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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.9.2011.tde-01082011-145204
Document
Author
Full name
Hugo de Campos Braga
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Ludtke, Diogo Seibert (President)
Omori, Alvaro Takeo
Stefani, Helio Alexandre
Title in Portuguese
Seleno-carboidratos: síntese e avaliação preliminar da atividade biológica
Keywords in Portuguese
Carboidratos
Compostos antioxidantes
Glicoconjugados
Selênio
Seleno-carboidratos
Síntese orgânica
Abstract in Portuguese
No presente trabalho foram desenvolvidas duas rotas sintéticas: uma para a preparação de uma série de seleno-carboidratos quirais, derivados da D-xilose e D-galactose, e outra aplicada à obtenção de glicoconjugados e dissacarídeos, onde as duas unidades básicas encontram-se ligadas por um átomo de selênio. Através de estratégias sintéticas simples e eficientes, obteve-se uma série de compostos heterocíclicos com elevado potencial para aplicação biológica. Para a síntese dos derivados xilofuranosídeos, a D-xilose 1 foi inicialmente convertida no diol 3, passando por um intermediário bis-acetonídeo 2. Tosilação seletiva da hidroxila primária, seguida da reação com nucleófilos de selênio resultou na síntese dos seleno-carboidratos 5a-j. Adicionalmente, o composto 5a foi convertido no derivado metilglicosilado 6, mediante desproteção do acetonídeo e reação com metanol em meio ácido. A reação do tosilato 4 com Li2Se2 e Li2Se resultou na formação do disseleneto 7 e do seleneto 8. Posteriormente, uma série de seleno-carboidratos funcionalizados foi preparada pela clivagem redutiva de 7 e reação do selenolato formado com eletrófilos selecionados. A expansão do escopo do trabalho para síntese de derivados galactopiranosídeos contendo selênio seguiu estratégia à anterior. Assim, a D-galactose 12 foi convertida ao bis-acetonídeo e em seguida, a hidroxila primária foi convertida no correspondente tosilato 13 e mesilato 14. Foi utilizado o mesilato 14 para fornecer os seleno-carboidratos 15a-e e 16. Ainda, o disseleneto 17 foi preparado a partir do tosilato 13, e quando clivado com NaBH4, o selenolato gerado reagiu com eletrófilos selecionados, levando a seleno-piranosídeos funcionalizados. Entre os compostos preparados, o disseleneto 7 reduziu significativamente a atividade in vitro da enzima δ-aminolevulinato desidratase, enquanto o fenilseleneto 5a levou à aumento da atividade enzimática, o que aponta para uma atividade antioxidante promissora. Na segunda parte do trabalho, a reatividade dos seleno-carboidratos foi explorada na síntese de glicoconjugados 22 a partir da abertura regiosseletiva de N-Boc aziridinas quirais 23 (A). Numa segunda estratégia utilizou-se β-amino-disselenetos 24 como fonte de selenolato que reagiu com o tosilato 4 com menor eficiência (B). Adicionalmente, foi desenvolvida uma estratégia para a síntese de dissacarídeos conectados por um átomo de selênio, mediante reação de um selenolato glicosídico com outra unidade glicosídica adequadamente funcionalizada.
Title in English
Synthesis of seleno-carbohydrates and preliminary evaluation of biological activity
Keywords in English
Antioxidants compounds
Carbohydrates
Glycoconjugateds
Organic synthesis
Selenium
Seleno-carbohydrates
Abstract in English
In the present work two different synthetic routes for the synthesis of seleno-carbohydrates were developed starting from the readily available carbohydrates D-xylose and D-galactose. Furthermore, we developed a strategy for the synthesis of glycoconjugates and disaccharides, with the two basic units linked by a selenium atom. Through simple and efficient synthetic strategies, we obtained a series of heterocyclic compounds with high potential for biological application. For the synthesis of xilofuranosides derivatives, D-xylose 1 was initially converted into diol 3, through an intermediate bis-acetonide 2. Selective tosylation of the primary hydroxyl, followed by reaction with selenium nucleophiles resulted in the synthesis of seleno-carbohydrate 5a-j. Additionally, the compound 5a was converted into methylglycosyl derivatived 6 by deprotection of the acetonide and reaction with methanol in acidic medium. The reaction of tosylate 4 with Li2Se2 and Li2Se resulted in the formation of the diselenide and selenide 7 and 8. Subsequently, a series of functionalized seleno-carbohydrates were prepared by reductive cleavage of 7 and reaction of the resulting selenide anion with selected electrophiles. In order to expand the scope of the work, the synthesis of galacto-pyranosides containing selenium was pursued, according to the previous strategy. Thus, D-galactose 12 was converted to bis-acetonide and then the primary hydroxyl was converted into the corresponding tosylate and mesylate 13 and 14. Mesylate 14 was used to provide the seleno-carbohydrate 15a-e and 16. Moreover, the diselenide 17 was prepared from tosylate 13, and when cleaved with NaBH4, the resulting selenide anion was trapped with selected electrophiles, leading to functionalized seleno-pyranosides. Among the compounds prepared, the diselenide 7 significantly reduced the in vitro activity of the enzyme δ-aminolevulinate dehydratase, while the phenylselenide 5a increased enzyme activity, which points to a promising antioxidant activity. In the second part of the work, the reactivity of seleno-carbohydrates has been exploited in the synthesis of glycoconjugates 22 from the regioselective opening of chiral N-Boc aziridines 23 (A). In a second strategy β-amino-diselenides 24 were used as a source of the selenium nucleophile, reacting with tosylate 4 with lower efficiency (B). Additionally, we developed a strategy for the synthesis of disaccharides linked by a selenium atom by a reaction glycosylselenolate with another functionalized glycosyl unit.
 
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Publishing Date
2011-08-18
 
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