Thesis (M.S.)--University of Missouri-Columbia, 2004. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 203-218). Also available on the Internet.

Thesis (doctoral)--Helsinki University of Technology, 2005. / Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web. Myös verkkojulkaisuna.

O presente trabalho teve como objetivo realizar a extração de lignanas e outros compostos fenólicos do farelo de linhaça desengordurado e avaliar a atividade antifúngica dessas frações frente a fungos leveduriformes do gênero Candida. Obteve-se o extrato bruto através de maceração com solução hidroalcólica. O extrato bruto foi hidrolisado em condições básicas e ácidas, objetivando-se o isolamento de heterosídeos e agliconas, respecitvamete. A lignana secoisolariciresinol diglicosídeo foi quantificada por cromatografia líquida de alta eficiência. O flavonoide herbacetin diglicosídeo e a lignana anidrosecoisolariciresinol foram identificados por espectrometria de massas. A avaliação da atividade antifúngica foi realizada in vitro e foi observado que tanto o extrato bruto como o extrato obtido por hidrólise alcalina inibiram o desenvolvimento de Candida krusei CK 02 e Candida parapsilosis RL 20 na concentração de 500 μg/mL. O extrato obtido por hidrólise ácida, na mesma concentração, apresentou atividade inibitória frente a Candida krusei CK 02, Candida parapsilosis RL 20 e Candida tropicallis ATCC 750. A investigação das condições de hidrólise ácida, a melhor caracterização de seus componentes e a avaliação da ação antifúngica dos extratos frente a outros gêneros de fungos constituem perspectivas para trabalhos futuros. / The aim of the present work was carry out the extraction of lignans and other phenolic compounds from defatted flaxseed meal and evaluate the antifungal activity of these fractions against yeast fungi of Candida genus. The crude extract was obtained by maceration with a hydroalcoholic solution. The crude extract was hydrolyzed in basic and acidic conditions, aiming the isolation of glycosides and aglycones, respectively. Secoisolariciresinol diglucoside was quantified by highperformance liquid chromatography. The flavonoid herbacetin diglucoside and the lignan anhydrosecoisolariciresinol were identified by mass spectrometry. The avaliation of antifungal activity was performed in vitro and it was observed that both the crude extract and the extract obtained by alkaline hydrolysis inhibited the development of Candida krusei CK 02 and Candida parapsilosis RL 20 at a concentration of 500 ug/mL. The extract obtained by acid hydrolysis, in the same concentration, showed inhibitory activity against Candida krusei CK 02, Candida parapsilosis RL 20 and Candida tropicallis ATCC 750. The investigation of acid hydrolysis conditions, a better characterization of its components and the avaliation of antifungal activity against other fungi genera represents good potencial for future work.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-29Bitstream added on 2014-06-13T19:24:28Z : No. of bitstreams: 1 messiano_gb_dr_araiq.pdf: 977133 bytes, checksum: 74ff4709db2848a47b1ce05ae6c31e31 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As espécies brasileiras do gênero Aristolochia possuem similaridade morfológica. Sendo assim, foi desenvolvido um método para a classificação e identificação destas espécies baseado no estudo dos óleos essenciais por CG-EM e quimiometria. Foi também realizado um estudo fitoquímico de duas espécies de Aristolochiaceae, ricas em terpenos e lignanas, e um estudo sintético de lignanas ariltetralônicas e derivados, já que estas lignanas mostraram in vitro uma alta atividade antiplasmódica. Uma das rotas sintéticas estudada foi regiosseletiva, e em quatro etapas dois pares enantioméricos de lignanas ariltetralônicas foram produzidos. As misturas enantioméricas foram testadas in vitro e os resultados mostraram que os pares enantioméricos possuem menor atividade que as lignanas naturais, o que sugere que a atividade antiplasmódica depende das configurações relativa e absoluta dos compostos. A segunda síntese proposta para obtenção de lignanas ariltetralônicas envolveu duas reações de acilação de Friedel-Crafts, e não produziu lignanas, mas seis produtos, incluindo benzofuranos e isocoumarinas. Além disso, lignanas ariltetralônicas foram também alvo de transformações químicas e biotransformações com os fungos Cunninghamella echinulata e Beauveria bassiana, e foram obtidas duas lignanas ariltetralônicas e uma nova lignana ariltetralina [(7'R,8S,8'S)-8,8'-dimetil-3',4',4,5-tetrametoxi-2,7'-ciclolignan-8-ol]. Esta tese também descreve os estudos das investigações de Aristolochia malmeana e Holostylis reniformis. Os compostos foram isolados por técnicas cromatográficas, principalmente CC e CCDP, e foram caracterizados por métodos espectrométricos, particularmente estudos de RMN e medidas de atividade óptica. De H. reniformis foram isoladas quatro lignanas ariltetralônicas, incluindo a inédita ariltetralólica... / The Brazilian Aristolochia species have strong morphological similarities. Thus, a method to classify and identify these species based on analyses of their essential oils by GC-MS and chemometry was developed. Phytochemical study of two Aristolochiaceae species, rich in terpenes and lignans, and syntheses of aryltetralone lignans and derivatives were performed, as these lignans have shown high in vitro antiplasmodial activity. A regioselective synthetic route led to two pairs of enantiomeric aryltetralone lignans in four steps. The antiplasmodial activity of these enantiomeric pairs was evaluated in vitro, and the activity was lower than that of the natural lignans, which suggests that the antiplasmodial activity depends on the relative and absolute configuration of the compounds. A second synthetic route proposed for obtaining the A-B ring portion of aryltetralone lignans, involving two Friedel-Crafts acylation reactions of 1-(3',4'-dimethoxyphenyl)-2-propanol, did not produce the expected aryltetralone lignans, but six products, including benzofurans and isocoumarins. Moreover, chemistry transformations and biotransformations of lignans by fungus (Cunninghamella echinulata and Beauveria bassiana) were studied, from which two aryltetralone lignans and a new aryltetralin lignan [(7'R,8S,8'S)-8,8'-dimethyl-3',4',4,5-tetrametoxy-2,7'-ciclolignan-8-ol] were obtained by the biotransformations. This thesis also describes the results of the investigations of Aristolochia malmeana and Holostylis reniformis. The compounds were isolated by chromatographic techniques, mainly by TLC and CC, and were characterized by spectrometric methods, particularly by NMR experiments and optical rotation measurements. From H. reniformis four lignans were isolated, including a new aryltetralol lignan [rel. (7R,7'R,8S,8'S)-4-hydroxy-3',4',5-trimetoxy-2,7'-cyclolignan-7- ol]. In addition, Anticarsia gemmatalis... (Complete abstract click electronic access below)

O presente trabalho teve como objetivo realizar a extração de lignanas e outros compostos fenólicos do farelo de linhaça desengordurado e avaliar a atividade antifúngica dessas frações frente a fungos leveduriformes do gênero Candida. Obteve-se o extrato bruto através de maceração com solução hidroalcólica. O extrato bruto foi hidrolisado em condições básicas e ácidas, objetivando-se o isolamento de heterosídeos e agliconas, respecitvamete. A lignana secoisolariciresinol diglicosídeo foi quantificada por cromatografia líquida de alta eficiência. O flavonoide herbacetin diglicosídeo e a lignana anidrosecoisolariciresinol foram identificados por espectrometria de massas. A avaliação da atividade antifúngica foi realizada in vitro e foi observado que tanto o extrato bruto como o extrato obtido por hidrólise alcalina inibiram o desenvolvimento de Candida krusei CK 02 e Candida parapsilosis RL 20 na concentração de 500 μg/mL. O extrato obtido por hidrólise ácida, na mesma concentração, apresentou atividade inibitória frente a Candida krusei CK 02, Candida parapsilosis RL 20 e Candida tropicallis ATCC 750. A investigação das condições de hidrólise ácida, a melhor caracterização de seus componentes e a avaliação da ação antifúngica dos extratos frente a outros gêneros de fungos constituem perspectivas para trabalhos futuros. / The aim of the present work was carry out the extraction of lignans and other phenolic compounds from defatted flaxseed meal and evaluate the antifungal activity of these fractions against yeast fungi of Candida genus. The crude extract was obtained by maceration with a hydroalcoholic solution. The crude extract was hydrolyzed in basic and acidic conditions, aiming the isolation of glycosides and aglycones, respectively. Secoisolariciresinol diglucoside was quantified by highperformance liquid chromatography. The flavonoid herbacetin diglucoside and the lignan anhydrosecoisolariciresinol were identified by mass spectrometry. The avaliation of antifungal activity was performed in vitro and it was observed that both the crude extract and the extract obtained by alkaline hydrolysis inhibited the development of Candida krusei CK 02 and Candida parapsilosis RL 20 at a concentration of 500 ug/mL. The extract obtained by acid hydrolysis, in the same concentration, showed inhibitory activity against Candida krusei CK 02, Candida parapsilosis RL 20 and Candida tropicallis ATCC 750. The investigation of acid hydrolysis conditions, a better characterization of its components and the avaliation of antifungal activity against other fungi genera represents good potencial for future work.

As lignanas naturais possuem vários tipos de estruturas que exibem uma vasta gama de atividades biológicas. As lignano-lactonas naturais, tais como a arctigenina (1) e os derivados da podofilotoxina (2), representadas nas estruturas abaixo, são conhecidas por apresentarem atividades citotóxicas e, há várias décadas, vêm despertando enorme interesse em virtude de suas propriedades anti-cancerígenas e anti-HIV. Apesar de haver numerosos tipos de síntese racêmica e vários exemplos de síntese assimétrica desses compostos, os métodos sintéticos tradicionais geralmente empregados não são convenientes para a preparação em larga escala desses compostos opticamente puros, em virtude da necessidade de utilizar quantidades estequiométricas de fontes quirais e/ou grande seqüência de etapas sintéticas. Em vista disso, um método mais eficiente para realizar a síntese enantiosseletiva desses produtos naturais é através da catálise assimétrica utilizando materiais de partida proquirais. Trabalhos anteriores realizados em nosso laboratório serviram para testar alguns métodos sintéticos descritos na literatura. Entretanto, como esses métodos são relativamente longos e produzem baixos rendimentos, optamos por testar um método alternativo para a obtenção de lignano-lactonas naturais biologicamente ativas, tais como a parabenzlactona (51) e a oxoparabenzlactona (52), cujas estruturas são mostradas a seguir. Esses dois compostos, além de apresentarem propriedades biológicas úteis, podem ser transformados em outros produtos naturais de interesse, tais como as lignanas do tipo dibenzilbutirolactonas, ariltetralinas e furofurânicas. Os materiais de partida utilizados nessa nova metodologia sintética foram os derivados protegidos de 3-hidroximetil--butirolactona (50), os quais, neste trabalho, foram sintetizados através da hidrogenação enantiosseletiva de derivados insaturados produzidos a partir do ácido 3,3-dimetilacrílico (81). Os estudos de hidrogenação enantiosseletiva foram realizados utilizando catalisadores quirais de ródio e rutênio. Diversos derivados de butenolidas foram estudados com intuito de se obter o intermediário 50 de maneira enantiosseletiva e com rendimentos satisfatórios. Os resultados obtidos nas reações de hidrogenação catalítica dessas butenolidas com complexos quirais de ródio e rutênio mostraram que a quelação do substrato com o centro metálico do catalisador assimétrico é fortemente afetada pelo tipo de substituinte ligado no esqueleto da butenolida. De maneira geral, os produtos de hidrogenação foram obtidos com larga faixa de pureza óptica (2-100% ee) dependendo do tipo de substituinte. Esses resultados indicam uma importante influência dos grupos protetores da função hidroxila alilíca nas reações de hidrogenação assimétrica dos derivados das butenolidas estudados. A fim de se investigar o mecanismo de complexação dos substratos com os catalisadores quirais, simulações computacionais foram realizadas com o catalisador quiral cloreto de [(S)-(?)-2,2?-bis-(difenilfosfino)-1,1-binaftil]cloro(p-cimeno) rutênio e os substratos derivados da 3-hidroximetilbutenolida. Os resultados dos estudos computacionais realizados até o momento mostraram que a ocorrência de mais de um ponto de complexação entre o substrato e o centro metálico do catalisador quiral diminui a energia de ativação do intermediário-chave, aumentando a atividade catalítica e resultando em alta estereosseletividade. Uma vez concluídos os estudos de hidrogenação enantiosseletiva, prosseguiu-se os estudos para a obtenção dos produtos naturais de interesse, a partir de um dos intermediários racêmicos derivados da 3-hidroximetilbutenolida, contendo o metoximetil-éter como grupo protetor. O aldeído intermediário 87, obtido em baixo rendimento, deverá ser transformado nos diversos produtos naturais de interesse. Por causa de sua grande instabilidade, já descrita na literatura, novas metodologias estão sendo testadas para a obtenção do aldeído 87 com melhor rendimento. As lignanas naturais possuem vários tipos de estruturas que exibem uma vasta gama de atividades biológicas. As lignano-lactonas naturais, tais como a arctigenina (1) e os derivados da podofilotoxina (2), representadas nas estruturas abaixo, são conhecidas por apresentarem atividades citotóxicas e, há várias décadas, vêm despertando enorme interesse em virtude de suas propriedades anti-cancerígenas e anti-HIV. Apesar de haver numerosos tipos de síntese racêmica e vários exemplos de síntese assimétrica desses compostos, os métodos sintéticos tradicionais geralmente empregados não são convenientes para a preparação em larga escala desses compostos opticamente puros, em virtude da necessidade de utilizar quantidades estequiométricas de fontes quirais e/ou grande seqüência de etapas sintéticas. Em vista disso, um método mais eficiente para realizar a síntese enantiosseletiva desses produtos naturais é através da catálise assimétrica utilizando materiais de partida proquirais. Trabalhos anteriores realizados em nosso laboratório serviram para testar alguns métodos sintéticos descritos na literatura. Entretanto, como esses métodos são relativamente longos e produzem baixos rendimentos, optamos por testar um método alternativo para a obtenção de lignano-lactonas naturais biologicamente ativas, tais como a parabenzlactona (51) e a oxoparabenzlactona (52), cujas estruturas são mostradas a seguir. Esses dois compostos, além de apresentarem propriedades biológicas úteis, podem ser transformados em outros produtos naturais de interesse, tais como as lignanas do tipo dibenzilbutirolactonas, ariltetralinas e furofurânicas. Os materiais de partida utilizados nessa nova metodologia sintética foram os derivados protegidos de 3-hidroximetil-?-butirolactona (50), os quais, neste trabalho, foram sintetizados através da hidrogenação enantiosseletiva de derivados insaturados produzidos a partir do ácido 3,3-dimetilacrílico (81). Os estudos de hidrogenação enantiosseletiva foram realizados utilizando catalisadores quirais de ródio e rutênio. Diversos derivados de butenolidas foram estudados com intuito de se obter o intermediário 50 de maneira enantiosseletiva e com rendimentos satisfatórios. Os resultados obtidos nas reações de hidrogenação catalítica dessas butenolidas com complexos quirais de ródio e rutênio mostraram que a quelação do substrato com o centro metálico do catalisador assimétrico é fortemente afetada pelo tipo de substituinte ligado no esqueleto da butenolida. De maneira geral, os produtos de hidrogenação foram obtidos com larga faixa de pureza óptica (2-100% ee) dependendo do tipo de substituinte. Esses resultados indicam uma importante influência dos grupos protetores da função hidroxila alilíca nas reações de hidrogenação assimétrica dos derivados das butenolidas estudados. A fim de se investigar o mecanismo de complexação dos substratos com os catalisadores quirais, simulações computacionais foram realizadas com o catalisador quiral cloreto de [(S)-(?)-2,2?-bis-(difenilfosfino)-1,1?-binaftil]cloro(p-cimeno) rutênio e os substratos derivados da 3-hidroximetilbutenolida. Os resultados dos estudos computacionais realizados até o momento mostraram que a ocorrência de mais de um ponto de complexação entre o substrato e o centro metálico do catalisador quiral diminui a energia de ativação do intermediário-chave, aumentando a atividade catalítica e resultando em alta estereosseletividade. Uma vez concluídos os estudos de hidrogenação enantiosseletiva, prosseguiu-se os estudos para a obtenção dos produtos naturais de interesse, a partir de um dos intermediários racêmicos derivados da 3-hidroximetilbutenolida, contendo o metoximetil-éter como grupo protetor. O aldeído intermediário 87, obtido em baixo rendimento, deverá ser transformado nos diversos produtos naturais de interesse. Por causa de sua grande instabilidade, já descrita na literatura, novas metodologias estão sendo testadas para a obtenção do aldeído 87 com melhor rendimento. Estudos sobre a síntese enantiosseletiva de lignano-lactonas naturais contendo importantes atividades biológicas. Os estudos foram realizados utilizando catalisadores quirais de ródio e rutênio e foram avaliados a influência de grupos protetores da função hidroxila da butenolida estudada, frente ao catalisador analisado. / Natural lignans have several types of structures exhibiting a wide variety of biological activities. Natural lignan-lactones, such as arctigenin (1) and the podofilotoxin derivatives (2), are well known for their cytotoxic activities, and both their anti-cancer and anti-HIV properties have attracted much research interest in the last decades. Although numerous racemic syntheses and several examples of the asymmetric synthesis of these compounds have been largely employed, they are not useful for the large-scale preparation of optically pure compounds because stoichiometric amounts of chiral sources and/or la long sequence of synthetic reaction steps are necessary for their accomplishment. A more efficient method for the enantioselective synthesis of these natural products uses asymmetric catalysis with prochiral substances as starting materials. Previous works developed at our laboratory have employed some synthetic methods described in the literature to investigate the synthesis of some natural products. However, these methods involve several synthetic steps and lead to low yields. These facts have thus stimulated us to develop an alternative method for the obtention of biologically active natural lignan-lactones such as parabenzlactone (51) and oxo-parabenzlactone (52). Besides their useful biological properties, these compounds can also be transformed into other interesting natural products, such as aryltetralin, dibenzylbutyrolactone, and furofuran lignans. Protected derivatives of 3-hydroxymethyl-?-butyrolactone (50) were used as the starting materials of this new methodology. These derivatives were synthesized using the enantioselective hydrogenation of the unsaturated material produced from 3,3-dimethylacrylic acid (81). Enantioselective hydrogenation studies were performed using rhodium and ruthenium chiral catalysts Several butenolides derivatives were studied aiming at the obtention of a satisfactory yield of the enantioselective intermediate (50). The catalytic hydrogenation of these butenolide derivatives with rhodium and ruthenium chiral complexes showed that chelation of the substrate with the metallic center of the asymmetric catalyst strongly depends on the substituent attached to the butenolide skeleton. The hydrogenation products were obtained with a large range of optical purity (2-100% ee), depending on the substituent type. These results indicate that the presence of protective groups in the allylic hydroxyl function has a strong effect on the asymmetric hydrogenation reaction of the studied butenolides. Some computer simulations were performed in order to investigate the mechanism of substrate complexation with the chiral catalyst. [(S)-(?)-2,2?-bis-(diphenylphosphino)-1,1?-binaphtyl]chloro(p-cymene) chloride ruthenium was the chiral catalyst and 3-hydroxymethylbutenolide derivatives were used as substrates. The computer simulation results obtained to date have shown that when there is more than one point of complexation between the metallic center of the chiral catalyst and the unsaturated substrate, the activation energy of the key intermediate is lowered, thus enhancing the catalytic activity and resulting in high stereoselectivity. Once the enantioselective hydrogenation studies were concluded, we pursued the synthesis of natural products from one of the racemic derivatives, the one containing a methoxymethylether as protective group. Once the intermediate aldehyde 87 is obtained, a large number of interesting natural products could be synthesized. New methodologies are now under investigation in order to obtain aldehyde 87, which is difficult to achieve due to its low stability, as described in the literature.

Les lignanes sont des métabolites secondaires végétaux, dont la fonction biologique reste aujourd’hui inconnue in planta, mais qui présentent un intérêt en santé humaine. Cette étude vise à progresser dans la connaissance de la fonction des lignanes dans la plante en étudiant la régulation de la biosynthèse de ces molécules. Cette étude a été menée chez des lins : Linum usitatissimum (espèce cultivée) et Linum flavum (espèce sauvage). Chez Linum usitatissimum, la régulation spatio-temporelle de la biosynthèse des lignanes a été établie et il a été démontré que l’acide abscissique régulait la biosynthèse des lignanes dans la graine. Chez Linum flavum, un gène clé dans la production de lignanes a été isolé et la régulation spatiotemporelle de la biosynthèse des lignanes a été établie. Un protocole amélioré d’extraction de sécoisolaricirésinol utilisant une cellulase a été mis au point à partir de téguments de graines de Linum usitatissimum. Enfin de nouvelles sources de lignanes cytotoxiques parmi les Juniperus et Callitris ont été identifiées, et l’extraction de ces composés à partir de feuilles a été optimisée. / Lignans are plant secondary metabolites whose in planta biological function is still unknown but are of interest for human health. This work aims at understanding the function of plant lignans through the study of the lignans biosynthesis regulation. This study was conducted in flax: Linum usitatissimum (cultivated species) and Linum flavum (wild species). In Linum usitatissimum, spatial and temporal regulation of lignans biosynthesis has been established and it has been shown that abscisic acid regulates the lignan biosynthesis in seed coats. In Linum flavum, a key gene of lignans production has been isolated, spatial and temporal regulation of lignans biosynthesis has been established. An improved protocol for secoisolariciresinol extraction from Linum usitatissimum seed teguments involving the use of a cellulase was developed. Finally new sources of cytotoxic lignans were identified among Juniperus and Callitris species and extraction from leaves was optimized.

Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacognosy Student: Jiří Olšar Supervisor: doc. PharmDr. Tomáš Siatka, CSc. Title of diploma thesis: Podophyllotoxin in eastern red cedar (Juniperus virginiana) This thesis describes the optimisation of the extraction process for quantity determination of podophyllotoxin in the leaves of Juniperus virginiana L. This determination was conducted through three different methods: the extraction in ultrasound bath, the extraction in the orbital shaker and the maceration in cold environment of 4 řC. Extractions were affected by various factors which were monitored, for instance time of extraction, temperature, and extraction solvents. The most efficient method appears to be the extraction in ultrasound bath with the use of methanol or a combination of phosphate buffer with ethyl-acetate.

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