Состав субериновых кислот коры в. Verrucosa [6], % по массе*

Кислота	Свеж. береста	Пром. береста
Октадека-9-ен-1,18-диовая	2,1...3,9 (3.1)	(3,7)
Октадекан-1,18-диовая	0.5...1,5 (0.9)	(0,9)
18-Гидроксиоктадец-9-еновая	6,0...17.1 (11,3)	(10,8)
9.16- и 10,16-Дигидроксигексадекановая	2,3...6,2(3,7)	(3,1)
9,10-Эпокси-18-гидроксиоктадекановая	29,2...43,2 (36,0)	(37,9)
20-Гидроксиэикозановая	2,3...4,4(3,1)	(2,5)
9,10,18-Тригидроксиоктадекановая	6.3...11,4(9,4)	(7,8)
Докозан-1,22-диовая	3,6...7,4 (5,7)	(6,5)
22-Гидроксидокозановая	11,7...17,4(14,4)	(14,7)
Прочие (23 комп.)	9,5...14,7(12,4)	(12,1)

Из табл. 4 видно, что основным компонентом смеси субериновых кислот является 9,10-эпокси-18-гидроксиоктадекановая кислота. В зна­чительных количествах (не менее 10%) содержатся 22-гидроксидокоза-новая, 18-гидроксиоктадец-9-еновая и 9,10,18-триоксиоктадекановая кислоты. Последняя, возможно, продукт гидролиза 9,10-эпоксикислоты. ω-Гидроксикислоты в сумме составляют примерно 75%, α,ω-дикарбоновые кислоты – примерно 10% от суммы кислот.

Таким образом, субериновые кислоты – сложная смесь алифатических C₁₈-C₂₂ моно- и дикарбоновых насыщенных и ненасыщенных окси- и эпоксикислот.

Х имические свойства бетулинола. Бетулинол – это пентациклический тритерпеновый спирт C₃₀H₅₀O₂ лупанового ряда. Классическими исследованиями установлено, что вторичная гидроксильная группа у хирального углеродного атома ЗС занимает β(S)-положение. Сравнительно недавно [63] для определения абсолютной конфигурации бету­линола в числе других терпенолов использован простой, изящный метод с применением, благодаря газожидкостной хроматографии, микроколи­честв исследуемого вещества. Пространственное расположение метильных групп в бетулиноле доказано химическими методами, а в послед­нее время с помощью ЯМР [64...66]. Характеристика ИК- и масс-спектров бетулинола приведена в работе [67], кристаллическая и мо­лекулярная структура диацетата бетулинола – в [68]. Пространствен­ное строение бетулинола изображается формулой XXV. Указываемая в литературе температура плавления бетулинола колеблется от 251 до 261°С. Более высокие значения получены после сублимации перекри­сталлизованного бетулинола. Низкая температура плавления (251...252°С) бетулинола, полученного перекристаллизацией из этанола, связывается с образованием молекулярного соединения бетулинол – этанол [24]. Бетулинол растворим в пиридине, тетрагидрофуране, сла­борастворим в большинстве органических растворителей (не более 1%) и совсем нерастворим в воде.

Функциональными группами в бетулиноле являются первичная и вторичная гидроксигруппы и двойная связь в изопропенильной группе у пятичленного кольца Е. В соответствии с этим бетулинол способен вступать в реакции, характерные для спиртов (этерификации, окисле­ния), и реакции с участием изопропенильнои группы (изомеризации, восстановления, окисления). Рассмотрим основные реакции, свойствен­ные бетулинолу, а также соединениям, близким к нему по строению (аллобетулин, бетулиновая кислота и т. п.), так как ознакомление с превращениями последних может послужить толчком к изучению но­вых синтезов на основе бетулинола.

Реакции изомеризации. Впервые изомеризационные превращения бетулинола в аллобетулин (19β,28-эпоксиолеан-3-ол) (XXIII) – сое­динение со скелетом олеанана (II) – под действием муравьиной кис­лоты (88- или 100%-ной концентрации) или бромистого водорода в хлороформе описаны в начале 20-х годов текущего столетия. Переход бетулинола в аллобетулин протекает также под воздействием смеси ледяной уксусной и концентрированной серной кислот [69], концентри­рованной соляной кислоты в этаноле [70]. В последнем случае в ка­честве побочного продукта с выходом примерно 20% образуется 20,28-эпокси-19α(Н)-лупан-3-ол (XXVI) [71]. Аллобетулин при дальнейшей обработке хлористым бензоилом при 150°С переходит с выходом 60% в соединение со структурой урсана (III) – гетеробетулин (18α(Н), 19β(Н)-урс.20-ен-3β,28-диол) (XXVII) [72].

Диацетат бетулинола под воздействием бромистого водорода в смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты изомеризуется в диацетат Зр,28-дигидроксилуп-18-ена (XXV1I1) с выходом 74% [73]. Об ана­логичном перемещении двойной связи в лупеноне сообщалось ра­нее [74].

Реакции замещения водорода в гидроксигруппе. Реакционная спо­собность гидроксигрупп в бетулиноле низка. Тем не менее обе гидроксигруппы можно в присутствии пиридина этерифицировать.

Эфиры высших жирных кислот (лауриновой, пальмитиновой и др.) получаются как при обработке хлорангидридами кислот, так и путем прямой конденсации. Моноэфиры при прямой конденсации получаются при температуре не ниже 180°С, для получения диэфиров температура реакции должна быть не ниже 240°С [75].

Кислые диэфиры двухосновных кислот (янтарной, фталевои, трихлорфталевой) получены ацетилированием ангидридами кислот в при­сутствии пиридина в бензольном растворе [76, 77]. Дималеинат полу­чен путем нагревания бетулинола с малеиновым ангидридом без ката­лизатора при 200°С [78].

Изучено получение полиэфиров бетулинола взаимодействием схлор­ангидридами терефталевой и себациновой кислот в диметилацетамиде и в расплаве. Получаются олигоэфиры с молекулярной массой около 2800 и выходом до 75% [79]. В работе [78] установлено, что при полиэтерификации бетулинола терефталоилхлоридом в присутствии триэтиламина скорость реакции в 150...600 раз ниже, чем у этиленгликоля. Реакционная способность первичной группы в четыре раза выше, чем вторичной. С увеличением диэлектрической проницаемости раство­рителя реакционная способность немного растет и лишь в пиридине достигается значительная активность.

Изучена реакция оксиэтилирования бетулинола оксидом этилена. Выходы продуктов низкие, продукты сильно различаются по длине полиоксиэтиленовой цепи. Изучен процесс получения полиоксиэтиленовых производных бетулинола не прямым оксиэтилированием послед­него, а через кислые сложные эфиры – сукцинаты, путем этерифика­ции их полиэтиленгликолем [16].

Реакция гликозилирования бетулинола изучена в работах [80, 81]: при конденсации 3- или 28-моноацетата бетулинола с α-ацетобромглю-козой получены соответственно 28- или 3-тетраацетил-β-глюкопиранозиды с довольно высоким выходом (60...70%). Отмечено образование А-нор-Δ^3.5-бетулинола – продукта перегруппировки бетулипола по Ваг­неру и Меервейну.

Гидроксигруппы бетулинола способны вступать во взаимодействие с изоцианатами, образуя полиуретаны [82].

Реакции окисления – восстановления. Бетулинол, имеющий в своей структуре две гидроксигруппы и двойную связь, претерпевает при окис­лении в зависимости от окислителя разнообразные превращения.

В обзоре [16] со ссылкой на работы Ружички [83], выполненные до 1952 г., указывается, что из бетулина образуются: 20,29-оксид бету­линола (XXIX) при действии мононадфталевой кислоты; 20,29-дигидроксибетулинол (XXX) при действии четырехокиси осмия; 3β,28-дигидроксилуп-20(29)-ен-30-аль при действии диоксида селена (XXXI); бетулоновый альдегид (X) при действии триоксида хрома.

При окислении триоксидом хрома защищенные ацетилированием гидроксигруппы не окисляются. Так, 3β-ацетат бетулинола окисляется в ацетат бетулинового альдегида (XXXII), а диацетат окисляется по изопропенильной группе в дигидроксинорлупанон (XXXIII) [84...86]. Формильная группа не защищает 3-гидроксигруппу от окисления: из 3-формиаталлобетулина с хорошим выходом (75%) получается аллобетулон [67].

Изучена кинетика окисления тритерпеновых, в том числе лупановых, вторичных спиртов хромовой кислотой. Установлено, что реакция имеет второй порядок вплоть до степени превращения 80...90%, спирты с аксиальными гидроксигруппами более реакционноспособны, чем их экваториальные аналоги, спирты олеананового ряда окисляются быстрее соответствующих спиртов лупанового ряда [87].

Тетраоксид рутения окисляет бетулинол по изопропенильной и пер­вичной гидроксигруппе в 3β-окси-30-норлупан-20-он-28-овую кислоту (XXXV), а дигидробетулиновую кислоту – в дигидробетулоновую (XXXVI) [88].

При окислении 3β,28-дигидроксилуп-18-ена (XXVIII) тетраоксидом рутения раскрывается кольцо Е и в качестве главного продукта полу­чается 3β-гидрокси-28-нор-18,19-секолупан-18,19-дион (XXXVII) – тетрациклический терпеноид ряда бакхарана [88, 89]. Окисление, ве­роятно, протекает через 28-овую кислоту, которая, будучи β-кетокислотой, в условиях реакции декарбоксилируется. В случае окисления диацетата диола XXVIII окисления первичной гидроксигруппы у C₂₈ не происходит, поэтому нет и отщепления, в результате образуется 3β,28-диацетоксн-18,19-секолупан-18,19-дион (XXXVIII). Последний, од­нако, при щелочной обработке дает также дион XXXVII.

Диоксид селена является специфическим окислителем метильных групп в α-положении к этиленовой связи до альдегидной группы. Бету­линол окисляется в соединение XXXI. Метиловый эфир 3β-ацетилбетулиновой кислоты окисляется с хорошим выходом (70%) в 30-аль-производное [90]. При окислении того же метил-3β-ацетилбетулината смесью диоксида селена и пероксида водорода альдегидная группа окисляется дальше в карбоксильную (XXXIX) (выход 40%). Одновре­менно двойная связь окисляется в эпоксисоединение, которое после изомеризации в альдегид и окисления его дает кислоту (XL) с выхо­дом 40% [91].

Надкислоты действуют не столь избирательно. Так, пермуравьиная, перуксусная, м-хлорпербензойная кислоты окисляют диацетат бетулинола в сложную смесь диацетатов спиртов – луп-20(29)-ен-3β, 28,30-триола (XLI) и дигидрокси-3β,28-норлупан-20-ола (XLII), соответствующих им CO-производных и других соединений [92, 93]. Анало­гичным образом – по изопропенильнои группе – окисляется 3-ацетил-бетулиновая кислота [94].

Дигидробетулинол (и лупеол) окисляется м-хлорпербензойной кис­лотой по вторичной гидроксигруппе, давая с выходом 50% дигидробетулон. Последний при дальнейшем окислении по реакции Байера–Виллигера раскрывает кольцо A и дает лактон XLIII (выход 20%) [94]. При окислении аллобетулона XXXIV образуется лактон XLIV [67]. С высоким выходом (80...85%) получается этот лактон – 19β,28-эпокси-4-гидрокси-3,4-секо-18α-олеанан-3-овая кислота – также при окислении аллобетулона надуксусной кислотой и пероксидом водо­рода в муравьиной кислоте [95].

Ацетат ртути (II) – специфический дегидрогенизирующий реагент: из бетулинола (V) и 3-ацетилбетулинола с хорошим выходом получа­ются 19,28-эпоксипроизводные (XLV). Аналогично ацетилбетулиновая кислота дает 19,28-лактон (XLVI) [96, 97]. Побочными, а не основ­ными, как считалось ранее [98], продуктами являются 13,28-оксиды или лактоны и соединения олеанановой структуры.

Изучено фотоокисление производных бетулинола тетраацетатом свинца. При окислении 3β-ацетилдигидробетулинола отщепляется оксиметильная группа и образуется смесь 3β-ацетоксипроизводных 28-норлуп-16-ена (XLVII) и 28-норлуп-17(22)-ена (XLVII1) и продукта дегидрирования – 3β-ацетокси-13р,28-эпоксилупана (XLIX) [99].

Окислением тритерпеноидов; в которых 3β-гидроксигруппа превра­щена в карбонильную и отсутствует двойная связь, кислородом в при­сутствии трет-бутилата калия удается перевести метиленовую группу у C-2 в карбонильную. Так, из аллобетулона XXXIV получается 19β,28-эпокси-2-гидрокси-18α-олеан-1-ен-3-он (L) [67]. Соединение с ана­логичной структурой получается из дигидробетулиновой кислоты [100]. При последующей обработке его баритовой водой происходит сужение кольца А и образуется оксиднкарбоновая кислота (LI).

2,3-Дионы (то же самое, что 1-ен-2-гидрокси-3-оны L) являются промежуточным звеном в синтезе фуразанов, например из метилбетулоната (LII). [101, 102].

При щелочной плавке тритерпеноидов лупанового ряда происходит дегидрирование по вторичной гидроксигруппе и сужение кольца A [103]. Химизм процесса включает: обратимую реакцию дегидрирования – гидрирования, при которой кетон находится в равновесии с 3α- и 3β-спиртами; 1,2-дегидрирование с расщеплением кольца A в дикарбоновую кислоту и циклизацией ее по реакции Дикмана в норкетон. Со­став и выход продуктов приведены в табл. 5.

Таблица 5