Kísérleti munkánk első lépéseként olyan D-szeko-származékok előállítása volt a célunk a 13- és a 13-ösztron sorban, amelyek hormonális inaktivitásuknak köszönhetően potenciális antitumor hatóanyagok alapjai lehetnek. Kiindulási anyagként a D-szekoaldehid 3-benzil-éterének 13-epimereit (15c, 16c) választottuk, miután 17-oxocsoportjuk számos továbbalakítási lehetőséget biztosít. A kutatócsoportunk által 3-metil-éterekre (15b, 16b) kidolgozott eljárásokat követve,40,42 olyan intermedier D-szekoösztronok előállítását valósítottuk meg, amelyek számos átalakítás hasznos alapanyagai lehetnek. A kiindulási származékok (15c, 16c) további előnye, hogy a benzilcsoport egy könnyen, semleges körülmények között eltávolítható védőcsoport. Így a vegyületek több ponton történő módosításával – 3-as és 17-es funkciók, ill. 14-(prop-2-enil) oldallánc – egyszerűen nyerhetünk olyan származékokat, amelyek nagyban hozzájárulnak a hatás-szerkezet összefüggések felállításához. Ezen túlmenően lehetőségünk van az anguláris metilcsoport térállásának hatását vizsgálni mind kémiai, mind gyógyszerhatástani szempontból.
A 13- és a 13-D-szekoaldehid 3-benzil-éterét (15c, 16c) kálium-tetrahidrido-boráttal, metanolban reagáltatva kaptuk a megfelelő D-szekoalkoholokat (71, 72, 33. ábra).
Ezt követően hidrogenolízissel, palládium-csontszén katalizátor segítségével hasítottuk le a 3-as helyzetben lévő benzilcsoportot, amellyel egyidejűleg a propenil oldallánc is telítődött (73, 74, 33. ábra).
41
33. ábra A 13-epimer D-szekoalkoholok (71‒74) előállítása
Ezzel párhuzamosan a nyitott D-gyűrű oxocsoportját (15c, 16c) kondenzációs reakcióban is átalakítottuk. Nukleofil reagensként hidroxilamin-hidrokloridot, bázisként vízmentes nátrium-acetátot alkalmazva szelektíven nyertük a D-szekooximokat (75, 76, 34. ábra). A 75-ös és a 76-os jelű vegyületek 3-benzil-védőcsoportját utólag szintén eltávolítottuk (77, 78, 34. ábra).
34. ábra Oxim funkció kialakítása a nyitott D-gyűrűn
42
A karbonilcsoportot (15c, 16c) Jones-oxidációval karboxilcsoporttá alakítottuk (79, 80, 35.
ábra). Az így nyert karbonsavak alapanyagként szolgálhatnak többek között savamidok képzéséhez. A hatás-szerkezet összefüggések értelmezéséhez a karbonsavak szabad fenolos hidroxilcsoportot tartalmazó származékait (81, 82) is előállítottuk.
35. ábra D-szekokarbonsavak (79‒82) előállítása a 13- és 13-ösztron sorban
A fenti átalakításokkal olyan vázmódosított származékokhoz jutottunk, amelyek a 3-as és a 17-es helyzetben könnyen továbbalakítható csoportokat tartalmaznak.I, II A 3-benzil-éterek (71, 75, 76), ill. az oxim 3-metil-étereinek (23, 25) hidroxil-funkcióit ecetsav-anhidriddel észteresítettük (36. ábra). Továbbá a 13-sorbeli szabad fenolos OH-csoportot tartalmazó szekoalkohol és -oxim (73, 77) észteresítését is elvégeztük. Ennek eredményeként olyan telített oldalláncú diacetátokat (88, 89) nyertünk, amelyek acetilcsoportja utólag könnyen eltávolítható.
43
36. ábra A D-szekoalkohol (71, 73) és -oxim (23, 25, 75‒77) funkcionalizálása
Ezen egyszerű átalakítások mellett, az így nyert D-szekoösztronok alkalmas kiindulási anyagai lehetnek pl. szteroid-alkinek előállításának is. A vegyületek (83‒89) a 3-as helyzetű csoport minőségében, a nyitott D-gyűrű oldalláncaiban és az anguláris metilcsoport térállásában különböznek egymástól.
44 4.2. Ösztron-alkinek előállítása
Kísérleti munkánk során elsőként az aromás A-gyűrűn (3-OH) alakítottunk ki terminális alkin funkciót. Az A- és D-gyűrűn szabad OH csoportot tartalmazó vegyületeket (73, 74, 77, 78) a Drašar és csoportja által kidolgozott módszerhez84 hasonló körülmények között reagáltattuk.
A megfelelő szteroid acetonos oldatához, kálium-karbonát bázis jelenlétében a propargil-kloridnál reaktívabb propargil-bromidot adtuk. A reakciók minden esetben regioszelektíven, jó hozammal szolgáltatták a kívánt acetiléneket (90−93, „A-alkin”, 37. ábra).II, III
37. ábra D-szekoösztron 3-propargil-éterek (90‒93) előállítása
A D-szekoalkinek (90‒93) előállítását követően a 13-ösztron alapvegyületen (4) is végeztünk hasonló átalakításokat. A 13-ösztron 3-benziléteréből (4c) ugyanezen a szintézisúton jutottunk az intakt D-gyűrűs 3-propargil-éterhez (94, 38. ábra).IV
45
38. ábra A 13-epi-ösztron-3-propargil-éter (94) előállítása
A későbbi hasznos hatás-szerkezet összefüggések feltárásához nemcsak a vázat, hanem az alkin funkció helyét is változtatni kívántuk. A D-szekokarbonsavakból (17, 18, 79, 80) kiindulva propargil-aminnal olyan karbonsav származékokat képeztünk, amelyekben a nyitott D-gyűrűhöz amid kötésen keresztül kapcsolódik az alkin funkció.V Savamidok karbonsavakból történő előállítására számos, a peptidszintézisben alkalmazott eljárás ismert az irodalomban.180−187 Első lépésként a karboxilcsoportot aktiválják, majd kapcsolási reakciót végeznek az aminocsoportot tartalmazó reakciópartnerrel. A karboxilcsoport aktiválásához először az irodalomban sok helyen sikerrel alkalmazott DCC kapcsolószert (95) használtuk.180,188 A 39. ábra ezt a reakciót mutatja be egy kiválasztott D-szekokarbonsavon (17). A karbodiimid-típusú kapcsolószerek, mint a DCC hátránya, hogy az aktivált karbonsav O-acil-izokarbamid származék (96) hajlamos az O-N acilvándorlásra. Az acilvándorlási folyamat következtében olyan stabil intermedierhez (97) jutottunk, amely az alkalmazott körülmények között nem alakult tovább a várt savamiddá (98, 39. ábra).
46
39. ábra Savamid funkció kialakítása DCC (95) kapcsolószerrel
Munkánk folytatásában ezért DCC helyett az 1-hidroxi-benzotriazol (HOBt) és O-benzotriazol-N,N-tetrametil-urónium hexafluorofoszfát (HBTU, 99) 1:1 arányú keverékét használtuk (40. ábra). A HOBt segédreagens az O-acil-izokarbamid (96) intermediert protonálva megakadályozza az intramolekuláris acilvándorlást,189 a HBTU pedig könnyebben kezelhető, mint a DCC: nem higroszkópos és jobb a sztereoszelektivitása.184 Így a két reagens (HBTU és HOBt) együttes akalmazásával teljesen kiküszöbölhető a racemizáció, és a kapcsolás rövid idő alatt megvalósítható. A kapcsolás feltételezett mechanizmusa szerint, a deprotonált karbonsav reagál a HBTU-val (99) és adja a 100-as jelű köztiterméket (40. ábra).
A köztitermék (100) átrendeződéssel „aktív” észterré (101) alakul, amely a kapcsolni kívánt aminosavval reagálva szolgáltatja a megfelelő savamidot (102, 103).
47
40. ábra Savamid funkció kialakítása HBTU (99) kapcsolószerrel
A kiindulási karbonsavakat (17, 18, 79, 80) a kapcsolószerekkel és a bázissal dimetil-formamidban 15 percig előkevertük, majd hozzáadtuk az elegyhez a propargil-amint. Két órás reakcióidő után, melléktermék képződése nélkül, jó hozammal nyertük a kívánt savamidokat (102, 103, 41. ábra). A reakciók szelektivitását és hatékonyságát az anguláris metilcsoport térállása nem befolyásolta.
48
Az új vegyületek szerkezetét minden esetben NMR-spektroszkópiai módszerekkel igazoltuk. A 41. ábrán a 3-hidroxi D-szekoalkoholból (73) képződő 3-propargil-éter (90) 1H spektruma látható. A 2,5 és 4,7 ppm-nél megjelenő egyszeres, illetve kétszeres intenzitású szingulettek – propargil-éter CH és OCH2 – bizonyítják, hogy a reakció sikeresen és regioszelektíven játszódott le.
41. ábra A D-szekoalkohol 3-propargil-éterének (90) 1H-NMR spektruma (CDCl3)
A 42. ábra a 13-epimer 3-benzil-éter karbonsav (80) és savamid-alkin származékának (103b) 1H-NMR spektrumrészletét mutatja. Jól láthatók az újonnan megjelenő a 3 ppm körüli szingulett és a 3,6 és 4 ppm között, illetve a 8 ppm körüli multiplettek, amelyek rendre a propargil-amin CH- és CH2-csoportjának, ill. amid nitrogénjének protonjaihoz tartoznak. Az NCH2-protonok multiplettjének jelalakját nagymértékben befolyásolja az anguláris metilcsoport térállása, amely szintén a szerkezetbizonyítást segítette.
ppm
1.0 2.0
3.0 4.0
5.0 6.0
7.0
17-H2
C≡CH OCH2
90
49
42. ábra A 80-as jelű karbonsav és a belőle képződő savamid (103b) 1H-NMR spektrumának részletei (DMSO-d6)
ppm
3.0 4.0
5.0 6.0
7.0 ppm
3.0 4.0
5.0 6.0
7.0
OCH2 és 16a-H2 OCH2 és 16a-H2
16-H 16-H
NHCH2 NH
C≡CH 80
103b
50