Unusual C,O-fused glycosylapigenins from serjania marginata leaves

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo químico e biológico dos fungos endofíticos Microascus sp. e Nodulisporium sp. associados à alga vermelha Asparagopsis Taxiformis

Pós-graduação em Química - IQ

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.

Novel sesquiterpene lactones from Eremanthus seidelii

Two novel sesquiterpene lactones were isolated from crude extract of the Eremanthus seidelii leaves. Reliable structural elucidations to these lactones were established by 1D and 2D NMR spectroscopic techniques and high-resolution electrospray mass spectrometry data. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Further Withaphysalin Derivatives from Acnistus arborescens

Two new epimeric chlorinated withaphysalins, rel-(4 beta,5 beta,6 alpha,18S,22R)- and rel-(4 beta,5 beta,6 alpha,18R,22R)-6-chloro-18,20-epoxy-18-ethoxy-4,5-dihydroxy-1- oxowitha-2,24-diene-26,22-lactone (1 and 2 resp.), together with the new rel-(4 beta,5 beta,6a,18R,22R)-6-chloro-18,20-epoxy-4,5-dihydroxy-18-methoxy-1-oxowitha-2,24-diene-26,22-lactone (3) and rel-(3 beta,4 beta,5 beta,6 beta,18R,22R)-5,6:18,20-diepoxy-3,18-diethoxy-4-hydroxy-1-oxowith-24-ene-26,22-lactone (4) were isolated from the leaves of Acnistus arborescens and named withaphysalins TW, respectively. The final structures and the complete 1H- and 13C-NMR assignments of the three chlorowithaphysalins 13 were performed by means of HR-ESI-MS and 1D- and 2D-NMR experiments, including COSY, HSQC, and HMBC, beside comparison with spectral data of analogous compounds from the literature. The structure of 4 was also confirmed by means of a single-crystal X-ray diffraction analysis.

Secondary metabolites from Spirotropis longifolia (DC) Baill and their antifungal activity against human pathogenic fungi

A phytochemical study of the ethyl acetate extract of the roots and adventitious roots of Spirotropis longifolia, a monodominant tree species of the Guianan rainforest, has allowed the isolation of three compounds: 2- hydroxy-8,9-methylenedioxy-2',2'-dimethylpyrano-[5',6':4,3]-6a-prenyl-[6aS,11aS]-pterocarpan (spirotropin A), 2-hydroxy-8,9-methylenedioxy-2',2'-dimethy1-3',4'-dihydropyrano-[5',6':4,3]-6a-prenyl-(6aS,11aS]-pterocarpan (spirotropin B), and 5,7-dihydroxy-6.8-dipreny1-2 ''''.2 ''''-dimethylpyrano[5 '''',6 '''': 3',4]-isoflavone (spirotropone). In addition, 10 known compounds, trans-oxyresveratrol, trans-resveratrol, piceatannol, daidzein, genistein, isoprunetin, lupeol, latifolol, gnetin D and gnetin E, were also isolated. These compounds were evaluated for their antifungal activity and their cytotoxicity, and their structures were established by 1D and 2D NMR, HRMS, CD and optical rotation measurements. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sintesi e coordinazione di leganti Ciclopentadienilici O-Multifunzionalizzati

The introduction of hydroxyl groups into ligands is able to transfer high hydrophilic features to the related metal systems. The atom-economy synthetic procedure adopted which consists in the one-step Cyclopentene-oxide ring opening, quantitatitatively affords stereoselective formation of the multi-hydroxyl rac-1,2,4- C5H2[CH(CH2)3CHOH]3 Cpººº ligand1. Rh complexation of Cpººº gives rise to a novel class of water-soluble complexes (L,L)RhCpººº (LL=NBD 1, COD 2, CH2CH2 3, CO 4) (Scheme 1) characterized by their spectroscopic features (ESI-MS, IR, 2D NMR, n.O.e.). The X-ray diffraction studies of 1a reveal the occurrence of one couple of enantiomeric pairs in the crystal structure, whilst the crystal packing shows an interesting self-organization in chains of dimeric units of 1a, promoted by strong intermolecular hydroxyl H-bonding. This effect has been exploited by performing VT NMR experiments in different solvents (CDCl3, Py, DMSO). Unpredictably, in the absence of chiral tag, 1 exhibits solvent-dependent chiroptical properties (CD, αD^ 25), which are correlated to UV transitions and DFT calculations. The intra/inter molecular H-binding is crucial in driving the equilibrium between the observed atropisomers 1a and 1b, by varying the planar chirality on the two π-complexes.

Synthese und Charakterisierung neuer funktionalisierter Mono- und Bis-tetrahydropyrrolo[3,4-b]carbazole als potentielle DNA-Liganden

Synthese und Charakterisierung neuer funktionalisierter Mono- und Bis-tetrahydro-pyrrolo[3,4-b]carbazole als potentielle DNA-Liganden In der Carbazol-Chemie sollen neue anellierte Verbindungen mit potentieller DNA-Affinität und damit verbundener Antitumoraktivität entwickelt werden. Auf molekularer Ebene sind DNA-Interkalation oder DNA-Rinnenbindung zu erwarten. Darauf aufbauend wurden in Anlehnung an literaturbekannte Cytostatika Mono- und Bis-tetrahydropyrrolo[3,4-b]carbazole synthetisiert, die zur Entwicklung neuer Leitstrukturen bzw. -substanzen beitragen können.In der vorliegenden Arbeit wurde als synthetische Schlüsselreaktion die in unserem Arbeitkreis etablierte Indol-2,3-chinodimethan-Diels-Alder-Reaktion mit geeigneten cyclischen Mono- und Bismaleinimiden als Dienophilen weiterführend genutzt. Auf Grund des Aufbaus von künftigen Struktur-Wirkungsbeziehungen wurden variable Linker zwischen die beiden zu verbindenden Pyrrolotetrahydrocarbazole eingeführt. Diese waren aliphatischer und diamidischer Natur. Diamidische Strukturelemente wurden im Hinblick auf die Entwicklung neuer Peptidomimetika eingeführt. Deren Synthese gelang zum einen über die gemischte Säureanhydrid-Methode und zum anderen über die Azolid-Methode. Die Struktursicherung der als Cycloaddukte erhaltenen Tetrahydrocarbazole erfolgte mittels Standardverfahren (1D-, 2D-NMR-, IR-Spektroskopie und Massenspektrometrie).Enantiomere bzw. Diastereomere chiraler Wirkstoffe unterscheiden sich stark in ihren pharmakologischen Eigenschaften, deshalb müssen Verfahren entwickelt werden, um diese Substanzen gegebenenfalls auch in enantiomerenreiner Form darstellen zu können. Die Racemate der Monotetrahydrocarbazole und die Racemate sowie die dazu diastereomeren meso-Formen der Bistetrahydrocarbazole, die bei der Reaktion entstehen, konnten erstmals mittels chiraler HPLC analytisch getrennt werden.In einer der Synthese ergänzten theoretischen Studie wurde Computer-Molecular-Modelling zur Problematik der Diels-Alder-Reaktion durchgeführt, außerdem wurden kraftfeld-mechanische Berechnungen zur Konformationsanalyse der 'einfachen' Monotetrahydro-carbazole herangezogen und darauf aufbauend schließlich einfache DNA-Docking-Experimente zur ersten Abschätzung des DNA-Binde-Verhaltens der synthetisierten Verbindungen vorgenommen.

Die Vielseitigkeit von Carbazol in pi-konjugierten Materialien: Makrozyklen, Doppelstrang-Strukturen und Donor-Akzeptor-Copolymere

In dieser Arbeit wurden die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Carbazol-reichen Verbindungen in unterschiedlichen Architekturen von pi-konjugierten Materialien untersucht. Die Darstellung der Makrozyklen in Kapitel 1 erfolgte über eine templatunterstützte Synthese, da die ausschließlich über ihre para-Position verknüpften Einheiten einen Zugang über ihre Geometrie nicht erlaubten. Cyclododeca-2,7-fluoren wurde als zyklische Modellverbindung für die zahlreichen bekannten linearen Oligo- und Polyfluorene dargestellt, um den Einfluss der Ringstruktur auf die optischen Eigenschaften dieser blau emittierenden Verbindungen zu untersuchen. Motiviert von den geringen Ausbeuten bei der Zyklisierung des Rings unter Yamamoto-Bedingungen wurde nach einer alternativen Kupplungsreaktion gesucht, die den Zugang zu größeren Substanzmengen erlaubt. Die Einführung von terminalen Ethinylgruppen an die zu verknüpfenden Bausteine erlaubte über die Glaser-Eglinton-Reaktion nicht nur eine Verbesserung der Reaktionsausbeute um den Faktor 10, sondern gleichzeitig auch die Erweiterung des Durchmessers auf rund 5 nm. Demonstriert wurde dies anhand der Darstellung von Cyclo[tetrakis(2,7-diethinyltriscarbazol)] und Cyclo[tetrakis(2,7-diethinyltrisfluoren)].rnDer zweite Abschnitt der Dissertation befasste sich mit ausgedehnten zweidimensionalen Strukturen, zu denen auch mehrsträngige Polymere zählen. Für die Darstellung eines Doppelstrang-Polymers mit hoher Periodizität in den beiden in regelmäßigen Abständen verknüpften Strängen wurde ein neues Konzept entwickelt, dass den Zugang zu solchen Verbindungen erlauben sollte. Dieses basierte auf einem vierfach funktionalisierten Carbazol-Makromonomer. Die Polymerisationen wurden in zwei Schritten über Glaser-Eglinton-Reaktionen durchgeführt. Um unkontrollierte Kupplungen zu vermeiden, wurden zwei der vier reaktiven Positionen am Monomer zunächst über Schutzgruppen maskiert und nach der ersten Polymerisation wieder aktiviert. Neben diesem Ansatz über oxidative Ethinylkupplungen wurde auch eine Organometall-Variante mit einem Platin-Komplex im Polymerrückgrat vorgestellt. rnIm dritten Kapitel wurde die Darstellung von Donor-Akzeptor-Polymeren mit niedriger Bandlücke für den Einsatz in organischen Solarzellen besprochen. Im Gegensatz zu den bisherigen Ansätzen in der Literatur wurden hier ganz gezielt Donor- und Akzeptor-Einheiten mit einer Länge von mindestens 1,5 nm synthetisiert und kombiniert, um zu untersuchen, welche Auswirkungen der Einsatz solcher Makromonomere auf die Eigenschaften der Materialien hat. Dabei bestand der Akzeptor-Baustein in drei Polymeren aus Bis[2,7-di-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9,9,18,18-tetraoctylindeno[1,2-b]-yl]-indeno[1,2-b]fluoren-12,15-dion, während die Donor-Stärke durch den Übergang von einem reinen leiterverbrückten Carbazol-Monomer über eine gemischte Carbazol-Thiophen-Einheit hin zu einem reinen Thiophen-Precursor variiert wurde. Dabei zeigte das Polymer mit Thiophen als Donor den höchsten Zellwirkungsgrad von 0,41 %.rn

Amidverknüpfte Ferrocene - schaltbare molekulare Drähte und Sensoren

In dieser Arbeit werden Synthesen und Eigenschaften von Verbindungen mit einer oder mehreren Ferrocen- bzw. Biferroceneinheiten beschrieben, die über Amid-, Anhydrid- oder Harnstoff-Funktionen verknüpft oder mittels Amidfunktion an α-Aminosäurederivate gebunden sind. Als Zentralbausteine dienen die künstlichen Aminosäuren 1’-Aminoferrocen-1-carbonsäure (Fca) bzw. 1’-Aminobiferrocen-1-carbonsäure (Bfca). Die Ferroceneinheit agiert als redoxschaltbares Gelenk, die Amidfunktion ermöglicht die Ausbildung von Sekundärstrukturen und die Bindung von Anionen. Das redoxschaltbare „Multiwellenlängen“-Sensorpaar [Dansyl-Ala-Fca-Ala-CH2-Naphthyl]0/+ ist in der Lage, insgesamt sieben Anionen aufgrund von sechs einfach zu erhaltenden optischen Messwerten eindeutig zu diskriminieren. Die Vorzugskonformation des neutralen Rezeptors mit intramolekularen Wasserstoffbrücken wird mittels X-Ray, NMR- und DFT-Methoden im Festkörper, in Lösung und in der Gasphase bestimmt. Die oligomeren Fca-Verbindungen SG-Fcan-HN-Fc (SG = Boc, Fmoc; n = 1, 2) und SG-Fca2-OMe (SG = Boc, Fmoc) werden mittels Peptidkupplung in Lösung hergestellt, Fmoc-Fca3-Gly-OMe, Fmoc-Fcan-OMe (n = 3-5) und Fmoc-Fca4-NH2 dagegen durch ein neu entwickeltes Festphasensynthese-Protokoll. Die amidverknüpften Verbindungen bilden eine „Zick-Zack“-Struktur mit 1,2’-Konformation der Fca-Einheiten und achtgliedrigen intramolekularen Wasserstoffbrücken-Ringen, wie durch X-Ray, 2D-NMR-, DFT-Methoden und Dipolmoment-Bestimmung gezeigt wird. Elektrochemische Experimente belegen eine elektronische Wechselwirkung der Eisenzentren. Die gemischt-valenten Verbindungen zeichnen sich durch IVCT-Banden im nahen Infrarot aus. Die elektronische Kopplungskonstante beträgt Hab ≈ 145-215 cm–1 für einen einzelnen FeII/FeIII-Übergang und belegt die Zugehörigkeit der Verbindungen zur Robin-Day-Klasse II. Im Festkörper sind die Valenzen gemäß Mößbauerspektren lokalisiert. Die vollständig oxidierten Verbindungen liegen nach DFT-Rechnungen nicht mehr in einer „Zick-Zack“-Struktur, sondern in einer gestreckten Konformation vor. Als Nebenprodukte bei der Amidkupplung werden die Anhydride SG-(Fca)2O (SG = Ac, Boc, Fmoc) isoliert. Diese zählen aufgrund des Fehlens einer IVCT-Bande zur Klasse I-II. Die ferrocenyloge Bfca wird in Form der N- und C-geschützten Bfca auf zwei Wegen synthetisiert. Schlüsselschritte stellen die Cu(II)-vermittelte Homokupplung bzw. die Pd-katalysierte Stille-Kupplung dar. Bfca und die amid- und harnstoffverknüpften Bis-Bfca-Verbindungen besitzen keine nachweisbare Vorzugskonformation in Lösung. Die gemischt-valenten Bfca-Kationen zeigen eine IVCT-Bande (Hab ≈ 300-600 cm–1) und gehören eher zur Klasse II-III. Die gemischt-valenten Verbindungen des als Nebenprodukt isolierten Tetraferrocenylstannans Sn[Fn(COOMe)4] (Fn = 1,1’-Ferrocenylen) mit einatomiger σ-Brücke zwischen den Ferroceneinheiten, zeigen IVCT-Banden im NIR-Spektrum und gehören somit zur Klasse II. Die elektronischen Kopplungen in Sn[Fn(COOMe)4]+/2+ betragen Hab ≈ 145 und 220 cm–1.

A pterocarpan from the seeds of Bituminaria morisiana

A new prenylated pterocarpan, named morisianine, was isolated together with the known secondary metabolites erybraedin C, psoralen and angelicin from the seeds of Bituminaria morisiana. The structures of the compounds were elucidated mainly by 1D and 2D NMR experiments as well as mass spectrometry. The new compound was subjected to cytotoxicity screening against a panel of human cancer cells.

Cytotoxic diacetylenic spiroketal enol ethers from Plagius flosculosus

Three new diacetylenic spiroketal enol ethers named flosculins A (1), B (2), and C (3), along with five known compounds (4-8) of the same structural class, were isolated from the leaves of Plagius flosculosus. The structures were deduced by extensive 1D and 2D NMR spectroscopy and mass spectrometry. All isolated compounds exhibited significant cytotoxic activity against leukemia cells (Jurkat T and HL-60). Compounds 5-8 induced apoptosis in HL-60 cells with corresponding IC(50) values ranging from 4 to 6 microM.

New cytotoxic saturated and unsaturated cyclohexanones from Anthemis maritima

Two new cyclohexenones (antheminones A and B) and a new cyclohexanone, (antheminone C) along with five known compounds were isolated from the leaves of Anthemis maritima L. The structures were mainly deduced from extensive 1D and 2D NMR spectroscopy and mass spectrometry. The new compounds were tested in vitro for their cytotoxic activity against adherent and non-adherent cancer cell lines. Antheminones A and C exhibited significant antiproliferative activity against leukemia cells with IC(50) values ranging from 3.2 to 14 microM.

Two new flavonol glycosides and a metabolite profile of Bryophyllum pinnatum, a phytotherapeutic used in obstetrics and gynaecology

Bryophyllum pinnatum is a succulent perennial plant native to Madagascar which is used in anthroposophical medicine to treat psychiatric disorders and as a tocolytic agent to prevent premature labour. We performed a metabolite profiling study in order to obtain a comprehensive picture of the constituents in B. pinnatum leaves and to identify chromatographic markers for quality control and safety assessment of medicinal preparations. Preliminary HPLC-PDA-ESIMS analyses revealed that flavonoid glycosides were the main UV-absorbing constituents in the MeOH extract of B. pinnatum. Two phenolic glucosides, syringic acid β-D-glucopyranosyl ester (1) and 4'-O-β-D-glucopyranosyl-cis-p-coumaric acid (2), as well as nine flavonoids (3-11) including kaempferol, quercetin, myricetin, acacetin, and diosmetin glycosides were unambiguously identified by 1H and 2D NMR analysis after isolation from a MeOH extract. The flavonol glycosides quercetin 3-O-α-L-arabinopyranosyl-(1 → 2)-α-L-rhamnopyranoside 7-O-β-D-glucopyranoside (3) and myricetin 3-O-α-L-arabinopyranosyl-(1 → 2)-α-L-rhamnopyranoside (4) were new natural products. With the aid of HPLC-PDA-APCIMS and authentic references isolated from the related species B. daigremontianum, the presence of four bufadienolides, bersaldegenin-1-acetate (12), bryophyllin A (13), bersaldegenin-3-acetate (14), and bersaldegenin-1,3,5-orthoacetate (15) was detected in B. pinnatum.

Synthesis and cellular characterization of novel isoxazolo- and thiazolohydrazinylidene-chroman-2,4-diones on cancer and non-cancer cell growth and death

Coumarins are extensively studied anticoagulants that exert additional effects such as anticancerogenic and even anti-inflammatory. In order to find new drugs with anticancer activities, we report here the synthesis and the structural analysis of new coumarin derivatives which combine the coumarin core and five member heterocycles in hydrazinylidene-chroman-2,4-diones. The derivatives were prepared by derivatization of the appropriate heterocyclic amines which were used as electrophiles to attack the coumarin ring. The structures were characterized by spectroscopic techniques including IR, NMR, 2D-NMR and MS. These derivatives were further characterized especially in terms of a potential cytotoxic and apoptogenic effect in several cancer cell lines including the breast and prostate cancer cell lines MCF-7, MDA-MB-231, PC-3, LNCaP, and the monocytic leukemia cell line U937. Cell viability was determined after 48 h and 72 h of treatment with the novel compounds by MTT assay and the 50% inhibitory concentrations (EC50 values) were determined. Out of the 8 novel compounds screened for reduced cell viability, 4c, 4d and 4e were found to be the most promising and effective ones having EC50 values that were several fold reduced when compared to the reference substance 4-hydroxycoumarin. However, the effects were cancer cell line dependent. The breast cancer MDA-MB-231 cells, the prostate cancer LNCaP cells, and U937 cells were most sensitive, MCF-7 cells were less sensitive, and PC-3 cells were more resistant. Reduced cell viability was accompanied by increased apoptosis as shown by PARP-1 cleavage and reduced activity of the survival protein kinase Akt. In summary, this study has identified three novel coumarin derivatives that in comparison to 4-hydroxycoumarin have a higher efficiency to reduce cancer cell viability and trigger apoptosis and therefore may represent interesting novel drug candidates