹ → C⁸, C¹⁰, C¹¹, C¹⁵; H¹³ → C¹², C¹⁴, C¹⁵

в структуре метильных групп C¹⁸ (δ_С 28.9 м.д.)

и C¹⁶. Эти данные аналогичны спектральным

и C²⁰ (δ_С 15.6 м.д.), наряду с 9 метиленовыми

характеристикам бромида 2, за исключением кон-

углеродами, в том числе и С¹⁵ при δ_С 48.9 м.д..

фигурации двойной связи. Вывод был сделан

Также присутствуют сигналы четвертичных уг-

на основании спектра NOESY, который по-

леродов C⁴ при δ_С 43.6 м.д., C⁸ при δ_С 45.2 м.д.,

казывает отчетливые взаимодействия про-

C¹⁰ при δ_С 39.7 м.д. и тетразамещенного оле-

тонов H¹¹ ↔ H¹⁷ ↔ H¹³ (рис. 2), подтверждая

финового углерода C¹⁶ (δ_С 151.0 м.д.). Сигнал

E-конфигурацию двойной связи соединения 3.

карбоксильного атома C¹⁹ обнаруживается при δ_С

183.1 м.д. Корреляции в спектре HMBC отражают

Кислота 4 включает ацетатную группу, наличие

взаимодействия 3H²⁰ → C¹, C⁵, C⁹ и C¹⁰; 3H¹⁸ →

которой в ИК спектре наглядно демонстрируется

C³, C⁴, C⁵ и C¹⁹; H⁹ → C⁸, C¹⁰, C¹¹, C¹⁵; H¹³ → C¹²,

характерной полосой поглощения при 1725 см^-1,

C¹⁴, C¹⁵ и C¹⁶, подтверждая присвоенные значения

карбоксильную группу при 1690 см^-1, а также

(рис. 1).

экзоциклическую двойную связь при 3100 см^-1

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

СИНТЕЗ ВЫСОКОФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

1709

Таблица 1. Спектр ЯМР ¹H (400 МГц, δ_Н, J, Гц) соединений 2-6

Соединение

Положение атома

углерода

1.89, м

1.87, м

1.83, м

1.88, м

0.80, м

0.81, м

0.79, м

0.82, м

1.52, м

1.58, м

1.85, м

1.42, м

1.43, м

1.45, м

1.44, м

2.17, м

2.16, м

2.15, м

2.14, м

1.0, м

1.02, м

1.00, м

1.04, м

1.09, м

1.05, м

1.08, м

1.85, м

1.86, м

1.82, м

1.85, м

1.84, м

1.80, м

1.76, м

1.51, м

1.54, м

1.69, м

1.55, м

1.64, м

1.42, м

1.50, м

1.22, м

1.42, м

1.23, м

1.06, м

1.09, м

1.01, м

1.09, м

1.61, м

1.85, м

1.66, м

1.65, м

1.60, м

1.45, м

1.42, м

1.43, м

1.42, м

1.53, м

1.78, м

1.58, м

1.77, м

1.71, м

1.60, м

1.48, м

1.49, м

1.50, м

1.49, м

3.02, уш.с

2.76, уш.с

3.12, уш.с

2.47, уш.с

2.78, уш.с

2.03, м

2.08, м

1.99, м

1.97, м

1.96, м

1.18, м

1.21, м

1.51, м

1.48, м

1.44, м

2.11, м

2.03, м

2.04, м

5.16, с

5.26, с

1.97, м

1.71, м

4.35, д, 11.1

5.81, уш.с

5.87, т, 2.5

6.38, уш.с

5.09, уш.с

3.89, д, 11.1

1.24, с

1.25, с

1.23, с

0.95, с

0.94, с

0.96, с

0.954, с

0.95, с

Me (OAc)

2.06, с

2.05, с

2.07, с

и связь C-Br при 730 см-1.

спектре ЯМР

ляются сиглет ацетатной группы при δ_Н 2.06 м.д.,

¹Н присутствуют синглеты

ангулярных С¹⁸

уширенный синглет протона C¹³ при δ_Н 3.12 м.д.,

экваториального и С²⁰ аксиального метилов при

синглет протона C¹⁵ при δ_Н 5.16 м.д. и уширенный

δ_Н 1.23 и 0.96 м.д., соответственно. Другими спе-

синглет протона C¹⁷ при δ_Н 6.38 м.д. Данные ЯМР

цифическими сигналами протонного спектра яв-

¹³С подтверждают наличие С¹⁸ (δ_С 28.9 м.д.), C²⁰

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

1710

МОРАРЕСКУ и др.

Таблица 2. Спектр ЯМР ¹³С (100 МГц, δ_С, м, J, Гц) соединений 2-6

Соединение

Положение атома углерода

40.7, т

40.6, т

40.5, т

40.6, т

19.0, т

18.9, т

19.0, т

37.8, т

37.7, т

37.6, т

37.7, т

43.6, с

43.7, с

56.9, д

56.6, д

56.7, д

21.8, т

20.8, т

21.8, т

20.8, т

41.1, т

40.9, т

34.7, т

41.8, т

34.7, т

45.2, с

43.7, с

48.6, т

45.0, с

47.5, с

54.9, д

54.6, д

52.4, д

52.7, д

53.0, д

39.7, с

39.9, с

39.6, с

39.9, с

18.9, т

18.4, т

19.0, т

18.6, т

18.4, т

28.9, т

32.7, т

28.7, т

25.4, т

32.7, т

43.1, д

44.0, д

41.9, д

44.0, д

42.6, д

39.1, т

40.2, т

36.6, т

37.1, т

37.2, т

48.9, т

49.4, т

82.8, д

52.7, т

83.0, д

151.0, с

152.5, с

151.4, с

90.0, с

155.5, с

94.6, д

95.3, д

104.6, д

34.7, т

109.0, т

28.9, к

183.1, с

183.6, с

183.9, с

15.6, к

15.7, к

15.4, к

15.8, к

CO (OAc)

170.9, с

171.1, с

Me (OAc)

21.1, к

22.3, к

21.3, к

Hax

COOH

CO₂H

COSY:H H

HMBC: H C NOESY: H H

Рис. 1. Выбранные HMBC, COSY и NOESY корреляционные взаимодействия соединения 2

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

СИНТЕЗ ВЫСОКОФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

1711

Hax

H H

Hec

OAc

CO₂H

Hax

H H

CO₂H

OAc

Рис. 2. Выбранные NOESY корреляционные взаимодействия соединений 3-5

(δ_С 15.7 м.д.) и OAc (δ_С 21.1 м.д.) метилов, наряду

наличие дополнительных ацетатного фрагмента

с 9 метиленовыми группами, принадлежащими C¹

(δ_С 22.3 м.д.) и C¹⁷ метиленового углерода (δ_C

(δ_С 40.6 м.д.), C² (δ_С 19.0 м.д.), C³ (δ_С 37.6 м.д.), C⁶

34.7 м.д.). Два карбонила ацетатной и кар-

(δ_С 20.8 м.д.), C⁷ (δ_С 34.7 м.д.), C¹¹ (δ_С 19.0 м.д.), C¹²

боксильной групп представлены сигналами при

(δ_С 28.7 м.д) и C¹⁴ (δ_С 36.6 м.д.) атомам углерода.

δ_C 170.9 и 183.9 м.д. соответственно. Наиболее

Присутствуют сигналы тетразамещенных угле-

значимые корреляции в HMBC спектре, по-

родов C⁴, C⁸ и C¹⁰ при δ_С 43.7, 48.6 и 39.9 м.д.,

казанные в соединении 5, включают 3H²⁰ → C¹, C⁵,

соответственно, наряду с олефиновым C¹⁶ (δ_С

C⁹, C¹⁰; 3H¹⁸ → C³, C⁴, C⁵, C¹⁹; H⁹ → C⁸, C¹⁰, C¹¹,

151.4 м.д.), карбонильным AcO-C¹⁵ (δ_С 170.9 м.д.)

C¹⁵; H¹³ → C¹², C¹⁴, C¹⁵, C¹⁶; 2H¹⁷ → C¹³, C¹⁵, C¹⁶

и карбоксильным C¹⁹ (δ_С 183.6 м.д.) фрагментами.

взаимодействия. На основе спектра NOESY была

Корреляции в спектре HMBC аналогичны таковым

установлена α-конфигурация ацетоксигруппы, по-

кислот 2 и 3, за исключением дополнительного

казывающая специфическую корреляцию про-

взаимодействия H¹⁵ и OAc (δ_С 170.9 м.д.) с C⁹,

тонов 2H¹⁷ ↔ 2H¹⁵ (рис. 2).

C¹³, C¹⁴ и C¹⁶. Конфигурация группы AcO-C¹⁵

Ацетат 6 показал идентичные спектральные

была установлена на основе спектра NOESY,

данные с описанной в литературе 15α-ацетокси-

показывающего взаимодействия H⁹ ↔ H¹⁵ ↔ H¹⁷

энт-каур-16-ен-19-овой кислотой [7], известной

и 2H¹⁴ ↔ H¹³ ↔ 2H¹² (рис. 2), что соответствует

также как ацетоксиграндифлоровая кислота.

α-ориентированному C¹⁵ протону.

Доказав структуру всех продуктов, образующихся

в ходе реакции, можно сделать важные выводы,

Согласно спектральным данным, соединение

связанные с действием модифицированных

5 является продуктом присоединения по двойной

реагентов Прево-Вудворда на тетрациклическую

связи. В ИК спектре наблюдаются полосы

энт-кауреновую кислоту 1.

поглощения, характерные для карбоксильной

(1690 см^-1), AcO- (1717 см^-1) и C-Br (720 см^-1)

Прежде всего следует отметить, что

функциональных групп. Спектр ЯМР

¹H

бифункционализация двойной связи происходит

показывает синглеты C¹⁸ (δ_Н 0.95 м.д.), C²⁰ (δ_Н

совершенно по-другому, чем в случае более

1.23 м.д.) и ацетокси- (δН 2.05 м.д.) метилов,

простых субстратов [6]. Фактически нам удалось

уширенный триплет протона C¹³ (δ_Н 2.47 м.д.) и

выделить только одно бифункциональное

дублеты протонов C¹⁷ (δ_Н 3.89 и 4.35 м.д., КССВ

соединение C¹⁶-C17 - ацетоксибромид 5. Это

11.1 Гц). Спектр ЯМР ¹³C подтверждает наличие

минорный продукт реакции, и ожидаемого

энт-кауранового скелета, а также показывает

диоксигенирования олефиновой связи в этом

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

1712

МОРАРЕСКУ и др.

случае не произошло, поскольку атом брома

более предпочтительным процессом является

был прочно присоединен к тетрациклической

элиминирование протона либо до бромидов 2 и

основе. Другие продукты реакции, в том числе

3, либо до гипотетического бромида i, который

и основной ацетоксибромид

5, образуются в

присоединяет ацетат и в результате аллильной

перегруппировки приводит к продуктам 6 и 4.

результате процессов перегруппировки. Это очень

распространенный исход катион-индуцированных

Этот путь реакции был подтвержден при

превращений энт-кауранов, предполагаемый

взаимодействии энт-каур-16-ен-19-овой кислоты

механизм, приводящий к соединениям

2-6,

(1) с альтернативной системой реагентов NaIO₄-

представлен на схеме 2. Добавление на первом

LiBr

[6]. Продукт реакции состоял из смеси

этапе иона бромония приводит к иону карбения

изомерных бромидов 2 и 3 (10%), 17-бром-16S-

А, который из-за стерических затруднений

ацетокси-энт-каур-19-овой кислоты

(5)

(17%),

вогнутой тетрациклической структуры вряд ли

15S-ацетокси-энт-каур-16-ен-19-овой кислоты (6)

может принять анти-атаку ацетата. Происходит

(32%) и

15S-гидрокси-энт-каур-16-ен-19-овой

кислоты

(7)

(19%). Последнее соединение яв-

вторичный процесс син-присоединения вслед-

ляется природным дитерпеноидом, часто встре-

ствие повышенной стабильности иона A, что

чающимся в растениях, его спектральные данные

позволяет минимизировать конформационную

соответствуют описанным в литературе [8].

подвижность цепи CH₂-Br для размещения ацета-

та с менее затрудненной α-стороны молекулы,

Антипролиферативное действие соединений

приводящей к соединению 5. С другой стороны,

4, 5 и 6 на раковые клетки эпителия шейки

Схема 2

CO₂H

OAc

2 (16E)

3 (16Z)

HOAc

-H⁺

Br⁺

CO₂H

OAc

HOAc

–H⁺

allylic rearrang.

CO₂H

OAc

Br⁺

-H⁺

CO₂H

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

СИНТЕЗ ВЫСОКОФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

1713

матки линии HeLa и эпителиальные клетки

сигналов CDCl₃ (δ_Н 7.26 и δ_С 77.0 м.д.), КССВ

аденокарциномы поджелудочной железы человека

(J) указана в Гц. Аналитические измерения про-

линии BxPC-3 было определено при использовании

водили методом ГХ-МС при помощи газового хро-

цитотоксического теста резазурина, позволяющего

матографа Agilent 7890A (Wilmington, DE, USA)

измерить количество жизнеспособных клеток

(капиллярная колонка HP-5ms, 30 м×0.25 мкм),

[9]. Чтобы оценить результаты цитостатического

снабженного масс-селективным детектором 5975C

эффекта на клеточных линиях, тестируемые со-

с квадрупольным масс-анализатором. Содержание

единения сравнивали с доксорубицином (DOXO),

углерода и водорода в соединениях определяли

антрациклиновым антибиотиком в качестве

стандартным микроанализом на элементном

препарата сравнения, который используется в

анализаторе Vario-EL-III-CHNOS. Для колоночной

клинике при лечении широкого спектра онколо-

хроматографии использовали силикагель марки

гических заболеваний.

Merck 60 (70-230 меш ASTM). Для ТСХ при-

меняли пластинки Silica gel

60 F₂₅₄ (Merck).

Изучение антипролиферативной активности

Хроматограммы опрыскивали

0.1% раствором

показало, что существует концентрационная

сульфата церия(IV) в

2 н серной кислоте и

зависимость между ингибирующими эффектами

нагревали 5 мин при 80°С для обнаружения пятен.

исследуемых соединений в микромолярном

Обработка реакционных смесей в органических

диапазоне. Подавляющий эффект зависит от дозы.

растворителях включала экстракцию диэтиловым

Сравнительный анализ антипролиферативной

эфиром, промывание экстракта водой до нейт-

активности исследуемых соединений

4-6 и

ральной реакции, высушивание над безводным

контрольного образца DOXO в концентрации

Na₂SO₄, фильтрование и удаление растворителя

10 мкМ в отношении раковых клеток линий HeLa

в вакууме. В исследовании цитотоксических

и BxPC-3 показан на рис. 3.

свойств использовали клеточные линии; куль-

Согласно полученным данным, ингибирующие

туральную среду; фактор роста при рутинном

показатели исследуемых соединений на раковых

культивировании клеток; красители; буферный

клетках линий HeLa и BxPC-3 были ниже, чем

раствор. Измерения абсорбции проводили при

DOXO. В результате соединения 4, 5 и 6 прояви-

помощи гибридного сканера для микропланшетов

ли цитотоксическую активность в отношении

(Multi-detector microplate reader Synergy H1 Hybrid,

тестируемых линий раковых клеток со значениями

BioTek). Коммерчески доступные реагенты и

IC50 ≥ 100 мкМ. Значения IC50 линий HeLa и

растворители марки Merck использовали без

BxPC-3 для DOXO составляют

2.8±0.7 мкМ,

предварительной очистки.

4.0±0.9 мкМ соответственно. Исследуемые соеди-

нения 4, 5 и 6 в концентрации 10 мкМ подавляют

Функционализация энт-каур-16-ен-19-овой

пролиферацию раковых клеток в диапазоне 12.5-

кислоты

(1) посредством PhI(OAc)₂/LiBr. К

30.7, 2.9-26.4, 0.6-9.9 и 5.6-6.5% соответственно.

раствору

энт-каур-16-ен-19-овой кислоты

(1)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

HeLa BxPC-3

Температуру плавления измеряли на микро-

62.4

58.3

нагревательном столике

«Boetius». Удельное

вращение определяли на поляриметре Jasco-

DIP-370 в CHCl₃. ИК спектры регистрировали на

30.7

спектрофотометре «Spectrum-100 FTIR» (Perkin

26.4

Elmer, Beaconsfield, UK), снабженном универ-

12.5

сальным устройством для отбора проб НПВО (ν,

6.55.6

см^-1). Спектры ЯМР ¹H и ¹³С регистрировали

2.9

на спектрометре Bruker (Rheinstetten, Germany)

DOXO

Avance-III

(400.13 и

100.64 МГц) в растворе

Рис. 3. Сравнительный анализ антипролиферативной

CDCl₃. Химические сдвиги δ приведены в м.д. с

активности контрольного образца DOXO и тестируе-

использованием в качестве внутреннего стандарта

мых соединений 4, 5 и 6 в концентрации 10 мкМ

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

1714

МОРАРЕСКУ и др.

(106 мг,

0.35 ммоль) и PhI(OAc)₂

(113 мг,

1690, 1620, 895. Спектры ЯМР ¹H и ¹³C приведены

0.35 ммоль) в ледяной AcOH (4 мл) добавляли

в табл. 1 и 2.

LiBr (31 мг, 0.35 ммоль). Реакционную смесь пе-

Функционализация энт-каур-16-ен-19-овой

ремешивали 18 ч при 95°С. Затем её охлаждали и

кислоты (1) посредством NaIO₄/LiBr. К раство-

добавляли Н₂О (10 мл). После обычной обработки

ру энт-каур-16-ен-19-овой кислоты (1) (163 мг,

сырой продукт (113 мг) хроматографировали на

0.54 ммоль) и NaIO₄ (116 мг, 0.54 ммоль) в ледяной

колонке с силикагелем (22 г) (градиентное элюи-

AcOH (5 мл) добавляли LiBr (28 мг, 0.32 ммоль).

рование, петролейный эфир-этилацетат), получив

Реакционную смесь перемешивали

18 ч при

в порядке увеличения полярности смесь соедине-

95°С. Затем её охлаждали и добавляли Н₂О (10 мл).

ний 2 и 3 (15 мг, 13%), соединения 4, 6 и 5. Смесь

После обычной обработки сырой продукт (201 мг)

бромидов 2 и 3 (15 мг) повторно разделяли на ко-

хроматографировали на колонке с силикагелем

лонке с SiO₂ (2.0 г) на индивидуальные 17-бром-

(18 г) (градиентное элюирование, петролейный

энт-каур-16Z-ен-19-овую (2) и 17-бром-энт-каур-

эфир-этилацетат), получив в порядке увеличения

16Е-ен-19-овую (3) кислоты.

полярности смесь соединений 2 и 3 (20 мг, 10%),

17-Бром-энт-каур-16Z-ен-19-овая кислота

соединение 6 (64 мг, 32%), соединение 5 (34 мг,

(2). Выход 10 мг (9%). Аморфное соединение,

17%) и соединение 7 [8] (27 мг, 19%).

[α]_D20 -21.2 (c 0.7, CHCl₃). ИК спектр, ν, см^-1: 3030,

Цитотоксические свойства синтезирован-

2937, 1690, 1258, 874, 794, 740, 635. Спектры ЯМР

ных энт-кауранов. Культивирование клеток. В

¹H и ¹³C приведены в табл. 1 и 2. Найдено, %: C

исследовании использовали раковые клетки эпи-

63.00; H 7.66. C₂₀H₂₉BrO₂. Вычислено, %: C 62.99;

телия шейки матки человека линии HeLa (ATCC)

H 7.67.

и клетки эпителия аденокарциномы поджелудоч-

17-Бром-энт-каур-16E-ен-19-овая

кисло-

ной железы человека линии BxPC-3 (ATCC). HeLa

та (3). Выход 4 мг (4%). Аморфное соединение,

культивировали в модифицированной питатель-

[α]_D20 -11.2 (c 0.4, CHCl₃). ИК спектр, ν, см^-1: 3040,

ной среде DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s

2943, 1695, 1258, 874, 794, 733. Спектры ЯМР ¹H и

Medium) с фетальной бычьей сывороткой (Fetal

¹³C приведены в табл. 1 и 2. Найдено, %: C 63.01; H

Bovine Serum, FBS) (10%). Линию BxPC-3 куль-

7.65. C₂₀H₂₉BrO₂. Вычислено, %: C 62.99; H 7.67.

тивировали в виде монослоя в среде RPMI-1640

17-Бром-15R-ацетокси-энт-каур-16E-ен-19-

(Roswell Park Memorial Institute), дополненно-

овая кислота (4). Выход 45 мг (40%). Аморфное

го FBS (10%). Клетки выдерживали при 37°С во

соединение, [α]_D20 -22.3 (c 1.0, CHCl₃). ИК спектр,

влажной атмосфере с 3% CO₂ в инкубаторе в чаш-

ν, см^-1: 3100, 2943, 1725, 1690, 1258, 874, 794,

ках для культивирования площадью 25 см².

730. Спектры ЯМР ¹H и ¹³C приведены в табл. 1

Анализ пролиферации клеток Резазурином.

и 2. Найдено, %: C 60.19; H 7.09. C₂₂H₃₁BrO₄.

Резазурин

- нефлуоресцентный индикаторный

Вычислено, %: C 60.14; H 7.11.

краситель, превращающийся в ярко флуорес-

17-Бром-16S-ацетокси-энт-каур-19-овая

цирующий розовый резоруфин в реакции вос-

кислота (5). Выход 19 мг (17%). Аморфное со-

становления метаболически активных клеток.

единение, [α]_D20 -73.4 (c 1.0, CHCl₃). ИК спектр, ν,

Интенсивность производимой флуоресценции

см^-1: 2943, 1717, 1690, 1258, 874, 794, 720. Спектры

пропорциональна количеству живых клеток.

ЯМР ¹H и ¹³C приведены в табл. 1 и 2. Найдено,

Резазурин растворяли в физиологическом буфере:

%: C 59.81; H 7.53. C₂₂H₃₃BrO₄. Вычислено, %: C

0.9% водном растворе хлорида натрия (образовал-

59.86; H 7.54.

ся раствор темно-синего цвета) и в гомогенном

15S-Ацетокси-энт-каур-16-ен-19-овая кис-

виде добавляли непосредственно к культуре кле-

лота (6). Выход 2.8 мг (2%). Бесцветные кристал-

ток в присутствии НАДФН-дегидрогеназы или

лы, т.пл. 172-174°C (из EtOH) (173-174°C [7]).

НАДН-дегидрогеназы как фермента. НАДФН или

[α]_D20 -86.0 (c 0.2, CHCl₃) {[α]_D20 -84.9 (c 0.15,

НАДН является восстановителем, который пре-

CHCl₃) [7]}. ИК спектр, ν, см^-1: 3415-2725, 1730,

вращает резазурин в резоруфин [9].

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

СИНТЕЗ ВЫСОКОФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

1715

Клетки трипсинизировали из субконфлюэнт-

и скелетные перегруппировки. Такие свойства

ных культур, добавляя трипсин-этилендиамин-

можно объяснить стерическими затруднениями

тетрауксусную кислоту (трипсин-ЭДТА) (0.05%,

конденсированных циклических систем субстрата,

3 мл) (Invitrogen) в пробирки для центрифугиро-

препятствующих цис-дигидроксилированию. В то

вания объемом 50 мл с конфлюэнтными клетками

же время энт-каурановый субстрат образует в

с последующей инкубацией в течение 5 мин при

рассматриваемых условиях реакции высоко-

37°C. Реакцию трипсина останавливали добавле-

функционализированные соединения без пере-

нием 10 мл соответствующей питательной среды,

группировки скелета. Изучение цитотоксичности

содержащей 10% FBS. Суспензию клеток центри-

основных продуктов реакции показало умеренную

фугировали при 750 об/мин в течение 10 мин. Ос-

активность в отношении 2 линий раковых клеток.

таток клеток суспендировали в 2 мл среды с 10%

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

FBS и тщательно перемешивали. Клетки подсчиты-

вали и доводили до концентрации 10¹⁰ клеток/мл.

Работа выполнена при финансовой поддержке

Полученную суспензию переносили в дублирован-

Национального Агентства по Исследованиям и

ные 96-луночные микропланшеты (90 мкл/лунка)

Развитию (ANCD) Республики Молдова проекты:

и инкубировали при 37°C с 3% CO₂. После пер-

код 20.80009.8007.03 (O.M., M.Г., В.K. и Н.У.); код

воначального периода в течение 4 ч, позволяю-

20.80009.5007.10 (O.Г. и A.Г.); код 20.80009.5007.27

щего клеткам прикрепиться, 10 мкл эксперимен-

(A.Б.).

тальных соединений добавляли непосредственно

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

в полученную среду. Синтезированные соеди-

нения растворяли в ДМСО для приготовления

Морареску Ольга, ORCID: http://doi.org/0000-

10 мкМ маточных растворов, которые использова-

0003-0715-8225

ли в качестве эталона для конечных концентраций

Гринько Марина, ORCID: http://doi.org/0000-

в диапазоне 1-100 мкМ и далее инкубировали в

0002-2264-2974

течение 24 ч. После каждой обработки в каждую

Кульчицкий Вячеслав, ORCID: http://doi.org/

лунку добавляли 20 мкл индикаторного раствора

0000-0002-9363-1615

резазурина и инкубировали при 37°C с 3% CO₂

в течение 4 ч. Далее абсорбцию считывали при

Барба Алик, ORCID: http://doi.org/0000-0002-

570 (Abs₅₇₀) и 600 (Abs₆₀₀) нм. Измерения прово-

5816-6252

дили при помощи сканера для микропланшетов

Гарбуз Ольга, ORCID: http://doi.org/0000-0001-

(BioTek). Процент ингибирования рассчитывали

8783-892X

по формуле (1):

Гуля Аурелиан, ORCID: http://doi.org/0000-

% интенсивность =

0003-2010-7959

600 нм_(проба)

Abs570 нм(проба) - Abs

Унгур Никон, ORCID: http://doi.org/0000-0002-

600 нм_{(контроль)}

Abs570 нм(контроль) - Abs

7457-4520

ВЫВОДЫ

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Установлено, что применение модифициро-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

ванной реакции Прево-Вудворда к энт-каурено-

тересов.

вой кислоте привело к расширенной одностадий-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ной функционализации и, как следствие, полу-

чению ряда соединений, обладающих энт-кау-

1. Tudzynski B., Hedden P., Carrera E., Gaskin P. Appl.

рановым скелетом. В отличие от предыдущих

Environ. Microbiol. 2001, 67, 3514-3522. doi 10.1128/

сообщений об использовании данной системы

AEM.67.8.3514-3522.2001

реагентов, исследуемый тетрациклический ди-

2. Ghisalberti E.L. Fitoterapia. 1997, 68, 303-325.

терпен показал совершенно иную реакционную

3. Pyrek J.St. Tetrahedron. 1970, 26, 5029-5032. doi

способность, включающую присоединение брома

10.1016/S0040-4020(01)93154-0

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021

1716

МОРАРЕСКУ и др.

4. Ungur N., Grinco M., Kulcitki V., Barba A., Bizic-

7. Brieskorn C.H., Poehlmann E. Chem. Ber. 1969, 102,

ci T., Vlad P.F. Chem. J. Mold. 2008, 3, 105-108. doi

2621-2628. doi 10.1002/cber.19691020817

10.19261/cjm.2008.03(2).01

8. Grinco M., Chetraru O., Kulcitki V., Barba A., Boi-

5. Morarescu O., Grinco M., Kulcitki V., Barba A.,

co A., Vlad P.F., Ungur N. Chem. J. Mold. 2010, 5,

Garbuz O., Gudumac V., Gulea A., Ungur N.

106-108. doi 10.19261/cjm.2010.05(1).11

Synth. Commun. 2021, 51, 123-133. doi 10.1080/

00397911.2020.1821225

9. Anoopkumar-Dukie S., Carey J.B., Conere T.,

6. Emmanuve L., Ali Shaikh T.M., Sudalai A. Org. Lett.

O’Sullivan E., van Pelt F.N., Allshire A. Brit. J. Radiol.

2005, 7, 5071-5074. doi 10.1021/ol052080n

2005, 78, 945-947. doi 10.1259/bjr/54004230

Synthesis of Highly Functionalized Biologically Active

Tetracyclic Diterpenoids from ent-Kaur-16-en-19-oic Acid

under Modified Prevost-Woodward Reaction Conditions

O. Morarescu^a, M. Grinco^a, V. Kulciţki^a, A. Barba^a, O. Garbuz^b, A. Gulea^b, and N. Ungura, *

^a Laboratory of Chemistry of Natural and Biologically Active Compounds, Institute of Chemistry,

ul. Akademicheskaya, 3, Chişinău, MD 2028 Moldova

^b Laboratory of Advanced Materials in Biopharmaceuticals and Technics, Moldova State University,

ul. Alekseya Mateevicha, 60, MD-2009, Chişinău Moldova

*e-mail: nicon.ungur@gmail.com

Received July 15, 2021; revised July 27, 2021; accepted August 10, 2021

The paper presents for the first time the synthesis of highly functionalized tetracyclic diterpenoids from natural

ent-kaur-16-en-19-oic acid under the condition of the modified Prevost-Woodward reaction. The reaction with

both substrates follows an unusual pathway, leading mainly to brominated or rearranged derivatives. Transfor-

mation of ent-kaur-16-en-19-oic acid provided a mixture consisting of 17-bromo-16Z-ent-kaur-16-en-19-oic

acid, 17-bromo-16E-ent-kaur-16-en-19-oic acid, 17-bromo-15R-acetoxy-16E-ent-kaur-16-en-19-oic acid,

17-bromo-16S-acetoxy-ent-kauran-19-oic acid and the known 15S-acetoxy-ent-kaur-16-en-19-oic acid. The

obtained new compounds have been submitted to a cytotoxicity assay on two HeLa and BxPC-3 cancer cell lines

Keywords: ent-kauran-19-oic acid, diterpenoid, Prevost-Woodward reaction

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 12 2021