Esta tese descreve, em dois diferentes capítulos, a síntese assimétrica da Malevamida D e a aplicação de compostos organotelúrio em reações de Suzuki-Miyaura. O primeiro capítulo refere-se ao estudo da síntese assimétrica da Malevamida D, um depsipeptídeo natural pertencente à família das dolastatinas, compostos estes com grande atividade citotóxica. As unidades DAP e MMMAH foram alcançadas em ótimos redimentos e estereosseletividades, utilizando-se reações de adição de crotil ou aliltrifluoroborato de potássio à aldeídos derivados da L-prolina e L-isoleucina, respectivamente. A elongação da cadeia da malevamida D se fez a partir de reações de esterificação e amidação; infelizmente não foi possível completar a síntese devido a problemas na última reação de acoplamento peptídico. O segundo capítulo descreve as reações entre teluretos aromáticos ou vinílicos e sais de organotrifluoroborato de potássio, mediadas por um catalisador de paládio. A partir destas reações de acoplamento cruzado tipo Suzuki-Miyaura foi possível obter-se 1,3-eninos, sistemas biarílicos, (E)- ou (Z)-estilbenos e 1,3-dienos. Todas as reações mostraram serem tolerantes a uma grande variedade de grupos funcionais e altamente estereoconservativas, nos casos envolvendo substratos vinílicos. / This thesis describes, in two different chapters, the asymmetric synthesis of malevamide D and the application of organotellurium compounds in Suzuki-Miyaura reaction. The first chapter refers to the asymmetric synthesis of malevamide D, a natural depsipeptide which belongs to the dolastatins family, and these compounds have a great interest due to theirs citotoxic activities. The DAP and MMMAH units were reached in excellent yields and stereoselectivities from 1,2-addition reaction of potassium crotyl or allyltrifluoroborate to aldehydes derivate from L-proline and L-isoleucine, respectively. The malevamide D elongation was made from reaction of esterification and amidation, unfortunately it was not possible finish the synthesis due to some problems in the last step of the total synthesis. The second chapter describes the reaction between aryl or vinyl tellurides and potassium organotrifluoroborate salts, mediated by a palladium catalyst. From this cross-coupling reaction type Suzuki-Miyaura was possible obtain 1,3-dienes, biarylic systems, (E)- or (Z)-stylbenes and 1,3-dienes. Al reactions showed to be tolerant to a wide range of functional groups and highly stereoconservative, in the cases involving vinylic substrates.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, we investigated the effect of (PhTe)2 administration (10 μmol/kg and 50 μmol/kg) to adult mice on the behavioral performance and on some parameters of oxidative stress in the brain ad liver. The animals received (PhTe)2 or canola oil via subcutaneous injection daily during the 7 days. Results demonstrated that after last (PhTe)2 administration the animals demonstrated the appearance of classic signs of toxicity (body weight loss), behavioral alterations and increased in lipid peroxidation levels in brain, however, the ROS generation was not modified. The exposure to (PhTe)2 caused inhibition of δ-ALA-D in blood samples from 50 μmol/kg. (PhTe)2 induced increased in the levels of NPSH and PSH, at all doses, in brain of adult mice. Unlike, in liver, (PhTe)2-exposure (50 μmol/kg) lead to decreased in NPSH. We also demonstrated that the (PhTe)2 modified the activity of the antioxidant enzymes by reducing CAT (10 μmol/kg), SOD (10 μmol/kg and 50 μmol/kg), GR (10 μmol/kg) , GPx (10 μmol/kg) and TrxR (10 μmol/kg and 50 μmol/kg) activity in brain. In liver, (PhTe)2 increase SOD (10 μmol/kg and 50 μmol/kg) and GR (50 μmol/kg) and decreased Gpx (10 μmol/kg and 50 μmol/kg) activity. Additionally, the data obtained here in suggest that brain were more susceptible to oxidative stress induced by (PhTe)2 than liver. Thus, the possible role of disrupted prooxidant/antioxidant balance in (PhTe)2 toxicity was demonstrated. / Neste trabalho, investigou-se o efeito da administração de (PhTe)2 (10 μmol/kg e 50 μmol/kg) em camundongos adultos, sobre o perfil comportamental e alguns parametros de estresse oxidativo em cérebro e fígado. Os animais receberam (PhTe)2 ou óleo de canola pela via subcutanea diariamente durante 7 dias. Os resultados demonstram que após a última administração do (PhTe)2, os animais apresentaram sinais clássicos de toxicidade (redução do peso corporal), alterações comportamentais e aumento nos níveis de peroxidação lipidica no cérebro, contudo, a geração de ROS não foi modificada. A exposição ao (PhTe)2 (50 μmol/kg) causou inibição sanguínea da δ-ALA-D. (PhTe)2 aumentou os níveis de NPSH e de PSH, em ambas as doses, no cérebro de camundongos adultos. Porém, no fígado, a exposição ao (PhTe)2 (50 μmol/kg) acarretou em redução nos níveis de NPSH. Demonstrou-se que o (PhTe)2 modificou a atividade de enzimas antioxidantes pela redução da atividade cerebral da CAT (10 μmol/kg), SOD (10 μmol/kg e 50 μmol/kg), GR (10 μmol/kg) , GPx (10 μmol/kg) e TrxR (10 μmol/kg e 50 μmol/kg). No fígado, (PhTe)2 causou aumento da atividade da SOD (10 μmol/kg e 50 μmol/kg) e GR (50 μmol/kg) e reduziu a atividade da GPx (10 μmol/kg e 50 μmol/kg). Em resumo, os dados obtidos aqui sugerem que o cérebro foi mais sucetivel ao estresse oxidativo induzido pelo (PhTe)2 do que o fígado. Assim, um possível papel no desequilíbrio pró-oxidante/antioxidante na toxicidade do (PhTe)2 foi demonstrada.

The interest in organochalcogen chemistry, biochemistry and pharmacology has increased in the last two decades mainly due to the fact that a variety of organochalcogen compounds possess biological activity and due the use of these compounds in industrial applications. However, literature data showed that these compounds present pro-oxidant properties, causing tissue damage and inhibition a variety of enzymes. Oxidative stress can induce complex alterations of membrane proteins in erythrocytes. Erythrocytes represent a good model to investigate the damage induced by oxidizing agents. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the toxicity induced by a variety of chalcogens at concentrations of 10, 40, 100 e 200 μM using erythrocytes in vitro. The present results showed that organotellurium compounds were toxic to erythrocytes for a hematocrit of 45%. The hemolytic effect of tellurides was not positively correlated with thiobarbituric acidreactive substance (TBARS) production suggesting that lipid peroxidation is not involved in the hemolysis provoked by organotellurium compounds. However, for a hematocrit of 1% the organoselenium and organotellurium compounds increased the hemolysis rate and these results suggest a relationship between the oxidation of intracellular glutathione (GSH) and subsequent generation of free radicals with the hemolysis by chalcogen compounds. Therefore, the results presented in this study suggest that organochalcogen compounds presented toxicity for the erythrocytes. / Nos últimos anos, os compostos organocalcogênios têm sido alvos de interesse em síntese orgânica em virtude da descoberta de suas aplicações industriais e de suas propriedades farmacológicas. No entanto, dados da literatura têm demonstrado que estes compostos apresentam atividade pró-oxidante ocasionando danos teciduais e inibição da atividade de enzimas. Sabe-se que o estresse oxidativo pode causar alterações em proteínas da membrana de eritrócitos, logo estas células representam um bom modelo para investigar danos induzidos por agentes oxidantes. Desta forma, no presente trabalho investigou-se a toxicidade de uma variedade de calcogênios sobre eritrócitos in vitro nas concentrações de 10, 40, 100 e 200 μM. Os resultados deste trabalho mostraram que para um hematócrito de 45% apenas os compostos de organotelúrio foram tóxicos causando hemólise e estes efeitos não foram correlacionados com a produção de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, sugerindo deste modo não haver relação com a peroxidação lipídica. No entanto, utilizou-se um hematócrito de 1% e os compostos de organoselênio e organotelúrio testados apresentaram toxicidade causando hemólise. Esta hemólise foi relacionada com a oxidação da glutationa intracelular (GSH) e uma possível produção de radicais livres. Portanto, os resultados apresentados nesta tese sugerem que os compostos orgânicos contendo selênio ou telúrio apresentaram toxicidade para os eritrócitos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Abnormalities of lipid metabolism often lead to pathologic lipid accumulation in the vessel wall, oxidative and chronic inflammatory sequelae and the formation of atherosclerotic lesions, ultimately leading to clinical events. Low density lipoprotein (LDL) oxidative modification in the vascular wall seems to be a key factor in atherosclerosis development. Following the oxidation hypothesis of atherosclerosis the role of antioxidants has been investigated in a large number of epidemiological, clinical and experimental studies. Therefore, we investigated the antioxidant activity of three compounds of different classes in preventing the low density lipoprotein oxidation. In the guaraná study, we showed that subjects who habitually ingested guaraná (GI) demonstrated lower conjugated dienes production than did subjects who never ingested guaraná (NG; reduction of 27%, p < 0,0014), independent of other variables. However, in the GI group the conjugated dienes production was positively associated with glucose levels. The GI group also showed a total cholesterol level significantly lower than NG group. Also, guaraná demonstrated a high antioxidant activity in vitro, mainly at concentrations of 1 and 5 μg/mL, demonstrated by suppression of CDs and TBARS productions, tryptophan destruction and high TRAP activity. Guaraná, similar to other foods rich in caffeine and catechins such as green tea, has some effect on LDL oxidation that could partially explain the protective effects of this food in cardiometabolic diseases. In the thiosemicarbazone study, salicylaldehyde-4- phenylthiosemicarbazone (SPTS) may have antioxidant activity against Cu2+- and 2,2′- Azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride (AAPH)-induced LDL and serum oxidation. Additionally, SPTS was effective at preventing tryptophan destruction. SPTS also showed significant total radical-trapping antioxidant activity and could prevent thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation induced by sodium nitroprusside in different rat tissues and by Cu2+ in human LDL and serum. These results indicate that the antioxidant effect of SPTS is caused by a combination of transition metal chelation and free-radicalscavenging activity. In the organotellurium study, the 2-phenyl-2-tellurophenyl vinylphosphonate (DPTVP) may have antioxidant activity against Cu2+- and 2,2′-azobis(2- methylpropionamidine) dihydrochloride (AAPH)-induced LDL and serum oxidation. Additionally, DPTVP was effective at preventing tryptophan oxidation. DPTVP also showed significant total radical-trapping antioxidant activity and could prevent thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) formation induced by Cu2+ in human LDL and serum. Additionally, DPTVP exhibited no toxicity in rat aorta slices. The results presented here indicate that the antioxidant effect of DPTVP is caused by a combination of free-radicalscavenging activity and possible blockade of the copper binding sites of LDL. Considering these preliminary results, we can conclude that the three compounds presented a potential antioxidant activity and could prevent the oxidative modifications of LDL. These data encourage us to evaluate these compounds in in vivo studies and investigate additional properties in preventing the atherogenic process. / Anormalidades do metabolismo lipídico muitas vezes levam ao acúmulo patológico de lipídios na parede arterial, sequelas oxidativas e inflamatórias crônicas e à formação de lesões ateroscleróticas, levando a eventos clínicos. A modificação oxidativa de lipoproteínas de baixa densidade (LDL) na parede arterial parece ser um fator importante no desenvolvimento da aterosclerose. Seguindo a hipótese oxidativa da aterosclerose, o papel dos antioxidantes tem sido investigado em grande número de estudos epidemiológicos, clínicos e experimentais. Sendo assim, neste estudo nós investigamos a atividade antioxidante de três compostos de diferentes classes na prevenção da oxidação da LDL. No estudo com guaraná, nós mostramos que indivíduos que consumiam guaraná habitualmente (GI) apresentaram menor produção de dienos conjugados que os indivíduos que nunca consumiam guaraná (NG; redução de 27%, p < 0,0014), independentemente de outras variáveis. No entanto, no grupo GI a produção de dienos conjugados foi positivamente associada com os níveis de glicose. O grupo GI também apresentou nível de colesterol total significativamente menor comparado ao grupo NG. Além disso, o guaraná apresentou uma grande atividade antioxidante in vitro, principalmente nas concentrações de 1 e 5 μg/mL, demonstrado pela supressão da produção de dienos conjugados e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, prevenção da destruição do triptofano e alta atividade scavenger de radicais (TRAP). O guaraná, similar a outros alimentos ricos em cafeína e catequinas como o chá verde, tem alguns efeitos na oxidação da LDL que podem explicar parcialmente os efeitos protetores deste alimento nas doenças cardiometabólicas. No estudo com a tiosemicarbazona, a salicilaldeído-4-feniltiosemicarbazona (SPTS) apresentou atividade antioxidante contra a oxidação de LDL e soro induzidas por Cu2+ e 2,2 -azobis(2- metilpropionamidina) dihidrocloreto (AAPH). Além disso, a SPTS foi efetiva em prevenir a destruição do triptofano. O composto também apresentou significativa atividade scavenger de radicais e pode prevenir a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico induzidas por nitroprussiato de sódio em diferentes tecidos de ratos e por Cu2+ em LDL e soro humano. Estes resultados indicam que o efeito antioxidante da SPTS é causado pela combinação da atividade quelante do composto e a atividade scavenger de radicais livres. No estudo com o composto orgânico de telúrio, o 2-fenil-2-telurofenil vinilfosfonato (DPTVP) apresentou atividade antioxidante contra a oxidação de LDL e soro humano induzida por AAPH e Cu2+. Além disso, o composto preveniu a oxidação do triptofano e a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico e mostrou um significativo efeito scavenger de radicais. O DPTVP (20 μM) não apresentou toxicidade quando exposto à fatias de aorta de ratos. Estes resultados indicam que o efeito do DPTVP é resultado de uma combinação da atividade scavenger de radicais do composto e da possibilidade dele bloquear os sítios de ligação de cobre da LDL. Considerando todos os resultados apresentados aqui, podemos concluir que os três compostos apresentam um grande potencial antioxidante e podem prevenir as modificações oxidativas da LDL. Esses dados nos encorajam para avaliar esses compostos em estudos in vivo e investigar novas propriedades que possam prevenir o processo aterogênico.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21963号 / 工博第4618号 / 新制||工||1720(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻 / (主査)教授 山子 茂, 教授 辻井 敬亘, 教授 大内 誠 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

A utilização de sondas fluorescentes para marcação ou detecção de biomoléculas de interesse em processos biológicos distintos, vem recebendo grande atenção em pesquisas biomédicas, de análises clínicas e biologia celular. Em geral, estas sondas fluorescentes são constituídas por moléculas orgânicas pequenas, as quais apresentam características fluorescentes e capacidade de conjugar-se com estas biomoléculas. Desta forma, esta dissertação descreve inicialmente a síntese de compostos 2-aril ou 2,5- diarilfuranos e tiofenos (3, 5, 7 e 9a-i), a partir de espécies orgânicas de telúrio (1, 4, 6 e 8) e sais de ariltrifluoroboratos de potássio (2a-i), via reação de acoplamento cruzado tipo Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio [ver a figura no arquivo original]. Em seguida, descreve a síntese de um derivado 2,5-diarilfurano assimétrico, o 2-(3-aminofenil)-5-(4-metoxifenil)furano 11, o qual apresenta propriedades químicas e luminescentes adequadas para atuar como uma nova e promissora sonda fluorescente em processos de marcação ou detecção biológica. A síntese desta nova sonda, também chamada de 3-AFA (3-AnililFuranoAnisol), foi realizada a partir da reação de acoplamento cruzado tipo Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio, entre o ácido (3-aminofenil) borônico 5e e o 2- (butiltelanil)-5-(4-metoxifenil)furano 10 em 65 % de rendimento. Esta nova sonda 3-AFA 11 foi conjugada com uma série de L-aminoácidos 12a-l, a partir de uma reação de acoplamento peptídico para formação dos respectivos produtos 13a-l em rendimentos satisfatórios. Estes produtos conjugados 13a-l, apresentam potencial para marcação fluorescente de enzimas proteolíticas de interesse [ver a figura no arquivo original]. Adicionalmente, foram caracterizadas propriedades fotofísicas importantes desta nova sonda 3-AFA 11, entre as quais seus espectros eletrônicos de absorção e emissão de fluorescência, que obtiveram valores de &#955;ex a 320 nm e &#955;em a 400 nm, respectivamente. Por fim, foi testado o potencial de acúmulo intracelular da sonda 3-AFA 11 em sistemas celulares tais como: eritrócitos infectados com Plasmodium chabaudi e amastigotas de Leishmania L. amazonensis, sendo possível observar em todos os casos a marcação fluorescente dos respectivos parasitas. / The use of fluorescent probes for labeling or detection of biomolecules of interest in different biological processes, has received much attention in biomedical, clinical testing and cell biology research. In general, these fluorescent probes are composed of small organic molecules, which have fluorescent features and ability to combine with these biomolecules. Thus, this work initially describes the synthesis of 2-aryl or 2,5-diarylfurans and thiophenes (3, 5, 7 and 9a-i) from organic species of tellurium (1, 4, 6 and 8) and potassium organotrifluoroborate salts (2a-i) by palladium catalyzed Suzuki-Miyaura crosscoupling reaction [see the figure in the original file]. After describe the synthesis of a unsymmetrical 2,5-diarylfuran derivative, the 2-(3-aminophenyl)-5-(4-methoxyphenyl)furan 11, which presents chemical and luminescent properties appropriate to act as a promising new fluorescent probes in processes of marking or biological detection. The synthesis of this new probe, also called 3-AFA (3-AnilylFuranAnisole), was performed from palladium catalyzed Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction, between (3- aminophenyl) boronic acid 5e and 2-(butyltellanyl)-5-(4-metoxyphenyl)furan 10 in 65 % yields. This new probe 3-AFA 11 was combined with a series of Lamino acids 12a-l from a peptidic coupling reaction to obtain their products 13a-l in satisfactory yield. These combined products 13a-l show a potential for fluorescent marking of proteolitic enzymes [see the figure in the original file]. Additionally, important photo physical properties of this new probe 3-AFA 11 were characterized. These include their electronic spectra of absorption and fluorescence emission, who obtained values of &#955;ex to 320 nm and &#955;em to 400 nm, respectively. Finally, we tested the potential of probe 3-AFA 11 for intracellular accumulation in cellular systems such as: erythrocytes infected with Plasmodium chabaudi and amastigotes of Leishmania L. amazonensis, in all cases the fluorescent uptake cellular of their parasites can be observed.

A utilização de sondas fluorescentes para marcação ou detecção de biomoléculas de interesse em processos biológicos distintos, vem recebendo grande atenção em pesquisas biomédicas, de análises clínicas e biologia celular. Em geral, estas sondas fluorescentes são constituídas por moléculas orgânicas pequenas, as quais apresentam características fluorescentes e capacidade de conjugar-se com estas biomoléculas. Desta forma, esta dissertação descreve inicialmente a síntese de compostos 2-aril ou 2,5- diarilfuranos e tiofenos (3, 5, 7 e 9a-i), a partir de espécies orgânicas de telúrio (1, 4, 6 e 8) e sais de ariltrifluoroboratos de potássio (2a-i), via reação de acoplamento cruzado tipo Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio [ver a figura no arquivo original]. Em seguida, descreve a síntese de um derivado 2,5-diarilfurano assimétrico, o 2-(3-aminofenil)-5-(4-metoxifenil)furano 11, o qual apresenta propriedades químicas e luminescentes adequadas para atuar como uma nova e promissora sonda fluorescente em processos de marcação ou detecção biológica. A síntese desta nova sonda, também chamada de 3-AFA (3-AnililFuranoAnisol), foi realizada a partir da reação de acoplamento cruzado tipo Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio, entre o ácido (3-aminofenil) borônico 5e e o 2- (butiltelanil)-5-(4-metoxifenil)furano 10 em 65 % de rendimento. Esta nova sonda 3-AFA 11 foi conjugada com uma série de L-aminoácidos 12a-l, a partir de uma reação de acoplamento peptídico para formação dos respectivos produtos 13a-l em rendimentos satisfatórios. Estes produtos conjugados 13a-l, apresentam potencial para marcação fluorescente de enzimas proteolíticas de interesse [ver a figura no arquivo original]. Adicionalmente, foram caracterizadas propriedades fotofísicas importantes desta nova sonda 3-AFA 11, entre as quais seus espectros eletrônicos de absorção e emissão de fluorescência, que obtiveram valores de &#955;ex a 320 nm e &#955;em a 400 nm, respectivamente. Por fim, foi testado o potencial de acúmulo intracelular da sonda 3-AFA 11 em sistemas celulares tais como: eritrócitos infectados com Plasmodium chabaudi e amastigotas de Leishmania L. amazonensis, sendo possível observar em todos os casos a marcação fluorescente dos respectivos parasitas. / The use of fluorescent probes for labeling or detection of biomolecules of interest in different biological processes, has received much attention in biomedical, clinical testing and cell biology research. In general, these fluorescent probes are composed of small organic molecules, which have fluorescent features and ability to combine with these biomolecules. Thus, this work initially describes the synthesis of 2-aryl or 2,5-diarylfurans and thiophenes (3, 5, 7 and 9a-i) from organic species of tellurium (1, 4, 6 and 8) and potassium organotrifluoroborate salts (2a-i) by palladium catalyzed Suzuki-Miyaura crosscoupling reaction [see the figure in the original file]. After describe the synthesis of a unsymmetrical 2,5-diarylfuran derivative, the 2-(3-aminophenyl)-5-(4-methoxyphenyl)furan 11, which presents chemical and luminescent properties appropriate to act as a promising new fluorescent probes in processes of marking or biological detection. The synthesis of this new probe, also called 3-AFA (3-AnilylFuranAnisole), was performed from palladium catalyzed Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction, between (3- aminophenyl) boronic acid 5e and 2-(butyltellanyl)-5-(4-metoxyphenyl)furan 10 in 65 % yields. This new probe 3-AFA 11 was combined with a series of Lamino acids 12a-l from a peptidic coupling reaction to obtain their products 13a-l in satisfactory yield. These combined products 13a-l show a potential for fluorescent marking of proteolitic enzymes [see the figure in the original file]. Additionally, important photo physical properties of this new probe 3-AFA 11 were characterized. These include their electronic spectra of absorption and fluorescence emission, who obtained values of &#955;ex to 320 nm and &#955;em to 400 nm, respectively. Finally, we tested the potential of probe 3-AFA 11 for intracellular accumulation in cellular systems such as: erythrocytes infected with Plasmodium chabaudi and amastigotes of Leishmania L. amazonensis, in all cases the fluorescent uptake cellular of their parasites can be observed.