УДК 547.913.6+541.14+543.422.25
ВОРОБЬЕВ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИСЛАВОВИЧ
630090 Новосибирск, Проспект Академика Лаврентьева 9, Новосибирский институт органической химии СО РАН, тел. (3832) 344855, e-mail: vorobjev@nioch.nsc.ruСТЕРЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
СТРУКТУРЫ И ПРЕВРАЩЕНИЙ ЦЕМБРАНОВЫХ
ДИТЕРПЕНОИДОВ
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.10 (биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ)
Защита состоялась 9 октября 1992 года
Работа выполнена в Лаборатории
лесохимии Новосибирского института
органической химии СО РАН, научный руководитель -
д.х.н. Ралдугин Виктор Алексеевич.
Актуальность проблемы. Цембраноиды являются многочисленной структурной группой природных соединений дитерпенового ряда. Они привлекают внимание исследователей благодаря наличию нескольких интересных свойств и особенностей: цембрановые дитерпеноиды широко распространены в природе и часто обладают высокой биологической активностью, их молекулы содержат четырнадцатичленный макроцикл с разнообразным набором и взаимным расположением функциональных групп, цембраноиды считаются "ключевыми" соединениями в биогенезе многих полициклических дитерпеноидов.
Изучение химических и биологических свойств цембраноидов затрудняется малой доступностью этих соединений, поскольку их содержание в большинстве природных организмов составляет доли процента, а полный синтез слишком сложен. Наиболее богатым источником цембрановых дитерпеноидов является живица кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour), произрастающего на территории России. В связи с этим, химия цембраноидов в нашей стране имеет достаточную сырьевую базу не только для научных исследований, но и для практического применения их результатов.
Использование доступных природных цембраноидов в качестве исходных соединений открывает большие возможности для синтеза производных с высокой биологической активностью, а также систематического изучения зависимости структура - свойство. Решение данных задач связано с синтезом определенных серий производных, например, стереоизомеров цембрановых аллильных спиртов, и подразумевает использование детальных данных о пространственном строении цембраноидов.
Еще одна причина, стимулирующая исследование стереохимии цембраноидов, заключается в том, что эти соединения являются хорошими моделями для развития химии макроциклических соединений. В силу особенностей их строения - наличия полиненасыщенного, конформационно подвижного макроцикла, становится возможным изучение стереоконтролируемых реакций. Необходимую часть таких работ составляет конформационный анализ, результаты которого представляют несомненный интерес для дальнейших исследований взаимодействия активных соединений с рецептором.
Цель работы. Целью данной работы явилось изучение стереохимических особенностей строения наиболее доступных природных цембраноидов, синтез и исследование свойств их стереоизомеров.
Научная новизна и практическая ценность. В результате проведенных исследований разработан подход, позволяющий осуществлять селективную изомеризацию одной из нескольких двойных связей в цембрановом макроцикле, и синтезированы цембрановые аллильные спирты с (Z)-конфигурацией D2- и D11-двойных связей. Установлено, что при обращении конфигурации двойной связи в фрагменте, обусловливающем ростингибирующую активность цембрановых аллильных спиртов, активность сохраняется на прежнем уровне.
Впервые обнаружен процесс стереоселективного внутримолекулярного фотохимического [2+2]-циклоприсоединения в цембрановом цикле. Полученный продукт является высшим норизопренологом природных сесквитерпеноидов - b-бурбонена и цис-кариофиллена.
Проведен конформационный анализ цембрена и его 10- и 13-гидроксипроизводных. Показано, что все эти соединения имеют одинаковую ориентацию двойных связей относительно макроцикла, однако конформационное состояние изученных соединений может изменяться под воздействием таких факторов, как наличие и положение гидроксильной группы, а также образование внутримолекулярной ОН*p -водородной связи.
Полученные результаты используются в совместной научно-практической деятельности НИОХ СО РАН и ИЦиГ СО РАН по разработке экологически чистых биорегуляторов для сельского хозяйства.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 107 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы из 110 наименований. Работа иллюстрирована 11 таблицами, 2 схемами, 4 рисунками.
В литературном обзоре
проанализированы методы конформационного
анализа макроциклических цембрановых
дитерпеноидов, приведены данные по химическим
превращениям цембраноидов, демонстрирующие
зависимость стреоселективности реакций
присоединения и внутримолекулярной циклизации
от конформационного состояния макроцикла, а
также дана информация по биологической
активности цембраноидов и ее зависимости от
химического строения. Обсуждение результатов
содержит следующие разделы:
1. СИНТЕЗ АЛЛИЛЬНЫХ СПИРТОВ ЦЕМБРАНОВОГО РЯДА С ЦИС-(Z)-КОНФИГУРАЦИЕЙ ДВОЙНОЙ СВЯЗИ.
1.1. Частичный синтез (2Z)-цембраноидов.
1.2. Частичный синтез (11Z)-цембраноидов.
1.3. Стереоселективная фотохимическая циклизация норцембранового кетона.
2. ЗАВИСИМОСТЬ РОСТИНГИБИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ ЦЕМБРАНОВЫХ АЛЛИЛЬНЫХ СПИРТОВ ОТ КОНФИГУРАЦИИ ДИЗАМЕЩЕННОЙ ДВОЙНОЙ СВЯЗИ.
3. КОНФОРМАЦИИ ЦЕМБРАНОИДОВ В РАСТВОРЕ.
3.1. Цембрен.
3.2. 10- и 13-Гидроксипроизводные цембрена.
ВЫВОДЫ
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: