Synthesis and anticancer activity of N3-substituted-6,8-diaminopurines

[Excerpt] Cancer is the second most common cause of death in developed countries appearing just after cardiovascular diseases. The treatment of cancer remains a major medical challenge and the development of new anticancer drugs is an emerging topic for the scientific community. During the past three decades several chemical classes of anticancer drugs have been identified. In particular, 2,6-diamino purines proved to be important candidates as new anti-cancer agents.

A new and efficient synthesis of N3-cycloalkylamino-6,8-diaminopurines

[Excerpt] The purine core is a privileged scaffold in medicinal chemistry and the biological relevance of purine derivatives makes them attractive targets in the preparation of combinatorial libraries.1,2 In particular, there is a great interest in the synthesis of 8-substituted purines due to their important potential as antiviral and anticancer agents.3 Reports on 8-aminopurines are limited and general methods to obtain these purine derivatives are still needed.4 Cyclic amines and hydrazines are key structural motifs in various bioactive agents.5 Here we report a novel, efficient and inexpensive method for the synthesis of 6,8-diaminopurines 4 incorporating cycloalkylamino substituents at N3position of the purine ring. (...)

A novel and efficient approach to new N3-substituted-6,8-diaminopurines

[Excerpt] Purine nucleobases are fundamental biochemicals in living organisms. They have been a valuable inspiration for drug design once they play several key roles in the cell.1 To the best of our knowledge, reported routes to 8-aminopurines are still scarce due to the difficulty in introducing amino groups in this position of the purine ring. Here we report a novel, inexpensive and facile synthetic method to generate N3,N6-disubstituted-6,8-diaminopurines. In our research group, a number of substituted purines have been obtained from a common imidazole precursor, the 5-amino-4-cyanoformimidoyl imidazole 1. Recently, a comprehensive study on the reactivity of imidazoles 1 with nucleophiles under acidic conditions led us to develop experimental methods to incorporate primary amines into the cyanoformimidoyl group.2 (...)

A new and efficient synthesis of benzoimidazopurine derivatives

[Excerpt] Purine nucleobases are essential biomolecules in living organisms. Playing several key roles in the cell, they have been a significant inspiration for drug design.1 Benzimidazole nucleus is an important pharmacophore in the development of molecules with pharmaceutical or biological interest. Benzimidazoles have been reported to display significant pharmacological activities such as antiulcer, antifungal, antiparkinson, anticancer and antibiotic.2 Fused structures incorporating these two scaffolds might be important for medicinal chemistry and, to the best of our knowledge, there are no reports of these systems in the literature. In particular, benzo[4,5]imidazo[2,1]purines seem to be novel and must be important target molecules in the heterocyclic synthesis. (...)

The synthesis of new 6-hydrazinopurines as potential anticancer agents

[Excerpt] Purines, such as adenine, are one of the most important naturally occurring nitrogen heterocycles and they are frequently used as bioactive agents.[1,2] The increasing number of synthetic purines reveals the great potential of these compounds as enzyme inhibitors. Protein Kinases have an important regulatory role in cell proliferation, differentiation and signalling processes. Abnormal signal transduction is responsible for devastating diseases such as cancer. All of the protein kinases identified have in common the cofactor ATP indicating that the adenine nucleus is a very important scaffold for discovery of new anti-cancer agents.[3,4] Previous work identified a modest anticancer activity in a family of 6-arylaminopurines. In the view of these results, it seemed reasonable to assume that some interesting anticancer agents might result by replacement of the phenyl group by a secondary amino group linked to the N-6 atom of the adenine moiety. (...)

The synthesis of novel 5-aminoimidazoles derivatives with anticancer activity

[Excerpt] The imidazole nucleus is present in a significant number of biomolecules and the inclusion of this moiety in organic scaffolds is considered an important synthetic strategy in drug discovery.[1] 5-Aminoimidazoles are interesting building blocks in medicinal chemistry since they are key components in many bioactive molecules and their derivatives showed a wide pharmacological potential as anticancer drugs.[1] The hydrazones constitute an important class of biological active drug molecules due to their wide range of pharmacological properties that include antitumoral activities.[2] Amidrazone derivatives could be considered very promising in the perspective of new drug discovery, because they are very effective as building blocks to obtain various heterocycles.[2,3] The α-hydrazononitriles are a special case of compounds belonging to the family of hydrazones that is less common in the literature, but has a great interest due to their pharmacological applications.[4] (...)

Estudio de procesos de transferencia electrónica en sistemas orgánicos

Las reacciones de transferencia de electrones (TE), son importantes en numerosas áreas de la química orgánica. El objetivo de este proyecto es el estudio de los procesos de TE inter e intramolecular a través de la química de los radicales aniones. Estos intermedios pueden formarse por reacción de un nucleófilo con una radical (ec.1) o por TE intermolecular desde un donor a una molécula neutra (ec.2). La TE intramolecular será factible en aquellos casos en los que exista en el radical anión más de un centro aceptor, pudiendo estar ambos centros separados por un espaciador o puente (P) de carácter electrónico rho y pi y de longitud variable. Nuestro interés es estudiar la naturaleza electrónica de los radicales aniones; su presencia como mínimos de la superficie potencial (intermediarios); su isomería orbital; los factores de los que depende su formación de acuerdo a las ecuaciones 1 y 2; los factores de los que depende la TE intramolecular tales como distancia entre ambos centros aceptores, solapamiento entre los mismos, naturaleza electrónica del espaciador o puente y diferencia entre afinidad electrónica y potencial de ionización de ambos aceptores; los mecanismos de la TE intra (a través de los enlaces o del espacio) y los factores de los que depende la reacción de fragmentación de estos intermediarios. Estos temas se estudiarán teóricamente completándose su estudio con los diseños experimentales correspondientes.

Transformaciones catalíticas de Terpenos (Cineol, Limoneno) en productos de mayor valor agregado

Hoy en día son muchos los procesos industriales utilizan tamices moleculares, y el desarrollo de nuevos procesos está indisolublemente relacionado con la obtención de estos materiales. Así tenemos la síntesis de nuevas estructuras de zeolitas y materiales zeolitoides, en desarrollo de las PILCs, etc. que han ido encontrando espacio en diferentes procesos tecnológicos debido a las ventajas que presentan los materiales utilizados tradicionalmente. (...) En nuestro país existen gran cantidad de recursos naturales, tanto de origen mineral como vegetal. Dentro de los de origen vegetal, abundantes en varias regiones del país, se encuentran los terpenos y entre ellos presentan especial interés el cineol, el limoneno y el pineno, los cuales pueden ser utilizados como materias primas para la obtención de productos de mayor valor agregado, esto es productos químicos finos e intermediarios, confluyendo la catálisis y la química orgánica para desarrollar procesos más eficientes que los convencionales. Por otra parte, entre los recursos naturales minerales existen reservas de zeolitas y bentonitas que pueden ser utilizados como cribas moleculares, tanto como catalizadores así como adsorbentes y sus propiedades pueden ser mejoradas por diferentes tratamientos. (...) Por último, se pretende la obtención de materiales microporosos mediante la síntesis, con el empleo de reactivos producidos en nuestro país. (...) En forma general el proyecto consta de los siguientes objetivos: 1. Obtención y caracterización de materiales microporosos (naturales y sintéticos) para ser utilizados como catalizadores en los procesos de: a) Oxidación de a-Pineno e isomerización a alcanforaldehido; b) Oxidación de Limoneno e isomerización a carbenona; c) Isomerización del Cineol. 2. Determinación y ajuste de las condiciones utilizadas en la síntesis de zeolita etanol-MFI. Caracterización por Si-MAS-RMN y Al-MAS-RMN, difracción de Rayos X y determinación de la población y características de los sitios ácidos por adsorción de piridina por FT-IR. Relación con su actividad catalítica en las reacciones mencionadas anteriormente y alquilación de fenol.

Desarrollo y empleo de biocatalizadores en la preparación de aditivos alimentarios

Hasta ahora la mayoría de aditivos empleados en alimentación se obtienen mediante extracción de material vegetal o a través de síntesis química clásica. Una de las alternativas a estas aproximaciones, que estos últimos años esta tomando fuerza, pasa por la aplicación de sistemas biológicos a la transformación de productos químicos obtenidos por vía sintética o mediante la transformación de otros productos naturales. El amplio uso de dichos sistemas en la química orgánica de síntesis ha demostrado ya su alto potencial, habiendo sido aplicado a la preparación de medicamentos, aromas, aditivos, polímeros y otras sustancias químicas. El proyecto desarrollado tenía como idea básica contribuir al establecimiento de las bases de futuras nuevas bio-industrias a partir del desarrollo de nuevas metodologías y biocatalizadores para la obtención de productos de alto valor añadido. Las substancias escogidas inicialmente, y las que se han ido estudiando durante el desarrollo del proyecto, son ampliamente empleadas en la preparación de aditivos alimentarios utilizados en bebidas, salsas, chicles entre otros productos. Otra característica de dichas sustancias es que ellas o sus derivados pueden presentarse en distintas formas estereoisoméricas, cada una con propiedades organolépticas características.

Fèlix Serratosa

Biografia del Doctor Fèlix Serratosa, químic, humanista i mestre de generacions d’universitaris. Els seus treballs de síntesi orgànica han estat reconeguts internacionalment.

Decoloración de tintes por lacasa

Informe de investigación realizado a partir de una estancia en el Instituto de Biotecnología Medioambiental de la Universidad Tecnológica de Graz, Austria, entre Julio y Agosto de 2006. Se ha estudiado la decoloración de varios tintes sintéticos de estructuras químicas diferentes (Rojo Congo, Azul de Naftol, Indigo Carmín, Lanaset Gris, Azul de Nilo) por la enzima lacasa inmovilizada. La inmovilización de la enzima lacasa se llevó a cabo sobre esferas de alúmina (Al2O3) de 3 mm de diámetro debido a la resistecia mecánica de este material. La lacasa y la proteína inmovilizada se determinaron como la diferencia entre las concentraciones iniciales y residuales (obtenidas en los lavados). El porcentaje de lacasa inmovilizada fue del 68% y la cantidad de proteína inmovilizada por gramo de soporte de 5,6 mg. La enzima lacasa inmovilizada fue capaz de decolorar tintes de diferente estructura sin la necesidad de añadir mediadores redox, lo cual la hace una enzima muy adecuada para su aplicación en la decoloración de efluentes procedentes de la industria textil. De todas formas, son necesarios más estudios para optimizar la técnica de inmovilización así como el proceso de decoloración. Es interesante destacar que aunque hay muchos estudios basados en la oxidación de tintes textiles por lacasa la mayoría utilizan la enzima libre y hay muy poca información disponible sobre la aplicación de lacasas inmovilizadas, por lo que el presente estudio constituye una aportación muy interesante y novedosa.

Combinatorial Synthesis and Biological Evaluation of Inhibitors of D-Ala-D-Ala-Ligase

Report for the scientific sojourn carried out at the Max Planck Institut of Molecular Phisiology, Germany, from 2006 to 2008.The work carried out during this postdoctoral stage was focused on two different projects. Firstly, identification of D-Ala D-Ala Inhibitors and the development of new synthethic approaches to obtain lipidated peptides and proteins and the use of these lipidated proteins in biological and biophysical studies. In the first project, new D-Ala D-Ala inhibitors were identified by using structural alignments of the ATP binding sites of the bacterial ligase DDl and protein and lipid kinases in complex with ATP analogs. We tested a series of commercially available kinase inhibitors and found LFM-A13 and Tyrphostine derivatives to inhibit DDl enzyme activity. Based on the initial screening results we synthesized a series of malononitrilamide and salicylamide derivatives and were able to confirm the validity of these scaffolds as inhibitors of DDl. From this investigation we gained a better understanding of the structural requirements and limitations necessary for the preparation of ATP competitive DDl inhibitors. The compounds in this study may serve as starting points for the development of bi-substrate inhibitors that incorporate both, an ATP competitive and a substrate competitive moiety. Bisubstrate inhibitors that block the ATP and D-Ala binding sites should exhibit enhanced selectivity and potency profiles by preferentially inhibiting DDl over kinases. In the second project, an optimized synthesis for tha alkylation of cysteins using the thiol ene reaction was establisehd. This new protocol allowed us to obtain large amounts of hexadecylated cysteine that was required for the synthesis of differently lipidated peptides. Afterwards the synthesis of various N-ras peptides bearing different lipid anchors was performed and the peptides were ligated to a truncated N-ras protein. The influence of this differently lipidated N-ras proteins on the partioning and association of N-Ras in model membrane subdomains was studied using Atomic Force Microscopy.

Síntesis estereodivergente de indolicidinas precursoras de peptidomiméticos

Se ha planteado la síntesis estereocontrolada de 1, con esqueleto de 1-aza-9-oxobiciclo[4.3.0]nonano dentro de un proyecto que persigue la síntesis de peptidomiméticos y alcaloides de indolicidina con actividad biológica. Inicialmente, se ha llevado a cabo una reacción de N-alquilación enantioselectiva para obtener el alcohol (+)-16 a partir de trabajos realizados en nuestro grupo. Por otro lado, se ha estudiado el efecto de diversos grupos protectores de 6 en la diastereoselectividad de la etapa de alilación siguiente. Finalmente, se ha realizado una reacción de cierre de anillo y la separación de los diastereoisómeros bicíclicos 33, intermedios en la síntesis de 1.

Estudis dirigits a la síntesi d'interruptors moleculars fluorescents basats en tautòmers de valència

Aquest treball de recerca està encaminat a la síntesi de lligands tipus catecol fluorescents, els quals, un cop units a un ió metàl·lic adient, podran presentar tautomerisme de valència, i així permetre la síntesi d’interruptors moleculars fluorescents basats en tautòmers de valència. La síntesi d’aquests lligands parteix del 4-metil-2-metoxifenol com a esquelet catecol que, mitjançant una sèrie de reaccions, ha conduït a l’intermedi 1, intermedi clau per a la preparació de diferents lligands tipus catecol. A partir d’aquest intermedi 1 s’han sintetitzat dos lligands tipus catecol diferents: el lligand model 2, que servirà per assajar reaccions de complexació, i un de fluorescent. Després d’explorar diferents rutes sintètiques encaminades a la preparació d’aquest segon tipus de lligand, s’ha obtingut el compost 20.

Síntesi i caracterització de complexos polipiridílics de ruteni com a catalitzadors de la reacció d'oxidació de l'aigua

Aquest treball constitueix un estudi sobre els complexos polipiridílics de ruteni i les seves aplicacions en catàlisis oxidativa. Concretament es centren en la reacció d’oxidació de l’aigua per produir oxigen molecular (tot i que també poden ser utilitzats de manera eficient sobre altres substrats). Recull, per tant, la síntesi i caracterització d’alguns lligands nitrogenats tridentats de caràcter facial i/o meridional, així com la seva complexació amb Ru.