Spelling suggestions: "subject:"ciències experimentals i matemàtiques"" "subject:"ciències experimentals i temàtiques""
211 |
Disseny de diamines i els seus complexos de platí(II). Estudi de l'activitat antiproliferativa.Gay Marín, Marina 20 December 2004 (has links)
L'activitat antitumoral del cisplatí, cis-diaminodicloroplatí(II), va ser descoberta per Rosenberg i col. als anys seixanta. Des de llavors, l'efectivitat del cisplatí, d'una banda, i les seves limitacions, de l'altra, han motivat el desenvolupament de nous compostos de platí anàlegs al cisplatí. L'objectiu sempre és el mateix, assolir al màxima activitat i selectivitat amb la mínima toxicitat. Actualment s'empren quatre compostos de platí en el tractament del càncer, aquests són el cisplatí, el carboplatí, el nedaplatí i l'oxaliplatí. Aquest tipus de compostos acostumen a tenir dues posicions làbils, que influeixen en la farmacocinètica del compost, i dues posicions no làbils, que generalment estan ocupades per amines. Aquest o aquests lligands no làbils tenen influència sobre la manera en què el compost interacciona amb el DNA (principal diana biològica) i de com diferents proteïnes reconeixen aquestes lesions en el DNA.Aquest treball s'emmarca dins la síntesi de nous lligands no làbils per a l'obtenció d'una família de complexos de platí amb activitat citotòxica. Es volen establir, en última instància, correlacions estructura-activitat que contribueixin a una millor comprensió dels mecanismes d'actuació d'aquest tipus de compostos i a l'obtenció de nous complexos de platí amb propietats antiproliferatives prometedores. A continuació es resumeix el treball realitzat.· S'ha realitzat la síntesi de diamines terciàries mitjançant diferents mètodes sintètics, tots ells en pocs passos i rendiments acceptables. · La coordinació d'aquests lligands al platí(II) a través dels grups amino, no ha tingut lloc de la forma esperada, a causa de l'impediment estèric dels grups metils de les amines. Tanmateix s'han obtingut dos complexos de platí organometàl·lics, que no s'han descartat a l'hora de realitzar els estudis d'interacció amb el DNA i de citotoxicitat.· La síntesi de diamines es redireccionà cap a l'obtenció d'amines primàries, tant bicícliques com monocícliques. Les diferents síntesis s'han dut a terme mitjançant mètodes versàtils basats en la reacció de Diels Alder, via nitril o via azida, a partir de productes molt accessibles comercialment. S'ha obtingut tota una família de lligands amb un esquelet del tipus 1,2-bis(aminometil)ciclohexà, que presenten diferents característiques estructurals, amb la intenció d'estudiar la seva influència en l'activitat.· A partir de les diamines primàries obtingudes s'han sintetitzat els corresponents complexos de platí(II), on el lligand es coordina al platí a través dels grups amino formant l'anell de set baules esperat. Com a lligands làbils s'han emprat tant clorurs, com iodurs. La substitució de iodurs per altres lligands com els clorurs o l'oxalat, capaços de modificar la farmacocinètica dels compostos, és susceptible d'ésser optimitzada i s'estudiarà en el futur.· S'ha estudiat de forma qualitativa la seva interacció amb el DNA mitjançant diferents tècniques. El dicroïsme circular ha permès l'estudi dels canvis produïts en l'estructura secundària del DNA. Les modificacions produïdes en l'estructura terciària del DNA s'han vist mitjançant electroforesi en gel d'agarosa. Finalment s'han visualitzat les imatges amb al tècnica de microscòpia de forces atòmiques. En general es pot dir que tots els complexos, en major o menor mesura, són capaços de modificar l'estructura del DNA. S'han establert diferents relacions en funció de les característiques estructurals dels lligands no làbils dels complexos. / Since the discovery of its anticancer activity, several new analogs of cisplatin [cis-diamminedichloroplatinum(II), cis-PtCl2(NH3)2] have been synthesized and tested for biological activity. The main goal of this research is to increase the cytotoxicity of the drug relative to cisplatin, and to alleviate side effects that cisplatin treatment brings about. Moreover, in some cases, after the initial treatment tumours become resistant. So the development of drugs without acquired resistance is also an important research field. Some of these platinum compounds are now considered potent anticancer drugs, but only a few are currently being used (cisplatin, carboplatin, oxaloplatin and nedaplatin). Precise mechanism of antitumour action of platinum drugs is not completely understood, but DNA is believed to be the main target of this kind of drugs by forming bifunctional adducts. Within our research project we are working in designing new carrier ligands to establish structure-activity relationship rules. These rules may determine the influence of different functional groups and aid in moving rationally towards an improvement in activity.A new chemical library of 1,4-diaminoligands has been synthesized, in order to prepare the corresponding platinum(II) complexes. These diamines have the same skeleton, (1,2-bis(aminomethyl)ciclohexane), but different structural characteristics, to determine the influence of functional groups and their stereochemistry. Some aspects we are interested in are the influence of an hydroxyl group, the increase of lipophilicity or the steric hindrance. These ligands coordinate platinum(II) by the amino groups forming a seven-membered ring chelate. The synthesis were efficiently carried out starting from commercially available products in few steps. The platinum complexes were studied by elemental analyses, mass spectrometry, IR spectroscopy; and 400 MHz NMR spectroscopy.The ability of the complexes to modify the secondary and tertiary DNA structures was explored by means of circular dichroism (CD), electrophoretic mobility and Atomic Force Microscopy (AFM) techniques.
|
212 |
Disseny i síntesi de lligands i complexos de platí i estudi de la seva activitat antitumoralMier Vinué, Jordi de 27 April 2007 (has links)
En aquesta tesi es descriu la íntesi d'una sèrie de lligands diaminats amb una estructura bàsica tipus 1,2-bis(aminometil)ciclohexà, amb diferents propietats estereoelectròniques, així com diferents substituents en l'anell de ciclohexà (hidroxil, metoxil, hexadecil èster, lligands bicícilics, etc.). Les diamines sintetitzades es poden dividir en tres grups: diamines sense substituents en l'anell de ciclohexà (s'estudiaren canvis estereoelectrònics), diamines amb substituents oxigenats en la posició C3 de l'anell de 6 baules (grups metoxil, hidroxil i hexadecil) i diamines amb lligands bicíclics. Les diamines es coordinaren al platí per tal d'obtenir els corrresponents compelxos de paltí(II) en cis anàlegs estructuralment al fàrmac anticancerígen cisplatí, es van obtenir complexos diclorats o diiodats, depenent de la reactivitat del lligand que va provocar que no es poguessin obtenir els compostos diclorats en ttos els casos. Un cop sintetitzats ic aracteritzats els compelxos, es realitzaren assajos d'interacció amb el DNA i assajos d'activitat biològica in vitro. Tots els compelxos es vana anlitzar per electroforesi, dicroïsme circular i microscòpia de forces atòmiques per observar si els complexos de paltí produien canvis en l'estructura secundària i terciària del DNA, observant que tots els compostos portaven a canvis en l'estructura del DNA i que, en alguns casos, aquests canvis es podien relacionar amb paràmetres estructurals dels lligands. Pel cas d'alguns dels compostos bicíclics que ja havien mostrat prèviament una prometadora activitat biològica, es varen dur a terme estudis d'interacció amb el DNA emprant noves metodologies biofísiques en una estada a l'Institut de Biofísica de Brno, a la República Txeca. Aquests estudis mostraren que els compelxos produeixen una interacció amb el DNA semblant a la del fàrmac cisplatí (Emprat com a patró) i, enc anvi, mostraren canvis interessants en la interacció amb la molècula gluatió (responsable d'alguns dels mecanismes de resistència en vers el cisplatí per part de les cèl·lules cancerígenes), en aquest cas s'observaren relacions entre l'activitat biològica in vitro i la interacció amb el glutatió. Finalment es van realitzar estudis de citotoxicitat in vitro amb la línia cel·lular HL 60, obtenint que els compostos sintetitzats presentaven una activitat biològica molt condicionada per la polaritat del lligand (els complexos menys polars donaren lloc a millors activitats). Tanmateix, presentaren una inferior citotoxicitat pitjors que la que mostrava el fàrmac cisplatí sota les mateixes condicions experimentals També s'avaluà l'activitat biològica per citometria de flux, el que ens va permetre establir si la mort cel·lular provocada pels nostres compelxos de platí es produïa per necrosi o per apoptosi (mort cel·lular programada), els resultats derivats d'aquesta tècnica mostraren que la gran majoria de complexos produïen la mort majoritàriament per apoptosi, tot i que en alguns casos el percentatge de mort per necrosi resulta similar o superior. / Synthesis of a series of a series of molecules having a 1,2-bis(aminometil)cyclohexane basic skeleton is described. These diamines have different substituents and stereolectronic properties in order to carry out SAR studies. The diamines were coordinated to platinum(II) yielding the corresponding diiodinated or dichlorinated platinum complexes having a cis structure similar to that of the anticancer drug cisplatin. The interaction of these complexes with DNA was analysed by means of different biochemical and biophysiscal assays such as: electrophoresis, circular dichroism or atomic force microscopy. Finally the potential cytotoxicity of the complexes was evaluated by assays of biological activity in vitro against HL 60 cell line, having results of IC50 values and also determining by flow cytometry the type of cellular death that produced our compounds, necrosis or apoptosis.
|
213 |
Síntesis d'anàlegs de BEL i de substrat com a nous potencials inhibidors de la fosfolipasa independent de calci(grup VIA)Matabosch Geronès, Xavier 21 December 2006 (has links)
En els últims anys s'ha demostrat que els lípids no són només components estructurals de la membrana plasmàtica sinó que a més a més aquests desenvolupen diferents funcions cel·lulars. Concretament s'ha observat que els productes de degradació de les fosfolipases són importants en els processos d'inflamació, entre d'altres; i sembla ser que la fosfolipasa A2 independent de calci podria estar relacionada amb la esquizofrènia. La síntesis de nous potencials inhibidors d'aquesta proteïna per estudiar el metabolisme d'aquests lípids ha estat l'objectiu principal en el transcurs d'aquesta tesi doctoral.Per a dur a terme aquest treball, s'han sintetitzat diferents anàlegs a l'únic inhibidor selectiu d'aquest enzim (BEL), introduint diferents modificacions per intentar obtenir un inhibidor reversible igual de selectiu. Una d'aquestes modificacions va ser la introducció de la funcionalitat trifluorocetona, comú en diferents inhibidors de lipases, en l'esquelet de BEL. Desafortunadament, cap dels compostos sintetitzats sota aquest disseny no va presentar les propietats inhibitòries desitjades. Es va dissenyar una segona família de compostos introduint grups ariloxi- en la estructura de BEL; en aquest cas tampoc es van obtenir bons inhibidors, en canvi, dos d'aquests compostos van augmentar la activitat d'aquest enzim selectivament respecte a la fosfolipasa A2 dependent de calci (cPLA2).Una altra aproximació per dissenyar nous inhibidors va consistir en la síntesi d'anàlegs de substrat. Aquests compostos presentaven un grup n-hexadecilmercaptà a la posició sn-1 i el grup fosforilcolina a la posició sn-3 de l'esquelet de glicerol, amb diferents funcionalitat (amida, carbamat, sulfonamida...) i cadenes laterals diverses a la posició sn-2. Entre els diferents productes sintetitzats, alguns d'ells van presentar nivells d'inhibició destacables, no obstant quan es va estudiar la selectivitat sobre cPLA2 es va observar que també inhibien aquest enzim.Per tal de poder conèixer millor la estructura del centre actiu de l'enzim en estudi i poder dissenyar millors inhibidors es van clonar i expressar en bacteri dos fragments del centre catalític del enzim. Desafortunadament, aquests fragments s'expressaven en petites quantitats i s'agregaven en cossos d'inclusió i els diferents experiments que es van realitzar per resoldre aquests problemes no van conduir a resultats satisfactoris.Durant el transcurs de la tesi, es van preparar, també, diferents anàlegs de ceramida. Els assaigs preliminars d'aquests compostos en diferents enzims del metabolisme d'esfingolípids van mostrar que s'havia dissenyat i sintetitzat una nova família de compostos que obre una línia de recerca prometedora en el camp dels esfingolípids. / In last decades, researchers have demonstrated that lipids are not only structural compounds of cellular membranes. These compounds have several functions in cell metabolism, specifically, phospholipids are cleaved by phospholipases, and their metabolites are secondary messengers in inflammation pathways. Moreover calcium-independent phospholipase A2 (iPLA2) might be linked to schizophrenia. Synthesis of new inhibitors of this enzyme has been the main aim of this work.In our group we have designed different analogues of the only inhibitor of this enzyme (BEL). We introduced several modifications and functional groups, like trifluoroketones, in BEL's structure. Unfortunately, any of these compounds could not inhibit the activity of the enzyme. Some compounds that have an ariloxigroup in alpha position of ketone increase activity of iPLA2 and not produce the same effect in cPLA2.Then, we have synthesized analogues of the natural substrate of phospholipases with several modifications; thioether group in sn-1 position, phosphorilcholine group in sn-3 position and different functional groups (amide, carbamate, sulfonamide.) in sn-2 position.Some of these compounds show inhibition of iPLA2, moreover, they also inhibit cPLA2.To know more information about catalytic mechanism of this phospholipase and design new inhibitors we have cloned and expressed two fragments of catalytic site of the enzyme. However these proteins are not soluble and its levels of expression were very small, and we could not do structural studies like X-ray crystallization.Furthermore, we have designed and synthesized analogues of ceramide. Biological assays of these compounds in several enzymes of sphingolipid metabolism proved that this family opens a new research line in sphingolipid field.
|
214 |
Anàlegs d'oligonucleòtids que incorporen grups tioèter i/o imidazole: reacció amb transplatí i entrecreuament amb la cadena complementàriaAlgueró i Cama, Berta 13 January 2006 (has links)
S'ha desenvolupat una nova metodologia que permet unir covalentment l'oligonucleòtid antisentit i el seu mRNA diana mitjançant la formació d'entrecreuaments amb unitats de trans-Pt(NH3)2.En primer lloc, s'han sintetitzat dos derivats fosforamidit de nucleòsid amb grups imidazole i tioèter units a la nucleobase, respectivament, que permeten incorporar aquestes modificacions en oligonucleòtids seguint la metodologia estàndard del fosfit triester. La introducció d'aquests nous grups funcionals a l'extrem 5' no afecta substancialment l'estabilitat del dúplex amb la cadena complementària.S'han portat a terme assajos de platinació d'oligonucleòtids modificats de mida petita amb l'objectiu d'avaluar la capacitat dels nous grups funcionals de coordinar-se a l'ió metàl·lic, així com amb oligonucleòtids de seqüència mixta amb una o dues modificacions a l'extrem 5'. A partir dels resultats obtinguts s'han dissenyat dues estratègies d'entrecreuament: mitjançant hibridació de l'adducte intracadena oligonucleòtid modificat-transplatí a la cadena complementària, o bé partint del dúplex oligonucleòtid antisentit/cadena complementària i afegint transplatí. En ambdós casos s'ha obtingut el mateix adducte intercadena. La caracterització de tots els adductes platinats s'ha portat a terme per oxidació amb H2O2 i digestió enzimàtica, i posterior anàlisi per espectrometria de masses MALDI-TOF.Dels experiments realitzats s'ha conclòs que la millor combinació suposa la introducció del nucleòsid amb el grup imidazole a l'extrem 5' de l'oligonucleòtid antisentit, seguit del nucleòsid amb el grup tioèter. En la reacció amb transplatí es forma ràpidament i regioselectiva un adducte intracadena, en el qual el platí coordina un nitrogen imidazòlic i el sofre del tioèter. La reacció d'entrecreuament té lloc de manera que l'ió metàl·lic migra del sofre al nitrogen 7 d'una guanina situada enfront dels nucleòsids modificats, mantenint-se inalterada la unió al nitrogen imidazòlic de la cadena antisentit. La presència d'una unitat trans-Pt(NH3)2 entrecreuant ambdues cadenes comporta un gran augment de l'estabilitat tèrmica del dúplex. Finalment, s'ha demostrat que la reacció d'entrecreuament només té lloc quan existeix reconeixement entre l'oligonucleòtid modificat i la cadena complementària, resultat rellevant per a una possible aplicació d'aquesta metodologia en el camp de la teràpia antisentit on la diana tant pot ser el mRNA com els miRNAs. / IN ENGLISH:New methodology to allow a covalent union between an antisense oligonucleotide and the mRNA target has been developed. The crosslink is established through a trans-Pt(NH3)2 unit.First of all, two phosphoramidite nucleoside analogs with imidazole and thioether groups linked to the nucleobase, respectively, were synthesized. These derivatives allow the introduction of such modifications in oligonucleotides using standard phosphite triester methodology. The introduction of such modifications at the 5' end does not affect substantially the stability of the duplex with the complementary chain.Oligonucleotide platination assays have been carried out, first with small modified model chains to evaluate the ligand capability of the new functional groups, and then with mixed sequences containing either one or the two modifications at the 5' end. On the basis of the results obtained, two crosslinking strategies have been designed: hybridization of the modified oligonucleotide-transplatin intrachain adduct to the complementary chain, and mixing the antisense oligonucleotide, the complementary chain and transplatin. In the two cases, the same interchain adduct was obtained. All platinated adducts have been characterized by oxidation with H2O2 and enzymatic digestion, as well as MALDI-TOF mass spectrometric analysis. The conclusion from these experiments is that best results are obtained when imidazole-modified nucleoside is placed at the 5' end of the antisense oligonucleotide, next to the thioether-derivatized nucleoside. The reaction with transplatin gives quickly and regioselectively an intrachain adduct in which platinum coordinates one nitrogen of the imidazole ring and the sulfur of the thioether. The crosslinking reaction involves a rearrangement that takes the metal ion from sulfur to the nitrogen 7 of the guanine opposite the modified nucleosides, keeping unaltered the union to the imidazole nitrogen of the antisense chain. The presence of the trans-Pt(NH3)2 moiety crosslinking the two chains notably increases the thermal stability of the duplex. Finally, it has been demonstrated that crosslinking reactions only take place when there is molecular recognition between the antisense oligonucleotide and the complementary chain, which is highly relevant for the possible antisense application of this methodology for targeting either mRNA or miRNAs.
|
215 |
Development of a multi-electrode impedimetric biosensor: detection of pathogenic bacteria and mycotoxinsBarreiros dos Santos, Marília 23 September 2014 (has links)
Tesi realitzada a l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) / This thesis aims the development of a multi-electrode platform with applications on different biosensing fields: (i) detection of pathogenic bacteria E.coli O157:H7 and (ii) detection of the mycotoxin Ochratoxin A. For most label-free biosensors, including impedimetric biosensors, the principal limitation on multiplexing arises from the affinity step. Therefore, a great part of the research work described here deals with the characterization, optimization and evaluation of different functionalization strategies for biosensing. These surface functionalization strategies developed here are applied for the final development and fabrication of the multielectrode biosensor.
In Chapter 2, we take advantage of the outstanding properties of indium tin oxide (ITO) material for the development of an ITO-based immunosensor for detecting pathogenic E. coli O157:H7 bacteria. The sensor build-up consisted on a simple, efficient and direct covalent binding of anti-E. coli O157 antibodies onto the ITO substrates. The functionalization methodology was fully characterized by multiple techniques, showing the specific binding of E. coli O157:H7 to the antibodyfunctionalized surface. The detection capacity of the ITO-based immunosensor was finally tested by EIS and a novel highly sensitive and selective sensor was obtained.
In Chapter 3, we develop a gold-based electrochemical immunosensor for the detection of pathogenic E. coli O157:H7 bacteria. Gold is bio-compatible, can be easy obtained and it is easy to pattern using photolithography. In order to enhance the sensor performance, the functionalization protocol was optimized and antibodies were immobilized onto gold electrodes following two different strategies. Both functionalization strategies were evaluated and characterized by several techniques and the strategy showing better antibody immobilization was selected for the development of a highly sensitive label-free immunosensor. The immunosensor showed a very low limit of detection and low interference with other pathogenic bacteria.
In Chapter 4, we take advantage of the functionalization strategies developed in the previous chapter 3 to develop a miniaturized multi-electrodes array for the detection of pathogenic bacteria. The multi-electrodes were fabricated in gold and consisted of multiple equally independent electrodes. This allowed high-throughput and independent experiments, in parallel and under the same experimental conditions. Multi-electrodes were fabricated by standard photolithography techniques and characterized by several surface analysis and electrochemical techniques, confirming the quality of the fabrication process. We demonstrated the biosensing capabilities of the multielectrode platform for the detection of pathogenic bacteria using different bioreceptors, including antibodies and antimicrobial peptides.
In Chapter 5, we applied the multi-electrodes platform for the development of an aptamerbased sensor for the detection of mycotoxins. We focused on the specific case of ochratoxin A (OTA), one of the most abundant food-contaminating mycotoxins. Two strategies for aptamer immobilization were presented, both based on the hybridization onto the biosensor surface through partially complementary oligonucleotides. Electrochemical techniques were used to characterize all the functionalization steps. The developed multi-sensor was capable to detect OTA concentrations and the promising results obtained prove the successful application of the multi-electrodes strategy for the detection of mycotoxins and the advantages of using multi-electrode platform. / La detección de bacterias patógenas y micotoxinas es la clave para la prevención y la identificación de los problemas relacionados con la salud pública y seguridad alimentaria. En esta tesis hemos desarrollado una nueva plataforma de múltiples electrodos (multi-electrodo) para detección impedimétrica de bacterias patógenas y micotoxinas. Nos hemos centrado en la detección de bacterias E. coli O157: H7, ya que son responsable por brotes de origen alimentario graves. Se han caracterizado y estudiado la influencia de la (bio)interfaz del sensor para el desarrollo de un biosensor altamente sensible. Por esta razón, se probaron diferentes estrategias y materiales (óxido de indio - estaño y oro). Todos los pasos fueron completamente caracterizados por medio de múltiples técnicas y los resultados obtenidos mostraron que los biosensores desarrollados tenían una excelente respuesta en términos de sensibilidad y selectividad. Además, se obtuvieron resultados prometedores usando multi-electrodos. Estos fueron fabricados en oro y consistían en múltiples electrodos iguales e independientes que permiten el alto rendimiento y experimentos en paralelo en las mismas condiciones experimentales. Los multi-electrodos fueron caracterizados por varias técnicas de análisis de la superficie y técnicas electroquímicas, confirmando la calidad del proceso de fabricación. Hemos demostrado las capacidades de biosensores del multi-electrodo para la detección de bacterias patógenas utilizando diferentes bio-receptores, incluyendo anticuerpos y péptidos antimicrobianos. También se aplicaron los multi-electrodos para el desarrollo de sensores basados en aptámeros para la detección de micotoxinas. Nos centramos en concreto en el caso de la ocratoxina A (OTA), una de las más abundantes que contaminan los alimentos. Se presentaron dos estrategias para la inmovilización de aptámeros, ambas basadas en la hibridación de la superficie del biosensor a través de oligonucleótidos parcialmente complementarios. Se utilizaron técnicas electroquímicas para caracterizar todas las etapas de funcionalización. El multi-sensor desarrollado es capaz de detectar concentraciones de OTA y los prometedores resultados obtenidos demuestran la aplicación para la detección de micotoxinas y las ventajas de utilizar multi-electrodos.
|
216 |
Nous ciclitols com a inhibidors de la glucocerebrosidasa. Aplicació al disseny de xaperones farmacològiques per al tractament de la malaltia de GaucherTrapero Puig, Ana 21 March 2011 (has links)
Els malalts de Gaucher manquen de l’activitat normal de l’enzim lisosomal Glucocerebrosidasa (GCase), una β–glucosidasa que hidrolitza l’enllaç glicosídic entre la glucosa i la ceramida, i són incapaços de metabolitzar la Glucosilceramida, que s’acumula a l’interior dels lisosomes dels macròfags impedint que aquests funcionin correctament. La presència de mutacions en el gen precursor de la GCase provoca un plegament incorrecte de la proteïna en el recicle endoplasmàtic i impedeixen el seu transport al lisosoma on hidrolitza el substrat i, per tant, aquest últim s’acumula en els lisosomes. Per altra banda, la proteïna es degradada en el mateix reticle endoplasmàtic o en l’aparell de Golgi pels proteasomes. Els tractaments actuals per a aquesta malaltia es basen en la inhibició de la producció de substrat utilitzant inhibidors de l’enzim implicat en la seva biosíntesi o en l’augment de l’enzim mitjançant reemplaçament enzimàtic. Durant els últims anys s’han desenvolupat diverses estratègies terapèutiques per a la malaltia de Gaucher. Entre elles, una que ha despertat un gran interès consisteix en el disseny de xaperones farmacològiques, que són inhibidors competitius de l’enzim que, a concentracions subinhibitòries, s’uneixen a l’enzim mutant per a formar un complex que l’estabilitza, facilita el seu correcte plegament i posterior transport al lisosoma, resultant en un augment de l’activitat enzimàtica i una reducció del substrat acumulat.
A partir de treballs previs en el nostre grup d’investigació en els que s’han obtingut una sèrie d’aminociclitols que es comporten com a inhibidors selectius de la GCase recombinant (imiglucerasa), en aquesta tesi s’ha treballat en el disseny i síntesi de nous potencials inhibidors de la GCase que actuïn com a xaperones farmacològiques, especialment sobre variants neuronopàtiques. Per aquestes raons, els objectius i l’estructuració del treball van ser els següents: 1) Síntesi dels epòxids ciclofelitol i (1R,6S)-epi-ciclofelitol i avaluació com a inhibidors irreversibles de la imiglucerasa i la β–glucosidasa d’Streptomyces sp. wt. 2) Síntesi d’una família d’aminociclitols C7N, relacionats estructuralment amb la Glucosilceramida, el substrat natural de la GCase. 3) Síntesi de noves sèries d’amino- i diaminociclitols, realitzant modificacions en la configuració d’alguns centres de l’anell de ciclitol i en la naturalesa dels substituents. 3) Disseny i síntesi d’una nova família de ciclitols amb estructura bicíclica formats per un anell polihidroxilat de 6 baules fusionat amb una isourea o una guanidina cíclica de 5 baules. Es va estudiar la importància que té la configuració dels centres en l’activitat inhibidora de la GCase.
S’han fet una sèrie d’estudis biològics amb tots els productes sintetitzats. Alguns dels productes van presentar una elevada potència inhibidora de la GCase, tant d’aquest enzim en fibroblasts wild-type com de la imiglucerasa, amb valors de la Ki de l’ordre nanomolar i no van presentar una inhibició destacable sobre altres glicosidases. Després de comprovar que els compostos, que havien resultat ser potents inhibidors de la imiglucerasa, estabilitzen l’activitat d’aquest enzim en condicions de desnaturalització tèrmica, es va estudiar el potencial d’aquests compostos com a xaperones farmacològiques de la GCase amb la col•laboració del Dr. Terry D. Butters. Quan es van tractar els limfoblasts de malalts de Gaucher de les variants N370S o L444P amb alguns dels compostos a concentracions subinhibitòries, es van obtenir augments de l’activitat de la GCase en les cèl•lules tractades respecte a les cèl•lules no tractades. Les concentracions efectives dels compostos en aquest augment són de l’ordre micromolar, nanomolar o fins i tot subnanomolar. Dels resultats obtinguts es pot deduir que, a més de l’alta afinitat per la GCase, alguns compostos presenten la permeabilitat cel•lular, distribució subcel•lular i metabolisme cel•lular adequats per actuar com a xaperones farmacològiques a concentracions molt baixes, de l’ordre nanomolar o inferior. / Gaucher disease (GD) is the most prevalent lysosomal storage disorder caused by a deficiency in the activity of β–glucocerebrosidase (GCase), the lysosomal enzyme responsible for glucosylceramide metabolism into glucose and ceramide. GCase deficiency results in the accumulation of undegraded substrate in the lysosomes of macrophages causing severe symptoms. Approved treatments for GD include enzyme replacement therapy and pharmacological GCase substrate reduction, which are of limited efficacy for disease variants affecting the central nervous system. Recently, a third promising therapeutic option, the pharmacological chaperone therapy, has emerged. This therapy is based on the use of reversible competitive GCase inhibitors that are capable of enhancing its residual hydrolytic activity at sub-inhibitory concentrations by stabilizing the functional form of the misfolded protein and preventing its premature degradation in the endoplasmic reticulum. This improves enzyme trafficking to the lysosome and enhances its hydrolytic activity.
The objectives of this thesis were: 1) The synthesis of (i) epoxides cyclophellitol and (1R,6S)- epicyclophellitol, (ii) C7N aminocyclitols derivatives, (iii) new amino- and diaminocyclitol derivatives, and (iv) polyhydroxylated bicyclic isoureas and guanidines. 2) Evaluation of these compounds as inhibitors of recombinant GCase and other glycosidases. Study the effect of the active compounds on the stabilization of recombinant GCase activity against thermal denaturation, to assess the potential of these compounds as pharmacological chaperones (PC). 3) Evaluation of selected compounds as inhibitors of GCase in wild-type human fibroblasts and exploration of the therapeutical potential as PC in human lymphoblasts derived from Gaucher patients homozygous for N370S or L444P variants.
When assayed for effects on GCase activity, some of the compounds displayed selective inhibition of GCase with low micromolar to nanomolar IC50’s in isolated enzyme experiments. Interestingly, the active compounds also behaved as GCase inhibitors in wild-type human fibroblasts at nanomolar concentrations. The potential of these compounds as PC was determined by analyzing their capacity for increasing GCase activity in GD lymphoblasts derived from N370S and L444P variants. Some of the compounds are able to increase the GCase activity at low micromolar to subnanomolar concentrations. These results describe a promising series of potent GCase ligands having the cellular properties required for PC.
|
217 |
Noves estratègies per a la determinació de contaminants orgànics halogenats persistents en mostres ambientals i biòtiquesParera Costa, Jordi 26 September 2014 (has links)
L’estudi de la presència i distribució dels contaminants orgànics persistents en el medi ambient és avui dia un tema de gran interès social degut als efectes nocius que aquests compostos provoquen en el organismes vius i a la seva capacitat per a bioacumular-se a través de la cadena tròfica. A més dels compostos que es troben en el llistat de substàncies perilloses del Conveni d’Estocolm (bifenils policlorats (PCBs), policlorodibenzo-p-dioxines i furans (PCDDs/Fs) i pesticides organoclorts), alguns que s’hi han afegit recentment (2009) com els polibromodifenil èters (PBDEs) o sulfonats de perfluorooctà, en els últims anys s’ha detectat en el medi ambient la presència de nous contaminants com les parafines clorades (CPs). Aquest fet, ha comportat que s’hagi proposat la seva inclusió en el llistat de compostos que s’estan avaluant per ser inclosos en el Conveni d’Estocolm i s’hagin inclòs en la directiva marc de l’aigua de la Unió Europea. Atès que la informació que es disposa actualment relativa a la seva presència i distribució en el medi ambient és encara limitada, és d’interès disposar de mètodes d’anàlisi ràpids i fiables que permetin la seva determinació amb una elevada sensibilitat i selectivitat
L’objectiu principal d’aquesta tesis és el desenvolupament de metodologies analítica per a l’anàlisi de CPs i d’altres contaminants orgànics persistents per tal de estudiar la seva presència i distribució en mostres ambientals i alimentàries. En una primera part de la tesi s’ha estudiat l’aplicabilitat de l’extracció assistida per microones com a alternativa a les tècniques d’extracció tradicional per l’anàlisi de CPs en mostres de sediments, per tal de disposar d’un mètode ràpid i senzill per l’anàlisi d’aquest compostos en matrius abiòtiques d’elevada complexitat. Tanmateix, s’ha avaluat l’aplicabilitat d’un mètode multi-component per l’anàlisi de mescles de CPs i d’altres famílies de contaminants, com les PCDD/Fs, els PCBs i els PBDEs, en mostres de bivalves i peixos destinats al consum humà. En ambdós casos, els mètodes s’han aplicat a l’anàlisi de CPs i altres contaminants en sediments d’origen fluvial i marí fortament influenciats per l’activitat industrial i en productes del mar procedents d’àrees d’especial interès pesquer i ecològic, com és el Delta de l’Ebre.
En una segona part d’aquesta tesi s’ha estudiat l’aplicabilitat de la cromatografia de gasos multidimensional integrada (GCxGC) per a la separació i caracterització de mescles de CPs i la seva determinació en mostres ambientals. Amb aquest objectiu, en primer lloc es van estudiar diferents combinacions de columnes en les dues dimensions per tal d’aconseguir la màxima separació entre els components de les mescles i estudiar la seva composició i naturalesa. En segon lloc, es va desenvolupar un mètode GCxGC acoblat amb un espectròmetre de masses amb analitzador de temps de vol (TOF-MS) per dur a terme la identificació i quantificació de les CPs en mostres ambientals. Per altra banda, s’ha avaluat la capacitat de la GCxGC en l’anàlisi de CPs i d’altres contaminants, com els PCBs i els PBDEs, en mostres de sediments per tal de disposar d’un mètode ràpid i fiable per a la determinació conjunta d’aquestes tres famílies de compostos. Finalment, en aquesta tesi s’ha estudiat l’aplicabilitat de l’acoblament GCxGC-MS amb analitzador quadrupolar com a alternativa al TOF, per a l’anàlisi de mescles de CPs. En aquest sentit s’ha pogut demostrar la idoneïtat d’aquest tipus d’analitzador, treballant en condicions que proporciona la màxima velocitat d’adquisició sense perdre informació espectral, ja que permet acostar-se a les prestacions del TOF i, en conseqüència, es pot utilitzar per l’anàlisi i caracterització de mescles de CPs i d’altres famílies de contaminants. / Today, the study of the presence and distribution of the persistent organic pollutants (POPs) in the environment is a matter of social interest since these compounds cause harmful effects on living organisms and exhibit a high capacity to bioaccumulate through the trophic chain. In recent years, new persistent pollutants, such as chlorinated paraffins (CPs), have been detected in the environment. These compounds show similar characteristics and properties than those included into the Stockholm Convention list, the initial one with polychlorinated biphenyls (PCBs), polychlorodibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs), organochlorinated pesticides, and also those added later (2009), such as polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) or perfluorooctane sulfonate (PFOS). As a consequence, CPs have been proposed to be included into the POP list of the Stockholm Convention and are considered as priority substances by the Oslo and Paris Commission (OSPAR). Moreover, they have been included in the list of priority hazardous substances in the field of water policy of the European Union (Directive 2002/45/EC). Since information about the levels and distribution of CPs in environment is still limited and the characterization and quantification of CP mixtures is a complex task, there is a need to dispose of reliable, sensitive and selective analytical methods for their determination in environmental matrices. The aim of this work is double, on the one hand the development of methodologies for the analysis and characterization of CPs and on the other, the study of their presence and distribution in environmental and food samples.
|
218 |
Síntesis de la feromona sexual de <i>Cylas formicarius elegantulus</i>. Bioensayos de laboratorio y de campo.Sureda Fernández, Tania 06 October 2004 (has links)
EN CASTELLANO Cylas formicarius elegantulus es una de las plagas más devastadoras que atacan al boniato en condiciones naturales y de almacenamiento y, en consecuencia es uno de los principales factores limitantes en la producción de este cultivo. Las pérdidas ocasionadas por el insecto alcanzan entre un 60 y 97% de las cosechas. La feromona sexual de C. f. elegantulus fue aislada e identificada en 1986 como el (E)-2-butenoato de (Z)-3-dodecenilo. En el presente trabajo se estudia la composición feromonal del insecto presente en Cuba y se desarrolla la síntesis de la feromona por métodos estereoselectivos y estereoespecíficos así como su actividad en laboratorio y campo. En el estudio de la composición feromonal sólo se ha detectado el (E)-2-butenoato de (Z)-3-dodecenilo como único componente de la feromona sexual tras análisis de volátiles de hembras vírgenes por SPME (Solid Phase Microextraction). La síntesis del (Z)-3-dodecenol, alcohol precursor del atrayente natural, se ha llevado a cabo por diferentes procedimientos sintéticos entre los que cabe citar: a) reacción de Wittig del 3-hidroxipropilentrifenilfosforano con nonanal, b) reacción de metilentrifenilfosforano con óxido de etileno seguido de metalación "in situ" y reacción de Wittig con nonanal, c) reacción de acoplamiento de yoduros vinílicos conteniendo una función oxigenada debidamente protegida en forma de metoximetil, tetrahidropiranil y tercbutildifenilsilil éter, con un reactivo de Grignard en presencia de un catalizador de paladio, d) reacción de Suzuki de los propios yoduros con ácido n-octilborónico en presencia de un catalizador de paladio o níquel, e) hidrogenación estereoselectiva del precursor acetilénico 3-dodecinol. El alcohol deseado se ha obtenido con una pureza estereomérica Z/E superior al 99%. La esterificación del alcohol para obtener el correspondiente crotonato se conduce por reacción clásica con cloruro de crotonilo y piridina y también en condiciones más suaves por reacción con crotonato de vinilo en presencia de una lipasa. Como resultado de estas investigaciones se ha conseguido obtener la feromona natural con buen rendimiento y una elevada pureza estereomérica. La actividad de la feromona sintética se ha probado en bioensayos de laboratorio como el electroantenograma (EAG) y en un olfactómetro de doble elección. De esta manera, se ha determinado que el período de máxima actividad de los machos es entre la 4ª y 8ª h dentro de la escotofase, y que la actividad de la feromona sintética es similar a la de la feromona comercial. Se ha demostrado en estudios de EAG que la función crotonato ((E)-2-butenoato) es absolutamente esencial para la actividad. La feromona de síntesis es muy activa en pruebas de campo y se ha constatado que la actividad está directamente relacionada con la pureza estereomérica Z,E del compuesto activo.ENGLISH / Cylas formicarius elegantulus is one of the most devastating pests that affect the sweet potato in natural and storage conditions. This pest is therefore one of the main limiting factors for the production of sweet potato. Crop losses due to sweet potato weevil are estimated at 60-97%.The sex pheromone of C. f. Elegantulus was isolated and identified in 1986 as (Z)-3-dodecenyl-(E)-2-butenoate. The present work studies the pheromone composition of the insect that can be found in Cuba. It also deals with the synthesis of the pheromone by stereoselective and stereospecific methods as well as its activity both in the laboratory and in the field. The analysis of volatiles from virgin females by SPME shows (Z)-3-dodecenyl-(E)-2-butenoate as the only component of the sex pheromone. The synthesis of (Z)-3-dodecenol, the alcohol precursor of the natural attractant, has been carried out using different synthetic procedures: a) Wittig reaction of 3-hydroxypropyltriphenylphosphorane with nonanal, b) reaction of methylenetriphenylphosphorane with ethylene oxide followed by "in situ" metallation and Wittig reaction with nonanal, c) coupling reaction of vinyl iodides containing an oxygenated function protected as methoxymethyl, tetrahydropyranyl and tert-butyldiphenylsylyl ether with a Grignard reagent in the presence of a palladium catalyst, d) Suzuki reaction of the same iodides and n-octylboronic acid in the presence of palladium or nickel catalyst, e) stereoselective hydrogenation of the acetylenic precursor 3-dodecynol. The desired alcohol was obtained with a Z/E stereomeric purity of over 99%. Esterification of the alcohol was achieved by reaction with crotonyl chloride and pyridine, and also by reaction with vinyl crotonate in the presence of a lipase under mild conditions. The natural pheromone has been obtained with a high yield and stereomeric purity.The activity of the synthetic pheromone has been tested in electroantennogram (EAG) and in a dual choice olfactometer. It has been determined that the period of maximum activity of males is between 4 and 8 h of the scotophase and that the activity of the synthetic pheromone is similar to that of the commercial pheromone. EAG studies have shown that the crotonate function is essential for the activity. The synthetic pheromone is very active in field tests and it has been proved that the activity is directly related to the Z/E stereomeric purity of the active compound.
|
219 |
Síntesis y estudio de nuevos derivados ciclometalados del ferroceno / Synthesis and study of new cyclometallated derivatives of ferroceneRosol, Malgorzata 29 January 2007 (has links)
The present Doctoral Thesis focuses in two main fields: alkyne-dicobaltcarbonyl complexes (PART I) and chiral ferrocene derivatives (PART II). Therefore, the obtained results can be summarized as follow: 1. The methodology designed for the synthesis of enantiomerically pure phosphane-substituted carbonyl complexes of propargyl aldehyde was not successful. The steric hindrance at position C-4 of the oxazolidin-2-one and oxazolidin-2-thione appears to difficult the removal of the auxiliary in the corresponding N-(2-alkynoyl) dicobaltcarbonyl complexes.2. The general catalytic behavior of octacarbonyl dicobalt in the opening of cyclic ethers, such as tetrahydrofuran, by acid chlorides, leading to 4-chlorobutyl esters, has been demonstrated.3. A pathway to access 1'-substituted and 2-substituted beta-ferrocenyl beta-amino alcohols has been developed. In this way, the synthesis with a high level of enantiomeric purity of (S)-2-amino-2-(1'-methyl)ferrocenylethanol, (pS,R)-2-amino-2-(1-trimethylsilyl)-ferrocenyl ethanol and (pR,R)-2-amino-2-(1-methyl) ferrocenyl ethanol has been achieved via their corresponding diols.4. A general methodology which gives easy access to mono and disubstituted (1,1'- and 1,2-) 4-ferrocenyl-1,3-oxazolines has been developed.5. A new type of interannular cyclopalladation of ferrocene has been established. The reaction seems to be quite general for 4-ferrocenyl-1,3-oxazolines with different degrees of substitution of the ferrocene moiety, provided that the C2-oxazoline substituent bears no á-hydrogens. The reaction of 4-ferrocenyl-1,3-oxazolines with palladium acetate in benzene leads to the formation of C2-symmetric complexes with two ferrocene moieties cycloplalladated at the 1' position, connected by a central palladium and four acetate bridges. When the cyclopalladation is performed by disodium tetrachloropalladate, a similar complex, but with two chloride bridges, is obtained. The 3-palladium acetate complexes can be converted into the 2-palladium chloride ones by treatment with lithium chloride in methanol. The structures of both types of complexes have been thoroughly studied by spectroscopy and by X-ray diffraction.6. Cyclic voltammetric studies of these novel interannular palladacycles have been performed.7. The µ-chloro bridged dipalladium complex (S)-84 undergoes bridge-splitting with triphenylphosphine leading in nearly quantitative yield to the monomer complex (S)-95. On the other hand, the reaction of (S)-84 with iodine affords 1'-iodo-2-tert-butyl-4-ferrocenyl oxazoline (S)-100. This compound has been converted into 1'-phenyl-2-tert-butyl-4-ferrocenyloxazoline (S)-101 by Suzuki coupling with phenylboronic acid. Finally, (S)-84 leads in good yields to the 1'-diphenylphosphinyl- and 1'-diphenylphosphinothioyl ferrocenes (S)-103 and (S)-104. 8. Interannularly palladated 4-ferrocenyl-1,3-oxazolines behave as active promoters of the Heck olefination, allowing the reaction to be performed at lower temperatures than previously known CN-palladacycle pre-catalysts derived from ferrocene. In the reaction medium, the olefin partner couples with the 1'-position of the ferrocene, leading to the formation of soluble palladium(0) catalytic species. For the first time, the ligand-olefin adduct has been isolated and unequivocally characterized, and further evidence favoring the involvement of a Pd(0)/Pd(II) catalytic cycle has been obtained.9. The new interannular cyclopalladated ferrocenes have been found to be good catalysts for the asymmetric aza-Claisen rearrangement. Thus, the rearrangement of (E)-cinnamyl N-aryl benzimidates 129-131 takes place with moderate yields (40-49%) and with excellent enantioselectivity (up to 90% ee of the rearranged amide 138). Interestingly enough, the acetate-bridged 3Pd complexes lead to the (S) enantiomer of the rearranged allylic amide, while the chloride bridged 2Pd complexes (from the same (S)-enantiomer of the chiral 4-ferrocenyl-1,3-oxazoline) lead to the opposite (R) enantiomer of the amide.10. New and outstanding catalysts for the aza-Claisen rearrangement of (E)- and (Z)-allylic trichloroacetimidates have been found. The rearrangement of both (E)- and (Z)-hexenyl trichloroacetimidates, performed in chloroform solution at 38oC with a molar 5% of the chloride bridged 1'-cyclopalladated complex, takes place with quantitative conversion and with outstanding enantioselectivity (>98% ee), according to 1H-NMR and HPLC analyses. Intriguingly, both diastereomers of the starting imidate lead to the same enantiomer (S) of the rearranged amide 142.
|
220 |
Catálisis Asimétrica con complejos de rodio e iridio. Aplicación en síntesis de compuestos biológicamente activosCristóbal Lecina, Edgar 29 September 2014 (has links)
Tesi realitzada a l'Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRBB) / La hidrogenación catalítica asimétrica es uno de los métodos más importantes en síntesis orgánica. Este proceso permite acceder a importantes productos quirales a escala multigramo utilizando hidrógeno (que es barato) y pequeñas cantidades de catalizador. Dichas hidrogenaciones requieren el empleo de complejos metálicos que contienen ligandos quirales y se presentan como un método muy atractivo desde el punto de vista de la economía atómica. Hasta el momento, se han descrito una amplia variedad de ligandos quirales empleados en la hidrogenación enantioselectiva. En nuestro grupo de investigación, existe una larga trayectoria de trabajo en este campo y recientemente se han diseñado y sintetizado ligandos con quiralidad en el átomo de fósforo, siendo la aminodifosfina MaxPHOS uno de los ejemplos. El complejo Rh-MaxPHOS ha ofrecido excelentes excesos enantioméricos en la hidrogenación asimétrica de a y ß dehidro aminoácidos.
Estos buenos resultados abrían la puerta a una exploración más detallada sobre la capacidad de hidrogenación de este complejo ante diversos tipos de sustratos. Así, el primer objetivo de la presente tesis doctoral consistió en ampliar el alcance de este catalizador en una galería de N-acil-enamidas (ß-cetoenamidas. enamidas cíclicas tri-sustituidas y a-heteroarilenamidas) que posteriormente dieran lugar a aminas quirales con interés farmacológico.
Por otro lado, el complejo Rh-MaxPHOS fue aplicado por primera vez a la reacción de Pauson-Khand intramolecular de una forma satisfactoria obteniendo moderados rendimientos (30-70%) y elevadas purezas ópticas (hasta un 86%) para diversos 1,6-eninos.
Por consiguiente, se pensó en preparar otros compuestos metálicos con la misma aminodifosfina. Concretamente, se consideró en coordinar la difosfina MaxPHOS con iridio como metal y aplicar el compuesto en catálisis asimétrica. Específicamente, se aplicó en la hidrogenación asimétrica de enlaces C=C (olefinas trisustituidas con grupo polar adyacente) y C=N (iminas), donde la hidrogenación con rodio no permite reducir u obtener los productos finales deseados con elevada pureza óptica.
En el marco del estudio de la hidrogenación asimétrica con nuestro catalizador quiral Rh-MaxPHOS, se decidió extender esta metodología a otro tipo de compuestos que, a su vez, también dieran lugar a productos de interés farmacológico. El grupo de la profesora Escubedo estaba interesada en el estudio de los efectos biológicos de cada enantiómero del MDMA, más conocido como éxtasis (3,4-metilenedioximetanfetamina), para analizar su interacción en los receptores nicotínicos acetilcolina. Teniendo en cuenta los buenos resultados obtenidos con el complejo Rh-MaxPHOS en la hidrogenación de varios tipos de sustratos, se planteó una colaboración en la que propusimos una síntesis asimétrica
mediante la hidrogenación enantioselectiva de ß-aril-enamidas catalizada por el complejo de rodio (I) Rh-7. Desafortunadamente, esta ruta sintética no ofreció buenos resultados y se buscó una vía alternativa. Con este propósito, visualizamos una nueva y eficiente síntesis de ambos enantiómeros del MDMA basada en una reducción diastereomerica de iminas derivadas de la terc-butilsulfinamida ópticamente pura, que proporciona un simple y práctico método de obtener ambos enantiómeros del MDMA.
Otra aplicación en catálisis asimétrica con el complejo Rh-7, se basó en llevar a cabo una nueva síntesis del ácido 2-aminosubérico, teniendo como etapa clave la hidrogenación enantioselectiva. El ácido 2-aminosubérico se ha utilizado en la síntesis de análogos de péptidos bioactivos como la oxitocina, vasopresina, somatostatina o calcitonina como cadena metilénica metabólicamente estable en la sustitución del puente disulfuro entre cisteínas.
En este sentido, una de las líneas abiertas en nuestro grupo de investigación es la síntesis de derivados de somatostatina. Así, nos planteamos el diseño y efectuamos una síntesis de péptidos análogos de somatostatina mediante la introducción del ácido 2-aminosubérico en sustitución del puente disulfuro en la cadena peptídica, manteniendo otros aminoácidos no naturales en la secuencia que habían ofrecido una elevada actividad biológica. También, quisimos estudiar la importancia de la longitud de la cadena metilénica en este péptido cíclico. Así, sintetizamos otro análogo peptídico mediante la introducción de un aminoácido natural comercialmente disponible (Fmoc-D-Glutámico) en lugar del ácido 2-aminosubérico y de este modo, comparamos sus estructuras por RMN. / Asymmetric catalytic hydrogenation is one of the most important methodologies in organic synthesis. This process allows significant access to multi-gram scale chiral products using inexpensive hydrogen and low catalyst loadings. Such hydrogenations require the use of metal complexes containing chiral ligands, which are attractive in terms of atomic economy. So far a variety of chiral ligands have been described and used in enantioselective hydrogenations. In our research group, there is a long history of work in this field and we have recently designed and synthesized ligands with chirality at the phosphorus atom; aminodiphosphine MaxPHOS being one example. The Rh-complex with MaxPHOS ligand (Rh-7) has offered excellent enantiomeric excesses (ee) in the asymmetric hydrogenation of a and ß dehydroaminoacids.
These promising results opened the door to a more detailed hydrogenation study of this complex with various types of substrates. The first objective of this thesis was to expand the scope of this catalyst to different N-acyl enamides (ß-ketoenamides, cyclic tri-substituted enamides and a-heteroarylenamides) which subsequently give rise to chiral amines of pharmacological interest.
Furthermore, the Rh-MaxPHOS complex was for first time applied to the intramolecular Pauson-Khand reaction satisfactorily obtaining moderate yields (30-70%) and high optical purity (up to 86%) for various 1,6 -enines.
Therefore, other metal compounds with the same aminodiphosphine were prepared. Specifically, it coordinated to iridium and applied in asymmetric catalysis. It was then applied in the asymmetric hydrogenation of C = C (tri-substituted olefins with adjacent polar group) and C = N (imines), where the hydrogenation with rhodium fails to reduce the desired final products with high optical purity.
Under the study of the asymmetric hydrogenation with our chiral catalyst Rh-MaxPHOS (Rh-7), it was decided to extend this approach to other types of compounds which, in turn, also gave rise to products of pharmacological interest. The group of the professor Elena Escubedo was interested in the study of the biological effects of each enantiomer of MDMA, known as ecstasy (3,4-methylenedioxymethamphetamine), to analyze their interaction in the nicotinic acetylcholine receptors. Taking into account the promising results obtained with the Rh-7 complex in the hydrogenation of various types of substrates, a partnership in which we proposed an asymmetric synthesis by enantioselective hydrogenation of ß-aryl-enamides catalyzed by rhodium complex was proposed employing Rh-7. Unfortunately, this synthetic route did not offer good results and an alternative route was sought. For this purpose, we envisioned a new and efficient synthesis of both enantiomers of MDMA based optically pure diastereomeric reduction of imines derived from tert-butylsulfinamide, which provides a simple and practical method of obtaining both enantiomers of MDMA.
Another application in asymmetric catalysis with Rh-7 complex was based on performing a new synthesis of 2-aminosuberic acid, with the key enantioselective hydrogenation stage. 2-aminosuberic acid has been used in the synthesis of analogues of bioactive peptides such as oxytocin, vasopressin, somatostatin, or calcitonin as a metabolically stable methylene chain in the replacement of the disulfide bridge between cysteines.
In this sense, one of the open lines in our research group is the synthesis of analogues of somatostatin. Thus, we designed and synthesized analogues of somatostatin peptides with 2-aminosuberic acid replacing the disulfide bridge in the peptide chain, keeping other unnatural amino acids in the sequence that had previously displayed a high biological activity. Also, we wanted to study the importance of the methylene chain length of this cyclic peptide. Thus, another peptide analog was synthesized by introducing a commercially available natural amino acid (Fmoc-D-Glutamic acid) instead of 2-aminosuberic acid and we compared their structures by NMR.
|
Page generated in 0.1152 seconds