Intraspecific variability of dihydrochalcone, chromenes and benzoic acid derivatives in leaves of Piper aduncum L. (Piperaceae)

Chemical analysis carried out in leaves of 18 specimens of Piper aduncum L. (Piperaceae) occurring at Ripasa Reserve, Araraquara, SP, Brazil indicated two distinct populations when investigated over a period of 14 months (January 2000 to February 2001) and then submitted to cluster analysis. The two groups were characterized by accumulation of prenylated benzoic acids, chromenes and dihydrochalcone, respectively. A total of seven compounds were identified by HPLC analysis and compared with standards including two prenylated benzoic acid [aduncumene (1) and 3-(3′-7′-dimethyl-2′-6′-octadienyl)- 4-methoxy-benzoic acid (5)], four chromenes [methyl 2,2-dimethyl-8-(3′- methyl-2′-butenyl)-2H-1-chromene-6-carboxylate (4), methyl 2,2-dimethyl-2H-1-chromene-6-carboxylate (2b), methyl 8-hydroxy-2,2-dimethyl-2H- 1-chromene-6-carboxylate (3) and 2,2-dimethyl-2H-1-chromene-6-carboxylic acid (2a)] and one dihydrochalcone [2′,6′-dihydroxy-4′-methoxy- dihydrochalcone (6)]. © 2009 Academic Journals.

The mechanism of dephosphorylation of bis(2,4-dinitrophenyl) phosphate in mixed micelles of cationic surfactants and lauryl hydroxamic acid

(Figure Presented) Mixed micelles of cetyltrimethylammonium bromide (CTABr) or dodecyltrimethylammonium bromide (DTABr) and the α-nucleophile, lauryl hydroxamic acid (LHA) accelerate dephosphorylation of bis(2,4-dinitrophenyl) phosphate (BDNPP) over the pH range 4-10. With a 0.1 mole fraction of LHA in DTABr or CTABr, dephosphorylation of BDNPP is approximately 10 4-fold faster than its spontaneous hydrolysis, and monoanionic LHA - is the reactive species. The results are consistent with a mechanism involving concurrent nucleophilic attack by hydroxamate ion (i) on the aromatic carbon, giving an intermediate that decomposes to undecylamine and 2,4-dinitrophenol, and (ii) at phosphorus, giving an unstable intermediate that undergoes a Lossen rearrangement yielding a series of derivatives including N,N-dialkylurea, undecylamine, undecyl isocyanate, and carbamyl hydroxamate. © 2009 American Chemical Society.

Effect of zoledronic acid used in the root surface treatment of late replanted teeth: A study in rats

This study evaluated the use of zoledronic acid, a resorption inhibitor, as a medication for root resorption treatment of late replanted teeth. Twenty-four maxillary right central incisors of rats were avulsed and kept dry for 30 min. Then, the teeth were divided into 2 groups. In group I, root surface was treated with 2% sodium fluoride for 20 min; in group II, 10-6M zoledronic acid solution was used for 20 min. All root canals were filled with calcium hydroxide. Next, teeth were replanted in their respective sockets. After 15 and 60 days post-replantation, the animals were killed and the anatomic pieces were obtained and prepared for microscopic and morphometric analyses. The results showed that zoledronic acid was capable of limiting the occurrence of root resorption and preserving cementum resorption. Further research must be performed to confirm the use of zoledronic acid in root surface treatment of late replanted teeth.

Influence of acid-etching and ceramic primers on the repair of a glass ceramic

The objective of this study was to evaluate the influence of different primers on the microtensile bond strength (μT BS) between a feldspathic ceramic and two composites. Forty blocks (6.0 × 6.0 × 5.0 mm 3) were prepared from Vita Mark II . After polishing, they were randomly divided into 10 groups according to the surface treatment: Group 1, hydrofluoric acid 10% (HF) + silane; Group 2, CoJet + silane; Group 3, HF + Metal/Zirconia Primer; Group 4, HF + Clearfil Primer; Group 5, HF + Alloy Primer; Group 6, HF + V-Primer; Group 7, Metal/Zirconia Primer; Group 8, Clearfil Primer; Group 9, Alloy Primer; Group 10, V-Primer. After each surface treatment, an adhesive was applied and one of two composite resins was incrementally built up. The sticks obtained from each block (bonded area: 1.0 mm2 ± 0.2 mm) were stored in distilled water at 37°C for 30 days and submitted to thermocycling (7,000 cycles; 5°C/55°C ± 1°C). The μT BS test was carried out using a universal testing machine (1.0 mm/min). Data were analyzed using ANOVA and a Tukey test (α = 0.05). The surface treatments significantly affected the results (P < 0.05); no difference was observed between the composites (P > 0.05). The bond strength means (MPa) were as follows: Group 1a = 29.6; Group 1b = 33.7; Group 2a = 28.9; Group 2b = 27.1; Group 3a = 13.8; Group 3b = 14.9; Group 4a = 18.6; Group 4b = 19.4; Group 5a = 15.3; Group 5b = 16.5; Group 6a = 11; Group 6b = 18; Groups 7a to 10b = 0. While the use of primers alone was not sufficient for adequate bond strengths to feldspathic ceramic, HF etching followed by any silane delivered higher bond strength.

Light emission from tryptophan oxidation by hypobromous acid

The emission of ultraweak light from cells is a phenomenon associated with the oxidation of biomolecules by reactive oxygen species. The indole moiety present in tryptophan, serotonin and melatonin is frequently associated with the emission of light during the oxidation of these metabolites. This study presents results for hypobromous acid (HOBr) oxidation of tryptophan as a putative endogenous source of ultraweak light emission. We found that chemiluminescence elicited by the oxidation of tryptophan by HOBr was significantly higher than by hypochlorous acid (HOCl). This difference was related to secondary oxidation reactions, which were more intense using HOBr. The products identified during oxidation by HOCl, but depleted by using HOBr, were N-formylkynurenine, kynurenine, 1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-3a-hydroxypyrrolo[2,3-b]-indole-2-carboxylic acid, oxindolylalanine and dioxindolylalanine. The emission of light is dependent on the free α-amino group of tryptophan, and hence, the indole of serotonin and melatonin, although efficiently oxidized, did not produce chemiluminescence. The emission of light was even greater using taurine monobromamine and dibromamine as the oxidant compared to HOBr. A mechanism based on bromine radical intermediates is suggested for the higher efficiency in light emission. Altogether, the experimental evidence described in the present study indicates that the oxidation of free tryptophan or tryptophan residues in proteins is an important source of ultraweak cellular emission of light. This light emission is increased in the presence of taurine, an amino acid present in large amounts in leukocytes, where this putative source of ultraweak light emission is even more relevant.

Effects of zoledronic acid on odontoblast-like cells

The aim of the study was to evaluate the effects of a highly potent bisphosphonate, zoledronic acid (ZOL), on cultured odontoblast-like cells MDPC-23. The cells (1.5 × 104 cells/cm2) were seeded for 48 h in wells of 24-well dished. Then, the plain culture medium (DMEM) was replaced by fresh medium without fetal bovine serum. After 24 h, ZOL (1 or 5 μM) was added to the medium and maintained in contact with the cells for 24 h. After this period, the succinic dehydrogenase (SDH) enzyme production (cell viability-MTT assay), total protein (TP) production, alkaline phosphatase (ALP) activity, and gene expression (qPCR) of collagen type I (Col-I) and ALP were evaluated. Cell morphology was assessed by SEM. Five μM ZOL caused a significant decrease in SDH production. Both ZOL concentrations caused a dose-dependent significant decrease in TP production and ALP activity. ZOL also produced discret morphological alterations in the MDPC-23 cells. Regarding gene expression, 1 μM ZOL caused a significant increase in Col-I expression. Although 5 μM ZOL did not affect Col-I expression, it caused a significant alteration in ALP expression (ANOVA and Tukey's test, p < 0.05). ZOL presented a dose-dependent cytotoxic effect on the odontoblast-like cells, suggesting that under clinical conditions the release of this drug from dentin could cause damage to the pulpo-dentin complex. © 2012 Elsevier Ltd.

Synthesis and total 1H- and 13C-NMR assignment of cephem derivatives for use in ADEPT approaches

We report the synthesis and total NMR characterization of 5-thia-1-azabicyclo-[4.2.0]oct-2-ene-2-carboxylic acid-3-[[[(4″- nitrophenoxy)carbonyl]oxy]-methyl]-8-oxo-7-[(2-thienyloxoacetyl)amino] -diphenylmethyl ester-5-dioxide (5), a new cephalosporin derivative. This compound can be used as the carrier of a wide range of drugs containing an amino group. The preparation of the intermediate product, 5-thia-1-azabicyclo[4.2.0] oct-2-ene-2-carboxylic acid-3-[methyl 4-(6-methoxyquinolin-8-ylamino) pentylcarbamate]-8-oxo-7-[(2-thienyloxoacetyl)amino]-diphenylmethyl ester-5-dioxide (6), as well as the synthesis of the antimalarial primaquine prodrug 5-thia-1-azabicyclo[4.2.0]oct-2-ene-2-carboxylic acid-3-[methyl 4-(6-methoxyquinolin-8-ylamino)pentylcarbamate]-8-oxo-7-[(2-thienyloxoacetyl) amino]- 5-dioxide (7) are also described, together with their total 1H- and 13C-NMR assignments. © 2008 by MDPI.

3-Hydroxypropionic Acid as an Antibacterial Agent from Endophytic Fungi Diaporthe phaseolorum

Endophytic fungi are considered a rich source of active compounds resulting from their secondary metabolism. Fungi from marine environment grow in a habitat with unique conditions that can contribute to the activation of metabolic pathways of synthesis of different unknown molecules. The production of these compounds may support the adaptation and survival of the fungi in the marine ecosystem. Mangroves are ecosystems situated between land and sea. They are frequently found in tropical and subtropical areas and enclose approximately 18.1 million hectares of the planet. The great biodiversity found in these ecosystems shows the importance of researching them, including studies regarding new compounds derived from the endophytic fungi that inhabit these ecosystems. 3-hydroxypropionic acid (3-HPA) has been isolated from the mangrove endophytic fungus Diaporthe phaseolorum, which was obtained from branches of Laguncularia racemosa. The structure of this compound was elucidated by spectroscopic methods, mainly 1D and 2D NMR. In bioassays, 3-HPA showed antimicrobial activities against both Staphylococcus aureus and Salmonella typhi. The structure of this antibiotic was modified by the chemical reaction of Fischer-Speier esterification to evaluate the biologic activity of its chemical analog. The esterified product, 3-hydroxypropanoic ethyl ester, did not exhibit antibiotic activity, suggesting that the free carboxylic acid group is important to the pharmacological activity. The antibiotic-producing strain was identified with internal transcribed spacer sequence data. To the best of our knowledge, this is the first report of antibacterial activity by 3-HPA against the growth of medically important pathogens.

Lipase-catalyzed kinetic resolution of beta-borylated carboxylic esters

The kinetic resolution of chiral beta-borylated carboxylic esters via lipase-catalyzed hydrolysis and transesterification reactions was studied. The enantioselective hydrolysis catalyzed by CAL-B furnished the beta-borylated carboxylic acid with reasonable enantiomeric excess (62% ee), while both methyl and ethyl beta-borylated carboxylic esters were recovered with excellent ee (>99%). Meanwhile, the transesterification reaction of beta-borylated carboxylic esters and several alcohols, catalyzed by CAL-B, only indicated a high selectivity when ethanol and methyl-(beta-pinacolylboronate)-butanoate were used as substrates, which gave ethyl-(beta-pinacolylboronate)-butanoate with >99% ee. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Adsorption of caffeic acid on titanium dioxide: A spectroscopic study

Caffeic acid is an ortho-phenol found in vegetable tissues presenting important properties such as carcinogenesis inhibitor, anti-oxidant, anti-viral, anti-inflammatory and anti-rheumatic actions. It was observed that caffeic acid was not degraded in daylight during the adsorption on TiO2 at pH 4.8. The adsorption fit very well to a Brunauer-Emmett-Teller isotherm equation with a monolayer coverage of 68.15 mg(CA) g(TiO2)(-1) and saturation coverage of 195.4 mg(CA) g(TiO2)(-1). A strong adsorption of caffeic acid was verified on TiO2 for the dry solid obtained from the mixture. The Raman and IR spectroscopies revealed that the adsorption should occur through the interaction of the diphenol oxygens with contribution of CC double bond of the acrylic group, however, the carboxylic acid group did not have participation in the adsorption. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Design and synthesis of novel non peptidomimtic beta-secretase inhibitors in the treatment of Alzheimer's disease

The aspartic protease BACE1 (β-amyloid precursor protein cleaving enzyme, β-secretase) is recognized as one of the most promising targets in the treatment of Alzheimer's disease (AD). The accumulation of β-amyloid peptide (Aβ) in the brain is a major factor in the pathogenesis of AD. Aβ is formed by initial cleavage of β-amyloid precursor protein (APP) by β-secretase, therefore BACE1 inhibition represents one of the therapeutic approaches to control progression of AD, by preventing the abnormal generation of Aβ. For this reason, in the last decade, many research efforts have focused at the identification of new BACE1 inhibitors as drug candidates. Generally, BACE1 inhibitors are grouped into two families: substrate-based inhibitors, designed as peptidomimetic inhibitors, and non-peptidomimetic ones. The research on non-peptidomimetic small molecules BACE1 inhibitors remains the most interesting approach, since these compounds hold an improved bioavailability after systemic administration, due to a good blood-brain barrier permeability in comparison to peptidomimetic inhibitors. Very recently, our research group discovered a new promising lead compound for the treatment of AD, named lipocrine, a hybrid derivative between lipoic acid and the AChE inhibitor (AChEI) tacrine, characterized by a tetrahydroacridinic moiety. Lipocrine is one of the first compounds able to inhibit the catalytic activity of AChE and AChE-induced amyloid-β aggregation and to protect against reactive oxygen species. Due to this interesting profile, lipocrine was also evaluated for BACE1 inhibitory activity, resulting in a potent lead compound for BACE1 inhibition. Starting from this interesting profile, a series of tetrahydroacridine analogues were synthesised varying the chain length between the two fragments. Moreover, following the approach of combining in a single molecule two different pharmacophores, we designed and synthesised different compounds bearing the moieties of known AChEIs (rivastigmine and caproctamine) coupled with lipoic acid, since it was shown that dithiolane group is an important structural feature of lipocrine for the optimal inhibition of BACE1. All the tetrahydroacridines, rivastigmine and caproctamine-based compounds, were evaluated for BACE1 inhibitory activity in a FRET (fluorescence resonance energy transfer) enzymatic assay (test A). With the aim to enhancing the biological activity of the lead compound, we applied the molecular simplification approach to design and synthesize novel heterocyclic compounds related to lipocrine, in which the tetrahydroacridine moiety was replaced by 4-amino-quinoline or 4-amino-quinazoline rings. All the synthesized compounds were also evaluated in a modified FRET enzymatic assay (test B), changing the fluorescent substrate for enzymatic BACE1 cleavage. This test method guided deep structure-activity relationships for BACE1 inhibition on the most promising quinazoline-based derivatives. By varying the substituent on the 2-position of the quinazoline ring and by replacing the lipoic acid residue in lateral chain with different moieties (i.e. trans-ferulic acid, a known antioxidant molecule), a series of quinazoline derivatives were obtained. In order to confirm inhibitory activity of the most active compounds, they were evaluated with a third FRET assay (test C) which, surprisingly, did not confirm the previous good activity profiles. An evaluation study of kinetic parameters of the three assays revealed that method C is endowed with the best specificity and enzymatic efficiency. Biological evaluation of the modified 2,4-diamino-quinazoline derivatives measured through the method C, allow to obtain a new lead compound bearing the trans-ferulic acid residue coupled to 2,4-diamino-quinazoline core endowed with a good BACE1 inhibitory activity (IC50 = 0.8 mM). We reported on the variability of the results in the three different FRET assays that are known to have some disadvantages in term of interference rates that are strongly dependent on compound properties. The observed results variability could be also ascribed to different enzyme origin, varied substrate and different fluorescent groups. The inhibitors should be tested on a parallel screening in order to have a more reliable data prior to be tested into cellular assay. With this aim, preliminary cellular BACE1 inhibition assay carried out on lipocrine confirmed a good cellular activity profile (EC50 = 3.7 mM) strengthening the idea to find a small molecule non-peptidomimetic compound as BACE1 inhibitor. In conclusion, the present study allowed to identify a new lead compound endowed with BACE1 inhibitory activity in submicromolar range. Further lead optimization to the obtained derivative is needed in order to obtain a more potent and a selective BACE1 inhibitor based on 2,4-diamino-quinazoline scaffold. A side project related to the synthesis of novel enzymatic inhibitors of BACE1 in order to explore the pseudopeptidic transition-state isosteres chemistry was carried out during research stage at Università de Montrèal (Canada) in Hanessian's group. The aim of this work has been the synthesis of the δ-aminocyclohexane carboxylic acid motif with stereochemically defined substitution to incorporating such a constrained core in potential BACE1 inhibitors. This fragment, endowed with reduced peptidic character, is not known in the context of peptidomimetic design. In particular, we envisioned an alternative route based on an organocatalytic asymmetric conjugate addition of nitroalkanes to cyclohexenone in presence of D-proline and trans-2,5-dimethylpiperazine. The enantioenriched obtained 3-(α-nitroalkyl)-cyclohexanones were further functionalized to give the corresponding δ-nitroalkyl cyclohexane carboxylic acids. These intermediates were elaborated to the target structures 3-(α-aminoalkyl)-1-cyclohexane carboxylic acids in a new readily accessible way.

Progettazione e sintesi di nuovi derivati azetidinonici biologicamente attivi

In this PhD-thesis new synthetic approaches towards new azetidinone derivatives are described. In particular, 4-alkyliden-β-lactams were used as starting materials for the preparation of new biologically active compounds. The carbapenem Thienamycin has got a broad spectrum of activity as antibiotic. It has got 3 stereocenters and apart of one epimer, all isomers have been synthesized. Using the 4-alkyliden-β-lactam benzilyc ester as precursor, we developed a synthesis for this missing epimer, which is described in chapter II. Biological tests in order to establish its biological activity are under way. The Hunsdiecker-Borodine reaction was extensively studied for the preparation of the mono halogenated and – surprisingly – the dihalogenated derivative from the 4-alkyliden-azetidinone carboxylic acid. The herein described synthetic procedures allowed the preparation of chloro-, bromo- and iodo derivatives in good to excellent yield. Furthermore, the reaction mechanism was investigated by NMR-experiments and is described in detail in chapter III. In chapter IV, synthetic approaches towards new β-lactam derivatives for inhibition of the histone deacetylase enzymes (HDACs) are reported. In collaboration with the company Sigma-Tau (Rome), 14 new β-lactams were synthesized. The new β-lactams were evaluated for the activity showing a promising activityparticulary, 10 of the β-lactams synthesized were evaluated for the in vitro inhibitory activity against the 11 human HDACs isoforms and they showed a selective inhibition of HDAC6 or HDAC8 in micromolar range. Finally, preliminary studies were conducted for the employment of 4-alkyliden-β-lactams as precursors for the synthesis of chiral β-amino acids by an opening of the β-lactam ring. In chapter V is described the ring opening reaction catalyzed by the enzyme lipase Cal-B. Preliminary results have shown that the enzyme not only catalyzes the ring opening of the β-lactam precursor, moreover, it leads to the formation of a cyclic dimer by the reaction of two molecules of β-amino acid obtained.

Synthese, 18 F-Markierung, 11 C-Markierung und Evaluierung Hydantoin-substituierter Indolcarbonsäuren zur Visualisierung des NMDA-Rezeptorstatus mittels der Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

Der N-methyl-D-aspartat-Rezeptor (NMDA), als Vertreter ionotroper Glutamat-Rezeptoren, ist essentiell für physiologische Lern- und Gedächtnisvorgänge und eine krankhafte Überaktivierung wird als potentielle Ursache für eine Reihe von akuten und chronischen neurodegenerativen Erkrankungen angesehen. Hierbei sind für die akuten Erkrankungen vor allem der Schlaganfall und für die chronischen Erkrankungen Morbus Parkinson sowie die Alzheimer´sche Demenz zu nennen. Durch seine einzigartige spannungsabhängige Mg2+-Blockade und der Notwendigkeit der gleichzeitigen Anwesenheit der endogenen Liganden Glutamat und Glycin zur Rezeptoraktivierung, stellt dieser Rezeptorkomplex daher ein sehr interessantes molekulares Target dar. NMDA-Rezeptor-Antagonisten der Glycin-Bindungsstelle und der verschiedenen allosterischen Bindungsstellen könnten als Neuroprotektiva bei den verschiedenen Krankheiten eine symptomatische Verbesserung bewirken und zur Therapie eingesetzt werden. Eine visuelle Darstellung des Rezeptors im Rahmen von Vorsorgeuntersuchungen ist jedoch derzeit nicht möglich. Zur Visualisierung dieser Prozesse mittels der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) wurden basierend auf einer Hydantoin-substituierten Indol-2-carbonsäure als Leitstruktur, im Rahmen dieser Arbeit Fluorethoxy- und Methoxy-substituierte Derivate dargestellt und in pharmazeutischen und radiopharmazeutischen Studien evaluiert. Dazu wurde die Affinität und Spezifität zum Rezeptor in einem [3H]MDL-105,519 Rezeptorbindungsassay und die Lipophilie als Parameter für die Hirngängigkeit ermittelt. Anhand dieser Resultate wurden geeignete Markierungsvorläufer synthetisiert, welche eine phenolische Hydroxylfunktion besitzen und eine radioaktive Markierung mit den sekundären Markierungsvorläufern 2-[18F]Fluorethyltosylat ([18F]FETos) und [11C]Methyliodid ([11C]CH3I) ermöglichen. Unter Verwendung von 4,6-Dichlor-3-((3-(4-hydroxyphenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)methyl)-indol-2-carbonsäure wurde in einer Einstufenreaktion mit [18F]FETos die Zielverbindung 4,6-Dichlor-3-((3-(4-(2-[18F]fluorethoxy)phenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)methyl)-indol-2-carbonsäure in radiochemischen Ausbeuten von 6 % erhalten. Daher wurde eine alternative Markierung des Ethylester-geschützten Derivates 4,6-Dichlor-3-((3-(4-hydroxyphenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)methyl)-indol-2-carbonsäureethylester in einer Zweistufensynthese mit [18F]FETos und [11C]CH3I untersucht. Unter Verwendung dieser Strategie wurden unter optimierten Bedingungen 4,6-Dichlor-3-((3-4-(2-[18F]fluorethoxy)phenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)methyl)-indol-2-carbonsäureethylester und 4,6-Dichlor-3-((3-(4-[11C]methoxy-phenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)-methyl)-indol-2-carbonsäureethylester in radiochemischen Ausbeuten von 27 – 38 % erhalten. Die anschließende Entfernung der Schutzgruppe führte unter Bildung von Neben- und Zersetzungsreaktionen zu 4,6-Dichlor-3-((3-(4-(2-[18F]fluorethoxy)-phenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)methyl)-indol-2-carbonsäure und 4,6-Dichlor-3-((3-(4-[11C]methoxyphenyl)-2,4-dioxoimidazolidin-1-yl)methyl)-indol-2-carbonsäure in radiochemischen Gesamtausbeuten von 5 – 7 %. Die Überprüfung des biochemischen Konzepts in vivo durch µ-PET-Studien und durch autoradiographische Experimente an Rattenhirnschnitten, deuten auf eine niedrige in vivo-Aktivität hin, welche sich auf eine nicht ausreichende Passage der Blut-Hirn-Schranke zurückführen lässt.

Synthese, Evaluierung und 18 F-Markierung von neuen Liganden zur Visualisierung der Strychnin-insensitiven Bindungsstelle des NMDA-Rezeptors

Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter im Gehirn. Folglich spielen Glutamat-kontrollierte Rezeptorsysteme eine entscheidende Rolle in neurologischen Vorgängen, wie beispielsweise in Lern- und Gedächtnisprozessen. Gerade der NMDA-Rezeptor ist in eine Vielzahl solcher Vorgänge involviert und wird vor allem mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Chorea Huntington, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson und zerebraler Ischämie in Verbindung gebracht. Folglich stellt die Visualisierung des NMDA-Rezeptorstatus eine Möglichkeit dar, den Verlauf solcher Prozesse zu untersuchen.rnDie Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist eine leistungsstarke Anwendung in der molekularen Bildgebung und erlaubt die in vivo-Visualisierung sowie Quantifizierung biochemischer Prozesse. Durch die Verwendung geeigneter Tracer können bestimmte pathologische und neurologische Abläufe beurteilt werden. rnZurzeit sind keine geeigneten PET-Tracer zur Untersuchung des NMDA-Rezeptors verfügbar. Bisher dargestellte PET-Liganden zeichneten sich durch nicht zufriedenstellende Affinitäten und Selektivitäten aus und führten meist auf Grund der hohen Lipophilie zu einem hohen Maß an unspezifischer Bindung. rnDie Strychnin-insensitive Glycinbindungsstelle des NMDA-Rezeptors stellt ein vielversprechendes Target dar, spezifische Liganden für diese Bindungsstelle zu synthetisieren. Hier zeichnen sich einige Verbindungsklassen durch exzellente Affinitäten und Selektivitäten sowie durch vielversprechende in vivo-Eigenschaften aus. rnAuf Grundlage dieser biologischen Daten wurden zwei Substanzen der 2-Indolcarbonsäure, nämlich die 4,6-Dichlor-3-(2-oxo-3-phenylimidazolidin-1-ylmethyl)-1H-indol-2-carbonsäure (MDJ-114) und die (E)-4,6-Dichlor-3-(2-phenylcarbamoylvinyl)-1H-indol-2-carbonsäure (GV150526), als Leitstruktur gewählt. Ferner wurde das 7-Chlor-4-hydroxy-3-(3-phenoxyphenyl)-1H-chinolin-2-on (L-701,324) aus der Substanzklasse der 4-Hydroxy-1H-chinolin-2-one als dritte Leitstruktur gewählt.rnFür diese Substanzen wurden 19F-markierte Analogverbindungen synthetisiert, um als inaktive Referenzverbindungen auf ihre Eignung überprüft zu werden. Hierzu wurde eine Fluorethoxygruppierung im terminalen Phenylring der entsprechenden Leitstruktur eingeführt. Durch Variation der Fluorethoxysubstitution in ortho-, meta- und para-Stellung, konnten die besten Affinitäten in einem kompetitiven Rezeptorbindungsassay durch Verdrängung von [3H]MDL-105,519 bestimmt werden. Als Maß für die Lipophilie wurden die entsprechenden log D-Werte über die HPLC-Methode bestimmt. Basierend auf den Ergebnissen der Evaluierung wurden zwei Derivate identifiziert, welche zur 18F-Markierung genutzt werden sollten (GV150526-Derivat 34: log D = 0,23 ± 0,03, IC50 = 0,20 ± 0,25 µM, Ki = 0,13 ± 0,16 µM; L701,324-Derivat 55: log D = - 0,25 ± 0,01, IC50 = 78 ± 37 µM, Ki = 51 ± 24 µM). Die 18F-Markierung erfolgte durch die Reaktion des entsprechenden Markierungsvorläufers mit dem Markierungssynthon 2-[18F]Fluorethyltosylat, welches durch die Umsetzung von Ethylenditosylat mit [18F]Fluorid hergestellt wurde. Die Radiosynthesen der beiden 18F-markierten Verbindungen [18F]34 (4,6-Dichlor-3-{2-[4-(2-[18F]fluorethoxy)-phenylcarbamoyl]-vinyl}-1H-indol-2-carbonsäure) und [18F]55 (7-Chlor-3-{3-[4-(2-[18F]fluorethoxy)-phenoxy]-phenyl}-4-hydroxy-1H-chinolin-2-on) wurden optimiert sowie semipräparative Abtrennverfahren entwickelt. Beide Tracer wurden auf ihre in vivo-Eignung im µPET-Experiment untersucht. Die Zeitaktivitätskurven lassen erkennen, dass beide Tracer entgegen der Erwartung nicht die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Für das GV150526-Derivat ([18F]34) wurden zusätzlich Autoradiographiestudien durchgeführt. Die erhaltenen Aufnahmen zeigten ein heterogenes Verteilungsmuster der Aktivitätsanreicherung. Ebenso wurde ein hohes Maß an unspezifischer Bindung beobachtet. Möglicherweise sind Cross-Affinitäten zu anderen Rezeptorsystemen oder der recht hohe lipophile Rest des Moleküls hierfür verantwortlich. Ein Grund für die unzureichende Hirngängigkeit der Radioliganden kann sich in der Carboxylatfunktion des GV150526-Derivats bzw. in der 4-Hydroxy-1H-chinolin-2-on-Einheit des L-701,324-Derivats wiederspiegeln. rnAuf Grundlage dieser Resultate können Versuche unternommen werden, für die Verbindungsklasse der 2-Indolcarbonsäuren entsprechende Ester als Prodrugs mit einer verbesserten Bioverfügbarkeit darzustellen. Ebenso können neue Strukturen als Grundlage für neue PET-Tracer untersucht werden.rnrn

Biologisch aktive Sekundärmetabolite aus Pflanzen und Pilzen : Phenanthro-Alkaloide ; phytotoxische Dioxolanone

Als Phenanthro-Alkaloide wird eine kleine Gruppe von pentacyclischen, auf dem Phenanthren-Strukturmotiv basierenden Indolizidinen sowie Chinolizidinen bezeichnet. Von Letztgenannten sind bisher fünf, von den homologen Phenanthroindolizidinen mehr als sechzig natürliche Vertreter gefunden worden. Das wohl bekannteste Alkaloid in dieser Gruppe ist das Indolizidin-Alkaloid Tylophorin, das beispielsweise aus Tylophora indica (Apocynaceae, "Hundsgiftgewächse") gewonnen werden kann. Tylophorin und verwandte Derivate besitzen potente biologische und physiologische Wirkungen. So entfalten sie sowohl antiinflammatorische als auch antineoplastische Effekte (wirksam auch bei MDR-Tumorzelllinien, MDR = "multi drug resistant").rnrnDas Ziel der vorliegenden Arbeit war es, neue Methoden zur Herstellung von Phenanthro-Alkaloiden und deren Derivaten zu entwickeln. Ausgehend von (S)-Prolin konnten sowohl (S)-(+)-Tylophorin (>99% ee) als auch ein bisher noch nicht beschriebenes Derivat, das sich durch eine deutlich geringere Lichtempfindlichkeit im Vergleich zu Tylophorin aus¬zeichnet, in 33%-iger Gesamtausbeute über neun lineare Stufen, hergestellt werden. Die Synthese von (R)-(-)-Tylophorin gelang in analoger Weise aus (R)-Prolin in 21%-iger Ausbeute (93% ee). Der Einsatz von Schutzgruppen war nicht notwendig.rnDer Schlüsselschritt ist in beiden Fällen eine Cyclisierung an eine C=N-Doppelbindung über freie Radikale, die bei der Synthese des neuen Derivats hochstereoselektiv zur Bildung des (13aS,14S) Diastereomers führt. Die Synthese von 7-Methoxycryptopleurin gelang durch eine ähnliche Synthesestrategie. rnrnZur Herstellung von Cryptopleurin ist zunächst ein neuer Syntheseweg für 9-(Hydroxymethyl)-2,3,6-trimethoxyphenanthren entwickelt worden. Dieser führt über den Aufbau eines Biphenylsystems durch palladiumkatalysierte Kreuzkupplung, eine anschließende COREY-FUCHS-Transformation und als Schlüsselschritt über eine Gold-NHC-Komplex katalysierte 6-endo-dig-Cyclisierung zum entsprechenden Phenanthren. Diese Ringschlussreaktion verläuft in gewünschter Weise regioselektiv unter Bildung des 2,3,6-trimethoxysubstituierten Phenanthrens. Die Bil¬dung des regioisomeren 2,3,8-Trimethoxyphenanthrens wird nicht beobachtet. Der Alkohol wird dann in fünf linearen Stufen (34%) in das Xanthogenat überführt, aus dem sich durch eine zweistufige Reaktionssequenz, bestehend aus einer Radikal¬cyclisierung nach ZARD und einer Reduktion mit LiAlH4 das extrem lichtempfindliche und hochtoxische Alkaloid (R)-(-)-Cryptopleurin gewinnen ließ (50%).rnNachdem beide Enantiomere und das Racemat von Tylophorin synthetisiert worden waren und zum Vergleich bereit standen, wurde Tylophorin aus Tylophora indica extrahiert. rnDie Motivation rührte unter anderem daher, dass in der bisherigen Literatur Unstimmigkeiten über das in der Natur vorkommende Enantiomer des Tylophorins herrschten. Vor Beginn dieser Arbeit ging man davon aus, dass in T. indica nur (R)-(-)-Tylophorin vorkommt und für die Diskrepanzen zwischen den berichteten Drehwerten von, aus Pflanzenmaterial isolierten und des synthetisierten Naturstoffs, dessen Zersetzung vor oder während der Messung verantwortlich ist. Dieser Effekt kann zwar auch beobachtet werden, jedoch trägt er nur in geringem Maße zur Erniederigung des Drehwertes bei. Schließlich sind Proben von synthetisiertem Tylophorin in gleichem Maße von der schnell eintretenden Oxidation des Alkaloids betroffen. Aus dem Rohextrakt ist Tylophorin durch RP-HPLC isoliert worden. Anschließend wurde die Probe mittels chiraler HPLC/MS analysiert. Durch den Vergleich mit den bereit stehenden synthetischen Proben von (R)- und (S)-Tylophorin konnte in dieser Arbeit erstmals experimentell belegt werden, dass es sich bei (−)-Tylophorin aus T. indica um ein scalemisches Gemisch im Verhältnis von 56:44 (R:S) handelt.rnrnDas Ziel dieses Teilprojektes war die Entwicklung einer Synthese für den bisher noch nicht synthetisch hergestellten phytotoxischen Sekundärmetabolit (+)-Phenguignardiasäure. Isoliert wurde diese Verbindung aus Guignardia bidwellii, dem Erreger der Schwarzfäule der Weinrebe. Die absolute Konfiguration des quartären Stereozentrums war zu Beginn dieser Arbeit nicht bekannt. Ausgehend von (R)-Phenylmilchsäure und 3-Phenylprop-2-in-1-ol gelang die Synthese beider Enantiomere des Dioxolanons in acht linearen Stufen. Sie liefert den experimentellen Beweis (ECD, Polarimetrie) für die (S)-Konfiguration von natürlicher (+)-Phenguignardiasäure.rnrn