Состав и выход продуктов щелочной плавки тритерпеноидов [103] .

Исх. в-во	Соединение и его выход, % от исх.
	Кетон с исходным скелетом	Норкетон	Побочные продукты
Лупеол (IV)	Лупенон (IX), 26	Норкетон (аналог L1V), 26	3α-Лупеол, 11
Аллобетулин (XXIII)	Аллобетулон (XXXIV), 23	Норкетон (L1V), 29	1,2-Дегидро-аллобетулон, 7
Бетулинол (V)	Бетулон (LIII), 64	-	-

Из табл. 5 видно, что дегидрирование по 3β-ОН и дегидрирование с сужением кольца A в случае лупеола и аллобетулина протекает в равной степени. В случае бетулинола сужения кольца А не наблюда­ется, а с высоким выходом получается продукт дегидрирования по гидроксигруппе LIII. При восстановлении гидроксикетона по Вольфу–Кижнеру с выходом 93% получается жасминол (LV), выделенный из листьев Jasminum auriculatum Vahl.

По двухстадийному способу последовательного гидроборирования и окисления из бетулинола можно синтезировать 3β,28,30-тригидрокси-лупан (LVI) [104, 105].

При нагревании аллобетулона XXXIV с серой в морфолине карбо­нильная группа передвигается в положение C₍₂₎ – образуется 19β,28-эпокси-18α-олеан-2-он. При нагревании того же аллобетулона, а также 2α-оксиаллобетулона и 2-кетоаллобетулона с серой в морфолине в присутствии этилендиамина получается пиразиновое (LVII), а с фенилен-диамином – хиноксалиновое (LVIII) производное [106]. Это простой путь к азотсодержащим пиразинам олеананового ряда.

Никель Ренея в кипящем n-цимоле вызывает в тритерпеноидах (лупеол, метилбетулинат, урсоловая кислота и др.) реакции трех типов [107, 108]: окисление 3-гидроксигруппы; восстановление двойной связи; обратимый сдвиг двойной связи в соседнее положение. Так, метилбетулонат с хорошим выходом превращается в метилдигидробетулонат.

Гидрирование этиленовой связи в бетулиноле легко идет на нике­левом [16] и платиновом [109] катализаторах. Эффективным катали­затором гидрирования является хлористый 3-(3-фенилфосфин)-ро­дий [110].

Восстановительные процессы наблюдаются также при сольволизе тозилатов. Так, при сольволизе производных бетулинола (3-окси-, 3-оксо-, 3-ацетил-28-тозилатов) путем кипячения в диметиланилине осуществляется расширение пятичленного кольца Е в шестичленное (за счет ангулярного C-28) с одновременной изомеризацией изопропенильной группы в изопропилиденовую [85, 111]. При сольволизе дитозилатов бетулинола под действием кипящей безводной уксусной кис­лоты или хлороксида фосфора в пиридине в результате перегруппи­ровки по Вагнеру–Меервейну кольцо Е, как и в предыдущем случае, расширяется, а кольцо A, наоборот, сужается. Изопропенильная группа сохраняется [112].

Упомянем еще о синтезе некоторых N-производных бетулинола: 28-аминолупеола [86], 3,4-секопроизводных (LIX) [113], лактама (LX) [102]. Последний получается при обработке 3-оксосоединений, например, метилбетулоната, гидроксил-0-сульфоновой кислотой. Метилбетулонат по реакции Шмидта и его оксим по реакции Бекмана дают сложную смесь [114].

Работ по изучению биохимических превращений лупановых тритерпеноидов не обнаружено. Но α-амирон с помощью культуры гриба Culvularia lunata восстанавливается в смесь α-амирина и эпи-α-амирина [115].

Этот, разумеется далеко неполный, обзор показывает, что бетулинол и его производные способны к разнообразным химическим превраще­ниям и на их основе можно синтезировать множество соединений, ко­торые могут представлять потенциальный практический интерес (прежде всего как биологически активные вещества).

Химические свойства субериновых кислот. Субериновые кислоты – желтая или светло-коричневая мазеобразная масса, хорошо раствори­мая в этаноле, изопропаноле, изобутаноле, бензиловом спирте, этил- и амилацетате, серном эфире, анилине, пиридине. Хуже кислоты растворяются в трихлорэтане, хлороформе, ацетиленхлориде и нерастворимы в петролейном эфире, бензине, толуоле, ксилоле, четыреххлористом углероде. Кислотное число субериновых кислот близко к 160. Они, как правило, содержат примесь нейтральных веществ – не полностью из­влеченных из бересты на первой стадии экстрактивных веществ. После их удаления кислотное число возрастает на 20...25 единиц [5]. Число омыления равно 200...210. Йодное число 28...31. Массовая доля не­предельных кислот, рассчитанная по йодному числу, составляет 40...45%. Массовая доля гидроксигрупп колеблется значительно: от 5,14 [5] до 7,25% [22]. Другие характеристики субериновых кислот: температура размягчения 60...80°C, n_D²⁰ около 1,5, d₄²⁰ около 1,0. При хранении кислот при обычной температуре в течение 3 мес. кислотное число не меняется, через 5 мес. снижается на 10...15 единиц. Основа­ния и (особенно) кислоты сильно ускоряют процесс полиэстерификации: нагрев при 100°C в течение 30 мин в присутствии 2% соляной кислоты ведет к снижению кислотного числа со 160 до 68, серная кис­лота в этих же условиях за 15...20 мин превращает субериновые кис­лоты в каучукоподобный эластичный продукт. Химические свойства субериновых кислот, естественно, определяются наличием окси-, эпокси-, карбоксигрупп и специально не изучались. Возможности син­теза каких-либо индивидуальных продуктов отсутствуют из-за пестрого состава субериновых кислот. Можно лишь говорить о получении про­изводных по тем или иным функциональным группам. Имеется сооб­щение о разложении суберина малины спорами гриба Fusarium solani pisi и Armillaria melea [116]. Разложение суберина в процессе грибко­вого патогенеза рассмотрено в работе [117].

Использование «экстрактивных» веществ. Наружная часть коры бе­резы – береста – давно используется для получения берестового дегтя, который до сих пор применяется в фармакопее и ветеринарии как антисептик и противочесоточное средство. Береста в народной ме­дицине сама по себе также использовалась в качестве антисептика при лечении ран и кожных заболеваний [118]. Бересту использовали для стерилизации помещений, сжигая ее в смеси с нитратом калия [16].

Значительное число работ посвящено поиску путей использования продуктов химической переработки бересты, особенно бетулинола. Изучались возможности использования его для получения пленкообразователей, пластификаторов, поверхностно-активных и биологически активных веществ.

Ранние работы по получению пленкообразователей с использованием бетулина (возможно, это экстрактивные вещества) и суберина описаны в брошюре [119]. Отмечается, что пленки, получаемые только из бетулина, быстро высыхают, но хрупки, пленки из суберина обла­дают высокой эластичностью, но медленно высыхают. Лаки, приготов­ленные на основе этерифицированпых бетулином субериновых кислот, непригодны для покрытии по дереву в качестве заменителей спирто­вых лаков и вполне пригодны для покрытий по металлу при условии горячей сушки. Облагораживание бетулино-субериновых смол малеиновым и фталевым ангидридом не дало положительного результата: пленки склонны к быстрому старению.

Пирятинский [120] использовал бетулинол, как двухатомный спирт, для частичной замены (до 30%) пентаэритрита при получении кани­фольных смол. У такой смолы более высокая температура плавления и повышенная водостойкость.

Получению пленкообразователей посвящена работа [19]. Продукты, полученные взаимодействием бетулинола с фталевым ангидридом и адипиновой кислотой, представляют собой твердые высокоплавкие смолы, дающие твердые и блестящие, но хрупкие пленки. Способность этих смол совмещаться как с сырыми, так и полимеризованными расти­тельными маслами показывает возможный путь их пластификации. Высокоплавкие смолы получены при этерификации бетулинола смоля­ными кислотами. Масляные лаки, содержащие дирезинаты бетулинола, дают пленки с более высокими показателями твердости и большей ско­ростью высыхания, чем лаки, содержащие глицериновые эфиры кани­фоли. Интересные свойства имеет диолеинат бетулинола: в присутствии сиккатива он дает быстро высыхающие, твердые пленки, что резко отличает его от всех описанных ранее эфиров олеиновой кислоты и различных многоатомных спиртов (глицерина, пентаэритрита, маннита). Учитывая это, автор предположил, что введение бетулинола в состав смол типа глифталевых позволит значительно повысить ско­рость высыхания и твердость пленок. Действительно, путем алкоголиза растительных масел при температуре 240...265°C смесью бетулина и глицерина с последующей этерификациеи свободных гидроксигрупп фталевым ангидридом получены смолы, дающие пленки с высокими физико-химическими показателями при одновременной значительной экономии фталевого ангидрида.

Позднее Аслам и Алам сообщили, что покрытия из смол на основе смоляных кислот и бетулинола имеют повышенную стойкость к воде и царапинам по сравнению с эфирами смоляных кислот с пентаэритритом [121], а эфиры бетулинола. с жирными кислотами льняного масла дают покрытия более высокого качества, чем без бетулинола [122].

Изучена возможность использования в качестве пленкообразовате­лей эфиров бетулинола и жирных кислот таллового масла [75]. Пленки получали сушкой на воздухе в присутствии нафтената кобальта. Пленки, за исключением высушенных при 150°C, мутнеют в воде. Все пленки нестойки к органическим растворителям.

Смолы, полученные сополимеризацией ненасыщенных полиэфиров из малеинового ангидрида и гликолей со стиролом, в случае введения бетулинола в эфир имеют более высокую температуру размягчения и повышенную водо- и химстойкость. Авторы отмечают, что затруднения, связанные с синтезом высокомолекулярной полиэфирной смолы из малореакционноспособного бетулинола, вполне преодолимы [78].

Проводились исследования по синтезу полиуретанов. Так, на основе смеси примерно равных количеств моно- и дипальмитата бетулинола и изоцианата марки Desmodur N синтезированы полиуретаны. Пленки из них бесцветны, прозрачны, имеют карандашную твердость 2H и достаточную устойчивость к органическим растворителям [75]. Поли­уретаны на основе бетулинола и изоцианата марки Desmodur E22 об­разуют пленки с прочностью на разрыв 12400 кПа и коэффициентом растяжения 315%. Эти наилучшие показатели определены для пленок из полиуретана, полученного полимеризацией в толуоле. Выбор раст­ворителя имеет важное значение [82].

Описан синтез диакрилатов и диметилметакрилатов бетулинола взаимодействием последнего с 2,3-эпоксипропилакрилатом и 2,3-эпокси-пропилметакрилатом в растворе диоксана, толуола и пиридина. Мак­симальный (75%) выход продукта конденсации достигнут при использовании пиридина. При полимеризации акрилатов в присутствии 2,2'-азоизобутиронитрила получаются щелоче- и термостойкие полимеры, начальная температура потери массы достигает 250°С [123].

Диглицидиловый эфир бетулинола предложен в качестве мономера для получения эпоксиполимеров с высокими диэлектрическими свойст­вами [124].

Эфир пальмитиновой кислоты бетулинола испытан в качестве пластификатора поливинилхлорида [75]. Установлено, что при замене половины стандартного пластификатора (диоктилфталата) эфир хо­рошо совмещается со смесью, образуя свободно текучую пасту. Отли­тая из нее пленка мягкая, бурая, прозрачная. После месячного хране­ния пленки при комнатной температуре выпотевания эфира не наблю­дается.

Бетулинол предложен в качестве светостабилизатора древесной массы. Бетулинол действует как отражатель фотохимически активного света и не участвует в химических реакциях [125].

Кислые эфиры бетулинола (сукцинат, фталат, тетрахлорфталат) – эффективные эмульгаторы для систем вазелин-вода и кокосовое масло-вода [126]. Рекомендуется применять их в качестве эмульга­торов, диспергаторов и компонентов лекарственных препаратов [76].

О биологической активности бетулинола известно давно. Еще в прошлом веке Велёр (Wheeler, 1899) отметил антисептические свой­ства бетулинола, его использовали для стерилизации пластырей и бин­тов. Бетулинол наносили для снятия зуда (Holmes, 1921). Бетулинол, лупеол и бетулиновая кислота идентифицированы в эфирном экстракте из коры В. utilis, используемой в индийской медицине также в качестве антисептика [127]. Бетулин и бетулиновая кислота содержатся также в противоопухолевых препаратах растительного происхождения [128, 129].

Противоопухолевая активность бетулинола и других тритерпеноидов лупанового ряда показана многими исследователями. Так, бетули­нол эффективен против саркомы Уолкера 256 (Walker 256) [130, 131], аденомы грудной железы MCF-7 in vitro и лейкемии Р 388 in vivo и проявил большую активность, чем известный ионотодиол [132]. Бету­линол особенно эффективен против эпидермоидной канцеромы носо­глотки (in vitro) [133]. Бетулиновая кислота проявляет цитостатическую активность против carcinoma cell line-115 толстой кишки [134]. Бетулинол, лупеол, бетулиновая кислота оказывают ннгибирующее действие на вирус Эпштейна-Барра [129]. Высокой ингибирующей активностью по отношению к этому вирусу в лимфобластоидных клетках Раджи обладают эритродиол и бетулиновая кислота [135]. Диацетат бетулина, другие ацилоксипроизводные с C≤18, тозилоксипроизводные являются активными компонентами противораковых препара­тов [136].

Бетулинол, лупеол и бетулиновая кислота проявляют бактериостатическую активность против Escherichia coli, Salmonella typhi, Shidella ftexneri и Staphylococcus aures [129]. Противовоспалительной активно­стью обладает кофеат бетулиновой кислоты [137, 138].

В работе [139] изучено влияние шести тритерпеноидов, в том числе бетулинола, его диацетата и аллобетулина, на резистентность организма к повреждающим воздействиям и установлено, что заслуживает вни­мания сочетание гастро- и гепатопротектиновых свойств у бетулинола.

С целью выявления взаимосвязи между структурой тритерпеноидов и стероидов и их физиологической активностью изучено влияние 3β,28-дигидроксилупен-30-аля (XXXI), 3β,20,28-тригидроксилупана (LVI) и гетеробетулина (XXVII) на водно-солевой обмен и показано, что они влияют на скорость выведения почкой крысы воды, натрия и ка­лия [140].

Бетулинол давно предложен в качестве компонента для туалетных порошков и косметических средств (Puranen, 1941). Бетулинол оказы­вает лечебное действие на волосы, поэтому используется как добавка в шампуни [141]. Литература этого направления нами не рассматри­вается.

Разнообразной биологической активностью обладают также терпеноиды олеананового и урсанового ряда. В качестве примера укажем, что 3-карбоксиметилурсоловая кислота обладает высоким гиполипидемическим действием [142], а производные глицирризиновой кислоты (олеанановый ряд) проявляют противоязвенную, противовоспалитель­ную, анальгезирующую, жаропонижающую активность и стимулируют репаративную регенерацию кожи (РЖХ, 1993, 21О101П—21О107П).

Изучено антифидантное действие различных соединений - алкалои­дов, флавоноидов, полиолов и бетулинола — на насекомых Dysdercus отряда Heleroptera (клопы), встречающихся на хлопчатнике, и пока­зано, что бетулинол обладает эффективным отпугивающим свойством на D. fulvoniger [143]. Антифидантной активностью по отношению к колорадскому картофельному жуку бетулиновая кислота, ее ацетат и кофеат не обладают. Олеаноловая кислота более активна [33].

Работ по использованию субериновых кислот мало. Согласно па­тенту США [144], сополимеры 1,4-циклогександиметилола и смеси субериновой и фталевой кислот являются хорошими клеями-распла­вами для склеивания ненагретых металлов.

Разработан способ получения оксиэтилированного суберина [145]. Получаемое поверхностно-активное вещество предложено использовать в качестве деэмульгатора водонёфтяных эмульсий [146]. По эффектив­ности действия он в 3-4 раза превосходит известный реагент ОП-10 и сравним с высокоэффективными реагентами проксанолом, диссольваном 4411.

Не исключено, что субериновые кислоты бересты могут иметь анти­бактериальную или антигрибковую активность по аналогии со свойст­вами субериновых кислот из коры черной ольхи. Эти кислоты показали значительную противогрибковую активность против Aphanoyces euteiches. Против Streptococcus faecium и Escherichia coti они не активны [147].

Сообщалось также [6] о работе шведских исследователей по изыс­канию путей использования экстрактивных веществ и субериновых кислот [148].

Итак, заканчивая обзор, можно констатировать, что береста - мно­готоннажный отход фанерного и некоторых других производств – является интересным химическим сырьем, содержащим 20...40% экстрак­тивных веществ и 30...40% суберина. Способы выделения экстрактив­ных веществ и суберина в виде субериновых кислот достаточно просты и технически осуществимы. Основной компонент экстрактивных ве­ществ – бетулинол, пентациклический тритерпеноид C₃₀H₅₀O₂; кон­центрация его в экстрактивных веществах не менее 60%. Простой пере­кристаллизацией можно получить бетулинол с содержанием основного вещества 95%. Субериновые кислоты – сложная смесь алифатических C₁₈-C₂₂ моно- и дикарбоновых насыщенных и ненасыщенных окси- и эпоксикислот. Экстрактивные вещества и субериновые кислоты можно использовать в производстве таких технических продуктов, как пленкообразователи, пластификаторы, поверхностно-активные вещества. Бету­линол, сам по себе обладающий биологически активными свойствами, представляет большой интерес для синтеза разнообразных производ­ных – потенциальных биологически активных веществ.