Синтез і медико-біологічні властивості o-, s- і n-глікозидів n-ацетилглюкозаміну та їх похідних

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук україни

Фізико-хімічний інститут ім. о.В. Богатського

УДК 547.455.623'233.1

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

02.00.10 - біоорганічна хімія

Синтез і медико-біологічні властивості o-, s- і n-глікозидів n-ацетилглюкозаміну та їх похідних

Чупахіна Тетяна Олександрівна

Одеса - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі органічної та біологічної хімії Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського Міністерства освіти і науки України. гликозил ацетил агліконам

Науковий керівник:

кандидат хімічних наук, доцент Кур'янов Володимир Олегович, Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського МОН України, доцент кафедри органічної та біологічної хімії

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Богза Сергій Леонідович, Інститут фiзико-органiчної хімії i вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України, завідувач відділом хімії біологічно активних сполук

кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Павловський Віктор Іванович, Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України, заступник завідуючого відділом медичної хімії

Захист відбудеться «22» травня 2008 р. о 12.30 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.219.02 при Фізико-хімічному інституті ім. О.В. Богатського НАН України за адресою: 65080, Україна, м. Одеса, Люстдорфська дорога, 86, Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Фізико-хімічного інституту ім. О.В. Богатського за адресою: 65080, Україна, м. Одеса, Люстдорфська дорога, 86, Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського.

Автореферат розісланий «15» квітня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат хімічних наук Л.О. Литвинова

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Введення залишків в молекули біологічно активних сполук дозволяє вирішити ряд важливих наукових і практичних завдань. Глікозилювання антибіотиків, протипухлинних, антивірусних препаратів модифікувало дію вихідних гликозил-акцепторів в порівнянні з неглікозильованими аналогами. Використані з цією метою моно- або олігосахариди, як правило, не токсичні для організму людини і тварин, що робить такий спосіб модифікації перспективним. Відзначимо, що, не дивлячись на наявність високої біологічної активності у ряду похідних N-ацетилглюкозаміну, а також доступність відповідного глікозил-донору - б-D-глюкозамінілхлориду, введення залишків цього аміноцукру в молекули біологічно активних сполук систематично не вивчалося.

Різноманітна природа молекул-мішеней породжує необхідність удосконалення існуючих, або розробки нових способів модифікації цукрів за глікозидним центром. Останні десятиліття разом з відомими методами глікозидного синтезу широкого застосування набув і міжфазний синтез глікозидів, що каталізується четвертинними амонієвими солями. Очевидні переваги - високі виходи продуктів і стереоспецифічність, не позбавляють цей метод суттєвих недоліків - використання надлишку реагентів і водних лужних розчинів, що ускладнюють глікозилювання сполук, нестійких в цих умовах.

В той же час реакції, що каталізуються краун-етерами, в системах «тверде тіло - органічний розчинник», які забезпечують м'які умови синтезу, еквімольне співвідношення реагентів, в хімії глікозидів нейтральних і 2-аміноцукрів використовувалися тільки для вирішення локальних синтетичних завдань. Систематичного вивчення таких реакцій не проводилося.

Таким чином, синтез широкого ряду глюкозамінідів, вивчення спектра їх біологічних властивостей і розробка з цією метою способу побудови 1,2-транс-глікозидного зв'язку в 2-ацетамідо-2-дезокси-D-глюкозі на основі міжфазної системи «тверде тіло - органічний розчинник» є актуальним науковим завданням.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до координаційних планів Міністерства освіти і науки України в рамках кафедральних досліджень за програмами «Вивчення будови і біологічних властивостей вуглеводів і вуглеводвмісних сполук і біополімерів» (№ держ. реєстрації 0197U001964 - 1996-2000 рр. № держ. реєстрації 0101U005083 - 2001-2005 рр. № держ. реєстрації 0106U003974 - 2006-2010 рр.).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - синтезувати широке коло глікозидів N-ацетил-D-глюкозаміну з агліконами різноманітної природи з використанням каталітичної міжфазної системи «тверде тіло - органічний розчинник» і вивчити їх медико-біологічні властивості.

Досягнення поставленої мети вимагало вирішення наступних завдань:

· на прикладі модельної реакції глікозилювання фенолу б-D-глюкозамінілхлоридом в міжфазній системі «тверде тіло - органічний розчинник» вивчити фактори, що впливають на склад і виходи продуктів, що утворюються;

· дослідити можливість і особливості застосування міжфазного каталітичного процесу в синтезі О-, N-, S-глюкозамінідів;

· запропонувати шляхи використання отриманих глікозидів в синтетичній хімії вуглеводів;

· вивчити медико-біологічні властивості синтезованих глюкозамінідів та їх похідних.

Таким чином, відповідно до мети і завдань цієї роботи об'єктом дослідження є похідні N-ацетилглюкозаміну за глікозидним центром, а предметом дослідження - реакції заміщення за глікозидним центром б-D-глюкозамінілхлориду в каталітичній міжфазній системі «тверде тіло - органічний розчинник», подальші хімічні перетворення отриманих глюкозамінідів, вивчення їх медико-біологічних властивостей.

Методи дослідження - органічний синтез, тонкошарова хроматографія, 1Н і 13С ЯМР спектроскопія, високоефективна рідинна хроматографія, рентгеноструктурний аналіз, біологічні дослідження in vitro і in vivo.

Наукова новизна отриманих результатів. Розроблено загальний спосіб отримання глюкозамінідів глікозилюванням сполук, що містять легко депротоновані оксиген-, нітроген- і сульфурвмісні групи в реакції, що каталізується краун-етерами, в міжфазній системі «тверде тіло - органічний розчинник», що відрізняється від відомих підходів економічністю, методичною простотою, м'якими, не деструктивними умовами проведення синтезу і виділення цільових продуктів.

Вперше в міжфазній реакції глікозилювання фенолів порівняно каталітичні властивості різних за природою краун-етерів. В умовах стехіометричного глюкозамінілювання «несиметричні» (проксимальні) ароматичні краун-етери практично у всіх випадках проявляють помітно більшу каталітичну активність порівняно з «симетричними» (дистальними) краун-етерами, а також 15-краун-5 і 18-краун-6.

Вперше із застосуванням каталітичної міжфазної системи здійснено синтез гетероароматичних глюкозамінідів, похідних гідроксиламіну, отримані глікозильні естери різних карбонових кислот.

Проведене рентгеноструктурне дослідження N- і S-в-глюкозамінідів меркаптооксадіазолу, бензоксазолону-2, 2-меркаптохіназолін-4-ону, 3,3-триметилен-діокси-5-хлороіндолін-2-ону, і вперше зроблене для сполук цього класу порівняння даних рентгеноструктурного аналізу і 1Н ЯМР спектроскопії дозволяє надалі використовувати величини хімічних зсувів протонів і констант спін-спінової взаємодії для виявлення і однозначної ідентифікації продуктів N- і S-в-глікозилювання гетероароматичних сполук подібної природи.

Вперше встановлено, що у присутності каталітичної кількості 15-краун-5, міжфазне глікозилювання 2- і 4-гідроксибензальдегідів б-D-глюкопіранозил-хлоридом і подальше окиснення in situ формілфенілглікозидів, що утворюються, твердим калій перманганатом дозволяє отримати цільові 2- і 4-карбоксифеніл-глікозиди в одну стадію і збільшити їх вихід.

Показано, що в реакції в-D-глюкозамінілоксисукциніміду з вторинними циклічними амінами - піперидином і тетрагідроізохіноліном утворюються не продукти розкриття сукцинімідного циклу, а відповідні глікозиламіни.

Вперше проведено систематичне вивчення впливу різних доз ряду синтезованих глюкозамінідів на зростання і біолюмінесценцію морських бактерій, що світяться, і встановлені деякі кореляції між структурою глюкозамінідів і бактерицидною активністю.

Вперше виявлена стреспротекторна і неселективна антидепресантна, антиульцерогенна і протизапальна активність глікозидних похідних саліцилової кислоти.

Встановлена ефективна стимуляція в-(2-метил-3-фенілхромоніл-7)-глікозидом МДП продукції інтерферону у мишей.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено простий і надійний спосіб синтезу глікозидів N-ацетилглюкозаміну, який легко піддається масштабуванню і дозволяє реалізувати його в промисловості тонкого органічного синтезу, а також в синтезі комбінаторних бібліотек, що робить обговорювані сполуки доступними для широкого кола дослідників.

З використанням міжфазного каталізу краун-етерами отримано широкий набір різноманітних похідних N-ацетилглюкозаміну за глікозидним центром - перспективних синтонів для комбінаторної органічної хімії.

Показана ефективність досліджених краун-етерів як каталізаторів реакцій глюкозамінілювання в системах «тверде тіло - органічний розчинник».

Виявлено, що вивчення впливу О-, N-, S-глюкозамінідів на зростання і біолюмінесценцію морських бактерій, що світяться, є зручним способом експрес оцінки бактерицидних властивостей вказаних сполук.

Виявлено, що глікозидні похідні саліцилової кислоти є перспективними стреспротекторними, антидепресантними, антиульцерогенними і нестероїдними протизапальними засобами.

Особистий внесок дисертанта полягає в аналізі і систематизації даних літератури, синтезі більшості вихідних і всіх цільових сполук, виявленні особливостей реакцій заміщення за глікозидним центром б-D-глюкозамінілхлориду, що каталізуються краун-етерами, і розробці на цій основі загального способу отримання 1,2-транс-глікозидів N-ацетилглюкозаміну, виходячи із сполук, що містять легко депротоновані оксиген-, нітроген- і сульфурвмісні групи. Автором також здійснена інтерпретація даних 1Н ЯМР спектроскопії. Співавторами опублікованих робіт є: Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського - Кур'янов В.О., постановка мети і завдань дослідження, планування експерименту і керівництво його виконанням, обговорення результатів; Чирва В.Я., Земляков О.Є., участь в обговоренні результатів; Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України - Камалов Г.Л., участь в обговоренні результатів, Котляр С.А., участь у визначенні мети і завдань дослідження, оптимізації методик міжфазного каталізу та обговоренні результатів, Григораш Р.Я., синтез проксимальних дибензокраун-етерів; НТК «Інститут монокристалів» НАН України - Шишкін О.В., Шишкіна С.В., проведення рентгеноструктурних досліджень і інтерпретація отриманих даних; Київський національний університет ім. Тараса Шевченка - Хиля В.П., Ищенко В.В., Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії - Гаразд М.М., синтез 7-гідроксикумаринів і 7-гідроксихромонів, участь в обговоренні результатів. Медико-біологічні дослідження проведено спільно з Кацевим А.М., Кримський державний медичний університет ім. С.І. Георгієвського - дослідження впливу синтезованих сполук на зростання і біолюмінесценцію морських бактерій, що світяться; Коренюком І.І., Раваєвою М.Ю., Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського - дослідження психотропних, антиульцерогенних і протизапальних властивостей; Конупом І.П., Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова - дослідження антимікробних властивостей; Співаком М.Я., Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України - дослідження інтерфероногенної активності.

1Н ЯМР спектри зняті д.х.н., с.н.с. Туровим О.В., к.х.н., с.н.с. Піроженко В.В. - Інститут органічної хімії НАН України.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації були представлені на XVIII (Дніпропетровськ, 1998), XIX (Львів, 2001), XX (Одеса, 2004) і XXI (Чернігів, 2007) Українських конференціях з органічної хімії; XVI і XVIII Менделеєвських з'їздах із загальної і прикладної хімії (Російська Федерація, Москва, 1998, 2007); 10th European carbohydrate symposium (Galway, Ireland, 1999); науково-практичному семінарі «Пошук і розробка серцево-судинних засобів» (Алушта, Україна, 2001); 11th European carbohydrate symposium (Lisboa, Portugal, 2001); Ukrainian-Polish-Moldavian symposium of supramolecular chemistry (Київ, Україна, 2003); Conference of the Moldavian Chemical Society “Achievements and Perspectives of Modern Chemistry”(Chisinau, Republic Moldova, 2003); XXX International Symposium on Macrocyclic Chemistry (Dresden, Germany, 2005); Moldavian-Polish-Ukrainian Symposium on Supramolecular Chemistry (Chisinau, Republic Moldova, 2005); третій Міжнародній конференції "Хімія і біологічна активність нітрогенвмісних гетероциклів" (CBC-2006, Російська Федерація, Москва, 2006).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 10 статей в наукових жур-налах, 3 статті в збірниках праць наукових конференцій, тези 12 доповідей на українських і міжнародних конференціях, отримано 1 декларативний патент на корисну модель.

Структура дисертації. Дисертація складається із введення, огляду літератури, експериментальної частини, обговорення результатів, висновків, списку використаних джерел (260 найменувань) і додатку. Робота викладена на 245 стор. і містить 62 схеми, 35 рисунків та 47 таблиць.

Основний зміст роботи

В першому розділі наведений аналіз даних літератури способів побудови O-, S-, N- і С-глікозидного зв'язку у нейтральних та аміноцукрах в умовах міжфазного каталізу.

У другому розділі описуються способи отримання, виділення, очищення вихідних сполук, реагентів, сполук-свідків.

Третій розділ присвячений дослідженню факторів, що впливають на процес каталітичного міжфазного глюкозамінілювання фенолу і застосуванню розробленого способу глікозилювання в синтезі різноманітних фенілглікозидів. Експериментальні дані, отримані при дослідженні модельної реакції глікозилювання фенолу б-хлоридом 1, дозволяють обґрунтовано стверджувати наступне:

1. В обговорюваному міжфазному процесі 15К5 є каталізатором між-фазного перенесення, що забезпечує підвищення концентрації феноляту калію в органічній фазі. Його присутність, порівняно з процесами без каталізатора, у 4-15 разів скорочує тривалість реакції, забезпечуючи 100% конверсію субстрату 1 і на 9-11% підвищує вихід глікозиду 2.

2. При еквімольних співвідношеннях реагентів, тривалість глікозилювання визначається виключно кількістю каталізатора, закономірно знижуючись в інтервалі від 0 до 100% (мольн.) 15К5. Вихід цільового глікозиду 2 значно не змінюється, внаслідок побічних реакцій утворення оксазоліну 3 і 1,2-глікозеєну 4. Співвідношення глікозил-донор 1 : фенол : К2СО3 : 15К5 = 1 : 1 : 4,5 : 0,2 (моль) забезпечує високий вихід глікозиду 2 (80%) і невелику тривалість (4 год.) глікозилювання. В цьому випадку основний побічний продукт - 1,2-глікозеєн 4, а утворення і оксазоліну 3 відмічено тільки для 75-100% (мольн.) 15К5.

3. На перебіг реакції суттєво впливає природа основи. Феноляти Li, Na, K, NаOH, KOH, безводний Na2CO3, приводять до низьких виходів глікозиду 2 внаслідок зміни маршруту реакції в бік утворення побічних продуктів - 1,2-глікозеєну 4, оксазоліну 3, а також помітної деструкції вуглеводів в реакційній суміші. У присутності NаOH і КОН відбувається гідролітичний розрив зв'язку С1-Сl з утворенням 2-ацетамідо-3,4,6-три-О-ацетил-б-D-глюкопіранози.

Таким чином, в обговорюваній міжфазній каталітичній реакції «тверде тіло (основа) - ацетонітрил», кращі результати (максимальний вихід фенілглікозиду 2 і мінімальна тривалість процесу) досягаються при використанні безводного К2СО3.

4. Зіставлення властивостей CH3CN, CH2Cl2, C2H4Cl2, бензолу, толуолу, ТГФ, CHCl3, CH3NO2, ДМФА, ДМАА показало, що кращі виходи глікозилювання досягаються в ацетонітрилі (80%, 20 оС) або дихлорометані (81%, 42 оС). В дихлороетані, бензолі і толуолі переважає в-елімінування; в нітрометані, ДМФА, ДМАА разом з продуктами реакції Е2 отриманий і оксазолін 3, при цьому хлорид 1 конвертував повністю. Виходи глікозиду 2 в малополярних розчинниках склали від 16 до 53%, а в полярних - не перевищували 9-27%.

5. Підвищення температури реакційної суміші при використанні CH3CN знижує вихід глікозиду 2 як в присутності, так і без КЕ внаслідок збільшення внеску побічних процесів. Проведення реакції в киплячому CH2Cl2, навпаки, дозволяє досягти високого виходу продукту 2, що, можливо, пояснюється підвищенням розчинності комплексу КЕ з PhOK. При цьому без КЕ в дихлорометані реакція практично не йде.

6. Зіставлення каталітичних властивостей тринадцяти КЕ, що відрізняються ліпофільностью і дентатностью, показало, що в стехіометричних умовах, «несиметричні» (проксимальні) ароматичні КЕ проявляли більш високу каталітичну активність, порівняно з «симетричним» (дистальним) [3.3]ДБ18К6, а також 18К6 і 15К5. Найбільш активний [1.5]ДБ18К6, що відрізняє його від ізомерів - [3.3]ДБ18К6 і [2.4]ДБ18К6, а також високоліпофільного ДТБ[3.3]ДБ18К6. Гексадентатний БФ20К6 поступається [1.5]ДБ18К6 за своїми каталітичними властивостями незначно.

Для всіх каталізаторів ідентифіковані побічні продукти - оксазолін 3 і 1,2-глікозеєн 4. Проте, на відміну від 15К5, у разі КЕ з такою ж дентатністю, але більшою ліпофільністю (Б15К5), а також гекса- ([3.3]ДБ18К6, 18К6, Б18К6, ДТБ[3.3]ДБ18К6, [2.4]ДБ18К6, [1.5]ДБ18К6, БФ20К6, тіа[1.5]ДБ18К6), гепта- ([3.4]ДБ21К7) і октадентатних ([4.4]ДБ24К8, ТБ24К8) відмічено утворення 2-ацетамідо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопіранози.

Порівняння властивостей КЕ при застосуванні надлишку основи (4,5 моль), дозволяє розділити їх на три групи.

Першу склали [3.3]ДБ18К6, 18К6, 15К5, ТБ24К8, для яких збільшення кількості основи супроводжується підвищенням виходу глікозиду 2 на 23-37%, внаслідок зменшення внеску побічних процесів. Тривалість реакції скорочується від 2 до 7,5 год.

До другої групи слід віднести Б15К5, ДТБ[3.3]ДБ18К6, тіа[1.5]ДБ18К6, [3.4]ДБ21К7, у присутності яких вихід сполуки 2 мало залежить від кількості основи, а тривалість реакції зменшується на 2-7 год.

Третя група - Б18К6, [2.4]ДБ18К6, [1.5]ДБ18К6, БФ20К6, [4.4]ДБ24К8, каталіз якими при надлишку основи тривалість реакції або не змінює ([4.4]ДБ24К8), або збільшує на 1-5,5 год. Виходи глікозиду 2 зростають незначно (Б18К6, [2.4]ДБ18К6), або знижуються ([1.5]ДБ18К6, БФ20К6, [4.4]ДБ24К8), у порівнянні із стехіометричними умовами.

Таким чином, для КЕ 15К5, 18К6, [3.3]ДБ18К6, ТБ24К8, оптимальне застосування надлишку основи, що дозволяє істотно підвищити вихід глікозиду 2 і скоротити тривалість глікозилювання. Проте, для каталізаторів, високо активних в умовах стехіометричного глікозилювання ([1.5]ДБ18К6, БФ20К6), надлишок К2СО3 небажаний, оскільки помітно підвищується внесок побічних реакцій і знижується вихід цільового продукту 2.

Розроблений підхід був використаний в синтезі фенольних глікозидів 5-47. В реакціях з фенолами, що містять електронодонорні групи, основний побічний продукт - 1,2-глікозеєн 4. За наявності електроноакцепторних замісників спостерігається утворення оксазоліну 3. Останній було ідентифіковано і при глікозилюванні орто-заміщених фенолів. Виходи глікозидів 5-47 в стехіометричних умовах склали 31-86%. Збільшення кількості основи до 4,5 моль, як показали досліди з 4-метокси- і 4-нітрофенолом, б- і в-нафтолами, забезпечувало суттєве скорочення тривалості реакції і підвищення виходів глікозидів. У всіх випадках утворювалися тільки О-в-глікозиди, про що свідчила наявність в їх 1Н ЯМР спектрах дублетів аномерного протона з ХЗ 4,88-5,53 м.д. і КССВ 8-9 Гц.

У четвертому розділі обговорюються результати застосування дослідженого міжфазного каталітичного процесу в синтезі O-, S- і N-глікозидів з 1,2-транс-глікозидним зв'язком. Кумарини та хромони, що гідроксильовані за карбоциклічним ароматичним ядром, в міжфазних реакціях глюкозамінілювання поводяться так само, як заміщені феноли.

Глікозилювання в умовах стехіометрії триває 24 год. Глікозиди 48-59 виділені з виходами 63-84%. Ідентифіковано єдиний побічний продукт - оксазолін 3. Збільшення кількості основи в 4,5 разу скоротило тривалість синтезу до 10-12 год, виходи глікозидів 48-59 зросли на 10-15%, а побічні продукти за ТШХ не детектувалися. У відсутності 15К5 при стехіометричном співвідношенні реагуючих речовин і основи, через 24 год хлорид 1 конвертує не більш, ніж на 50%. З надлишком К2СО3 (4,5 моль) реакція завершується за 28-30 год і супроводжується утворенням 2-ацетамідо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопіранози. Виходи цільових глікозидів 48-59 не перевищували 35-46%. Сполуки 48-59 ідентифіковані як О-в-глюкозамініди - дублети Н1 з д 5,03-5,58 м.ч. та КССВ 8-8,5 Гц.

Синтез глюкозамінідів 60-64 при співвідношенні хлорид 1 : реагент : К2СО3 : 15К5 = 1 : 1 :4,5 : 0,2 (моль) в середовищі безводого CH3CN, завершувався за 2-4 год. Виходи цільових продуктів, із-за утворення значних кількостей 1,2-глікозеєну 4, оксазоліну 3 виявилися низькими (15-29%). Збільшення конверсії субстрату 1 в похідні 60-64 в 2-4 рази досягли в киплячому безводому CH2Cl2 з використанням 4,5-кратного надлишку К2СО3.

Застосування обговорюваної міжфазної системи дозволило отримати гліко-зиди з агліконами 65-67, які містять піридиновий фрагмент, що важко зробити в традиційних умовах глікозилювання . Невисокі виходи (33-42%) глюкозамінідів 68, 70, 72 в стехіометричних умовах пов'язані з утворенням оксазоліну 3. Використання надлишку основи підвищує конверсію субстрату 1 в похідні 68, 70, 72 до 60-82% без утворення побічних продуктів.

Досліджене глікозилювання тіолвмісних гетероциклів, бензазолів і індолін-2-онів, здатних до тіол-тіонної і амідо-імідольної таутомерії. Міжфазна реакція еквімольних кількостей б-хлориду 1 з тіолами 74-78, закінчувалась в кожному випадку утворенням двох продуктів, відповідно, 85 і 90, 86 і 91, 87 і 92, 88 і 93, 89 і 94, з виходами 20% і 17%, 22% і 22%, 30% і 29%, 26% і 34%, 31% і 33%.

В той же час міжфазне каталітичне (15К5) глікозилювання хлоридом 1 тіолів 79-81 регіоселективно приводило тільки до S-в-D-глюкозамінідів 95-97. У всіх випадках спостерігалося утворення оксазоліну 3.

Структуру синтезованих сполук доведено із залученням хімічних і фізико-хімічних методів.

Перегрупування похідних 74-81, що каталізує HgBr2, в ізомери 90-94 і 101-103 дозволило приписати їм структуру S-глікозидів. Про це свідчать і істотні відмінності в області сигналів скелетних протонів в 1Н ЯМР спектрах S- і N-в-глюкозамінідів, наприклад, для ізомерної пари 85 і 90.

Рентгеноструктурне дослідження похідних 96, 98, 103 підтвердили їх будову як S- і N-в-глікозидів.

Виявлено, що характер реакції глікозил-донору 1 з похідними 104-120 визначається положенням і природою замісників в індоліновому циклі.

У відсутності замісників в ароматичному ядрі, або за наявності замісника тільки у С4, С5 або С6 індолінової системи, утворювалися N--глюкозамініди 121-128.

ХЗ сигналів скелетних протонів, їх взаємне розташування, а також величини КССВ протона Н1 (8,8-10,4 Гц) в спектрах глікозидів 121-128 близькі до отриманих для N--глюкозамінідів 98-100, що дозволило віднести їх до N--глюкозамінідів. Індолін-2-они, заміщені за С7 (112-120), утворюють або суміш N-в- і О-в-глюкозамінідів 129-138 або не глікозилюються зовсім (112-115). В цьому випадку субстрат 1 конвертував в оксазолін 3, або суміш оксазоліну 3 і 1,2-гликозеєну 4. Отже, для дизаміщених похідних напрямок реакції залежить від природи замісника у С7 і С5 і не залежить від умов глікозилювання, оскільки в різних міжфазних каталітичних системах - «твердий К2СО3 - СH3CN (або CH2Cl2)», «водний КОН - CHCl3 (CH2Cl2)» процес йде однаково.

Проведене для остаточного доказу будови сролук 121-128 рентгеноструктурне дослідження глікозиду 124 однозначно підтвердило його будову як N-в-глюкозамініду.

Зіставлення 1Н ЯМР спектрів глікозидів 121-123, 125-128 із спектром сполуки 124 відомої будови показало, що вони також є N--глюкозамінідами.

Серед досліджених способів синтезу для всієї групи гетероароматичних глікозидів кращі результати реєструвалися в міжфазній системі «безводний карбонат калію - ацетонитрил», що каталізує 15К5.

Легкість депротонування оксимів изатинів в міжфазних умовах визначила високу швидкість і виходи глікозидів 139-157. В цьому випадку 15К5 прискорював реакцію в 1,5-2 рази, але не впливав на конверсію хлориду 1.

Аналогічним чином реагували N-гідроксисукцинімід і 1-гідроксибензо-триазол, утворюючи похідні 158, 159. У відсутністі 15К5 реакція проходила не до кінця, виходи глікозидів 158, 159 не перевищували 30-35%.

Зіставлення різних умов міжфазного синтезу глікозильних естерів 160-170 показало, що кращі результати досягаються в системі «безводний K2CO3 - CH3CN» при еквімольних кількостях субстрату 1, реагентів, основи, і 0,2 моль 15К5. Надлишок K2CO3 помітно збільшував в-елімінування, зменшуючи виходи на 8-51%.

У відсутності каталізатора, реакція хлориду 1 з розглянутими О-нуклеофілами супроводжується істотним зниженням виходів і збільшенням тривалості процесу. Таким чином, каталітична міжфазна система «безводний калію карбонат - ацетонітрил» дозволяє ефективно, порівняно з іншими підходами, глюкозамінілювати О-, S- і N-нуклеофіли різної природи.

Виходячи з даних про високу реакційну здатність глікозилйодидів нейтральних цукрів в реакціях з різноманітними нуклеофілами, зокрема, у присутності КЕ, здійснено реакції эквімолярної кількості хлориду 1, NаI і різних спиртів в C2H4Cl2, у присутності 0,2 моль 15К5 при 20 оС.

Встановлено, що протягом всього процесу (24-48 год) в реакційній суміші детектувався оксазолін 3, який у присутності спиртів в кислому середовищі, розкривався до в-глікозидів 171-174. Утворення б-аномера 176 зафіксоване тільки для циклогексанолу, що пов'язане із здібністю до кислотно-каталізуємої аномерізації в-циклогексилглікозиду 172. У киплячому C2H4Cl2 відмічено утворення аномерних сумішей 171 і 175, 173 і 177, 174 і 178, а також б-глікозиду 176. Встановлено, що зменшення кількості 15К5, заміна NаI на NaBr, NaCl або NаF призводить до зниження виходів цільових глікозидів, або реакція не проходить взагалі (NaCl, NаF). Таким чином, розглянутий підхід до отримання О-алкілглюкозамінідів є варіантом оксазолінового синтезу.

У п'ятому розділі обговорюються деякі шляхи використання отриманих глікозидів в синтетичній хімії вуглеводів. Виходячи з повних ацетатів 48 і 49, синтезовані метилові естери глікозидів МДП 185, 186. Їх будову підтвердили 1Н ЯМР спектроскопією.

Здійснене послідовне глікозилювання о- і п-гідроксибензальдегидів, і окиснення отриманих формілфенілглюкозамінідів без попереднього виділення з реакційної суміші твердим калію перманганатом (спосіб А, В). Каталізатори - 15К5 і 18К6 проявляли і зберігали високу активність в двох послідовних процесах. Це забезпечувало скорочення тривалості реакції і суттєве збільшення виходів цільових продуктів 187, 188 порівняно з окисненням реактивом Джонса (спосіб С).

Карбоксифенілглікозиди 187, 188 далі через активовані естери 189, 193 перетворювали на кон'югати 190-193, 195 з виходами 37-90%.

Аміди 196, 197 синтезовані ацилюванням триптаміну активованими естерами 189, 193.

Будова карбоксифенілглікозидів 187, 188 та їх кон'югатів 190-193, 195-197 підтверджена 1Н ЯМР спектроскопією.

Вивчення реакційної здатності глюкозамінілоксисукциніміду 158 показало, що глюкозамінід 158 в реакції з первинними амінами зазнає розкриття сукцинімідного циклу до похідних 200-203, а з вторинними циклоаліфатичними амінами йде заміщення аглікону з утворенням N-глікозидів 205, 206.

Будову синтезованих сполук як О- і N--глюкозамінідів доведено 1Н ЯМР спектроскопією.

Шостий розділ присвячений результатам медико-біологічних досліджень ряду синтезованих глюкозамінідів та їх похідних. Вивчена дія сполук 206-248 на зростання і біолюмінесценцію морських бактерій Vibrio fisheri і Photobacterium leiognathi, що світяться. За результатами похідні можна розділити на три групи. Першу складають глюкозамініди 206-225, що пригнічують люмінесценцію хоч би в однієї з досліджених доз, не менше чим на 50%.

Друга представлена похідними 226-232, такими, що не роблять істотного впливу на бактерійну люмінесценцію.

Третя об'єднує глікозиди 233-248, що переважно активують люмінесценцію.

Загальних закономірностей, що визначають вплив вивчених глюкозамінідів на зростання і біолюмінесценцію бактерій, що світяться, не виявлено. Фактор ліпофільності (ClogP) грає суттєву роль в реалізації бактерицидної активності тільки усередині груп структурно близьких глюкозамінідів, наприклад, галогенозаміщених арилглікозидів: 212 (слабкий інгібітор, ClogP 1,72), 213 (сильний інгібітор, ClogP 1,84), 228 (індиферентний, ClogP 1,46), 239, 240 (активатори, ClogP 1,07). З арилглікозидів 220, 221, 244, 245 і 225, 230, що несуть об'ємний замісник в ароматичному ядрі, інгібуючі властивості мають тільки пара-ізомери 220, 221, 245. У ряді гетероароматичних похідних - 222 і 223, 224 і 246, 231, 232, 247, 248 бактерицидна активність є функцією ліпофільності і природи глікозидного зв'язку.

У цьому ж тесті встановлено, що інгібуюча дія глікозиду 69 закономірно збільшувалася із зростанням концентрації. Але для його структурних аналогів 71 і 73 вищий рівень активності зафіксований для мінімальної (0,05 мг/мл) концентрації. Однозначна залежність інгібуючих властивостей від ліпофільності відсутня. Найбільш гідрофільний глюкозамінід 69 має максимальну активність, тоді як з глікозидів, що несуть замісники в агліконної частині, сильнішим інгібітором виявилося більш ліпофільне похідне 73.

Антимікробна активність глікозидів 69, 71 і 73 також досліджена методом двократних серійних розведень в рідкому живильному середовищі на музейних штамах умовно-патогенних грамм+ і грам- мікроорганізмів (рис. 2). Для всіх глікозидів бактерицидна активність виявилася нижчою у порівнянні з вихідними 8-гідроксихінолінами і контролем - хлоротетрацикліном. Виключення - глікозид 73, який є ефективнішим проти A. tumefaciens, ніж вихідний 8-гідрокси-5-хлорохінолін (67). Оскільки антибактеріальна активність 8-гідроксихінолінів є наслідком їх хелатуючої здібності, то отримані результати є закономірними. Проте в повному обсязі оцінити наслідки такої модифікації обговорюваних антибактеріальних засобів можна тільки після відповідних експериментів на лабораторних тваринах, оскільки пониження активності глікозидів може компенсуватися зникненням (ослабленням) відомих побічних ефектів дії препаратів на основі 8-гідроксихінолінів, викликаних токсичністю останніх.

У порівнянні з мурамоїлдипептидом та б-гептилглікозидом МДП вивчена інтерфероногенна активність глікопептиду 185. Встановлена ефективна стимуляція продукції інтерферону у мишей глікозидом МДП 185, який індукував в організмі експериментальних тварин утворення сироваткового ІФН, надавав праймуючу дію, що виявлялася в істотному збільшенні продукції б-ІФН спленоцитами мишей. Це дозволяє розглядати дану речовину як перспективну для подальших досліджень на моделі вірусних і бактерійних інфекцій.

Дослідження біологічної активності похідних саліцилової кислоти 187, 190-192 проводилося на білих безпородних щурах-самцях масою 220-250 г.

При вивченні психотропних властивостей в тестах «відкрите поле», «чорно-біла камера», Порсолта і «підвішування за хвіст» порівняно з амітриптилином і сібазоном, встановлено, що глюкозамініди 190-192 мають дозозалежну стреспротекторну і неселективну антидепресантну дію. У тесті стресового виразкоутворення (ульцерогенеза) виявлено значний стреспротекторний ефект досліджених глікозидів 190-192. Очевидно, що в даному ряду похідних антиульцерогенна дія є функцією ліпофільности і закономірно посилюється від похідного 190 (ClogP 0,938) до сполуки 192, що містить Val (ClogP 2,175). Для конъюгата в-Ala 191 ClogP стає 1,006.

Проведений з використанням програми PASS аналіз сполук 187, 190-192 показав, що всі досліджувані речовини мають протизапальну дію, яка була вивчена на моделі формалінового запалення у щурів в порівнянні з контролем і диклофенаком. Встановлено, що глюкозамініди 187, 190-192 достовірно зменшують набряк лапи щурів і демонструють протизапальну активність в порівнянні з контролем протягом всієї тривалості експерименту. Відзначимо, що всі глікозиди перевершували або проявляли таку ж активність, як диклофенак на перших 12-24 хвилинах експерименту.

Таким чином, досліджені похідні 187, 190-192 в дозі 50 мг/кг мають виражену протизапальну дію. Явної кореляції між ліпофільністю і протизапальною активністю не спостерігається.

Таким чином, комп'ютерний аналіз і біологічний скринінг синтезованих арилглюкозамінідів та їх похідних підтверджує безумовну перспективність подальших досліджень в даному напрямі, як в плані розширення кола об'єктів, так і пошуку кореляцій «хімічна структура - біологічна дія».

Висновки

У дисертації успішно вирішене актуальне наукове завдання хімії вуглеводів: на основі розробленого способу побудови 1,2-транс-глікозидного зв'язку в 2-ацетамідо-2-дезокси-D-глюкозі синтезований широкий ряд в-D-глюкозамінідів з агліконами різної природи, здійснена їх хімічна модифікація, вперше отримані дані по протизапальній, психотропній, бактерицидній активності синтезованих сполук, що свідчить про перспективність продовження досліджень в даному напрямі.

1. Вперше в модельній міжфазній («тверде тіло - органічний розчинник») реакції глікозилювання фенолу 2-ацетамідо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-б-D-глюкозамінілхлоридом оптимізовані умови проведення процесу, виявлені фактори, що визначають конверсію субстрату, вихід цільового глікозиду і склад продуктів реакції. Кращі виходи фенілглюкозамініду досягаються в ацетонітрилі або киплячому дихлорметані при молярному співвідношенні б-D-глюкозамінілхлорид:фенол: K2CO3:15К5 = 1:1:4,5:0,2. Зіставлені каталітичні властивості тринадцяти краун-етерів різної природи, які в більшості випадків залежать від структурних особливостей макроциклів.

2. Маршрут каталітичної міжфазної («твердий K2CO3 - органічний розчинник») реакції б-D-глюкозамінілхлориду з різними нуклеофілами і виходами цільових продуктів поряд з факторами, що виявлені в модельній реакції, визначаються структурними особливостями глікозил-акцепторів. В порівнянні з відомими способами глікозилювання, використання запропонованої міжфазної каталітичної системи виключає застосування надлишку реагенту, дозволяє досягти більш високого ступеня конверсії глікозил-донору і знизити внесок побічних процесів, що полегшує виділення цільових глюкозамінідів без додаткових процедур очищення.

3. Запропонований підхід вперше дозволив здійснити послідовне міжфазне глікозилювання 2- і 4-гідроксибензальдегідів і окислення in situ формілфенілглікозидів, що утворилися, до 2- і 4-карбоксифеніл-2-ацетамідо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси--D-глюкопіранозидів, при цьому міжфазні каталізатори - 15К5 і 18К6 однаково активні в обох процесах.

4. Дослідження дії глюкозамінідів на зростання і біолюмінесценцію морських бактерій, що світяться, Vibrio, fisheri і Photobacterium leiognathi Sh1., дозволило оцінити вплив структури агліконів і природи глікозидного зв'язку на біоцидну активність. Однозначної залежності інгібуючої активності від ліпофільності і концентрації не спостерігалося.

5. Дослідження бактерицидної дії глікозидів 8-гідроксихінолінів в різних тест-системах показало, що обговорювані глікозиди менш активні, чим вихідні 8-гідроксихіноліни. Проте пониження активності, що викликане глікозилюванням, може компенсуватися ослабленням або зникненням відомих побічних ефектів препаратів на основі 8-гідроксихінолінів.

6. При вивченні поведінкових реакцій щурів в серії експериментальних моделей стресу різної природи виявлено, що по психотропній дії амінокислотні кон'югати глюкозамінідів саліцилової кислоти у ряді випадків перевершують амітриптілін і сібазон. Вираженої залежності психотропної дії від природи амінокислотного залишку не спостерігалося, тоді як максимальний (у дослідженому сімействі) антиульцерогенний ефект виявлений у кон'югата L-валіну, що відрізняється складнішою будовою.

7. На моделі формалінового запалення показано, що глікозидні похідні саліцилової кислоти мають виражену протизапальну дію, що свідчить про перспективність поглиблених досліджень з метою пошуку нових нестероїдних протизапальних засобів глікозидної природи.

Основний зміст роботи викладений в публікаціях

1. Чупахина Т.А., Курьянов В.О. Катализируемое краун-эфирами нуклеофильное замещение в перацетате -глюкозаминилхлорида // Ученые записки Симферопольского государственного университета. - 1998. - № 5 (44). - С. 192-198. (Синтез О-в-глюкозамінідів, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

2. Курьянов В.О., Земляков А.Е., Чупахина Т.А., Чирва В.Я. Использование иодида натрия и краун-эфира в синтезе гликозидов N-ацетилглюкозамина // Биоорган. химия. - 1998. - Т. 24, № 4. - С. 319-320. (Виконання синтетичного експерименту, проведення аналізу отриманих результатів).

3. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Земляков А.Е., Котляр С.А., Камалов Г.Л., Чирва В.Я. Катализируемый краун-соединениями синтез -арилгликозидов N-ацетилглюкозамина // Биоорган. химия. - 2001. - Т. 27, № 6. - С. 434-438. (Вивчення умов міжфазного каталітичного глікозилювання, синтез глюкозамінідів, аналіз експериментальних даних, інтерпретація даних 1Н ЯМР спектроскопії).

4. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Земляков А.Е., Чирва В.Я., Ищенко В.В., Хиля В.П. Синтез гликозидов мурамоилдипептида с хромоновыми агликонами // Химия природн. соедин. - 2001. - № 1. - С. 35-38. (Участь в розробці схеми синтезу, виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

5. Земляков А.Е., Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Чирва В.Я., Ищенко В.В., Гаразд М.М., Хиля В.П. Синтез N-ацетилглюкозаминидов с кумариновыми и хромоновыми агликонами // Химия природн. соедин. - 2002. - № 2. - С. 125-128. (Синтез глюкозамінідів 7-гідроксикумаринів та хромонів, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

6. Чупахина Т.А., Курьянов В.О., Чирва В.Я., Григораш Р.Я., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Ароматические краун-эфиры как катализаторы синтеза -арилгликозидов N-ацетилглюкозамина в межфазных условиях // Биоорган. химия. - 2004. - Т. 30, № 3. - С. 334-336. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

7. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Земляков А.Е., Чирва В.Я., Шишкин О.В., Шишкина С.В., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Синтез гетероароматических S- и N--гликозидов N-ацетилглюкозамина в межфазных условиях // Биоорган. химия. - 2005. - Т. 31, № 5. - С. 511-518. (Участь в плануванні і виконання синтетичного експерименту, вивчення умов отримання та виділення ізомерних глікозидів, інтерпретація даних 1Н ЯМР спектроскопії, отримання зразка глікозиду для рентгеноструктурного аналізу).

8. Курьянов В.О., Чупахина Т.А. Простой способ синтеза карбоксифенилгликозидов N-ацетилглюкозамина и глюкозы // Ученые записки Таврического национального университета. - 2005. - Т. 18 (58), № 2. - С. 120-124. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

9. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Земляков А.Е., Чирва В.Я., Шишкин О.В., Шишкина С.В., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Синтез гетероароматических N--гликозидов N-ацетилглюкозамина в условиях межфазного катализа. I. Глюкозаминиды 2-оксобензазолов // Биоорган. химия. - 2006. - Т. 32, № 6. - С. 615-620. (Синтез вихідних сполук, вивчення умов утворення глюкозамінідів, підготовка зразка глікозиду для рентгеноструктурних досліджень, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

10. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Земляков А.Е., Чирва В.Я., Шишкин О.В., Шишкина С.В., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Региоселективный синтез гетероароматических S-в-глюкозаминидов в условиях межфазного катализа // Журн. орг. та фарм. химиї - 2006. - Т. 4, вип. 2 (14). - С. 37-41. (Виконання синтетичного експерименту, вивчення умов утворення глюкозамінідів, підготовка зразка глікозиду для рентгеноструктурних досліджень, аналіз і інтерпретація отриманих результатів).

11. Земляков А.Е., Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Чирва В.Я., Ищенко В.В., Котляр С.А., Камалов Г.Л., Хиля В.П. Синтез фенольных гликозидов N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина // Научно-практический семинар «Поиск и разработка сердечно-сосудистых средств». Алушта, 28-30 мая 2001 г. - Алушта, 2001. - С. 21-24. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, участь у підготовці доповіді).

12. Чупахина Т.А., Курьянов В.О., Чирва В.Я., Земляков А.Е., Григораш Р.Я., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Краун-эфиры как катализаторы нуклеофильного замещения у гликозидного центра в перацетате -глюкозаминилхлорида // Ukrainian-Polish-Moldavian Symposium on supramolecular chemistry. Kyiv, November 24-27, 2003. - Kyiv, 2003. - Р. 64-66. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, участь у підготовці доповіді).

13. Курьянов В.О., Прискока У.С., Чупахина Т.А., Чирва В.Я., Кацев А.М., Шишкин О.В., Шишкина С.В., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Гетероароматические гликозиды нейтральных и аминосахаров: синтез, структура, биологическая активность // Тр. Третьей Междунар. конф. «Химия и биологическая активность азотсодержащих гетероциклов». Черноголовка, 20-23 июня 2006 г. - Москва, ICSPF, 2006. - Т. 1. - С. 332-336. (Синтез вихідних індолін-2-онів, глюкозамінідів індолін-2-онов та 8-гідроксихінолінів, підготовка зразка глікозиду для рентгеноструктурних досліджень, участь у підготовці доповіді).

14. Патент 9082 України, МПК 7 С07Н3/02, С07Н5/06. Спосіб синтезу о- і п-карбоксифенілглікозидів N-ацетилглюкозаміну. В.О. Курьянов, Т.О. Чупахіна, В.Я. Чирва; Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського (UA). - № 20041210441; Заявл. 20.12.2004; Опубл. 15.09.2005. Бюл. № 9. - 3 с. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і участь в узагальненні отриманих результатів).

15. Кур'янов В.О., Чупахіна Т.О. Реакції перацетату -глюкозамінілхлориду з нуклеофилами в присутності краун-ефірів // XVIII Українська конференція з органічної хімії. Дніпропетровськ, 6-9 жовтня 1998 р. - Дніпропетровськ, 1998. - Ч. 2. - С. 270. (Виконання синтетичного експерименту, участь в оформленні стендової доповіді).

16. Земляков А.Е., Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Цикалов В.В. Синтез в-арилгликозидов N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина // XVI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Санкт-Петербург, 25-29 мая 1998 г. - Москва, 1998. - С. 58-59. (Синтез арилглюкозамінідів).

17. Zemlyakov A.E., Kur'yanov V.O., Chupakhina T.A., Sidorova E.A., Chirva V.Ya. New approaches to synthesis of N-acetylglucosamine O-glycosides // 10th European carbohydrate symposium. Galway (Ireland), July 11-16, 1999. - Galway, 1999. - P. 215. (Синтез арил- та алкілглюкозамінідів в умовах міжфазного каталізу).

18. Chirva V.Ya., Kur'yanov V.O., Chupakhina T.A., Zemlyakov A.E., Itshenko V.V., Khilya V.P. Synthesis of chromonic glycosides of N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine // 11th European carbohydrate symposium. Lisboa (Portugal), September 2-7, 2001. - Lisboa, 2001. - P. 212. (Синтез хромонових глікозидів мурамоїлдипептиду).

19. Чупахіна Т.О., Кур'янов В.О., Земляков О.Є., Чирва В.Я., Іщенко В.В., Хіля В.П. Нові глікозиди N-ацетилглюкозаміну з хромоновими і кумариновими агліконами // XIX Українська конференція з органічної хімії. Львів, 10-14 верес. 2001 р. - Львів, 2001. - С. 238. (Синтез глікозидів N-ацетилглюкозаміну з хромоновими та кумариновими агліконами, участь у підготовці стендової доповіді).

20. Chupakhina T.A., Kuryanov V.O., Chirva V.Ya. A simple rout to carboxyphenyl- and methoxycarbonylphenyl glycosides of neutral and aminosugars // The 1st International conference of the Moldavian chemical society. Chisinau (Moldova), October 6-8, 2003. - Chisinau, 2003. - P. 158. (Виконання синтетичного експерименту).

21. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Чирва В.Я., Котляр С.А., Камалов Г.Л. Катализируемые краун-эфирами реакции замещения у гликозидного центра N-ацетилглюкозамина // ХХ Українська конференція з органічної хімії. Одеса, 20-24 верес. 2004 р. - Одеса, 2004. - С. 61. (Синтез глюкозамінідів, участь у підготовці презентації доповіді).

22. Kuryanov V.O., Chupakhina Т.А., Chirva V.Ya., Shishkin О.V., Shishkina S.V., Коtlyar S.А., Кamalov G.L. Phase-transfer catalysis by the crown ethers in the synthesis of the heteroaromatic в-D-glucosaminides // XXX International Symposium on Macrocyclic Chemistry. Dresden (Germany), July 17-21, 2005. - Dresden, 2005. - Р. 133. (Синтез глікозидів с гетероароматичними агліконами).

23. Kuryanov V.O., Коtlyar S.А., Chupakhina Т.А., Chirva V.Ya., Shishkin О.V., Shishkina S.V., Кamalov G.L. Crown ethers in phase transfer catalysis: synthesis of some heteroaromic в-D-glucosaminides // Moldavian-Polish-Ukrainian Symposium on Supramolecular Chemistry. Cisinau (Moldova), October 10-12, 2005. - Cisinau, 2005. - P. 78. (Синтез глікозидів с гетероароматичними агліконами).

24. Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Раваева М.Ю., Коренюк И.И., Орехова В.В., Чирва В.Я. Синтез и противовоспалительная активность глюкозаминидов - производных салициловой кислоты // ХХI Українська конференція з органічної хімії. Чернігів, 1-5 жовтня 2007 р. - Чернігів, 2007. - С. 215. (Синтез глюкозамінідів - похідних саліцилової кислоти).

25. Раваева М.Ю., Коренюк И.И., Орехова В.В., Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Чирва В.Я. Психотропная активность N-ацилированных аминокислот и пептидов, содержащих углеводный остаток // ХХI Українська конференція з органічної хімії. Чернігів, 1-5 жовтня 2007 р. - Чернігів, 2007. - С. 283. (Синтез вуглеводних похідних амінокислот).

26. Кацев А.М., Курьянов В.О., Чупахина Т.А., Чирва В.Я. Оценка биологической активности О-, S- и N-в-D-глюкозаминидов с помощью морских светящихся бактерий // ХХI Українська конференція з органічної хімії. Чернігів, 1-5 жовтня 2007 р. - Чернігів, 2007. - С. 179. (Синтез О-, S- та N-в-D-глюкозамінідів).

Анотація

Чупахіна Т.О. Синтез і медико-біологічні властивості o-, s- і n-глікозидів n-ацетилглюкозаміну та їх похідних. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.10 - біоорганічна хімія. - Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України, Одеса, 2008.

Дисертація присвячена рішенню важливого для біоорганічної хімії наукового завдання - розробці методично простого доступного способу побудови 1,2-транс-глікозидного зв'язку в 2-ацетамідо-2-дезокси-D-глюкозі, синтезу з використанням розробленого підходу широкого кола О-, S- і N-в-D-глюкозамінідів і вивченню їх медико-біологічних властивостей. Запропоновано використання міжфазної каталітичної системи «тверде тіло - органічний розчинник», що відрізняється м'якими, не деструктивними умовами глікозилювання. На модельній реакції глікозилювання фенолу б-D-глюкозамінілхлоридом виявлені фактори, що визначають маршрут реакції глікозилювання, умови і причини утворення побічних продуктів. Зіставлені каталітичні властивості тринадцяти різних краун-етерів. У реакціях з різноманітними О-, S- і N-нуклеофілами, з використанням розробленого способу синтезу отримані ароматичні і гетероароматичні глюкозамініди, глікозиди похідних гідроксиламіну, глікозильні естери і О-алкілглікозиди. Запропоновано шляхи трансформації N-глюкозамініл-оксисукциніміду в похідні гідроксамової кислоти і відповідні глікозиламіни. Здійснене послідовне глікозилювання гідроксибензальдегідів і окиснення отриманих формілфенілглікозидів у карбоксифенілглікозиди. Синтезовані кон'югати карбоксифенілглікозидів з амінокислотами і тріптаміном. Досліджений вплив широкого ряду глюкозамінідів на зростання і біолюмінесценцію морських бактерій, що світяться - Vibrio fisheri і Photobacterium leiognathi Sh1. Показано, що біологічний ефект глікозидів визначається ліпофільністю, природою глікозидного зв'язку і положенням замісників в ароматичному ядрі арилглікозидів. Встановлена психотропна, антіульцерогенна і протизапальна активність глікозидних похідних саліцилової кислоти.

Ключові слова: глікозилювання, глюкозамініди, гетероароматичні глікозиди, міжфазний каталіз, краун-етери, протизапальна дія, стреспротекторні властивості, антиульцерогенна дія, антимікробна активність, інтерфероніндукуюча активність.

Аннтотация

Чупахина Т.А. Синтез и медико-биологические свойства o-, s- и n-гликозидов n-ацетилглюкозамина и их производных. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.10 - биоорганическая химия. - Физико-химический институт им. А.В. Богатского НАН Украины, Одесса, 2008.

Диссертация посвящена решению важной для биоорганической химии научной задачи - разработке простого и универсального способа построения 1,2-транс-гликозидной связи в 2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкозе, позволяющего гликозилировать различные по своей природе органические субстраты б-D-глюкозаминилхлоридом в межфазных («твердое тело - органический растворитель») условиях, синтезу с использованием разработанного подхода широкого круга О-, S- и N-в-D-глюкозаминидов и изучению их медико-биологических свойств. Показано, что такой подход не только дополняет, но, во многих случаях, превосходит известные межфазные способы синтеза -D-глюкозаминидов. Предложена и исследована межфазная каталитическая система «безводный карбонат калия - безводный ацетонитрил (дихлорметан)». На модельной реакции гликозилирования фенола б-D-глюкозаминилхлоридом в присутствии каталитических количеств 15-краун-5 выявлены факторы, определяющие выход целевого О-в-D-фенилглюкозаминида, маршрут реакции гликозилирования, условия и причины образования побочных продуктов, впервые оптимизированы условия проведения процесса. Впервые в межфазном гликозилировании сопоставлены каталитические свойства тринадцати различных краун-эфиров, различающихся липофильностью и дентатностью. Показано, что в условиях стехиометрического гликозилирования наиболее эффективными катализаторами являются [1.5]-дибензо-18-краун-6 и бифенил-20-краун-6, а в присутствии избытка карбоната калия - 15-краун-5, 18-круан-6, тетрабензо-24-краун-8. В реакциях с различными О-, S- и N-нуклеофилами, с использованием разработанного способа синтеза, получены различные ароматические и гетероароматические глюкозаминиды, гликозиды производных гидроксиламина, гликозильные эфиры и О-алкилгликозиды. Обнаружено, что тиол-тионные таутомеры пятичленных гетероциклов - 1,3,4-оксадиазолов и 1,2,4-триазолов, в исследованной межфазной системе образуют смесь региоизомеров - S- и N-в-глюкозаминидов. В этих же условиях производные 2-меркаптохиназолин-4-она и 2-меркаптобензоксазол, а также 2-меркаптобензотиазол гликозилируются с образованием только S-в-глюкозаминидов, а способные к амидо-имидольной таутомерии бензоксазол-2-он, 5-метилбензоксазол-2-он, бензтиазол-2-он конвертируют в соответствующие N-в-глюкозаминиды. Маршрут реакции б-D-глюкозаминилхлорида с замещенными индолин-2-онами определяется наличием и природой заместителей в положениях 5 и 7 карбоциклического ароматического ядра индолин-2-онов. В случае отсутствия или наличия заместителей только у С5 образуются соответствующие N-в-глюкозаминиды, тогда как в реакции с 7-метилиндолин-2-онами б-глюкозаминилхлорид конвертирует только в оксазолин и 1,2-гликозеен, а 7-хлориндолин-2-оны образуют смесь О- и N-в-глюкозаминидов. Структура синтезированных гетероароматических гликозидов доказана рентгеноструктурным анализом и 1Н ЯМР спектроскопией.

...