WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

ЛОНИН ИВАН СЕРГЕЕВИЧ

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ГЛИКОКОНЪЮГАТОВ ПРИРОДНЫХ

ХЛОРИНОВ И БАКТЕРИОХЛОРИНОВ

02.00.10 – Биоорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва – 2009 2

Работа выполнена на кафедре химии и технологии биологически активных соединений им. Н.А. Преображенского Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель:

Доктор химических наук, профессор Миронов Андрей Федорович

Официальные оппоненты:

Доктор химических наук, профессор Пономарев Гелий Васильевич Доктор химических наук, профессор Томилова Лариса Годвиговна

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук Институт Физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Защита состоится «21» декабря 2009 года в часов на заседании Диссертационного Совета Д 212.120.01 при Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова по адресу: 119571, Москва, пр. Вернадского, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. М.В. Ломоносова по адресу 119571, Москва, пр. Вернадского, 86.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайте http://mitht.ru

Автореферат разослан «20» ноября 2009 года

Ученый секретарь Диссертационного Совета, к.х.н., с.н.с. А.И. Лютик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Фотодинамическая терапия (ФДТ) рака является относительно новым неинвазивным способом лечения злокачественных новообразований, основанным на применении трех малотоксичных компонентов, а именно фотосенсибилизатора (ФС), кислорода и лазерного излучения, которые при совместном воздействии обусловливают цитотоксический эффект. В последнее время в качестве препаратов для ФДТ особое внимание привлекают ФС на основе природных хлоринов и бактериохлоринов. Данные соединения обладают низкой темновой токсичностью, подвергаются биодеградации и быстро выводятся из организма, а также характеризуются интенсивным поглощением в красной и ближней ИК-области спектра (650-830 нм), где проницаемость ткани для света максимальна, что позволяет воздействовать на глубоко залегающие опухоли и проводить терапию пигментированных новообразований, таких как меланомы.





Одним из дальнейших путей улучшения эффективности ФДТ является повышение селективности накопления ФС в опухоли. Решение данной задачи может быть достигнуто за счет связывания молекул пигмента с различными системами адресной доставки. В частности, в качестве лигандов, способных специфически связываться с рецепторами на поверхности опухолевых клеток, могут выступать углеводы. Из литературы известно, что многие виды рака отличаются повышенным уровнем экспрессии галектинов – белков, проявляющих высокую аффинность к -галактозидам. Показано, что присоединение галактозы и лактозы к порфиринам и их аналогам обеспечивает специфическое гидрофобному тетрапиррольному макроциклу углеводных фрагментов позволяет увеличить растворимость пигмента в водных растворах и может использоваться для придания молекуле амфифильного характера, что влияет на накопление и локализацию ФС в опухолевой клетке.

Таким образом, актуальным является синтез галактозилсодержащих конъюгатов на основе природных хлоринов и бактериохлоринов и исследование их биологической активности в качестве новых фотосенсибилизаторов для ФДТ рака.

Настоящая работа посвящена решению выше названных задач и является частью научных исследований, проводимых на кафедре ХТБАС МИТХТ им М.В. Ломоносова по теме № 1Б-4-355 «Разработка химических и биотехнологических методов модификации биологически активных соединений с целью моделирования жизненно важных процессов Работа выполнена при участии доцента каф. ХТБАС М.А. Грина.

в природе и создания новых лекарственных препаратов», и выполнена при поддержке гранта РФФИ 07-03-00452-а (Новый инфракрасный катионный фотосенсибилизатор на основе бактериохлорофилла а).

Целью работы является синтез и изучение свойств гликоконъюгатов природных модифицированных хлорофиллов для получения на их основе высокоэффективных злокачественных новообразований. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих экспериментальных задач:

бактериохлоринов для последующего введения углеводных фрагментов.

2. Синтез гликоконъюгатов, содержащих моно- и дисахаридные фрагменты в различных положениях хлоринового макроцикла.

3. Структурный анализ углеводсодержащих хлоринов и бактериохлоринов с использованием современных методов ЯМР.

гликоконъюгатов.

Научная новизна. В работе предложены новые эффективные подходы к синтезу использование реакции Cu-катализируемого 1,3-диполярного циклоприсоединения терминальных алкинов и азидов (“click chemistry”). Для ее реализации впервые получены производные хлорофилла а и бактериохлорофилла а с терминальной тройной связью в различных положениях макроцикла. Адаптированы условия “click”-реакции для использованный для синтеза гликохлоринов, основан на реакции кросс-метатезиса олефинов. Были получены новые алкенильные производные хлорофилла а и показана перспективность данного метода в синтезе конъюгатов хлоринов с различным положением углеводного остатка в макроцикле. Оценена фотоцитотоксичность использования некоторых из них в качестве эффективных фотосенсибилизаторов для ФДТ рака.





Практическая значимость. В результате данного научного исследования разработаны универсальные подходы к созданию углеводсодержащих производных гликоконъюгатов на основе природных хлоринов и показана перспективность использования некоторых из них в ФДТ рака.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Синтез производных природных хлоринов и бактериохлоринов с терминальными двойными и тройными связями.

3. Использование метода “click chemistry” в синтезе углеводсодержащих хлоринов и бактериохлоринов.

различным положением сахарного остатка в макроцикле.

5. Установление структур полученных гликоконьюгатов методом ЯМР.

6. Результаты предварительных биологических исследований углеводсодержащих производных природных хлоринов и бактериохлоринов.

Апробация работы.

Результаты работы были представлены и обсуждены на VII и VIII школахконференциях молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений (Одесса, 2007, Гагра, 2009), V Международной конференции по порфиринам и фталоцианинам (ICPP-5, Москва, 2008), Х Международной конференции по физической и координационной химии порфиринов и их аналогов (Иваново, 2009), V Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва 2009).

Публикации. По теме диссертации имеется 10 публикаций, в том числе 3 статьи в отечественных и зарубежных научных журналах.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Работа изложена на_стр., содержитрисунков,схем, таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В последние годы наблюдается повышенный интерес к углеводсодержащим тетрапиррольным соединениям. Данные вещества находят применение в различных энантиоселективного окисления и создание новых сенсоров. Кроме этого, гликопорфирины широко исследуются в медицинских целях в качестве ФС для ФДТ рака.

Это обусловлено тем, что введение в состав пигмента моно-, ди- и олигосахаридных фрагментов позволяет не только придавать ФС амфифильный характер, но и может обеспечить направленную доставку в опухоль за счет взаимодействия с галектинами, которые сверхэкспрессированы на поверхности раковых клеток. Однако, количество работ, посвященных синтезу и применению гликоконъюгатов на основе природных хлоринов, ограничено, а предложенные способы их получения малоэффективны. В то же время, наибольший интерес для ФДТ представляют именно природные хлорины и бактериохлорины, так как они обладают рядом преимуществ перед синтетическими аналогами благодаря своим уникальным фотофизическим и биологическим свойствам.

Используя хлорофилл а и бактериохлорофилл а в качестве исходных соединений, в настоящей работе были выполнены исследования, целью которых явилось получение гликоконъюгатов природных пигментов как потенциальных эффективных ФС для ФДТ рака.

1. ГЛИКОКОНЪЮГАТЫ НА ОСНОВЕ ХЛОРОФИЛЛА а

Создание углеводсодержащих ФС на основе природных хлоринов является комплексной проблемой, включающей выбор методов образования конъюгатов, синтез функционализированных производных и получение на их основе соответствующих гликохлоринов. Структура хлорофилла а открывает широкие возможности для направленной функционализации хлоринового макроцикла. В настоящей работе для синтеза углеводсодержащих конъюгатов хлоринового ряда были использованы два основных подхода, включающие введение углеводного фрагмента посредством модификации экзоцикла Е и -винильной группы в пиррольном кольце А (Схема 1).

Необходимо отметить, что стратегия синтеза конъюгатов на основе таких лабильных объектов, как природные хлорины и бактериохлорины, должна отвечать определенным требованиям, главные из которых - это доступность и простота получения исходных соединений, мягкие условия проведения реакции и высокий выход целевого продукта.

Схема 1. Подходы к синтезу гликоконъюгатов в ряду хлорофилла а.

1.1. Использование “click chemistry” в синтезе гликоконъюгатов Ключевой стадией для получения гликоконъюгатов на основе хлорина е6 являлась Cu-катализируемая реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения терминальных алкинов и азидов (“click chemistry”). Данное взаимодействие удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, отличается универсальностью и используется для создания сложных биоконъюгатов, иммобилизации биомолекул на матрицах различной природы и присоединения биологически активных веществ к адресным системам доставки.

Ключевым соединением в синтезе являлся метиловый эфир феофорбида а (3), который был получен из хлорофилла а (1), выделяемого из микроводоросли Spirulina Platensis (Схема 2). Известно, что экзоцикл феофорбида вступает в ретро-конденсацию Дикмана с различными нуклеофилами, включая низкомолекулярные первичные и вторичные амины, давая соответствующие 131-амиды. В настоящей работе при действии пропаргиламина был получен амид 4 с выходом 86%.

Далее этинильное производное 4 конденсировали с перацетатом (2-азидоэтил)--Dгалактопиранозида (6), полученным при действии на 2-бромэтильный предшественник азидом натрия по описанной ранее методике2. Реакцию циклоприсоединения проводили в Модифицированные углеводы 6, 10 синтезированы в лаборатории проф. Ю.Л. Себякина, МИТХТ им.

М.В. Ломоносова.

ацетонитриле с добавлением диизопропилэтиламин (DIPEA) в присутствии 10 мол. % иодида меди(I). Однако, при этих условиях в течение первых 10 минут наблюдалось гипсохромное смещение длинноволновой полосы поглощения с 663 до 635 нм за счет образования Cu-комплекса хлорина. В связи с этим был реализован иной подход, основанный на использовании Zn–комплекса амида 5. Было показано, что Zn-комплекс производного хлорина е6 5 в условиях реакции является устойчивым, и ион цинка не подвергается замещению на ион меди. Подобная «защита» катионом Zn2+ c последующим деметаллированием комплекса 7 в слабокислой среде позволила получить гликоконъюгат 8 с выходом 84%. Стоит отметить, что реакция протекает полностью региоселективно с образованием 1,4-дизамещенного 1,2,3-триазола. Последующие удаление защитных ацетильных групп в присутствии раствора метоксида натрия в метаноле с последующим подкислением уксусной кислотой приводило к галактозилхлорину 9 с выходом 90%.

Аналогичным образом, с выходом 82%, был получен лактозилхлорин 12, который после деблокирования гидроксильных групп дисахарида давал конъюгат 13 с выходом 85%.

Схема 2. Синтез гликоконъюгатов природных хлоринов с использованием “click chemistry”.

Полученные конъюгаты были охарактеризованы физико-химическими методами анализа, включая ИК- и электронную спектроскопию, масс-спектрометрию, в том числе HRMS (масс-спектрометрия высокого разрешения), а так же с использованием спектроскопии ЯМР.

1.2. Установление структуры гликохлоринов методом ЯМР Структура соединений 8 и 12 была установлена с помощью одно- и двумерной спектроскопии ЯМР. Сигналы в спектрах 1H и эксперимента по гетероядерной одноквантовой когерентности (HSQC) и гетероядерной корреляции через множественные связи (HMBC). Отнесение сигналов в спектрах ЯМР соединения 12 также проводили при помощи тотальной корреляционной спектроскопии (TOCSY) и спектроскопии ядерного эффекта Оверхаузера во вращающейся системе координат (ROESY). Последний эксперимент был использован для подтверждения региоспецифического образования 1,4-дизамещенного триазола. Так, сигналы двух неэквивалентных протонов Н31 (–СН2-СН2- фрагмента спейсера) были определены из корреляции Н2-Н31 в спектре ROESY, что подтвердило (наряду с Н2-Н11 корреляцией) место присоединения хлорина и углеводного остатка к триазольному кольцу (Рис. 1).

Рис. 1. Структура гликоконьюгата 12. Пунктирные линии обозначают границы остатков: хлорин e (Chl), триазол и спейсеры (Trz), остаток -D-глюкопиранозы (Glc), остаток -D-галактопиранозы (Gal). Наблюдаемые протон-протонные NOE-корреляции показаны стрелками (в том числе не упомянутые в тексте).

в синтезе гликоконъюгатов на основе хлорофилла а Ранее было показано, что введение одинаковых заместителей в различные положения хлоринового макроцикла по-разному влияет на амфифильность молекулы и, как следствие, на биологические свойства пигмента. В частности, отмечалось, что гидрофильные заместители в пиррольном кольце А значительно увеличивают фотодинамическую эффективность ФС (R.K. Pandey et al, 2007). Наличие винильной гликозилированных хлоринов с использованием реакции кросс-метатезиса алкенов.

Ключевым соединением в синтезе являлся триметиловый эфир хлорина е6 (14), полученный раскрытием экзоциклического фрагмента в метилфеофорбиде а (3) действием метоксида натрия. Хлорин 14 вводили в реакцию сочетания с тетраацетатом аллил--Dгалактопиранозида (15), полученным по известной методике гликозилирования аллилового спирта. Кросс-метатезис проводили в присутствии катализатора Граббса второго поколения (Схема 3). Изучение данного взаимодействия показало, что оптимальными условиями проведения реакции является кипячение хлорина 14 с четырехкратным избытком аллилгалактозида 15 в хлористом метилене в течение 16 часов в присутствии 25 мол. % катализатора. Выход гликоконъюгата 16 в данных условиях составил 40%, причем увеличение концентрации катализатора и/или аллилгалактозида взаимодействие протекает стереоселективно с образованием двойной связи Еконфигурации и характеризуется отсутствием побочных продуктов, что упрощает хроматографическую очистку целевого продукта и позволяет регенерировать исходный хлорин 14 для его повторного использования в реакции.

Схема 3. Синтез гликоконъюгата на основе хлорина е6 с остатком галактозы в пиррольном цикле А.

Другим местом связывания хлоринового макроцикла с остатком углевода служила аллильная группа в пиррольном кольце С, которую вводили путем раскрытия экзоцикла Е мезофеофорбида 18 под действием аллиламина. Гидрирование винильной группы в пиррольном кольце А феофорбида 3 до этильной диктовалось необходимостью региоселективного введения углеводного фрагмента в положение 13 макроцикла.

Каталитическое гидрирование феофорбида 3, протекающее с количественным выходом, и последующее взаимодействие мезофеофорбида 18 с аллиламином приводило к аллиламиду мезохлорина е6 (19) с общим выходом 85% (Схема 4).

Взаимодействие последнего с тетраацетатом аллил--D-галактопиранозида 15 в соотношении 1:5 в присутствии 5 мол. % катализатора Граббса в течение 4 часов давало конъюгат 20. Избыток одного из реагентов необходим для смещения равновесия в сторону образования продукта реакции 20, так как из литературы известно, что аллильные производные в условиях реакции кросс-метатезиса могут образовывать гомодимеры.

стереоселективностью по сравнению с вышеописанным кросс-метатезисом по винильной группе в пиррольном цикле А. Наблюдалось образование двух изомерных конъюгатов c E/Z-соотношением 5:1 (по данным ЯМР) с общим выходом 80%. Нам удалось разделить изомеры с помощью препаративной тонкослойной хроматографии и выделить основной продукт (Е-изомер), обладающий меньшей хроматографической подвижностью.

Схема 4. Синтез конъюгата на основе мезохлорина е6 с остатком галактозы в пиррольном цикле С.

При создании новых высокоэффективных ФС необходимо стремиться к тому, чтобы максимум поглощения находился в районе 700-850 нм. В ряду хлорофилла а в указанный диапазон попадают производные с имидным экзоциклом (max 700 нм).

Поэтому следующий этап работы состоял в синтезе гликоконъюгатов на основе пурпуринимидов. Исходным соединением являлся пурпурин 18 (22), который был получен посредством алломеризации хлорофилла а. Дальнейшая стратегия синтеза включала региоселективное введение углеводного фрагмента либо в пиррольное кольцо А, либо в имидный экзоцикл Е. Для реализации первого подхода был получен Nметоксипурпуринимид 23 по ранее разработанной на кафедре ХТБАС методике, состоящей в действии на пурпурин 18 (22) гидрохлоридом гидроксиламина в пиридине с последующим метилированием диазометаном (Схема 5). Циклоимид 23 далее вводили в реакцию кросс-метатезиса с перацетатом аллил--D-галактопиранозида 15. Однако, даже длительное кипячение пурпуринимида 23 с большим избытком аллилгалактозида и увеличение количества катализатора Граббса вплоть до 1 эквивалента не позволило добиться выхода конъюгата 24 более 5%. Данный факт может быть объяснен влиянием экзоциклического фрагмента, сопряженного с основным макроциклом, на винильную группу в 3-м положении. По-видимому, имидный цикл, обладая электроноакцепторными свойствами, дезактивирует винильную группу, снижая ее реакционную способность в реакции кросс-метатезиса.

Схема 5. Кросс-метатезис олефинов в синтезе углеводсодержащих пурпуринимидов.

Более реакционноспособной оказалась терминальная двойная связь при экзоцикле Е. Для реализации второго подхода пурпурин 18 (22) метилировали с помощью диазометана, а затем подвергали каталитическому гидрированию в виде Zn-комплекса (Схема 5). После деметаллирования в кислой среде мезопурпурин 25 был выделен с общим выходом около 90%. Последний вводили в реакцию с аллиламином, что приводило к раскрытию ангидридного цикла с образованием изомерных 13- и 15-амидов, о чем свидетельствовало гипсохромное смещение длинноволновой полосы поглощения с 690 нм до 650 нм. Рециклизацию осуществляли последовательной обработкой смеси изомерных амидов диазометаном и раствором KOH в метаноле, что приводило к Nаллилмезопурпуринимиду (26) с общим выходом 85%. Реакцию сочетания осуществляли в условиях, аналогичных получению конъюгата 20. В данном случае стереоселективность реакции была выше, и соотношение E/Z-изомеров составило 6:1. Основной Е-изомер был выделен хроматографически с выходом 62%.

Удаление защитных ацетильных групп в соединениях 16, 20 и 27 под действием метоксида натрия в системе MeOH/CH2Cl2 приводило к гликоконъюгатам 17, 21 и 28 с выходами 65-85%.

1.4. Анализ спектров ЯМР галактозилсодержащих хлоринов Анализ спектра ПМР конъюгата 16 показал, что кросс-метатезис с участием хлорина 14 протекает полностью стереоселективно, и образующийся алкен обладает Еконфигурацией, о чем свидетельствует наблюдаемое значение КССВ протонов при двойной связи 3JН31-Н32 равное 16 Гц (Рис. 2).

Рис. 2. Спектр ПМР гликоконъюгата 16.

С другой стороны, 1Н ЯМР спектры продуктов реакции кросс-метатезиса хлорина 19 и пурпуринимида 26 оказались сложнее, что связано с образованием изомерных форм конъюгатов 20 и 27. В частности, наблюдались сигналы протонов двойной связи для E- и Z-изомеров, которым соответствуют значения КССВ 3JН134-Н135 15 и 11 Гц, соответственно.

Интегрирование сигналов в спектрах 1Н ЯМР показало, что данные изомеры образуются в соотношении (E/Z) 5:1 и 6:1 для конъюгатов 20 и 27, соответственно, что согласуется с литературными данными. Нам удалось разделить изомерные гликоконъюгаты с помощью препаративной тонкослойной хроматографии, причем соединения с меньшей хроматографической подвижностью соответствовали E-изомерам (Рис.3). Структуры последних были также подтверждены полным отнесением сигналов в спектре 13С ЯМР, с использованием двумерных гетероядерных экспериментов 1H,13C - HSQC и 1H,13C HMBC.

Рис. 3. Фрагменты спектров ПМР изомерных форм конъюгата 27 после хроматографического разделения. А: область алкенильных протонов соединения Z-27 (Bruker DPX 300); В: область алкенильных протонов соединения Е-27 (Bruker Avance 600).

2. ГЛИКОКОНЪЮГАТЫ В РЯДУ БАКТЕРИОХЛОРОФИЛЛА а

Переход к синтезу гликоконъюгатов в ряду бактериохлорофилла а обусловлен поиском ФС, поглощающих в области спектра, где проницаемость ткани для света максимальна. Полученные ранее в нашей лаборатории разнообразные циклические имиды бактериохлорина р показали высокую химическую стабильность, а батохромный сдвиг длинноволновой Q-полосы в область 800-830 нм делает их перспективными в качестве ФС для ФДТ. В связи с этим вышеописанный подход к синтезу гликоконъюгатов хлоринов с использованием 1,3-диполярного циклоприсоединения был успешно реализован в синтезе лактозильных производных циклических имидов бактериохлорина р. Введение углеводного остатка в различные положения макроцикла был осуществлен на основе бактериопурпуринимидов за счет модификации имидного экзоцикла Е и ацетильной группы пиррольного кольца А (Схема 6).

Схема 6. Подходы к синтезу гликоконъюгатов в ряду бактериохлорофилла а.

2.1. Синтез лактозильных производных бактериохлорина р бактериохлориновом ряду являлся бактериопурпурин (БП) (30), который получали из бактериохлорофилла а (29), содержащегося в биомассе пурпурных бактерий Rhodobacter capsulatus (Схема 7). Метиловый эфир БП (31) вводили в реакцию с пропаргиламином при кипячении в хлороформе. Однако, наличие в молекуле БП двух высоко электрофильных центров (ацетильной группы и ангидридного экзоцикла) приводит к неоднозначному протеканию реакции и возможности образования наряду с циклоимидом 32 также диалкинильного продукта 33 (Схема 7). Изучение данной реакции показало, что изменение количества пропаргиламина и времени ее протекания позволяет влиять на соотношения продуктов 32 и 33. Так, кипячение в хлороформе метилового эфира БП (31) с 8-кратным избытком пропаргиламина в течение 16 часов приводило к получению циклоимида 32 с выходом 60% и основания Шиффа 33 с выходом 20%. Увеличение избытка пропаргиламина (40 эквив.) и продолжительности реакции до 40 часов преимущественно приводило к образованию дипропаргильного производного 33.

Последующее хроматографическое разделение реакционной смеси позволяло выделить циклоимиды 32 и 33 в индивидуальном виде.

Схема 7. Синтез пропаргильных производных бактериохлоринового ряда.

Далее циклоимид 32 вводили в реакцию с азидным производным лактозида 34, полученным последовательным ацилированием перацетата аминолактозида глицином и азидоуксусной кислотой3*(Схема 8). Выбор углевода обусловлен специфичностью углеводузнающего домена галектинов к последовательностям ди- и олигосахаридов с терминальным остатком -галактозы. Реакцию 1,3-диполярного циклоприсоединения проводили с использованием иодида меди(I) в хлористом метилене с добавлением диизопропилэтиламина в качестве основания (Схема 8).

Схема 8. Синтез углеводсодержащего бактериопурпуринимида 36.

гликоконъюгату 35 с 80%-ным выходом, при этом образование Cu-комплекса циклоимида Лактозильное производное 34 синтезировано в лаборатории проф. Ю.Н. Книреля, ИОХ РАН.

32 не наблюдалось, что не противоречит известному факту, согласно которому легкость образования металлокомплексов падает в ряду порфирины хлорины бактериохлорины.

Для направленного введения углеводного фрагмента в пиррольный цикл А, в качестве исходного соединения был использован N-диметиламинобактериопурпуринимид 37, который был получен из бактериопурпурина (30) по ранее разработанной методике в нашей лаборатории (Схема 9). Кипячение циклоимда 37 с пропаргиламином в хлороформе привело к образованию соответствующего основания Шиффа, которое затем было восстановлено боргидридом натрия. Образовавшуюся смесь диастереомерных пропаргильных производных 38 вводили в сочетание с азидным производным перацетата лактозы 34, что приводило к конъюгату 39 с выходом 83%.

Удаление защитных ацетильных групп в соединениях 35 и 39 под действием метоксида натрия в метаноле позволило впервые получить углеводсодержащие конъюгаты 36 и 40 на основе природных бактериохлоринов.

Схема 9. Направленное введение углеводного фрагмента в пиррольное кольцо А бактериохлоринового макроцикла.

2.2. Синтез бивалентного лактозилбактериопурпуринимида Известно, что увеличение количества углеводных остатков в гликоконъюгатах приводит к повышению эффективности связывания с галектинами. В связи с этим был осуществлен синтез бивалентного лактозилсодержащего производного бактериохлорина на основе пурпуринимида 33. Для этого последний восстанавливали боргидридом натрия с образованием смеси диастереомерных пропаргиламинов 41, которые затем вводили в реакцию сочетания с лактозидом 34 (2 эквив.) (Схема 10). В результате был получен конъюгат 42 с выходом 70%, который после деблокирования гидроксильных групп обладал повышенной гидрофильностью и ограничено растворялся в воде.

NH N NH N

Схема 10. Синтез бивалентного лактозилбактериопурпуринимида.

2.3. Доказательство структур лактозилбактериопурпуринимидов одномерной и двумерной спектроскопии ЯМР на протонах и ядрах 13С, 15N. При помощи двумерных методик COSY, TOCSY, ROESY и 1H,13C - HSQC были отнесены все сигналы взаимное расположение фрагментов молекулы (углеводного остатка, спейсерной группы и N. Показано, что соединения 39 и 42 присутствуют в виде двух диастереомеров в соотношении 1:1, которые отличаются рядом сигналов в спектрах ЯМР.

3. ФОТОИНДУЦИРОВАННАЯ АКТИВНОСТЬ ГЛИКОКОНЪЮГАТОВ

ПРИРОДНЫХ ХЛОРИНОВ И БАКТЕРИОХЛОРИНОВ

Оценку фотоиндуцированной активности полученных углеводсодержащих хлоринов и бактериохлоринов проводили на линии трансформированных клеток Hep (эпидермоидная карцинома гортаноглотки), при плотности посева 60 тыс. кл./мл и времени инкубации до облучения 2 часа. Во всех экспериментах облучение проводилось с использованием широкополосного фильтра КС-13 (630 нм) при дозе света 10 Дж/см2.

Показано, что все синтезированные гликоконъюгаты не проявляли темновой токсичности в исследованном диапазоне концентраций (до 10 мкМ). Полученные данные по фотоцитотоксичности представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты предварительных биологических исследований in vitro на линии клеток Hep2.

* R – остаток углеводного фрагмента; R – остаток тетрапиррольного макроцикла Биологические испытания проведены в Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П.А. Герцена в лаборатории проф. Р.И. Якубовской гликоконъюгаты в ряду хлорофилла а, содержащие остаток галактозы (17 и 28). Введение в состав ФС триазолсодержащего спейсера и/или дисахаридного остатка приводило к снижению фотоцитотоксичности пигментов на данной линии клеток. Из всех полученных в настоящей работе гликоконьюгатов два галактозильных производных хлорофилла а ( и 28) обладают высокой фотоцитотоксичностью в сочетании с низкой темновой токсичностью, что делает их перспективными ФС для ФДТ рака.

1. Получены новые функционализированные производные природных хлоринов и бактериохлоринов с терминальными двойными и тройными связями.

2. Разработаны способы получения гликоконъюгатов на основе природных хлоринов с использованием реакций “click chemistry” и кросс-метатезиса олефинов.

3. Синтезирован ряд природных хлоринов, содержащих моно- и дисахаридные фрагменты.

4. Осуществлен региоселективный синтез галактозилхлоринов с использованием реакции кросс-метатезиса олефинов.

5. Впервые получены гликоконъюгаты на основе бактериохлорофилла а.

6. Установлены структуры полученных соединений с использованием современных 7. Выполнены предварительные биологические испытания синтезированных углеводсодержащих хлоринов и бактериохлоринов.

Выражаю особую благодарность спектроскопистам ЯМР, принимавшим непосредственное участие в исследовании структур полученных соединений:

сотрудникам лаборатории ЯМР ИОХ РАН ст.науч.сотр. Ф.В. Тоукачу и науч.сотр. В.В.

Качале, а также научному сотруднику лаборатории ЯМР ГНИИХТЭОС Д.А. Чешкову.

1. Grin M.A., Lonin I.S., Makarov A.I., Lakhina A.A., Toukach F.V., Kachala V.V., Orlova A.V. and Mironov A.F. / Synthesis of chlorin–carbohydrate conjugates by 'click chemistry’ // Mendeleev Commun., 2008, V. 18, P. 135-137.

2. Lonin I.S., Makarov A.I., Lakhina A.A., Guryeva L.Yu., Grin M.A., Sebyakin Y.L. and Mironov A.F. / The synthesis of chlorin-carbohydrate conjugates via 1,3-dipolar cycloaddition between carbohydrate azides and chlorins with terminal triple bond // J.

Porphyrins Phthalocyanines, 2008, V. 12, P. 619.

3. Grin M.A., Lonin I.S., Lakhina A.A., Ol’shanskaya E.S., Makarov A.I., Sebyakin Y.L., Guryeva L.Yu., Toukach P.V., Kononikhin A.S., Kuzmin V.A. and Mironov A.F. / 1,3Dipolar cycloaddition in the synthesis of glycoconjugates of natural chlorins and bacteriochlorines // J. Porphyrins Phthalocyanines, 2009, V. 13, P. 336- 4. Лонин И.С., Федюнин С.В., Макаров А.И., Грин М.А., Миронов А.Ф. / Синтез функциональных производных природных хлорофиллов для “click chemistry” // Тезисы докладов VII школы-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений, Одесса, 2007, С. 54-55.

5. Лонин И.С. / Разработка методов синтеза функциональных производных хлорофиллов для “click chemistry” // Тезисы II Молодежной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технолгии», Москва, 2007, С. 46.

6. Грин М.А., Лонин И.С., Макаров А.И., Ольшанская Е.С., Новикова О.С., Лихошерстов Л.М., Миронов А.Ф. / Гликоконъюгаты природных хлорофиллов:

направленное введение углеводов в хлориновый макроцикл // Тезисы Международной конференции по физической и координационной химии порфиринов и их аналогов, Иваново, 2009, С. 59.

7. Лонин И.С., Лахина А.А., Грин М.А., Миронов А.Ф. / Реакция кросс-метатезиса в синтезе гликозилированных хлоринов // Тезисы 10 Международной конференции по физической и координационной химии порфиринов и их аналогов, Иваново, 2009, С. 65.

8. Лонин И.С., Грин М.А., Лахина А.А., Ольшанская Е.С., Макаров А.И. / Синтез гликоконъюгатов в ряду природных хлорофиллов // Тезисы V Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития», Москва, 2009, С. 165-166.

9. Лонин И.С., Лахина А.А., Грин М.А., Миронов А.Ф. / Синтез углеводсодержащих хлоринов // Тезисы докладов VIII школы-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений, Гагра, 2009, С. 10. Ольшанская Е.С., Грин М.А., Лонин И.С., Макаров А.И., Новикова О.С., Лихошерстов Л.М., Миронов А.Ф. / Первые углеводные производные в бактериохлориновом ряду: синтез и свойства // Тезисы докладов VIII школыконференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений, Гагра, 2009, С. 41.



 
Похожие работы:

«БОРОВИКОВА СВЕТЛАНА АЛЕКСАНДРОВНА Физико-химические свойства поверхности различных наноматериалов по данным спектрофотометрии и газовой хроматографии Специальность 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2011 1 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Белякова...»

«Аль Ансари Яна Фуад КОМПЛЕКСЫ МЕТАЛЛОВ С МЕЗО-ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫМИ ПОРФИРИНАМИ 02.00.01- неорганическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2010 г. 2 Работа выполнена в Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) доктор химических наук, академик Научный руководитель : Цивадзе Аслан Юсупович Официальные оппоненты : доктор химических наук Киселёв Юрий...»

«САВИНЫХ Татьяна Александровна КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ КЛАСТЕРОВ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С МОЛЕКУЛЯРНЫМ АЗОТОМ 02.00.04 - физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Черноголовка - 2009 Работа выполнена в Институте проблем химической физики РАН Научный руководитель : доктор химических наук Шестаков Александр Федорович Официальные оппоненты : доктор химических наук, профессор...»

«ТАЛИПОВ МАРАТ РИФКАТОВИЧ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ НИТРОЗООКСИДОВ 02.00.17 – Математическая и квантовая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук УФА 2006 2 Работа выполнена в Институте органической химии Уфимского научного центра Российской Академии Наук Научный руководитель : доктор химических наук Сафиуллин Рустам Лутфуллович Официальные оппоненты : доктор химических наук Кузнецов Валерий Владимирович доктор...»

«КАРТАВЦЕВА МАРИЯ СЕРГЕЕВНА СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ТОНКИХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК BiFeO3 И ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ЕГО ОСНОВЕ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Специальность 02.00.21 – химия твердого тела Москва – 2008 Работа выполнена на Факультете наук о материалах и кафедре неорганической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Научный руководитель : доктор химических наук Горбенко Олег...»

«Доронина Марина Сергеевна МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ВОЗВРАТНОГО МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ МЕТОДОМ АТОМНОЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ 02.00.02 – Аналитическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2014 Работа выполнена в Государственном научном центре Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности Гиредмет Научный руководитель : кандидат технических...»

«СУСЛОВ ЕВГЕНИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕКОТОРЫХ,-НЕНАСЫЩЕННЫХ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С НУКЛЕОФИЛАМИ В ПРИСУТСТВИИ ОСНВНОГО ЦЕОЛИТА Cs (02.00.03 - органическая химия) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Новосибирск – 2009 Работа выполнена в Новосибирском институте органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН Научный руководитель : доктор химических наук, с.н.с. Салахутдинов Нариман Фаридович Официальные оппоненты : доктор...»

«КОЧЕТОВ Александр Николаевич КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 2-АЦИЛПРОИЗВОДНЫХ ИНДАНДИОНА-1,3 И ЗАМЕЩЕННЫХ В ТРЕТЬЕМ ПОЛОЖЕНИИ 4-ГИДРОКСИКУМАРИНОВ 02.00.01. – неорганическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2006 2 Работа выполнена в Московской Государственной Академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ) Научный руководитель : кандидат химических наук, профессор Аликберова Людмила Юрьевна Официальные...»

«ЗАЙЦЕВ ИЛЬЯ СЕРГЕЕВИЧ ПОЛИМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ И МОНОСЛОИ С ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ПРОИЗВОДНЫМ ДИТИАКРАУНЭФИРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТИОНОВ РТУТИ(II) 02.00.06 –высокомолекулярные соединения 02.00.11- коллоидная химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук МОСКВА 2012 www.sp-department.ru Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московская государственная академия...»

«БОЯРСКАЯ Наталья Петровна СИНТЕЗ ТИМИНСОДЕРЖАЩИХ ОТРИЦАТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННЫХ ПЕПТИДНО-НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ РАЗЛИЧНОГО СТРОЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ГИБРИДИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 02.00.10 – Биоорганическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2007 Работа выполнена на кафедре биотехнологии Московской Государственной Академии Тонкой Химической Технологии им. М.В.Ломоносова. Научный руководитель академик РАМН, доктор химических...»

«СЕРБИИ Александр Владимирович ПУТИ СОЗДАНИЯ БИОСЕЛЕКТИВНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОТИВОВИРУСНОГО ДЕЙСТВИЯ 02.00.06- Высокомолекулярные соединения Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук - 2004 Москва www.sp-department.ru Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева Российской академии наук и Исследовательском центре биомодуляторов и лекарственных соединений...»

«КАРЛИНСКИЙ ДАВИД МИХАЙЛОВИЧ ИЗУЧЕНИЕ СВЯЗЫВАНИЯ ПЕРВОГО КОМПОНЕНТА СИСТЕМЫ КОМПЛЕМЕНТА С НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ МЕТОДАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 02.00.10. – Биоорганическая химия 03.00.04. – Биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2009 1 Работа выполнена на кафедре биотехнологии и бионанотехнологии Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова и лаборатории химии...»

«КОНДРАТЬЕВА ОКСАНА ВИКТОРОВНА РЕАКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ ЦИКЛОПРОПАНОВ С ПРОИЗВОДНЫМИ КИСЛОТ ФОСФОРА И БОРА 02.00.03 – Органическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Казань – 2009 2 Работа выполнена на кафедре химии ГОУ ВПО Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева. доктор химических наук, профессор Научный руководитель : Митрасов Юрий Никитич Официальные оппоненты : доктор химических...»

«ГЕРАСЬКИН АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ПЛЕНОК Mg(Fe0,8Ga0,2)2O4– НА ПОДЛОЖКАХ Si С ТЕРМОСТАБИЛЬНЫМИ МЕЖФАЗНЫМИ ГРАНИЦАМИ 02.00.21 – Химия твердого тела АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«ШТЫРЛИН НИКИТА ВАЛЕРЬЕВИЧ СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ 6-ЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИДОКСИНА 02.00.03 – Органическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук КАЗАНЬ - 2010 Работа выполнена на кафедре органической химии Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского (Приволжского) федерального университета Научный руководитель : кандидат химических наук, доцент Штырлин Юрий Григорьевич Официальные оппоненты : доктор...»

«Кульбакин Игорь Валерьевич КИСЛОРОДОПРОНИЦАЕМЫЕ МЕМБРАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ЖИДКОКАНАЛЬНОЙ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ СТРУКТУРОЙ Специальность 02.00.01 – Неорганическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2013 Работа выполнена в лаборатории функциональной керамики №31 Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Научный руководитель : Белоусов Валерий Васильевич...»

«БУРУХИНА ОКСАНА ВЛАДИСЛАВОВНА СИНТЕЗ ПОЛИ(СПИРО)ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИЙ 3-АРИЛМЕТИЛИДЕН-3Н-ФУРАН(ПИРРОЛ)ОНОВ С N,S- И N,N-БИНУКЛЕОФИЛЬНЫМИ РЕАГЕНТАМИ, ДИАЗОУКСУСНЫМ ЭФИРОМ 02.00.03 – ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Саратов - 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный университет...»

«КОВАЛЕНКО ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНОВ МЕТАЛЛОВ НА УГЛЕРОДМИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ САПРОПЕЛЕЙ 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Тюмень – 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского на кафедре...»

«Кулагина Галина Серафимовна ФАЗОВАЯ СТРУКТУРА В ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ГИДРОФИЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ И ТЕТРАМЕТОКСИСИЛАНА Специальность 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2007 www.sp-department.ru 2 Работа выполнена в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН Научный руководитель : кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Герасимов Владимир...»

«Ермолина Елена Геннадьевна СПЕКТРОХИМИЯ НОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ПОРФИРИНОВ С ЛЮТЕЦИЕМ И ГАДОЛИНИЕМ 02.00.04 – физическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Томск 2011 Работа выполнена на кафедре физической и коллоидной химии химического факультета и в лаборатории фотофизики и фотохимии молекул Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Национальный исследовательский...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.