Способ получения фотосенсибилизаторов на основе циклоимидов хлорина р6

Способ получения фотосенсибилизаторов на основе циклоимидов хлорина р6

Реферат

Изобретение относится к химии биологически активных соединений, а именно к способу получения группы производных хлорина p₆ формулы (I)

где n равно 2-6,

способных найти применение в качестве фотосенсибилизаторов (ФС) для антимикробной и противораковой фотодинамической терапии (ФДТ). В работе [Karmakova Т. et al. Tissue distribution and in vivo photosensitizing activity of 13,15-[N-(3-hydroxypropyl)]cycloimide chlorin p₆ and 13,15-(N-methoxy)cycloimide chlorin p₆ emethyl ester. J. Photochem. Photobiol. B, 2006, V. 82, №1, P. 28-36] была показана фотодинамическая эффективность циклических имидов хлорина p₆ in vivo.

Из уровня техники [Zheng G. Et al. Synthesis, photophysica properties, tumor uptake, and preliminary in vivo photosensitizing efficacy of a homologous series of 3-(1¹-alkyloxy)ethyl-3-devinylpurpurin-18-N-alkylimides with variable lipophilicity. J. Med. Chem., 2001, V. 44, P. 1540-1559] известен способ получения N-алкилциклоимидов хлорина p₆, основанный на реакции пурпурина 18 формулы (II) с соответствующими алкиламинами, в результате которой происходит раскрытие экзоцикла пурпурина 18 и образование смеси соответствующих амидов хлорина p₆, для циклизации которых в имидное производное использовались различные подходы

Наиболее близким к описываемому способу аналогом является способ получения соединений формулы (III), где R представляет собой гидроксиэтил или гидроксипропил [Миронов А.Ф. и др. Синтез и химические превращения N-гидрокси- и N-гидроксиалкилциклоимидов хлорина p₆. Биоорганическая химия, 2004, Т. 30, №5, С. 520-530],

состоящий в перемешивании раствора 50 мг пурпурина 18 в смеси 4-кратного по молям избытка аминоспирта (аминоэтанола или 3-аминопропанола) и 20 мл хлороформа при комнатной температуре в течение 48 ч, промывании реакционной массы водой с последующим высушиванием над сульфатом натрия, удалении хлороформа и растворении в уксусном ангидриде, обработке реакционной массы 5%-ным раствором гидрокарбоната натрия, объединении реакционной массы с хлороформом, промывании органического слоя водой, высушивании над сульфатом натрия, удалении хлороформа и хроматографировании остатка на силикагеле с применением в качестве элюента смеси хлороформ : метанол (50:4).

К недостаткам ближайшего аналога следует отнести невысокий выход целевого продукта (около 37-40%).

Технический результат изобретения заключается в повышении (практически в два раза) выхода N-(2-гидроксиэтил)- и N-(3-гидроксипропил)циклоимидов хлорина p₆, а также в получении N-(5-гидроксипентил)- и N-(6-гидроксигексил)циклоимидов хлорина p₆ (выход целевого продукта при этом составляет 45% и 40% соответственно), которые могут применяться в качестве ФС для ФДТ рака.

Указанный технический результат достигается способом получения соединений формулы (I)

где n равно 2-6,

заключающимся во взаимодействии пурпурина 18 с аминоспиртом и при осуществлении которого:

а) пурпурин 18, растворенный в органическом растворителе, выбранном из хлорированного алифатического углеводорода, обрабатывают 4-6-кратным по молям количеством С₂-С₆-аминоспирта при температуре 20°С до полного превращения исходного пурпурина 18;

б) полученную реакционную массу промывают водой, осушают и выпаривают при пониженном давлении, полученный твердый продукт, содержащий смесь амидов, растворяют в трифторуксусном ангидриде и объединяют с 5%-ным раствором гидрокарбоната натрия, целевой продукт экстрагируют дихлорметаном, органическую фазу промывают водой, осушают и хроматографируют на силикагеле в системе дихлорметан-алифатический спирт с получением раствора соединения формулы (I);

в) раствор соединения формулы (I) выпаривают при пониженном давлении, полученный твердый продукт, содержащий соединение формулы (I), подвергают очистке перекристаллизацией из смеси растворителей дихлорметан/петролейный эфир, отфильтровывают и высушивают.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в предлагаемом способе на стадии а) хлорированный алифатический углеводород выбран из группы, состоящей из хлороформа и дихлорметана.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения на стадии а) молярная концентрация пурпурина 18 или метилового эфира пурпурина 18 составляет не менее 1.77⋅10^-3 моль/л.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения пурпурин 18 обрабатывают 6-кратным количеством С₅-С₆-аминоспирта при температуре 20°С в дихлорметане.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения на стадии б) алифатический спирт выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, н-пропанола и изопропанола.

Осуществление изобретения и достижение технического результата иллюстрируется примерами 1-4.

Для получения соединений формулы (I) используют доступное производное хлорофилла а - пурпурин 18.

Пурпурин 18 можно синтезировать из хлорофилла а, экстрагированного из биомассы микроводоросли Spirulina platensis. Хлорофилл а экстрагируют из биомассы Spirulina platensis ацетоном при кипячении, окисляют циклопентаноновое кольцо хлоринового макроцикла кислородом воздуха в щелочных условиях с последующей обработкой соляной кислотой для осуществления кислотного гидролиза фитольного остатка, удаления магния из координационной сферы макроцикла и превращения так называемого «неустойчивого хлорина» в пурпурин 18.

Реакцию размыкания ангидридного экзоцикла пурпурина 18 под действием аминоспиртов проводят при температуре 20°С, для чего растворяют пурпурин 18 с получением раствора с концентрацией пурпурина 18 не менее 1.77⋅10³ моль/л и при перемешивании добавляют 4-6-мольный избыток соответствующего аминоспирта. После завершения реакции реакционную смесь промывают водой для удаления из смеси непрореагировавшего аминоспирта, сушат и растворяют в трифторуксусном ангидриде, после чего обрабатывают гидрокарбонатом натрия, приливают дихлорметан, промывают органическую фазу водой, сушат, удаляют дихлорметан и очищают хроматографией на силикагеле. Переосаждают из смеси дихлорметан-петролейный эфир.

Пример 1. 13,15-N-(2-Гидроксиэтил)циклоимид хлорина p₆. К раствору 20 мг (0.035 ммоль) пурпурина 18 (II) в 20 мл дихлорметана прибавляют 9 мкл (0.14 ммоль) аминоэтанола и перемешивают 24 ч при комнатной температуре. Реакционную массу промывают водой, органический слой сушат над сульфатом натрия и упаривают в вакууме. Остаток растворяют в 0.6 мл трифторуксусного ангидрида и перемешивают 5 мин. К реакционной смеси приливают 5%-ный раствор гидрокарбоната натрия и перемешивают 2 ч. Продукт экстрагируют дихлорметаном, органический слой промывают водой, сушат над сульфатом натрия и растворитель упаривают в вакууме. Остаток хроматографируют на силикагеле в системе дихлорметан : метанол (70:5). Выход целевого соединения 16 мг (73%).

Физико-химические характеристики полученного соединения соответствуют данным, приведенным в работе [Миронов А.Ф. и др. Синтез и химические превращения N-гидрокси- и N-гидроксиалкилциклоимидов хлорина p₆. Биоорганическая химия, 2004, Т. 30, №5, С. 520-530].

Пример 2. 13,15-N-(3-Гидроксипропил)циклоимид хлорина p₆. Аналогично синтезу 13,15-N-(2-гидроксиэтил)циклоимида хлорина p₆ из 20 мг (0.035 ммоль) пурпурина 18 (II) и 11 мкл (0.14 ммоль) 3-амино-1-пропанола в 20 мл дихлорметана после хроматографии на силикагеле в системе дихлорметан : метанол (70:5) и перекристаллизации из смеси дихлорметан/петролейный эфир получено 15 мг (68%) целевого продукта.

Физико-химические характеристики полученного соединения соответствуют данным, приведенным в работе [Миронов А.Ф. и др. Синтез и химические превращения N-гидрокси- и N-гидроксиалкилциклоимидов хлорина р₆. Биоорганическая химия, 2004, Т. 30, №5, С. 520-530].

Пример 3. 13,15-N-(5-Гидроксипентил)циклоимид хлорина p₆. К раствору 20 мг (0.035 ммоль) пурпурина 18 (II) в 20 мл дихлорметана прибавляют 21.4 мг (0.210 ммоль) 5-аминопентанола и перемешивают 96 ч при 20°С. Реакционную массу промывают водой, органический слой отделяют, сушат над сульфатом натрия и упаривают в вакууме. Остаток растворяют в 0.6 мл трифторуксусного ангидрида и перемешивают 5 мин. К реакционной смеси прибавляют 5%-ный раствор гидрокарбоната натрия и перемешивают в течение 2 ч. Реакционную массу нейтрализуют раствором уксусной кислоты, продукт экстрагируют дихлорметаном, органически слой промывают водой, сушат над сульфатом натрия и растворитель упаривают в вакууме. Остаток хроматографируют на силикагеле в системе дихлорметан : метанол (70:4). После перекристаллизации из смеси дихлорметан/петролейный эфир получено 10 мг (45%) целевого продукта.

Электронный спектр, λ_макс, нм (ε×10^-3): 419 (86.7), 482 (6.1), 509 (7.0), 550 (16.4), 597 (3.0), 661 (7.2), 708 (31.2).

Спектр ¹Н-ЯМР: 9.64 с (1H, с, 10-Н), 9.40 с (1Н, 5-Н), 8.59 с (1Н, 20-Н), 7.90 дд (1Н, J 18 и 12 Гц, 3¹-СН), 6.28 дд (1Н, J 18 и 1 Гц, 3²-СН₂), 6.17 дд (1Н, J 12 и 1 Гц, 3²-СН₂), 5.36 д (1Н, J 7 Гц, 17-Н), 4.49 т (2Н, J 7 Гц, 13³-СН₂), 4.36 кв (1Н, J 7 Гц, 18-Н), 3.82 с (3Н, 12-СН₃), 3.79 м (2Н, 13⁷-СН₂), 3.66 кв (2Н, J 8 Гц, 8¹-CH₂), 3.34 с (3Н, 2-Ме), 3.17 с (3Н, 7-Ме), 2.73 м (1H, 17¹-СН₂), 2.46 м (2Н, 17²-СН₂), 2.04 м (4Н, 13⁴, 13⁶-СН₂), 1.92 м (1Н, 17¹-CH₂), 1.81 м (2Н, 13⁵-СН₂), 1.75 д (3Н, J 7 Гц 18-Ме), 1.61 т (3Н, т, J 8 Гц, 8²-Ме), -0.02 с и -0.10 с (каждый 1Н, NH).

Масс-спектр, m/z (А): 650.5 (М⁺+Н). Для C₃₈H₄₃N₅O₅ вычислено M_r 649.8.

Пример 4. 13,15-N-(5-Гидроксигексил)циклоимид хлорина p₆. Аналогично синтезу 13,15-N-(5-гидроксипентил)циклоимида хлорина p₆ из 20 мг (0.035 ммоль) пурпурина 18 (II) и 24.6 мг (0.210 ммоль) 6-амино-1-гексанола в 20 мл дихлорметана после хроматографии на силикагеле в системе дихлорметан : метанол (70:4) и перекристаллизации из смеси дихлорметан/петролейный эфир получено 9 мг (40%) целевого продукта.

Электронный спектр, λ_макс, нм (ε×10^-3): 418 (134.6), 482 (4.7), 510 (6.3), 549 (19.1), 598 (1.7), 651 (6.8), 708 (39.8).

Спектр ¹H-ЯМР: 9.65 с (1Н, с, 10-Н), 9.40 с (1H, 5-Н), 8.62 с (1H, 20-Н), 7.89 дд (1Н, J 19 и 12 Гц, 3¹-СН), 6.39 дд (1Н, J 19 и 1 Гц, 3²-СН₂), 6.17 дд (1Н, J 12 и 1 Гц, 3²-СН₂), 5.40 д (1Н, J 7 Гц, 17-Н), 4.44 кв (1H, J 7 Гц, 18-Н), 4.39 м (4Н, 13³-СН₂, 13⁸-СН₂), 3.81 с (3Н, 12-СН₃), 3.70 к (2Н, J 7 Гц, 8¹-СН₂), 3.65 м (4Н, 13⁴-СН₂, 13⁷-СН₂), 3.34 с (3Н, 2-Ме), 3.17 с (3Н, 7-Ме), 2.75 м (1Н, 17¹-СН₂), 2.48 м (2Н, 17²-СН₂), 2.32 м (1Н, 17¹-СН₂), 1.99 м (4Н, 135, 136-СН₂), 1.78 д (3Н, J 7 Гц 18-Ме), 1.65 т (3Н, J 7 Гц, 8²-Ме), -0.15 с (2Н, NH).

Масс-спектр, m/z (А): 664.3 (М⁺). Для C₃₉H₄₅N₅O₅ вычислено M_r 663.8.

1. Способ получения соединений формулы (I)

где n равно 2-6,

заключающийся во взаимодействии пурпурина 18 с аминоспиртом, характеризующийся тем, что:

а) пурпурин 18, растворенный в органическом растворителе, выбранном из хлорированного алифатического углеводорода, обрабатывают 4-6-кратным по молям количеством С₂-С₆-аминоспирта при температуре 20°С до полного превращения исходного пурпурина 18;

б) реакционную массу промывают водой, осушают и выпаривают при пониженном давлении, полученный твердый продукт, содержащий смесь амидов, растворяют в трифторуксусном ангидриде и объединяют с 5%-ным раствором гидрокарбоната натрия, целевой продукт экстрагируют дихлорметаном, органическую фазу промывают водой, осушают и хроматографируют на силикагеле в системе дихлорметан-алифатический спирт с получением раствора соединения формулы (I);

в) раствор соединения формулы (I) выпаривают при пониженном давлении, полученный твердый продукт, содержащий соединение формулы (I), подвергают очистке перекристаллизацией из смеси растворителей дихлорметан/петролейный эфир, отфильтровывают и высушивают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии а) хлорированный алифатический углеводород выбран из группы, состоящей из хлороформа, дихлорметана и дихлорэтана.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии а) молярная концентрация пурпурина 18 составляет не менее 1.77⋅10^-3 моль/л.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии б) алифатический спирт выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, н-пропанола и изопропанола.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что пурпурин 18 обрабатывали 6-кратным количеством С₅-С₆-аминоспирта при температуре 20°С в дихлорметане.