PL236268B1 - 4’-O-Biotynylonaringenina oraz sposób otrzymywania 4’-O-biotynylonaringeniny - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy nowego flawonanonu z cząsteczką biotyny w pozycji C-4', jakim jest 4'-O-biotynylonaringenina, o wzorze 1, oraz sposobu jego otrzymywania na drodze estryfikacji z naringeniny (5,7 4'-dihydroksyflawanonu) z udziałem czynnika sprzęgającego jakim jest chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodiimidu oraz w obecności 4-dimetyloaminopirydyny w środowisku N,N dimetyloformamidu. Wynalazek ten może znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym lub chemicznym.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest 4’-O -biotynylonaringenina. Przedmiotem wynalazku jest także sposób otrzymywania 4’-O -biotynylonaringeniny o wzorze 1 przedstawionym na rysunku.

Związek ten może znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i chemicznym do wytwarzania pochodnych związków flawonoidowych, wykazujących działanie przeciwnowotworowe oraz antyoksydacyjne.

Naringenina (5,7,4-trihydroksyflawanon) z cząsteczką biotyny jest połączeniem dwóch funkcjonalnych komponentów o biologicznie udowodnionych i użytecznych aktywnościach.

Biotyna należy do witamin z grupy B rozpuszczalnych w wodzie. Jako koenzym, uczestniczy w wielu procesach biochemicznych takich jak glukoneogeneza czy synteza kwasów tłuszczowych, wpływając na utrzymanie prawidłowej homeostazy organizmu. Jest to również związek powszechnie stosowany w preparatach farmaceutycznych, kosmetycznych i spożywczych.

Naringenina jest naturalnym związkiem polifenolowym występującym w owocach cytrusowych, między innymi w owocach grejpfruta i pomarańczy (Citrus bergamium) (Mandalari, G., Bennett, R. N., Bisignano, G., Trombetta, D., Saija, A., Faulds, C. B., Gasson, M. J., Narbad, A. Journal of Applied Microbiology, 2007,103, 2056-2064).

Związek ten posiada właściwości przeciwutleniające (Zaidun, N. H., Thent, Z. C., Latiff, A. A. Life Sciences, 2018, 208, 111-122) oraz przeciwbakteryjne (Stompor, M., Żarowska, B. Molecules, 2016, 21, 608). Udokumentowano również przeciwnowotworowe działanie naringeniny względem komórek nowotworowych piersi (MCF-7, MDA-MB-231), trzustki (PK-1), szyjki macicy (Hela, Hela-TG), białaczki (HL-60, NALM-6) oraz glioblastomy (U-118 MG) (Park, J. H., Jin, C.Y., Lee, B.K., Kim, G. Y. Choi, Y. H., Jeong, Y. K. Food and Chemical Toxicology, 2008, 46, 3684-3690; Kanno, S. I., Tomizawa, A., Hiura, T., Osanai, Y., Shouji, A., Ujibe, M., Ohtake, T., Kimura, K., Ishikawa, M. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 2005, 28, 527-530; Stompor, M., Uram, Ł., Podgórski, R. Molecules, 2017, 22, 1092). Ze względu na selektywne hamowanie komórek nowotworowych oraz właściwości antymetastatyczne i antyproliferacyjne związek ten może być przyszłościowo stosowany również w leczeniu nowotworów układu pokarmowego na przykład raka języka (SCC-25) (Maggioni, D., Nicolini, G., Rigolio, R., Biffi, L., Pignataro, L., Gaini, R., Gravello, W. Nutrition and Cancer, 2014, 66, 1257-1267). Ponadto, ze względu na modulację syntezy i utleniania lipidów, naringenina może znaleźć zastosowanie jako czynnik hepatoprotekcyjny w leczeniu chorób wątroby takich jak hiperlipidemia czy cukrzyca typu 2 (HernandezAquino, E., Muriel, P. World Journal of Gastroenterology, 2018, 24, 1679-1707).

Wprowadzenie biotyny do struktury 5,7,4’-trihydroksyflawanonu może skutkować zwiększeniem jego aktywności biologicznej poprzez zwiększenie jego powinowactwa do powierzchni błon biologicznych, zwłaszcza błon komórek nowotworowych, w których nadekspresja biotyny została wcześniej udokumentowana.

W wielu nowotworach złośliwych potwierdzono nadekspresję receptorów biotynylowych, które są umiejscowione w błonie komórkowej. Wobec tego, biotyna przyłączona do leków jest testowana ze względu na aktywność przeciwnowotworową i pełni rolę cząsteczki rozpoznającej komórki zmienione nowotworowo, poprawiając wydajność i selektywność leku (Tripodo, G., Mandracchia, D., Collina, S., Rui, M., Rossi, D. Med Chem, 2014).

Celem wynalazku było opracowanie metody otrzymywania nowego produktu - flawonoidowej pochodnej zawierającej cząsteczkę biotyny w pozycji C-4’, związanej estrowo z pierścieniem aromatycznym B 5,7,4’-trihydroksyflawanonu który pełni w tym wypadku rolę matrycy, do której przyłączona jest cząsteczka biotyny, a która mogłaby ułatwiać jego wnikanie do komórek żywych.

W dostępnej literaturze nie znaleziono doniesień o otrzymywaniu 4’-O-biotynylonaringeniny przedstawionej wzorem 1.

Istotą wynalazku jest 4’-O -biotynylonaringenina, o strukturze przedstawionej na wzorze 1.

Istotą sposobu według wynalazku jest to, że do mieszaniny zawierającej naringeninę (5,7,4’-trihydroksyflawanon) oraz biotynę, rozpuszczonych w rozpuszczalniku organicznym, dodaje się chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodiimidu oraz 4-dimetyloamino-pirydynę, następnie mieszaninę reakcyjną zabezpiecza się przed dostępem światła i pozostawia w temperaturze od 16 do 80°C, po czym miesza się przez co najmniej 4 godziny a następnie wydziela powstały produkt o wzorze 1, za pomocą chromatografii cieczowej.

Korzystnie jest, gdy rozpuszczalnikiem organicznym jest N,N-dimetyloformamid.

Korzystnie również jest, gdy reakcję prowadzi się przy ciągłym mieszaniu.

PL 236 268 B1

Korzystnie także jest, gdy reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej.

Dodatkowo korzystnie jest, gdy reakcję prowadzi się przez 24 godziny.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie 4’-O -biotynylonaringeniny, z maksymalną wydajnością 65%, z użyciem tanich i łatwych w przygotowaniu odczynników.

Postępując zgodnie z wynalazkiem, w wyniku działania DMAP w obecności EDC HCI, w powszechnie stosowanym rozpuszczalniku, np. N,N-dimetyloformamidzie, następuje estryfikacja grupy hydroksylowej i przyłączenie do niej reszty biotyny. Uzyskany w ten sposób produkt, o wzorze 1, wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej znanym sposobem, za pomocą chromatografii cieczowej.

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d.

Do roztworu zawierającego naringeninę (5,7,4-trihydroksyflawanon) (300 mg, 1.1 mmol) oraz biotynę (166 mg, 0.68 mmol), rozpuszczonych w 6 ml N,N-dimetyloformamidu, dodaje się chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodiimidu (EDG HCI) (165 mg, 0.86 mmol) oraz 4-dimetyloaminopirydynę (DMAP) (15 mg, 0.12 mmol). Zawiesinę miesza się intensywnie w temperaturze pokoj owej przez 24 h. Po tym czasie produkt wydziela się za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym stosując jako eluent mieszaninę rozpuszczalników chloroform:metanol, w stosunku objętościowym 20:1. Na tej drodze otrzymuje się 324 mg 4’-O -biotynylonaringeniny, w postaci białego proszku, z 65% wydajnością i o czystości powyżej 98% (wg HPLC).

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi:

1H NMR (500 MHz, DMSO_d6) δ (ppm): 12.12 (1H, s), 10.86 (1H, s), 7.56 (2H, d, J = 8.5 Hz),

7.18 (2H, d, J = 8.5 Hz), 6.46 (1H, s), 6.37 (1H, s), 5.93 (1 H, d, J = 2.0 Hz), 5.90 (1H, d, J = 2.0 Hz),

5.60 (1H, dd, J = 12.8 Hz, J = 2.8 Hz), 4.33 - 4.30 (1H, m), 4.17 - 4.15 (1H, m), 3.28 (1H, dd, J = 12.8

Hz, J = 17.1 Hz), 3.16 - 3,13 (1H, m), 2.84 (1H, dd, J = 12.4 Hz, J = 5.1 Hz), 2.79 (1H, dd, J = 17.1 Hz, J = 3.0 Hz), 2.63 - 2.58 (3H, m), 1.74 - 1.62 (3H, m), 1.56 - 1.49 (1H, m), 1.47 - 1.37 (2H, m).

HR ESI-MS m/z: obliczona dla C25H26N2O7S [M+H]+ = 499.1533; [M+Na]⁺ = 521.1352; zmierzona: [M+H]⁺ = 499.1536; [M+Na]⁺ = 521.1350.

UV Xmax (nm) = 232.7, 289.3.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. 4’-O-Biotynylonaringenina, o wzorze 1.
2. 2. Sposób otrzymywania 4’-O-biotynylonaringeniny, znamienny tym, że substrat jakim jest 5,7,4’-trihydroksyflawanon oraz biotynę, rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym, po czym dodaje się 4-dimetyloaminopirydynę oraz chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodiimidu, następnie mieszaninę reakcyjną zabezpiecza się przed dostępem światła i pozostawia w temperaturze od 16 do 80°C przez okres co najmniej 4 godzin, po czym produkt wydziela się za pomocą chromatografii cieczowej.
3. 3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem organicznym w reakcji jest N,N-dimetyloformamid.
4. 4. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, reakcję prowadzi się przy ciągłym mieszaniu.
5. 5. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej.
6. 6. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że mieszaninę reakcyjną pozostawia się w temperaturze pokojowej na 24 godziny.