Glukosylace 4-hydroxychinolin-2(1H)-onů - cesta k analogům některých biologicky aktivních derivátů chinolinu

Ing. Roman KIMMEL

Doctoral thesis

Glucosylation of 4-hydroxyquinolin-2(1H)-ones - an approach to analogues of some biological active quinoline derivates

Abstract:

Předložená disertační práce se zabývá selektivní 4-O-glukosylací N-nesubstituovaných 4-hydroxychinolin-2(1H)-onů. U jedné z výchozích sloučenin byly testovány čtyři glykosylové donory, a to 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-a-D-glukopyranosylbromid, 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-b-D-glukopyranosyl-acetát, 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-glukopyranosa a 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-a-D-glukopyranosyl-trichloracetimidát, za podmínek popsaných pro jejich aplikace v literatuře. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo s prvním z uvedených donorů glykosylové skupiny při provedení reakce v acetonitrilu za přítomnosti uhličitanu cesného a tímto postupem pak byly i ostatní vybrané hydroxychinolony převedeny na odpovídající 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-b-D-glukopyranosyloxy)chinolin-2(1H)-ony. V některých případech byla 4-O-glykosylace doprovázena 2-O-glykosylací poskytující odpovídající 2,4-bis(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-b-D-glukopyranosyloxy)chinolin jako vedlejší produkt. Hlavní produkty byly deacetylací působením triethylaminu v methanolu převedeny na 4-(b-D-glukopyranosyloxy)chinolin-2(1H)-ony. V některých případech byly výtěžky konečných glukosidů sníženy štěpením glykosidické vazby, kterým byla deacetylace doprovázena. Objasnění struktury, kompletní přiřazení protonových a uhlíkových jaderných rezonancí, stejně jako určení anomerní konfigurace u všech studovaných produktů, bylo provedeno pomocí 1D a 2D NMR spektroskopie. Připravené 4-(b-D-glukopyranosyloxy)chinolin-2(1H)-ony byly podrobeny testům jejich účinků na růst mikroorganismů Staphylococcus aureus CCM 3953, Escherichia coli CCM 3954 a Candida albicans CCM 8261, a také testům na enzymatickou a antiproliferační aktivitu. Účinky na růst uvedených mikroorganismů byly testovány také u výchozích 4-hydroxychinolin-2(1H)-onů. Žádná ze zkoušených látek neprojevila biologické účinky v provedených testech.

Abstract:

Presented doctoral thesis deals with the selective 4-O-glycosylation of N-unsubstituted 4-hydroxyquinolin-2(1H)-ones. Four glycosyl donors including 2,3,4,6- tetra-O-acetyl-a-D-glucopyranosyl bromide, 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-b-D-glucopyranosylacetate, 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-glucopyranose, and tetra-O-acetyl-a-D-glucopyranosyl trichloroacetimidate were tested in the case of one of starting compounds under conditions described for their application in the literature. The best result was achieved with the first of those glycosyl donors, when carrying out the reaction in acetonitrile in the presence of caesium carbonate. Using the same procedure, also the other selected hydroxyquinolones were transformed to the corresponding 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-b-Dglucopyranosyloxy) quinolin-2(1H)-ones. In some cases, the 4-O-glycosylation was accompanied by 2-O-glycosylation yielding the corresponding 2,4-bis(2,3,4,6-tetra-Oacetyl- b-D-glucopyranosyloxy)quinoline as a by-product. The main products were transformed to 4-(b-D-glucopyranosyloxy)quinolin-2(1H)-ones by means of triethylamine in methanol. In some cases, the yields of final glucosides were decreased due to the glycosidic linkage cleavage accompanying the deacetylation. Structure elucidation, complete assignment of proton and carbon resonances, as well as determination of anomeric configuration for all the studied products were performed by 1D and 2D NMR spectroscopy. Prepared 4-(b-D-glucopyranosyloxy)quinolin-2(1H)-ones were tested for their activity toward the growth of microorganisms Staphylococcus aureus CCM 3953, Escherichia coli CCM 3954 and Candida albicans CCM 8261, as well as for enzymatic and antiproliferative activity. The activity toward the growth of the mentioned microorganisms was also tested on starting 4-hydroxyquinolin-2(1H)-ones. None of the tested compounds has shown any biological effect in the performed tests.

Keywords

4-Hydroxychinolin-2(1H)-ony, Acetobrom-a-D-glukosa, Glykosylace, Koenigsova- Knorrova metoda, Deacetylace, Interpretace NMR, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 10. 2010

Identifier: 18841

Thesis defence

• Date of defence: 7. 12. 2010

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Food Chemistry and Technology / Food Technology