Синтез и масс-спектрометрическое исследование производных дитерпеноида изостевиола с кислород- и азотсодержащими фрагментами

• Автор: Бабаев, Василий Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 120 с. : ил.

1 Литературный обзор
1.1 Общие сведения о методе
1.2 Масс-спектрометрия природных соединений
1.2.1 Масс-спектрометрия стевиола, изостевиола и их аналогов
1.2.2 Масс-спектрометрия стероидов
1.2.3 «Мягкие» методы ионизации в исследовании терпеноидов
2 Обсуждение результатов
2.1 Синтез и масс-спектрометрическое исследование эфиров изостевиола
2.2 Синтез и масс-спектрометрическое исследование
амидов изостевиола
2.3 Синтез и масс-спектрометрическое исследование диэфира
и диамида на основе 16-гидрокси-15-гидроксиметилизостевиола
2.4 Масс-спектрометрическое исследование оснований Шиффа
на основе 1Ч-производных изостевиола по атому С4
2.5 Масс-спектрометрическое исследование ацетатов и
оксимов изостевиола
2.6 Масс-спектрометрическое исследование эфиров
изостевиола с аминной и аммонийной группами
2.7 Масс-спектрометрическое исследование аммониевых производных изостевиола методом МАЛДИ
3 Экспериментальная часть
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение. Масс-спектры исследованных соединений

Актуальность темы. В последнее время в качестве платформы для создания новых биологически активных соединений успешно используется природный дитерпеноид изостевиол 1 (16-оксо-энт-бейеран-19-овая кислота), обладающий антигипертензивной, гипотензивной, антигипергликемической и противовоспалительной активностью. На сегодняшний день описано около 100 его синтетических производных, среди которых обнаружены соединения с ярко выраженной туберкулостатической и антимикробной активностью, основания Шиффа, являющиеся потенциальными лигандами металлокомплексного
катализа, а также соединения, являющиеся переносчиками аминокислот и катионов железа через хлороформную мембрану (модель мембраны живой клетки). Строение и структура этих соединений были установлены
спектральными (ИК, ЯМР 'Н) методами, а в ряде случаев и рентгеноструктурным анализом. Участие в этих исследованиях метода масс-спектрометрии ограничивалось только определением массы молекулярного иона. Детального анализа масс-спектров не проводилось. В этой связи следует подчеркнуть, что знание закономерностей путей фрагментации производных любых высших терпеноидов позволило бы вывести масс-спектрометрию на лидирующие позиции идентификации их химического, а в ряде случаев, и пространственного строения, причем даже тогда, когда молекулярный ион не регистрируется. Поэтому настоящая диссертационная работа, посвященная подробному масс-спектрометрическому анализу как большой серии
синтезированных ранее кислород- и азотсодержащих производных изостевиола, так и нескольких биспроизводных изостевиола, синтезированных
диссертантом, является актуальным исследованием.
Целью работы является масс-спектрометрическое исследование описанных ранее производных дитерпеноида энш-бейеранового ряда изостевиола с кислород- и азотсодержащими группами, а также аналогов известных своей туберкулостатической активностью биспроизводных изостевиола.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:
- Синтезировать биспроизводные изостевиола, в которых две его молекулы соединены тетра- и гесаметиленовыми спейсерами с амидными или сложноэфирными группами.
- Синтезировать аналогичные диэфиры и диамиды на основе 16-гидрокси-15-гидроксиметилизостевиола.
- Изучить процессы распада молекулярных и фрагментных ионов производных изостевиола, выбранных в качестве объектов исследования, в условиях электронной ионизации и установить закономерности диссоциативной ионизации.
- Определить наиболее важные характерные признаки масс-спектров объектов исследования, а именно, пики характеристичных ионов, общие и специфические реакции распада молекулярных и фрагментных ионов.
- Изучить процессы распада кластерных и фрагментных ионов производных изостевиола, образующихся в условиях матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации и выявить соответствующие закономерности.
Научная новизна работы. Синтезированы неизвестные ранее соединения, в которых две молекулы дитерпеноида изостевиола или две молекулы 16-гидрокси-15-гидроксиметилизостевиола ковалентно связаны сложноэфирными или амидными спейсерами различной протяженности. Впервые проведено систематическое масс-спектрометрическое исследование серии производных дитерпеноида изостевиола с кислород- и азотсодержащими фрагментами. В результате анализа масс-спектров определены основные пути распада их молекулярных и фрагментных ионов. На основе установленных закономерностей их распада под действием электронной ионизации показана возможность решения ряда структурных задач, таких как определение положения заместителей тетрациклического скелета дитерпеноида изостевиола, масс-спектрометрическое установление структуры новых производных. Выявлены особенности поведения бисаммониевых производных дитерпеноида изостевиола в масс-спектрометрии МАЛДИ.

В масс-спектрах данных производных наблюдается сильное влияние природы заместителя у атома С16 на стабильность М+"-иона. Так в случае соединений 33 и 34 в масс-спектрах электронной ионизации пики М+'-ионов (т/г 362 и 372 соответственно) имеют очень низкую интенсивность, тогда как для 35 и 36 (т/г 333 и 347 соответственно) их интенсивность составляет 33-55% от максимального. Также как и для других производных изостевиола, для данных соединений характерен разрыв связи С4-С19, которые в отличие от соединений 1-13, протекают с миграцией атома водорода, с образованием ионов (т/г 316 для 33-34 и т/г 287 для 35-36), имеющих среднюю интенсивность. Характерным является наличие фрагментных ионов, обусловленных процессами разрыва связей кольца Б изостевиольного скелета.
Одним из основных путей распада для ацетатов 33 и 34 является разрыв связи С16-0 с миграцией Н-атома к нейтральному фрагменту. Интенсивность пиков образующихся по этому направлению ионов составляет 60-70%. Ионы [М-ОН]+, т/г 316 и 330 соответственно, обусловленные отрывом оксимного гидроксила характерны для соединений 35-36.
Кроме указанных характеристичных ионов, для исследованных соединений наблюдаются ионы, образованные элиминированием молекул воды и метанола для соответствующих производных, а также ряд ионов, образованных вследствие глубоких распадов.
37 п
38 п
39 п
При переходе к бис(оксимам) 37-39 наблюдается снижение стабильности М+'-ионов, которая к тому же уменьшается с увеличением длины углеводородной цепочки, связывающей два изостевиольных каркаса.