A cada ano a malária mata cerca de um milhão de pessoas. Segundo a OMS, 3,3 bilhões de pessoas, metade da população mundial, estão expostas à doença, principalmente em países subdesenvolvidos. Os fármacos utilizados no tratamento da malária incluem: cloroquina, primaquina, quinina, mefloquina, doxiclina, clindamicina e artemisina. A extensa resistência do parasita Plasmodium falciparum ao medicamento sintético cloroquina re-estabeleceu a quinina, um alcalóide encontrado na planta do gênero Cinchona, como droga antimalarial. A quinidina, o diastereoisômero da quinina, é usada como droga antiarrítmica e no tratamento de fibrilação arterial. Os estereoisômeros, cinchonina e cinchonidina, não são usados como medicamentos, embora mostrem efeitos similares àqueles da quinina e da quinidina. Os efeitos cardíacos da quinidina impossibilita seu uso como antimalarial. Outro alcalóide presente na espécie Cinchona é a hidroquinidina, que assim como a quinidina também apresenta atividade antiarrítmica. Os extratos vegetais são base para a produção de fitoterápicos, porém sem padronização o produto perde qualidade e a indústria não pode garantir a eficácia apregoada já que desconhece a concentração do princípio ativo no produto à venda. A portaria RDC 48/04 de 16.03.04 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) estabeleceu uma legislação específica, que se baseia na “garantia da qualidade”, exigindo a reprodutibilidade dos fitoterápicos produzidos, que só pode ser garantida com a utilização de extratos padronizados. De acordo com essa tendência, o objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de métodos de análise para os principais alcalóides da Cinchona por eletroforese capilar, podendo ser usada em caracterização de drogas vegetais, no controle de qualidade de extratos, bem como em possíveis adulterações. As determinações dos cinco principais alcalóides da Cinchona foram realizadas por eletroforese capilar de zona (CZE), utilizando como eletrólito TEA (1,1% v/v) com pH ajustado para 2,5 com ácido fosfórico e 20 mmol L-1 de α-ciclodextrina, com tempo total de análise inferior a 12 minutos. A otimização das condições de análise foi realizada através da realização de experimentos de planejamento fatorial 32+1, sendo as variáveis do estudo a concentração de TEA e de α-ciclodextrina. Com o uso de seletores quirais também foi desenvolvido um método para análise confirmatória dos alcalóides através do acoplamento de eletroforese capilar à espectrometria de massas, utilizando a estratégia de “partial filling”. Com objetivo de verificar o efeito do solvente na separação dos presentes alcalóides foi realizado um estudo do mecanismo de separação modulada por solvente em meio micelar (MEKC) e em meio não-aquoso (NACE). / Every year, malaria kills about one million people. According to OMS, 3.3 billion people, half of the world population, are exposed to the disease, mostly in underdeveloped countries. The pharmaceuticals used in the treatment of malaria include: chloroquine, primaquine, quinine, mefloquine, doxyclyne, clindamicina and artemisin. The increased resistance of the parasite Plasmodium falciparum to the synthetic pharmaceutical chloroquine reestablished quinine, an alkaloid found in the genus Cinchona, as antimalarial drug. Quinidine, the diasteroisomer of quinine, is used as antiarrhythmic drug in the treatment of arterial fibrillation. The diastereoisomers cinchonine and cinchonidine are not employed as pharmaceuticals although present similar effects to quinine and quinidine. The cardiac effects of quinidine hinders its use as antimalarial. Another alkaloid found in Cinchona is hydroquinidine, which similarly to quinidine also presents antiarrhythmic activity. Herbal extracts are the basis of phytotherapic production, however, with no standardization, the product lacks quality and the industry cannot guarantee its alleged efficacy, since there is no knowledge of the active principle concentration in the product put to sale. The ANVISA protocol (RDC 48/04 published on March16, 2004) established a specific legislation based on the “guarantee of quality”, which demands the reprodutibility of the produced phytotherapic, only achievable with standardized extracts. Following this tendency, the aim of this work was to develop methods of analysis for the main alkaloids of Cinchona using capillary electrophoresis, to apply in the characterization of herbal drugs, in the quality control of extracts as well as in the searching of possible adulterations. The determinations of five main alkaloids of Cinchona were carried out by capillary zone electrophoresis (CZE) using an electrolyte composed of 1.1% (v,v) TEA adjusted to pH 2.5 with phosphoric acid containing 20 mmol L-1 α-cyclodextrin, providing a less than 12 min total analysis time. The optimization of analytical conditions was conducted experimentally by a 32+1 factorial design where the studied variables were TEA and α-cyclodextrin concentrations. With the use of chiral selectors a confirmatory analytical method for alkaloids was also developed with the coupling of capillary electrophoresis and mass spectrometry employing a strategy called “partial filling”. With the purpose of verifying solvent effects on the separation of the alkaloids under investigation, studies of the separation mechanism as modulated by solvent in micelar medium (MEKC), and non aqueous medium (NACE) were conducted.

A cada ano a malária mata cerca de um milhão de pessoas. Segundo a OMS, 3,3 bilhões de pessoas, metade da população mundial, estão expostas à doença, principalmente em países subdesenvolvidos. Os fármacos utilizados no tratamento da malária incluem: cloroquina, primaquina, quinina, mefloquina, doxiclina, clindamicina e artemisina. A extensa resistência do parasita Plasmodium falciparum ao medicamento sintético cloroquina re-estabeleceu a quinina, um alcalóide encontrado na planta do gênero Cinchona, como droga antimalarial. A quinidina, o diastereoisômero da quinina, é usada como droga antiarrítmica e no tratamento de fibrilação arterial. Os estereoisômeros, cinchonina e cinchonidina, não são usados como medicamentos, embora mostrem efeitos similares àqueles da quinina e da quinidina. Os efeitos cardíacos da quinidina impossibilita seu uso como antimalarial. Outro alcalóide presente na espécie Cinchona é a hidroquinidina, que assim como a quinidina também apresenta atividade antiarrítmica. Os extratos vegetais são base para a produção de fitoterápicos, porém sem padronização o produto perde qualidade e a indústria não pode garantir a eficácia apregoada já que desconhece a concentração do princípio ativo no produto à venda. A portaria RDC 48/04 de 16.03.04 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) estabeleceu uma legislação específica, que se baseia na “garantia da qualidade”, exigindo a reprodutibilidade dos fitoterápicos produzidos, que só pode ser garantida com a utilização de extratos padronizados. De acordo com essa tendência, o objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de métodos de análise para os principais alcalóides da Cinchona por eletroforese capilar, podendo ser usada em caracterização de drogas vegetais, no controle de qualidade de extratos, bem como em possíveis adulterações. As determinações dos cinco principais alcalóides da Cinchona foram realizadas por eletroforese capilar de zona (CZE), utilizando como eletrólito TEA (1,1% v/v) com pH ajustado para 2,5 com ácido fosfórico e 20 mmol L-1 de α-ciclodextrina, com tempo total de análise inferior a 12 minutos. A otimização das condições de análise foi realizada através da realização de experimentos de planejamento fatorial 32+1, sendo as variáveis do estudo a concentração de TEA e de α-ciclodextrina. Com o uso de seletores quirais também foi desenvolvido um método para análise confirmatória dos alcalóides através do acoplamento de eletroforese capilar à espectrometria de massas, utilizando a estratégia de “partial filling”. Com objetivo de verificar o efeito do solvente na separação dos presentes alcalóides foi realizado um estudo do mecanismo de separação modulada por solvente em meio micelar (MEKC) e em meio não-aquoso (NACE). / Every year, malaria kills about one million people. According to OMS, 3.3 billion people, half of the world population, are exposed to the disease, mostly in underdeveloped countries. The pharmaceuticals used in the treatment of malaria include: chloroquine, primaquine, quinine, mefloquine, doxyclyne, clindamicina and artemisin. The increased resistance of the parasite Plasmodium falciparum to the synthetic pharmaceutical chloroquine reestablished quinine, an alkaloid found in the genus Cinchona, as antimalarial drug. Quinidine, the diasteroisomer of quinine, is used as antiarrhythmic drug in the treatment of arterial fibrillation. The diastereoisomers cinchonine and cinchonidine are not employed as pharmaceuticals although present similar effects to quinine and quinidine. The cardiac effects of quinidine hinders its use as antimalarial. Another alkaloid found in Cinchona is hydroquinidine, which similarly to quinidine also presents antiarrhythmic activity. Herbal extracts are the basis of phytotherapic production, however, with no standardization, the product lacks quality and the industry cannot guarantee its alleged efficacy, since there is no knowledge of the active principle concentration in the product put to sale. The ANVISA protocol (RDC 48/04 published on March16, 2004) established a specific legislation based on the “guarantee of quality”, which demands the reprodutibility of the produced phytotherapic, only achievable with standardized extracts. Following this tendency, the aim of this work was to develop methods of analysis for the main alkaloids of Cinchona using capillary electrophoresis, to apply in the characterization of herbal drugs, in the quality control of extracts as well as in the searching of possible adulterations. The determinations of five main alkaloids of Cinchona were carried out by capillary zone electrophoresis (CZE) using an electrolyte composed of 1.1% (v,v) TEA adjusted to pH 2.5 with phosphoric acid containing 20 mmol L-1 α-cyclodextrin, providing a less than 12 min total analysis time. The optimization of analytical conditions was conducted experimentally by a 32+1 factorial design where the studied variables were TEA and α-cyclodextrin concentrations. With the use of chiral selectors a confirmatory analytical method for alkaloids was also developed with the coupling of capillary electrophoresis and mass spectrometry employing a strategy called “partial filling”. With the purpose of verifying solvent effects on the separation of the alkaloids under investigation, studies of the separation mechanism as modulated by solvent in micelar medium (MEKC), and non aqueous medium (NACE) were conducted.

D.L. A 833-2008

Determina las condiciones que incrementan el porcentaje de germinación y el vigor de los plantines de C. calisaya Wedd. y C. krauseana L. Andersson. Se clasifican las semillas de ambas especies por su coloración y visibilidad de su embrión para conocer si existe relación con su porcentaje de viabilidad. También se evalúa el efecto del KNO3 y agua de coco sobre sus porcentajes de germinación. Por otra parte, se estudia el efecto que tiene el tiempo de almacenamiento y contenido de humedad de las semillas sobre su porcentaje de germinación. Finalmente, se evalúa el efecto de las bacterias promotoras de crecimiento vegetal, aisladas del suelo nativo de C. pubescens en la Concesión para la Conservación del Bosque Pichita Puyu Sacha (Junín), sobre el vigor de los plantines de C. krauseana y C. calisaya. Los resultados nos indican que la clasificación por coloración y visibilidad del embrión no tienen relación con el porcentaje de viabilidad de las semillas de C. krauseana y C. calisaya. Las semillas de C. krauseana son recalcitrantes y el KNO3 aumenta el porcentaje de germinación de estas semillas. Finalmente, los inóculos de PGPR aplicados a los plantines de las dos especies no se presentan diferencias significativas con el control a un p-valor 0.05. El presente trabajo aporta información que servirá para mejorar el manejo de las semillas y plantines de Cinchona y así plantear a futuro la propagación y/o reforestación de estas especies en el Perú. / Tesis

Document incorrectly classified as a dissertation on title page (decision to classify as a thesis from NDSU Graduate School) / Organocatalysis is a field that has bloomed over the last decades. With the field’s promise of being able to mimic nature and afford products in a synergistic manner to traditional Lewis acid catalysis, several interesting discoveries have been made. Owing to the vastness of the field as it exists today, this document will focus on two main aspects; cinchona alkaloid (and derivatives) as used in common carbon-carbon bond forming reactions and kinetic resolution via 4-dimethyl aminopyridine-N-oxide derivative driven acylation. Kinetic resolution via organocatalysis has the potential to react one enantiomer of a racemic mixture without affecting the other. The highlight of this screening was an s factor of 9 which was produced using optimized conditions using a catalyst designated DMAPO-IV. There remains much to do in improving the system and elucidating the scope of this catalytic system this report details the efforts made thus far.

Prom the dawn of history man has searched among the natural products of his environment for substances to com- bat his ills. The most widespread of these ills, malaria, today afflicts some 300 million people each year (1). The causative parasite, a protoza, in a somber of the Plasmodium genus and is transmitted through the saliva of the female Anopheles mosquito.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina los factores intrínsecos y extrínsecos que afectan a la germinación de semillas de 6 especies del género Cinchona, siendo éstas: C. krauseana, C. macrocalyx, C. nitida, C. pubescens, C. officinalis y Cinchona sp. colectadas en los departamentos de Amazonas, Cajamarca, Junín y Piura durante los años 2005 – 2012. Se evalúan los factores intrínsecos: contenido de humedad, viabilidad, coloración de las semillas y los factores extrínsecos: luz, temperatura, medio de germinación, condiciones y tiempo de almacenamiento de las semillas, tomando como parámetros el porcentaje de germinación e índice de velocidad germinativa; así mismo se identifica el tipo de semilla (ortodoxa o recalcitrante) que presentan las especies. Se determina que todas las especies evaluadas presentan semillas ortodoxas y fotoblásticas positivas, del mismo modo, el rango óptimo de temperaturas es de 30/25°C para un período de 12 horas luz - 12 horas oscuridad y en el medio de germinación que contiene agua destilada se encuentran mayores porcentajes de germinación. Además, mantener a las semillas en condiciones de refrigeración, en bolsas de aluminio cerradas herméticamente y a un rango de contenido de humedad entre 4 – 6% mantiene su viabilidad e impide que se incremente su contenido de humedad. Los XII resultados obtenidos contribuyen al manejo adecuado de un banco de semillas para las especies del género y es la base para posteriores estudios de su propagación. / Tesis

En la presente memoria se describe el empleo de sales de amonio derivadas de alcaloides de Cinchona como organocatalizadores quirales recuperables en diferentes transformaciones enantioselectivas. En el Capítulo I se han llevado a cabo cuaternizaciones enantioselectivas de B-cetoésteres cíclicos. Así, se han realizado adiciones Michael, alquilaciones y aminaciones enantioselectivas, en condiciones de reacción suaves. En el Capítulo II se describe el empleo de una sal de amonio dimérica derivada de la cinconidina como organocatalizador de transferencia de fase quiral en la alquilación enantioselectiva de oxazol-5-(4H)-onas. Finalmente, en el Capítulo III se ha profundizado en el estudio de la dependencia de la enantioselectividad con la temperatura en la cianoformilación enantioselectiva de aldehídos, empleando la anterior sal de amonio dimérica de cinconidina. Asimismo, se ha extendido la aplicación de esta metodología a un mayor rango de aldehídos. Estas sales de amonio diméricas han podido ser recuperadas mediante precipitación y posterior filtración, y reutilizadas sin pérdida de actividad.

Caracteriza las semillas de Cinchona capuli L. Andersson y C. lancifolia Mutis y determina el efecto de las rizobacterias promotoras del crecimiento (PGPR) en la germinación y la formación de plántulas. Las semillas de C. capuli L. Andersson y C. lancifolia Mutis fueron extraídas de frutos recolectados en el departamento de Piura en las regiones de Ayabaca y Huancabamba respectivamente, en junio del 2016 y agosto del 2017. Para la caracterización de las semillas, se evaluó el tamaño, peso, viabilidad, contenido de humedad y tolerancia a la desecación. Se obtuvo que las semillas de C. lancifolia presentaron mayor tamaño y peso que las semillas de C. capuli. Las semillas de C. lancifolia recolectadas en junio del 2016 mostraron 12.4% de contenido de humedad y 48.9% de viabilidad, en cambio las semillas colectadas en agosto del 2017 presentaron 9.8% de contenido de humedad y 81.1% de viabilidad, mostrando que la viabilidad y contenido de humedad depende de la madurez del fruto. Las semillas de C. capulí presentaron 10.6% de contenido de humedad y 88.9% de viabilidad, la cual luego de 1 año de almacenamiento se redujo a 57.8%. Esto muestra que la viabilidad de las semillas se pierde con el tiempo. Las semillas de C. capuli toleraron la desecación manteniendo su viabilidad a 8% y 5% de contenido de humedad y clasificándose como semillas ortodoxas, en cambio las semillas de C. lancifolia a 5% de contenido de humedad pierden totalmente su viabilidad, clasificándose como semillas intermedias. Los PGPRs son microorganismos benéficos del suelo, que pueden incrementar el desarrollo de las plantas directa como indirectamente, las cepas de PGPR inoculadas sobre las semillas fueron Azotobacter chroococcum y Streptomyces sp (1xͳͲ8 UFC c/u). La inoculación de los PGPRs tuvo efectos benéficos aumentando la longitud de la raíz y el peso seco de las plántulas en ambas especies. La cepa Azotobacter chroococcum incrementó en un 23.33% la formación de plántulas en C. capuli. Se concluye que pese a que las especies de C. lancifolia y C. capuli se encuentran en lugares próximos muestran diferente respuesta a la desecación, asimismo el efecto de las PGPRs logra incrementar el desarrollo de las plántulas. / Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Lima). Vicerrectorado de Investigación y Posgrado / Tesis

Synthesis of cyclodextrin derivatives for organocatalysis This doctoral thesis examines the preparation of new cyclodextrin (CD) derivatives suitable for organocatalysis. The aim of this work is to prepare monosubstituted and disubstituted CD derivatives as organocatalysts for different types of enantioselective reactions potentially performed in water. In addition, disubstituted CD derivatives require considering the potential mixture of regioisomers and pseudoenantiomers. Thus, this thesis is divided into several sections - preparation of CD precursors and derivatives for organocatalysis, preparation of pure regioisomers and pseudoenantiomers of disubstituted CDs and final application of CD derivatives in enantioselective reactions. Furthermore, this thesis also focuses on the molecular modeling of the prepared CD derivatives and on their catalytic activity in silico. The first section covers the preparation of new disubstituted CD precursors as pure regioisomers for organocatalysts, specifically to develop a new method for the preparation of heterodisubstituted AC regioisomers on the primary rim of α-CD. This section also includes the determination of the regioisomer ratios of common α-CD intermediates disubstituted on the primary rim to evaluate their potential as precursors in organocatalysis....