Syntéza a HPLC enantioseparácia nových derivátov 3-alkoxy-4-hydroxyfenylalkanónov typu potenciálnych α/β-blokátorov

Overview

V predkladanej práci bola reakciou 3-alkoxy-4-hydroxyfenylalkanónov s 2-chlórmetyloxiránom a v nasledujúcom stupni s heterocyklickými amínmi (pyrolidínom, azepánom, 4-metylpiperazínom a 2-metoxyfenylpiperazínom) syntetizovaná séria siedmych derivátov s heteroaminopropanolovým reťazcom. Uvedené zlúčeniny boli pripravené vo forme racemátov. Čistota pripravených látok bola potvrdená chromatografiou na tenkej vrstve a boli u nich zmerané UV, IČ a ¹H NMR spektrá. Enantioseparácia bola uskutočnená pomocou HPLC na chirálnej kolóne Chiralpak AD založenej na tris(3,5-dimetylfenyl)karbamáte. Účinnosť enantioseparácie bola sledovaná v závislosti od zloženia mobilnej fázy (hexán : etanol : metanol : etyletánamín) a od štruktúry pripravených látok. Enantiosepáracia na základnú líniu sa dosiahla u všetkých látok v mobilných fázach A (78 : 11 : 11 : 0,1 v/v/v/v) a B (80 : 10 : 10 : 0,1 v/v/v/v), s faktorom selektivity v rozmedzí 1,07 – 1,42 a rozlíšením v rozmedzí 0,76 – 5,47. V mobilnej fáze so zvýšeným obsahom hexánu nedochádzalo k enantioseparácii piperazínových derivátov.

Klíčová slova:

3-alkoxy-4-hydroxyfenylalkanóny – beta-blokátory – enantioseparácia – HPLC – Chiralpak AD

Úvod 

Racemické deriváty s arylaminopropanolovým reťazcom je možné pripraviť niekoľkými metódami vo viacerých reakčných stupňoch. Najčastejší postup spočíva v reakcii prítomnej fenolickej skupiny s 2-chlórmetyl-
oxiránom a v nasledujúcom stupni v otvorení oxiránového cyklu pomocou príslušného amínu¹⁾. Z ďalších postupov je možné použiť otvorenie oxiránového cyklu pomocou kyseliny bromovodíkovej za vzniku 3-aryloxy-1-bróm-propán-2-olov s nasledujúcou reakciou s príslušnými amínmi²⁾. U nových derivátov propranololu sa použili reakcie s benzoylchloridom, pyridínium chlórchromátom a n-butylchloridom pomocou esterifikácie, oxidácie, redukcie a alkylácie³⁾.

Pripravené zlúčeniny typu aryloxyaminopropanolov majú v svojej štruktúre stereogénne centrum a existujú ako (R) a (S)-enantioméry, ktoré sa líšia svojimi farmakologickými a farmakokinetickými vlastnosťami⁴⁾.

Enantiomérne čisté zlúčeniny aryloxyaminopropanolového typu sa syntetizujú pomocou stereoselektívnej reakcie prítomnej fenolickej skupiny príslušných zlúčenín s rôznymi chirálnymi prekurzormi, ako sú (R) a (S)-chlórmetyloxirány, (S)-glycidoltozylát, (S)- alebo (R)-2,3-O-isopropylidénglyceroltozylát, E-(2S,3S)-3-trimetylsilylglycidol a (S)-3-terc-butyl-5-fenyl-oxazolidín-5-ylmetanol. Mnohé z týchto chirálnych medziproduktov je možné pripraviť z prírodných látok, ako je D-manitol a kyselina L-askorbová^{5, 6)}. Syntézu beta-blokátorov, ako sú betaxolol, metoprolol, sotalol a timolol, je možné uskutočniť použitím asymetrickej syntézy, vrátane bioenzymatických metód⁷⁾.

V skupine aryloxyaminopropanolov enantioselektívne rozdelenie jednotlivých racemátov je možné docieliť pomocou rôznych analytických metód, ako sú HPLC, GC, CE, z ktorých najväčšie zastúpenie má HPLC s použitím priamej a nepriamej metódy. Pri priamej metóde sa používa chirálny selektor buď v stacionárnej, alebo v mobilnej fáze. Pri nepriamej metóde dochádza k derivatizácii látok pomocou chirálnych činidiel a následnej separácii na klasických nechirálnych kolónach. 

Pri priamej separácii ide o rozdielnu interakciu látky s povrchom chirálnej stacionárnej fázy za vzniku prechodných diastereoizomérov. Delenie ovplyvňuje zloženie mobilnej fázy, veľkosť kolóny, teplota a iné faktory. U beta-blokátorov aryloxyaminopropanolového typu bola použitá HPLC s využitím rôznych chirálnych kolón na báze β-cyklodextrínov⁸⁾, na kolónach Pikloveho typu^{9, 10)}, na báze proteínov (sérový albumín, α₁-kyslý glykoproteín, ovomukoid)^{11, 12)}, crown- éterov^{13, 14)}, makrocyklických antibiotík (teikoplanin, vankomycín)^15–17) a polysacharidov (karbamáty celulózy a amylózy)^18–20) .

Experimentálna časť

Syntéza 

(4-hydroxy-3-chlórmetylfenyl)alkanóny a (3-alkoxymetyl-4-hydroxyfenyl)alkanóny boli pripravené podľa metód^{21, 22)}. [4-(3-heteroamino-2-hydroxypropoxy)fenyl] alkanóny boli pripravené metódou²³⁾ tak, ako je zobrazené v schéme 1.

(4-hydroxy-3-chlórmetyl-4-hydroxyfenyl)alkanón^{21, 22)}

Do sulfonačnej banky opatrenej mechanickým miešadlom, kontaktným teplomerom a lievikom sa k zmesi 0,15 mol 4-hydroxyfenylalkanónu pridá 90 cm³ koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej. Teplota sa udržuje pri 45 – 50 °C a v priebehu 30 minút sa do reakčnej zmesi pridáva 0,15 mol paraformaldehydu a reakčná zmes sa pri danej teplote mieša 4,5 hodiny. Vypadnutý tuhý produkt sa odsaje, premyje vodou a kryštalizuje z benzénu alebo etylacetátu. T.t. 132 – 135 °C, výťažok 75 %.

1-[4-(hydroxy)-3-(chlórmetyl)fenyl]etanón

¹H NMR (CD₃OD): δ 2,53 (s, 3H, CH₃); 4,68 (s, 2H, CH₂); 6,86 – 6,89 (d, J = 8,7 Hz, 1H, Ar-H⁵); 7,83 – 7,86 (dd, J = 2,4, J = 11,1 Hz, 1H, Ar-H⁶); 7,98 (s, 1H, Ar-H²).

1-[4-(hydroxy)-3-(chlórmetyl)fenyl]propán-1-ón

¹H NMR (CD₃OD): δ 1,10 – 1,15 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₃); 2,53 – 2,57 (q, J = 7,2 Hz, 2H, CH₂CH₃); 4,68 (s, 2H, CH₂Cl); 6,85 – 6,89 (d, J = 9,4, 1H, Ar-H⁵); 7,82 – 7,85 (dd, J = 2,4, J = 11,2 Hz, 1H, Ar-H⁶); 7,99 (s, 1H, Ar-H²).

(3-alkoxymetyl-4-hydroxyfenyl)alkanóny^{20, 21)}

Do sulfonačnej banky opatrenej mechanickým miešadlom, kontaktným teplomerom sa k 0,12 mol (4-hydroxy-3-chlórmetyl-4-hydroxyfenyl)alkanónu pridá 100 cm³ suchého alkoholu (metanol, propán-1-ol, bután-1-ol). Pri teplote 40 – 50 °C sa k reakčnej zmesi v priebehu 1 hodiny pridáva 19,2 g (0,23 mol) hydrogénuhličitanu sodného. Po oddestilovaní alkoholu sa olejovitý zvyšok kryštalizuje z hexánu alebo cyklohexánu.

Spektrálne charakteristiky sú uvedené v prácach^{21, 22)}.

1-[3-(alkoxymetyl)-4-(2,3-epoxypropoxy)fenyl]alkanóny 

V trojhrdlovej banke opatrenej miešadlom, zábrusným teplomerom a chladičom sa nechá reagovať 4 hodiny pri teplote 50 – 55 °C zmes 0,15 mol 1-(3-alkoxymetyl--4-hydroxyfenyl)alkanónu, 0,17 mol epichlórhydrínu a suspenzie 0,16 mol 85 % KOH. Reakciou vzniknutý KCl sa odsaje a epichlórhydrín sa oddestiluje za zníženého tlaku. Zvyšok po destilácii sa vyextrahuje do dietyléteru alebo etylacetátu a pridá sa ako sušidlo MgSO₄. Po odfiltrovaní sušidla a oddestilovaní dietyléteru alebo etylacetátu sa olejový zvyšok použije v ďalšom reakčnom stupni. 

1-[3-(alkoxymetyl)-4-(3-heteroamino-2-hydroxypropoxy)fenyl]alkanóny

Vo varnej banke opatrenej spätným chladičom sa v prostredí alkoholu zahrieva 0,08 mol [3-(alkoxymetyl)-4-(2,3-epoxypropoxy)fenyl]alkanónu a 0,16 mol heteroamínu (pyrolidín, azepán, 4-metylpiperazín a 2-metoxyfenylpiperazín) 2 – 4 hodiny pri teplote 30 °C a potom ešte 4 – 5 hodín za varu. Pri syntéze bázy substituovanej metoxyfenylpiperazínom sa ako alkohol použil propán-1-ol, ktorý má vyššiu teplotu varu ako etanol. Po ukončení zahrievania sa etanol, resp. propán-1-ol, oddestiluje a ku zvyšku po destilácii sa pridá voda. Produkt sa extrahuje do etylacetátu a vysuší sa nad K₂CO₃. Finálna látka získaná vo forme bázy sa po oddestilovaní etylacetátu kryštalizuje z vhodného rozpúšťadla (hexánu, cyklohexánu). Príprava soli sa uskutoční tým, že do éterického roztoku bázy sa pridáva éterický roztok bezvodej kyseliny fumarovej až do kvantitatívneho vyzrážania soli, ktoré je indikované ukončením tvorby zákalu. Vyzrážaná soľ v pomere báza : kyselina 2 : 1 sa prekryštalizuje z etylacetátu alebo propán-1-olu.

Teplota topenia syntetizovaných látok bola stanovená pomocou Koflerovho bloku (HMK, Franz Küstner, Nemecko) a je nekorigovaná. Čistota pripravených zlúčenín bola overená chromatografiou na tenkej vrstve (TLC) za použitia silikagélových platničiek Silufol® UV 254 (Merck) a dvoch mobilných fáz – etylacetát/etyletánamín 9/1 v/v a u látok III, V–VII propán-1-ol/etyl-
etánamín 9,5/0,5 v/v.

Na detekciu pod UV svetlom bol použitý prístroj Spectroline CM-10 (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA).

Infračervené spektrá boli namerané reflexnou technikou s ATR nástavcom s ZnSe kryštálmi na spektrofotometri Nicolet 6700 (Thermo Scientific, Waltham, Massachusetts, USA). Ultrafialové spektrá boli merané spektrofotometrom GENESYS 10S v oblasti vlnových dĺžok 200 – 400 nm. Koncentrácie meraných roztokov báz a solí pripravených aryloxyaminopropanolov v metanole boli približne 0,2 mol · m^–3.

¹H-NMR spektrá boli namerané na prístroji Varian Gemini 2000 Spectrometer (Varian Inc., Palo Alto, USA) s pracovnou frekvenciou 300 MHz pre ¹H NMR. Ako vnútorný štandard bol použitý tetrametylsilán. Na rozpustenie vzoriek boli použité deuterované rozpúšťadlá: chloroform, metanol, DMSO, voda. Chemické posuny sú vyjadrené v ppm (Δ). Multiplicita signálov je vyjadrená ako: s – singlet, d – dublet, dd – dublet dubletu,
t – triplet, q – kvartet, m – multiplet.

Elementárna analýza bola nameraná na prístroji FLASH 2000 Organic Elemental Analyzer (Thermo Scientific, Waltham, Massachusetts, USA).

Separácia látok na kolóne s polysacharidovou stacionárnou fázou bola uskutočnená na HPLC systéme AGILENT 1200 (Agilent Technologies, Santa Clara, California, USA) – autosampler, kvartérna pumpa, odplyňovač, DAD detektor, programová analýza dát softvérom Agilent ChemStation pre LC systém. Ako stacionárna fáza bola použitá chirálna amylózová fáza Chiralpak AD (0,46 × 25cm) 5 μm. Mobilná fáza bola zmesou hexánu, etanolu, metanolu a etyletánamínu v rôznom pomere. Látky boli zriedené metanolom na približnú koncentráciu 0,1 mg · ml^–1. HPLC rozpúšťadlá boli získané od firmy Merck (Darmstadt, Nemecko).

Podmienky chromatografickej analýzy

Chirálna stacionárna fáza: tris(3,5-dimetylfenylkarbamát)amylóza (Chiralpak AD)

Mobilné fázy: hexán : etanol : metanol : etyletán-
amín v pomere:

78 : 11 : 11 : 0,1 v/v/v/v

80 : 10 : 10 : 0,1 v/v/v/v

85 : 7,5 : 7,5 : 0,1 v/v/v/v

95 : 2,5 : 2,5 : 0,1 v/v/v/v

Prietok mobilnej fázy: 0,8 ml/min

Teplota kolóny: 25 °C

Dávkovaný objem: 20 μl

Detekcia: DAD detektor pri vlnovej dĺžke 265 nm
± 8 nm

Stanovené chromatografické parametre:

retenčný čas: t₁ , t₂     kapacitné faktory: k₁ = (t₁ – t₀) / t₀

faktor selektivity: α = k₂ / k₁             k₂ = (t₂ – t₀) / t₀

rozlišovací faktor: Rs = 2 (t₂ – t₁) / (w₁+w₂) 

          šírka píku: w₁, w₂

I. (2RS)-bis-{1-[3-(4-acetyl-2-butoxymetylfenoxy)-2-
-hydroxypropyl]pyrolidínium}fumarát 

Výťažok: 68 %; m.p. 124 –125 °C (etylacetát); R_F: 0,62; IČ (cm^–1): 3414 (νOH), 1700 (νC=O), 1601 (νC=C),1264 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^–1): λ₁ 222 log ε₁ 3,57, λ₂ 272 log ε₂ 3,59; ¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,93 (t, J = 7,4 Hz 3H, CH_{3 alk}⁴), 1,41 – 1,46 (m, 2H, CH_{2 alk}³), 1,56 – 1,64 (m, 2H, CH_{2 alk}²), 2,06 – 2,11 (m, 4H, 2×CH₂^pyr.3,4), 2,56 (s, 3H, COCH₃), 3,41 (m, 6H, CH₂N, 2×CH₂^pyr.2,5), 3,54 (t, J = 7,4 Hz, 2H, CH_{2 alk}¹), 4,54 (s, 2H, Ar-CH₂O), 6,66 (s,
2H, CH^fum), 6,84 (d, J = 8,9 Hz, 1H, Ar-H⁶), 7,80 – 7,86 (d, J = 9,3 Hz 1H, Ar-H³), 7,95 – 7,98 (dd, J = 9,4, 1,4 Hz, 1H, Ar-H⁵); fumarát C₄₄H₆₆O₁₂N₂, M_r 815,02; Anal. vypočítané %C 64,84 %H 8,16 %N 3,44 nájdené %C 64,53 %H 8,02 %N 3,22. 

II. (2RS)-bis-{1-[3-(4-acetyl-2-butoxymetylfenoxy)-2-
-hydroxypropyl] azepánium}fumarát

Výťazok: 71 %; m.p. 84 – 87 °C (etylacetát); R_F: 0,69; IČ (cm^–1): 3427 (νOH), 1672 (νC=O), 1601 (νC=C), 1264 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^-1): λ₁ 220 log ε₁ 3,24, λ₂ 270 log ε₂ 3,21; ¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,93 (t, J = 7,4 Hz 3H, CH_{3 alk}⁴), 1,42 – 1,47 (m, 2H, CH_{2 alk}³), 1,57 – 1,65 (m, 2H, CH_{2 alk}²), 2,06 – 2,11 (m, 6H, 3×CH₂^azepam3,4,5), 2,56 (s, 3H, COCH₃), 3,41 (m, 6H, CH₂N, 2×CH₂^azepam2,6), 3,54 (t, J = 7,5 Hz 2H, CH_{3 alk}¹), 4,54 (s, 2H, Ar-CH₂O), 6,65 (s, 2H, CH^fum), 6,85 (d, J = 8,9 Hz 1H, Ar H⁶), 7,84 (d, J = 9,3 Hz 1H, Ar-H³), 7,94 (dd, J = 9,5, 1,5 Hz 1H, Ar-H⁵); fumarát C₄₈H₇₄O₁₂N₂, M_r 871,14; Anal. vypočítané %C 66,18 %H 8,56 %N 3,22 nájdené %C 66,05 %H 8,32 N% 3,10.

Výťažok: 76 %; m.p. 128 – 130 °C (etylacetát); R_F: 0,32; IČ (cm^–1): 3492 (νOH), 1662 (νC=O), 1602 (νC=C), 1260 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^–1): λ₁ 206 log ε₁ 3,67, λ₂ 274 log ε₂ 3,22;
¹H NMR (CDCl₃): δ 0,95 (t, J = 7,3 Hz, 3H, CH_{3 alk}³), 1,61 – 1,68 (m, 2H, CH_{3 alk}²), 2,22 (s, 3H, CH₃-N_pip), 2,66 (s, 3H, CH₃-CO), 2,84 (m, 4H, CH₂ ^piper3,5), 3,53 (t, J = 7,5 Hz, 3H, CH_{3 alk}¹), 4,15 (m, 4H, CH₂ ^{piper 2,6}) 4,16 (m, 2H, Ar-O-CH₂), 4,28 (m, 1H, CH-OH), 3,63 (m, 2H, CH₂-N_pip), 6,55 (s, 2H, CH^fum), 7,27 (d, J = 9,3 Hz, 1H, Ar-H⁴), 7,47 (s, 1H, Ar-H²), 7,49 (t, J = 7,5 Hz 1H, Ar-H⁶), 7,64 (d, J = 8,7 Hz, 1H, Ar-H⁵); fumarát C₄₄H₆₈N₂O₁₂, M_r 844,48; Anal. vypočítané %C 62,54 %H 8,11 %N 6,63 nájdené %C 62,33 %H 8,41 %N 6,51.

IV. (2RS)-bis -{1-[3-(2-metoxyme-4-propanoylfenoxy)-2-
-hydroxypropyl]pyrolidínium}fumarát 

Výťažok: 66 %; m.p. 110 – 113 °C (etylacetát); R_F: 0,64; IČ (cm^–1): 3438 (νOH), 1678 (νC=O), 1602 (νC=C), 1256 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^–1): λ₁ 220 log ε₁ 3,19, λ₂ 270 log ε₂ 3,20; ¹H NMR (DMSO-d₆): δ 1,17 (t, J = 7,5 Hz, 3H, COCH₂CH₃), 2,05 – 2,09 (m, 4H, CH₂ ^pyr3,4), 3,01 (q, J = 7,1 Hz, 2H, COCH₂CH₃), 3,29 – 3,11 (m, 6H, NCH₂, CH₂ ^{pyr 2,5}), 3,57 (s, 3H, OCH₃), 4,12 (d, J = 7,3 Hz, 2H, OCH₂CH), 4,33 – 4,35 (m, 1H, OCH₂CH), 4,60 (s, 2H, ArCH₂), 6,66 (s, 2H, CH^fum), 7,07 (d, J = 9,2 Hz, 1H, Ar-H⁵), 7,95 – 8,01 (m, 2H, Ar-H^2,6); fumarát C₄₀H₅₈N₂O₁₂, M_r 758,89; Anal. vypočítané %C 63,31 %H 7,70 %N 3,63 nájdené %C 63,05 %H 7,42 N% 3,40.

V. (2RS)-bis-{1-[3-(2-metoxymetyl-4-propanoylfenoxy)-2-
-hydroxypropyl]-4-metylpiperazínium}fumarát 

Výťažok: 68 %; m.p. 173 – 174 °C; R_F: 0,34; IČ (cm^–1): 3338 (νOH), 1678 (νC=O), 1603 (νC=C), 1267 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^–1): λ₁ 220 log ε₁ 3,67, λ₂ 270 log ε₂ 3,20; ¹H NMR (CDCl₃): δ 1,17 (t, J = 7,5 Hz, 3H, COCH₂CH₃), 2,22 (s, 3H, CH₃-N_pip), 3,93 (q, J = 7,1 Hz, 2H, COCH₂CH₃), 2,84 (m, 4H, CH₂ ^{pip 3,5}), 3,56 (s, 3H, OCH₃), 3,63 (m, 2H, CH₂-N_pip), 4,15 (m, 4H,CH₂ ^pip2,6), 4,16 – 4,28 (m, 3H, CH₂CHOH), 4,54 (s, 2H, ArCH₂), 6,55 (s, 2H, CH^fum), 7,27 (d, J = 9,0 Hz, 1H, Ar-H⁴), 7,47 (s, 1H, Ar-H²), 7,49 (t, J = 7,5 Hz, ¹H, Ar-H⁶), 7,64 (d, J = 9,1 Hz 1H, Ar-H⁵); fumarát C₄₂H₆₄O₁₂N₄, M_r 816,46; Anal. vypočítané %C 61,75 %H 7,90 %N 6,86 nájdené %C 61,42 %H 7,71 %N 6,62.

VI. (2RS)-bis-{1-[3-(2-metoxymetyl-4-propanoylfenoxy)-2-
-hydroxypropyl]-4-(2-metoxyfenyl)piperazínium}fumarát 

Výťažok: 69 %; m.p. 163 – 165 °C (propán-2-ol); R_F: 0,50; IČ (cm^–1): 3491 (νOH), 1677 (νC=O), 1601 (νC=C), 1241 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^–1): λ₁ 206 log ε₁ 3,61, λ₂ 268 log ε₂ 3,30; ¹H NMR (DMSO-d₆): δ 1,18 (t, 7,4 Hz, 3H, COCH₂CH₃), 2,94 (q, J =7,0 Hz, 2H, COCH₂CH₃), 2,60 – 2,95 (m, 10H, CH₂N, CH₂ ^pip2,3,5,6), 3,47 (s, 3H, CH₂OCH₃), 3,78 (s, 3H, ArOCH₃), 4,01 – 4,12 (m, 3H, CH₂CHOH), 4,52 (s, 2H, ArCH₂), 6,50 (s, 2H, CH^fum), 6,86 – 6,97 (m, 4H, pip-Ar), 6,88 – 6,93 (m, 5H, ArH^3’, ArH^4’, ArH^5’, ArH^6’, ArH⁶), 7,12 (d, J = 9,3 Hz, 1H, ArH⁵), 7,89 – 7,92 (m, 2H, ArH^2,6), 7,91 – 7,96 (m, 1H, ArH²); fumarát C₅₄H₇₆O₁₄N_4, M_r 1005,22; Anal. vypočítané %C 66,52 %H 7,62 %N 5,57 nájdené %C 66,42 %H 7,51 %N 5,68.

VII. (2RS)-bis-{1-[3-(4-propanoyl-2-propoxymetylfenoxy)-
-2-hydroxypropyl]-4-(2-metoxyfenyl)piperazínium}fumarát 

Výťažok: 72 %; m.p. 163 – 165 °C (propán-2-ol); R_F: 0,54; IČ (cm^–1): 3444 (νOH), 1681 (νC=O), 1601 (νC=C), 1236 (νArOalk); UV (CH₃OH, ε v m² · mol^–1): λ₁ 206 log ε₁ 3,68, λ₂ 270 log ε₂ 3,30; ¹H NMR (DMSO-d₆): δ 0,95 (t, J = 7,3 Hz, 3H, CH_{3 alk}³), 1,61 – 1,68 (m, 2H, CH_{3 alk}²), 1,21 (t, 3H, J = 7,1 Hz, COCH₂CH₃), 2,90 – 2,97 (m, 2H, COCH₂CH₃), 2,66 – 2,91 (m, 10H, CH₂N, pip^2,3,5,6 H), 3,18 (s, 3H, CH₂OCH₃, 3,53 (t, J = 7,5 Hz, 2H, CH_{3 alk}¹), 3,70 (s, 3H, ArO-CH₃), 4,02 – 4,08 (m, 3H, CH₂CHOH), 4,55 (s, 2H, ArCH₂), 6,88 – 6,93 (m, 5H, ArH^3’, ArH^4’, ArH^5’, ArH^6’, ArH⁶), 7,12 (d, J = 9,0 Hz, 1H, ArH⁵), 7,91 – 7,96 (m, 2H, ArH^2,6); fumarát C₅₈H₈₀O₁₄N₂, M_r 1057,30; Anal. vypočítané %C 65,89 %H 7,63 %N 5,30 nájdené %C 65,69 %H 7,33 %N 5,60.

Výsledky a diskusia 

Látky I–VII (viď schéma 1) boli pripravené overenou 5-stupňovou syntézou zo 4-hydroxyfenylalkanónov. Ich chlórmetyláciou s paraformaldehydom a kyselinou chlorovodíkovou pripravené (4-hydroxy-3-chlórmetylfenyl)alkanóny s príslušným alkoholom (metanolom, propán-1-olom a bután-1-olom) poskytujú (3-alkoxymetyl-4-hydroxyfenyl)alkanóny. Tieto sú hlavnými medziproduktami na naviazanie aminopropanolového reťazca reakciou s 2-chlórmetyloxiránom a v nasledujúcom stupni s príslušným amínom (pyridínom, azepánom, 4-metylpiperazínom a 2-metoxyfenylpiperazínom).

Získané bázy vo forme viskózneho oleja s kyselinou fumarovou poskytovali fumaráty ako biele kryštalické látky v pomere báza : kyselina fumarová 2 : 1 a s výťažkom v rozmedzí 60 – 70 %. Ich čistota bola kontrolovaná chromatografiou na tenkej vrstve s mobilnou fázou etylacetát/etyletánamín, resp. propán-1-ol/etyletánamín. U pripravených fumarátov boli zmerané IČ, UV, a NMR spektrá. V IČ spektrách boli identifikované charakteristické pásy valenčných vibrácií pre funkčné skupiny: ν_as (OH) 3414 – 3492 cm^–1; ν (C=O) 1662 – 1681 cm^–1; ν (C=C)ar 1601 – 1603 cm^–1; 1236 – 1267 cm^–1. 

V UV spektrách pripravených zlúčenín sú prítomné dve absorpčné maximá, pri vlnových dĺžkach v rozmedzí 206 – 222 nm a 262 – 274 nm, s log ε = 3,19 – 3,68, zodpovedajúce π – π^*-prechodom.

V ¹H-NMR spektrách pre vodíky metylénovej skupiny substituovaného alkoxymetylu (metoxy, propoxy a butoxy) singletové signály s posunom okolo 4,5 ppm. Vodíky propán-2-olového reťazca sú v spektrách prítomné ako multipletové signály s posunmi okolo 4,0 (ArOCH₂), 4,3 (CH) a 2,4 až 2,5 ppm (CH₂N). Metoxy skupina naviazaná na aromatický kruh, 2-metoxyfenylpiperazínový substituent je v spektrách prítomná ako singlet s posunom okolo 3,8 ppm. Piperazínové vodíky sú prítomné ako multipletové signály s posunmi 2,7 – 2,8 ppm. Interakčné konštanty tripletu a kvartetu propionylovej skupiny sú v zhode s konštantami v propiofenóne²⁴⁾. V NMR spektrách dokazuje pomer báza : kyselina fumarová 2 : 1 dianión kyseliny fumarovej prítomný ako singlet s posunom 6,66 ppm, podobný singletu kyseliny fumarovej²⁵⁾. Substitúciou jedného vodíka v kyseline fumarovej, akým je napr. monoetylfumarát, sa trans vodíky prejavujú ako dublet²⁶⁾. 

Signály vodíkov na aromatickom jadre sú v oblasti 6,7 – 8,0 ppm. Interakčné konštanty aromatických vodíkov korešpondujú s konštantami trisubstituovaných benzénových derivátov²⁷⁾ ako aj s konštantami iných betablokátorov²⁸⁾. 

Aryloxyaminopropanoly obsahujú vo svojej molekule chirálne centrum na strednom uhlíku propán-2-olového spojovacieho reťazca, čo spôsobuje existenciu dvoch enantiomérnych foriem R a S. V interakcii s chirálnym prostredím, ktorým je aj ľudský organizmus (prítomnosť D-sacharidov a L-aminokyselín), tieto enantioméry môžu vykazovať rozdielnu farmakologickú, farmakokinetickú aktivitu a môžu mať aj rozdielnu toxicitu. Na podobnom princípe je založená aj priama separácia látok na chirálnej kolóne. Ide o rozdielnu interakciu látky s povrchom chirálnej stationárnej fázy za vzniku prechodných diastereoizomérov. V práci použitá polysacharidová Chiralpak AD obsahuje tris(3,5--dimetylfenylkarbamát) amylózy, ktorý sa pripravuje reakciou hydroxylových skupín amylózy s príslušnými izokyanátmi. Vonkajšia strana vzniknutej kavity je pokrytá hydrofóbnymi fenylmi a vnútorná strana je vyplnená karbamátovými zvyškami, s ktorými analyt tvorí vodíkové väzby. Separačná účinnosť je podporená aj tvorbou inklúznych komplexov a π – π^*-interakcií aromatických skupín separovaného racemátu a fenylamidu. Tento typ chirálnej kolóny bol použitý v predchádzajúcich prácach aj na semipreparatívne rozdelenie zlúčenín s izopropylom a terc-butylom na bázickom reťazci. U separovanej zlúčeniny pomocou CD bolo zistené, že izomér R sa eluuje pred S-enantiomérom²⁹⁾.

Použité mobilné fázy boli zložené zo 70 – 90 % hexánu, doplnené zmesou metanolu a etanolu v rôznych pomeroch s malým prídavkom etyletánamínu, ktorý zabezpečuje lepšiu separáciu bez chvostovania píkov (mobilné fázy A – D). Prítomnosť alkoholov v mobilnej fáze napomáha lepšej enantioseparácii, ovplyvňuje tvorbu vodíkových väzieb a tým aj interakciu s kolónou.

Použitou chirálnou kolónou dochádza k rozdeleniu všetkých zlúčenín I–VII (tab. 1, obr. 1) v mobilných fázach A (78 : 11 : 11 : 0,1 v/v/v/v) a B (80 : 10 : 10 : 0,1 v/v/v/v) s faktorom selektivity v rozmedzí 1,07 – 1,42 a rozlišovacím faktorom v rozmedzí 0,76 – 5,47. V mobilnej fáze C dochádzalo k rozdeleniu látok s výnimkou V a VI s metoxymetylovou skupinou a piperazínom v bázickej časti. Rozmedzie α bolo 1,13 – 1,40 a R_s 1,45 – 5,14. Zvýšením množstva hexánu v mobilnej fáze D sa rozdelili iba zlúčeniny I a II s pyrolidínom a azepánom až na základnú líniu. Zlúčeniny s objemnejšími heterocyklami u látok III–VII neboli rozdelené, čo poukazuje v týchto mobilných fázach na stérické tienenie stereogénneho centra. 

Štúdiom tejto separácie sa potvrdilo, že u takéhoto typu zlúčenín je vhodnejší tento typ chirálneho selektora pred chirálnymi kolónami založenými na báze makrocyklických antibiotík (vankomycínu, teikoplanínu a cyklodextrínu, v ktorých dochádzalo k rozdeleniu zlúčenín s rozvetveným alkylom na bázickom dusíku³⁰⁾.

Aryloxyaminopropanoly sú v klinickej praxi najviac používané kvôli ich β-adrenolytickému účinku. Obmenou štruktúry v hydrofilnej časti, kde je naviazaný heterocyklický amín, prevažuje účinok na α/β receptory^31–34) a mnohé deriváty so zabudovaným piperazínom vykazujú antimikróbnu³⁵⁾ aktivitu a sú potenciálnymi antihypertenzívami³⁶⁾.

Stret záujmov: žiaden.

R. Čižmáriková • Ing. Ladislav Habala • J. Valentová • D. Šmátralová

Farmaceutická fakulta UK

Katedra chemickej teórie liečiv

Odbojárov 10, 832 32 Bratislava, SR

e-mail: habala@fpharm.uniba.sk