Ліпофільні глікозиди мурамоїлдипептиду: синтез і антиінфекційна протективна дія (стр. 2 из 5)
Алкілювання С3-ОН групи в ацеталях 5a-i,k-s, 12b,f,l, 19r,s проводили L-2-бромопропіоновою кислотою у діоксані у присутності гідриду натрію в умовах, сприяючих зверненню конфігурації асиметричного центру в похідному пропіонової кислоти. Отримані захищені мурамові кислоти 6a-i,k-s, 13b,f,l, 20r,s активували дією дициклогексилкарбодііміду (DCC) і N-гідроксисукциніміду (HOSu) і конденсували з бензиловим естером дипептиду. У глікопептидах 7a-i,k-s, 14b,f,l, 21r,s ацетальний захист віддаляли нагріванням з 70% оцтовою кислотою, а бензилові естери в похідних 8a-i,k-s, 15b,f,l – каталітичним гідрогенолізом. У разі тіоглікозидів 21r,s проводили омилення естерного захисту.
Рис. 1. Загальна схема синтезу глікозидів MDP.
Синтез в-глікозидів MDP з агліконами аліфатичної, аліциклічної і арилаліфатичної природи
На імуностимулюючу дію ліпофільних похідних MDP значно впливає структура ліпофільної компоненти. Тому разом з синтезом в-глікозидів MDP 9а-е з лінійними ліпофільними агліконами з різною довжиною вуглецевого ланцюга нами отримано нові ліпоглікопептиди 9f-i, для яких агліконами використані симетричні вторинні аліфатичні спирти (діалкілметаноли).
Глікозиди 9f-i подібно до таких високоактивних ліпоглікопептидів, як фосфатидилетаноламід MDP-L-аланіну і 6-О-(2-тетрадецилгексадеканоїл)-MDP, здатні за рахунок вуглецевих ланцюгів, що зближуються в просторі, утворювати в розчинах відносно жорсткі гідрофобні стрижнеподібні структури. Присутність такого «ліпідного якоря» сприяє вбудовуванню цих глікопептидів в аналогічним чином організовані фосфоліпідні мембрани імунних клітин.
У третю групу синтезованих нами глікопептидів увійшли в-4-трет-бутилциклогексил-, в-циклододецил-, в-2-(адамантил-1)етил-, в-2,2-дифенілетил- і в-2-п-бифенілетилглікозиди MDP (9k-o), що містять у якості аглікону аліциклічні і ароматичні спирти з числом атомів Карбону від 10 до 14. Не дивлячись на невеликі відмінності в числі атомів Карбону, ліпофільність цих агліконів значно відрізняється: значення СlogP* змінюється від 2,77 у 2,2-дифенілетанолу до 4,52 у циклододеканолу.
Для вибору методу глікозилювання первинних і вторинних спиртів було проведено порівняльне вивчення реакцій глікозилювання додеканолу-1, ундеканолу-6 і циклододеканолу найбільш простими і доступними глікозил-донорами - a-D-глюкопіранозилхлоридом 1 в умовах реакції Кенігса-Кнорра у присутності промоторів меркурій(II) ціаніду або іодиду і оксазоліном 2.
Глікозил-донор і глікозил-акцептор бралися в еквімольних кількостях. На підставі результатів цих експериментів (табл. 1) був вибраний оксазоліновий метод. Він разом з більш високими виходами глікозидів відрізняється отриманням виключно 1,2-транс-глікозидів, тоді як при використанні Hg(CN)2 спостерігалося додаткове утворення оксазоліну 2, а у разі HgI2. - відповідних a-аномерів.
Препаративну кількість перацетильованих в-глікозидів N-ацетилглюкозаміну 3а-i,k-o отримали дією на спирти надлишку оксазоліну 2. Виходи склали 62-88% для первинних спиртів, 26-68% для вторинних аліфатичних спиртів і 45-81% для циклододеканолу і заміщених етанолів.
Таблиця 1
Глікозилювання спиртів хлоридом 1 і оксазоліном 2
| Умови реакції | Тривалість реакції, г* | Глікозид; вихід, %** | |||
| Глікозил-донор | Розчинник | Промотор(каталізатор) | Температура | ||
| 1 | С2Н4Сl2 | Hg(CN)2 | 20 °C | 24 | 3b; 48,9±9,4 |
| 1 | С2Н4Сl2 | HgI2 | 20 °C | 24 | 3b; 39,8±0,8 |
| 2 | С2Н4Сl2 | TsOH | 90 °C | 1,5 | 3b; 42,7±7,5 |
| 1 | С2Н4Сl2 | Hg(CN)2 | 20 °C | 84 | 3f; 15,6±1,2 |
| 1 | С2Н4Сl2 | HgI2 | 20 °C | 108 | 3f; 15,6±4,8 |
| 2 | С2Н4Сl2 | TsOH | 90 °C | 2 | 3f; 30,3±0,5 |
| 1 | С2Н4Сl2 | Hg(CN)2 | 20 °C | 28 | 3l; 29,4±1,3 |
| 1 | С2Н4Сl2 | HgI2 | 20 °C | 72 | 3l; 15,6±0,9 |
| 2 | С2Н4Сl2 | TsOH | 90 °C | 2 | 3l; 23,9±2,1 |
* До зникнення за даними ТШХ глікозил-донорів 1 і 2.
** Середнє значення з трьох експериментів.
Будова глікозидів 3а-i,k-o підтверджена даними 1Н ЯМР спектрів. . Проведено повне віднесення сигналів протонів глікозидного залишку і агліконів. Наявність дублетів аномерних протонів з хім. зсувом 4,67-4,85 м.ч. і КССВ 8,0-8,5 Гц підтверджує утворення в-D-глюкозамінідів.
У разі цис-,транс-4-трет-бутилциклогексанолу глікозилювання проводили недостатністю оксазоліну 2. У реакційній суміші за даними ТШХ знаходяться два продукти глікозилювання: більш рухомий мінорний глікозид 3j і основний компонент – глікозид 3k, які були виділені колонковою хроматографією. Виходячи з більшої реакційної здатності транс-4-трет-бутилциклогексанолу з екваторіальним розташуванням гідроксильної групи для сполуки 3k запропонована транс-конфігурація циклогексанового циклу, а для його ізомеру 3j - цис-конфігурація.
Протони сполук 3k,j мають близькі значення хімічних зсувів і КССВ (рис. 2), що підтверджує їх ізомерну будову. Основні відмінності пов'язані із зсувом в слабкіше поле сигналів Н2 в глікозидному залишку і метинового протона аглікону для глікозиду 3j.
Попередньо запропоновані конфігурації замісників в циклогексановому фрагменті агліконів сполук 3j,k підтверджуються даними спектрів COSY і 2D NOESY. Зокрема, в спектрі 2D NOESY (рис. 3) глікозиду 3k присутні крос-піки між аксіальними протонами Н1’ і Н3’, Н5’, що є просторово зближуючими.
Будова глікопептидних похідних 8а-i,k-o і 9а-i,k-o підтверджувалася 1Н ЯМР спектроскопією. Ідентифіковані характеристичні сигнали, що відносяться до протонів аглікону, вуглеводного залишку і лактилдипептидного фрагмента (наприклад, рис. 4). Спектр COSY (рис. 5) сполуки 8b дозволив точніше віднести ряд сигналів протонів глікопептидів, зокрема аномерного протона і метинових протонів лактилпептидного залишку.
Синтез ліпофільних a-глікозидів мурамоїлдипептиду
З метою вивчення впливу конфігурації аномерного центру, а також структури і природи агліконів глікозидів мурамоїлдипептиду на їх імуностимулюючу дію нами на додаток до в-додецил-, в-(ундецил-6) - і в-циклододецилглікозидів мурамоїлдипептиду 9b,f,l були синтезовані відповідні a-аномери 16b,f,l, які містять аліфатичні лінійний первинний і симетричний вторинний, а також циклоаліфатичний аглікони.
Ці аглікони, з одного боку, мають близьку ліпофільність – СlogP для відповідних спиртів 4,95, 4,20 і 4,52, а з іншого, в цьому ряду агліконів зменшується конформаційна рухливість вуглеводневих ланцюгів і ефективна поверхня, що може впливати на взаємодію з біомембранами.
Вихідні перацетильовані a-N-ацетилглюкозамініди 10b,f,l синтезували взаємодією відповідних спиртів з a-глюкозамінілхлоридом 1 в нітрометані при температурі ~90°С у присутності меркурій(II) іодиду. Структура глікозидів 10b,f,l підтверджується даними 1Н ЯМР спектрів (рис. 6).
Рис. 6. Фрагменти 1Н ЯМР спектрів a- і b-(ундецил-6)глікозидів 10f (А) і 3f (В).
Для a-D-глюкозамінідів дублети аномерного протона зміщені в слабкіше поле (d 4,75-4,87 м.ч.) в порівнянні з відповідними сигналами b-D-аномерів 3b,f,l (d 4,68-4,77 м.ч.) і мають КССВ 3,5 Гц, властиву 1,2-цис-глікозидам, на відміну від КССВ 8,5 Гц, характерної для 1,2-транс-глікозидного зв'язку. Крім того, для a-ізомерів спостерігається характерний зсув в слабке поле сигналу протона у С2 (d 4,25-4,27 м.ч. в порівнянні з 3,64-3,80 м.ч. у відповідних в-аномерів) і амідного протона (d 5,56-5,59 і 5,45-5,50 м.ч. відповідно).
Далі за розглянутою вище схемою (див. рис. 1) синтезували a-глікозиди MDP 16b,f,l. Будова глікопептидів 15b,f,l і 16b,f,l підтверджувалася 1Н ЯМР спектроскопією.
Синтез О- і S-в-п-алкілфенілглікозидів мурамоїлдипептиду
Раніше (Земляков А.Е. и др. // Биоорган. химия. - 2001.- С .439) було встановлено, що в-фенілмурамоїлдипептид має високу імуностимулюючу дію в тестах in vitro та in vivo. У розвитку цих робіт, а також для визначення впливу природи аглікону на імуностимулюючу дію глікозідних похідних мурамоїлдипептиду, нами виконаний синтез в-п-толіл-, в-п-трет-бутилфеніл- і в-п-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенілглікозидів MDP 9p-s - нових алкілфенілглікозидів мурамоїлдипептиду з агліконами різної ліпофільності.
На відміну від широко досліджуваних О-глікозидів мурамоїлдипептиду дотепер було отримано тільки три S-в-алкілтіоглікозиди MDP (Hasegawa A., et al // J. Carbohydr. Chem.-1982-1983.- P.317), ад'ювантна активність яких поступалася MDP. Нами з метою вивчення впливу природи гетероатома біля глікозидного центру на біологічну активність здійснено синтез раніше не описаних в-п-толілтіо- і в-п-трет-бутилфенілтіоглікозидів MDP 23p,r.
У попередньому експерименті оцінювалися найбільш прості і доступні методи отримання перацетильованих О- і S-в-арилглюкозамінідів (табл. 2). п-трет-Бутилфенол і п-тіокрезол глікозилювали еквімолярною кількістю a-хлориду 1 в умовах міжфазного каталізу (МФК) четвертинними амонієвими солями в системі «рідина - рідина», а також каталізу краун-етером в системі «рідина - тверде тіло». Для п-тіокрезолу глікозилювання також проводили у присутності надлишку триетиламіну.
Зважаючи на те, що у всіх вивчених методах глікозилювання виходи продуктів 3r і 17p достатньо великі, в препаративних цілях використовували надлишок фенолів, які глікозилювали a-хлорідом 1 в більш економічних умовах МФК четвертинними амонієвими солями, а реакцію тіофенолів з a-хлоридом 1 проводили при кімнатній температурі у присутності триетиламіну, а також в умовах МФК з BnEt3NCl. Після кристалізації з ізопропілового спирту отримали арилглікозиди 3p-s з виходами 61-77%, а арилтіоглікозиди 17p,r - з виходами 78 і 52%, відповідно. Будова сполук 3p-s і 17p,r була доведена 1Н ЯМР спектроскопією (рис. 7).