7.3. Дитерпены и сестертерпены

Дитерпены представлены значительно в меньшей степени в растительном мире, чем сесквитерпены, но все же это не экзотические соединения, а как компоненты смол хвойных растений они присутствуют повсеместно и в значительных количествах. Ассортимент этого класса терпеноидов значительно расширился в последнее время благодаря интенсификации исследований химического состава морских организмов и микроорганизмов.

Не расписывая их по скелетным группам, в общем заметим, что анализ их структур и, соответственно, классификация также берет в основу степень циклизации углеродного скелета. Типичные случаи дитерпеновых структур и наиболее яркие представители этого класса дитерпеноидов представлены в табл. 7.3.1. Ациклические дитерпены очень немногочисленны, можно сказатэ, представлены единичными предс- авителями — это фитол и его производные. Из последних интересен дитерпеноид, являющийся сложным

Таблица 7.3.1. Основные типы и некоторые представители дитерпенов.

(см. скан)

Таблица 7.3.1 (продолжение).

эфиром фитола и соответствующей ему карбоновой кислоты.

Моноциклические дитерпены в наибольшей степени представлены макроциклическими производными цембранового типа с 14-ти углеродным скелетом цикла.

Бициклические дитерпены представлены углеродными системами декалина — лабданами и дриманами, являющимися одними из главных групп этого типа. Также многочисленны бициклы, образованные из цембранов за счет дополнительного мостика внутри этого большого цикла.

Трициклические дитерпены чаще обнаруживаются в хвойных. Из них наиболее интересны производные абиетана и таксана. В последнее время найдено немало трициклических дитерпенов с конденсированными циклами различного размера и в различных сочетаниях — циатановые соединения, например.

Даже при беглом знакомстве с химическим строением дитерпенов любой группы можно понять, что их химические возможности, порожденные многообразием углеродных скелетов и насыщенности их разнообразными

Таблица 7.3.2. Некоторые биологически активные дитерпены.

Таблица 7.3.2 (продолжение).

функциональными группами, очень велики. Причем многие химические свойства дитерпеноидов мы можем и предсказать, исходя из общих положений органической химии, анализируя их химические структуры. Но, как это всегда имеет место в природной химии, есть свойства, обязанные сочетанию функций и структуры углеродного скелета. Как правило, это перегруппировочные процессы, следствием которых являются взаимопереходы одних структурных типов дитерпенов в другие. Особенно к этому склонны дитерпены, содержащие углеродные циклы большого размера: цембрановые, вибсановые и др. Ненасыщенные циклы большого размера, вводу своей конформационной подвижности, при инициировании, (обычно каталитическом) электрофильного центра, имеют тенденцию к образованию новых эндо-циклических углерод-углеродных связей, в результате чего молекула увеличивает свою степень цикличности: моноциклические дитерпены преобразуются в бициклические, бициклические — в трициклические и т.д. Интересно, что такие процессы осуществляются легко как in vivo, так и in vitro (схема 7.3.1).

Нередки в группе дитерпенов соединения и с тетрациклическим углеродным скелетом: например, эуфорети-нол содержит уникальную 5-7-6-3 конденсированную циклическую систему.

Биологическая активность дитерпенов ярко выражена: соединения этой группы терпеноидов очень часто проявляют цитотоксическую активность, причем столь эффективную, что

Схема 7.3.1

ряд из них проходят клинические испытания; развиваются работы по их химической модификации для достижения еще лучших показателей — в первую очередь, все вышесказанное относится к производным таксана (так-соидам). Но если таксол — это потенциальное противоопухолевое лекарство, то дитерпеноид форбол, это дитерпеноид, провоцирующий образование злокачественных образований. Некоторые дитерепеноиды обладают росторегулирующим действием в растениях, проявляют антифидантную и антифунгицидную активность и др. (табл. 7.3.2).

Сестерпеноиды — самая малочисленная группа терпеноидов после гемитерпенов, но и самая молодая (первые обзоры и основной банк публикаций на эту тему приходится на последнее десятилетие XX века). Если еще недавно были известны только отдельные их представители, то в последние годы, благодаря усовершенствованию методов исследования природных соединений, позволяющих детектировать вещества в очень малых количествах и расширению области поисков природных субстанций (в первую очередь, биологически активных) в сферу морских организмов и микроорганизмов, этот вид терпеноидов определился самостоятельной полновесной группой с обозначившейся классификацией. Эта классификация построена по тому же принципу, что и в других терпеновых группах — по характеру циклизации углеродного скелета.

Морские организмы (особенно губки) являются основными источниками ациклических сестертерпеноидов, терминальные изопреновые звенья которых обычно находятся в лактонной и (или) фурановой формах. Моноциклические и бициклические сестертерпены, также чаще извлекаемые из продуктов моря, несут обычно циклогексановые фрагменты и карбоксильную группу. То же самое в значительной степени касается три- и тетрациклических

Таблица 7.3.3. Типичные представители сестертерпенов.

(см. скан)

Таблица 7.3.3 (продолжение).

(см. скан)

терпеноидов этого типа. Отклонением от этой закономерности являются офиоболины, продуцируемые исключительно грибами и некоторые другие близкие по структуре сестертерпеноиды. Среди тетрациклических сесквитерпеноидов доминируют формы скаларанового типа с системой четырех конденсированных циклогексанов по типу пергидробензофенантрена (табл. 7.3.3).

Из тех данных, которые накопились к настоящему времени о сестертерпенах, видно, что для морских организмов характерно образование ациклических и циклогексановых углеродных скелетов, тогда как грибы и растения продуцируют циклические системы с фрагментами от циклобутанового до циклопентадеканового в различных сочетаниях.