Ortogonális védőcsoport-stratégia heparin és heparán-szulfát oligoszacharidok szintézisére

Hasonló dokumentumok
Ortogonális védőcsoport-stratégia heparin és heparán-szulfát oligoszacharidok szintézisére

Heparánáz inhibitorok szintézise

Májer Gábor (Témavezető: Dr. Borbás Anikó)

Ortogonális védőcsoport-stratégia heparin és heparán-szulfát oligoszacharidok szintézisére

A citoplazmában előforduló glikoprotein pentaszacharid szénhidrátrészének szintézise doktori (PhD) értekezés tézisei

Véralvadásgátló hatású pentaszacharidszulfonsav származék szintézise

Ortogonális védőcsoport-stratégia heparin és heparán-szulfát oligoszacharidok szintézisére

Oligoszacharid-fehérje konjugátumok elöállítása OTKA ny.sz.: 35128

ZÁRÓJELENTÉS. OAc. COOMe. N Br

II. Szintézis és biológiai vizsgálatok

Szabó Andrea. Ph.D. értekezés tézisei. Témavezető: Dr. Petneházy Imre Konzulens: Dr. Jászay M. Zsuzsa

VÉRALVADÁSGÁTLÓ HATÁSÚ PENTASZACHARIDOK

Funkcionalizált, biciklusos heterociklusok átalakításai sztereokontrollált gyűrűnyitó metatézissel

Név: Pontszám: 1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

Tienamicin-analóg 2-izoxacefémvázas vegyületek sztereoszelektív szintézise

Zárójelentés a Sonogashira reakció vizsgálata című 48657sz. OTKA Posztdoktori pályázathoz. Novák Zoltán, PhD.

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

A nagyhatékonyságú-folyadékkromatográfia alkalmazása szénhidrátkémiai és szénhidrát-biokémiai kutatásokban. doktori (PhD) értekezés tézisei

AMINOKARBONILEZÉS ALKALMAZÁSA ÚJ SZTERÁNVÁZAS VEGYÜLETEK SZINTÉZISÉBEN

Megemlékezés Lipták András nemzetközileg elismert szénhidrátkémikusról

C-Glikozil- és glikozilamino-heterociklusok szintézise

Monoterpénvázas 1,3-diaminok és 3-amino-1,2-diolok sztereoszelektív szintézise és alkalmazásai

Biológiailag aktív cukor szulfátészterek analógjainak, cukorszulfonátoknak és cukor-metilén-szulfonátoknak szintézise.

HORDOZÓS KATALIZÁTOROK VIZSGÁLATA SZERVES KÉMIAI REAKCIÓKBAN

Biszfoszfonát alapú gyógyszerhatóanyagok racionális szintézise

C-GLIKOZIL HETEROCIKLUSOK ELŐÁLLÍTÁSA GLIKOGÉN FOSZFORILÁZ GÁTLÁSÁRA. Kun Sándor. Témavezető: Dr. Somsák László

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Gyrtranszformációk és átrendezdések kéntartalmú ikerionos piridinszármazékok körében

A természetben előforduló, β-mannozidos kötést tartalmazó szénhidrátok szintézise. doktori (PhD) értekezés. Debreceni Egyetem Debrecen, 2001.

Név: Pontszám: / 3 pont. 1. feladat Adja meg a hiányzó vegyületek szerkezeti képletét!

GALAKTURONSAV SZEPARÁCIÓJA ELEKTRODIALÍZISSEL

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

A GAMMA-VALEROLAKTON ELŐÁLLÍTÁSA

C-GLIKOZIL-IMIN TÍPUSÚ VEGYÜLETEK ÉS C-GLIKOZIL-METILÉN-KARBÉNEK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS SAJÁTSÁGAIK VIZSGÁLATA

O S O. a konfiguráció nem változik O C CH 3 O

Szerves kémiai szintézismódszerek

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

(R)-N,N-diizopropil-3-(2-hidroxi-5-(hidroximetil)fenil)-3- fenilpropilamin rezolválása (R)-N-acetil fenilglicinnel

Általános megjegyzések

Szilárdsav-katalizátorok készítése és alkalmazása Friedel-Crafts típusú acilezési reakciókban

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szerves Kémia Tanszék. Aszpidoszpermánvázas és rokon indolalkaloidok, valamint analogonjaik szintézise

Szegedi Tudományegyetem Gyógyszertudományok Doktori Iskola Gyógyszerkémia, gyógyszerkutatás program Programvezető: Prof. Dr.

TERMÉSZETES EREDETŰ ÉS GLÜKÓZ ANALÓG GLIKOGÉN FOSZFORILÁZ INHIBITOROK SZINTÉZISE. Varga Gergely Tibor

Szerves kémiai szintézismódszerek

Tetrahidro-β-karbolin és tetrahidroizokinolin vázas származékok kinetikus és dinamikus kinetikus rezolválása

Arabinogalaktán-típusú oligoszacharid-sorozat szintézise

PhD értekezés tézisei. Funkcionalizált β-aminosavak szintézisei gyűrűnyitó/keresztmetatézis reakcióval. Kardos Márton

Szakmai Zárójelentés

Új izokinolin-származékok szintézise. Tézisfüzet. Szerző: Balog József András Témavezető: Dr. Hajós György. MTA-TTK Szerves Kémiai Intézet

Vezető kutató: Farkas Viktor OTKA azonosító: típus: PD

Glikogén-foszforiláz inhibítorok előállítása

PANNON EGYETEM. Rézkatalizált azid-alkin cikloaddíció: szintézis és katalizátorfejlesztés. A PhD értekezés tézisei

Gyógyhatású szénhidrátok a véralvadásgátlástól a géncsendesítésig

Biológiailag aktív oligoszacharidok és analogonjaik szintézise

Hidroxi-szubsztituált aliciklusos β-aminosav származékok szintézise és sztereokémiája. Benedek Gabriella

A cukrok szerkezetkémiája

Az antitrombotikus hatású idraparinux pentaszacharid új szintézise és szulfonsav tartalmú analogonjainak előállítása

Anomer α-aminosav tartalmú oligopeptidek előállítása

1. feladat. Versenyző rajtszáma: Mely vegyületek aromásak az alábbiak közül?

Heparánáz inhibitorok szintézise

Szénhidrát-alapú véralvadásgátlók

I. Bevezetés. II. Célkitűzések

GALANTAMIN-SZÁRMAZÉKOK SZINTÉZISE

Doktori értekezés tézisei. Dalicsek Zoltán. Kémiai Doktori Iskola Vezetı: Prof. Inzelt György

Platina-alkil-komplexek elemi reakcióinak vizsgálata és alkalmazása hidroformilezési reakciókban. Jánosi László

ETÁN ÉS PROPÁN ÁTALAKÍTÁSA HORDOZÓS PLATINAFÉM- ÉS RÉNIUM- KATALIZÁTOROKON

A kutatás eredményei 1

Monoszacharid-alapú királis koronaéterek szintézise és alkalmazása enantioszelektív reakciókban. Tézisfüzet

A Shigella sonnei lipopoliszacharidja O-specifikus szénhidrátlánca ismétlődő egységének szintézise

A citoplazmában előforduló glikoprotein pentaszacharid szénhidrátrészének szintézise. doktori (PhD) értekezés. Szabó Zoltán

Új kihívások és megoldások a heterociklusos kémia területén

Szerves kémiai szintézismódszerek

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Szerves kémiai szintézismódszerek

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM

Új vegyületek azonosítása lefoglalt anyagokból kihívások és megoldási lehetőségek

Palládium-katalizált keresztkapcsolási reakciók fejlesztése

Fluorozott ruténium tartalmú katalizátorok előállítása és alkalmazása transzfer-hidrogénezési reakciókban

VÍZOLDHATÓ ALKIL- ÉS DIALKIL-FOSZFINOK SZINTÉZISE

9. Szilárdfázisú szintézisek. oligopeptidek, oligonukleotidok

Cukor-szulfonsavak előállítása és szerkezetvizsgálata

AMPA receptorra ható vegyületek és prekurzoraik szintézise

Biológiailag aktív oligoszacharidok és analogonjaik szintézise

Zárójelentés. T számú OTKA pályázatról, (hosszabbítva 2007-re)

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

Vukics Krisztina. Nitronvegyületek alkalmazása. a gyógyszerkémiai kutatásban és fejlesztésben. Ph.D. értekezés tézisei. Témavezető: Dr.

Hármas helyzetben P-funkcióval rendelkező tetra- és hexahidrofoszfinin-oxidok szintézise és térszerkezet vizsgálata

1. BEVEZETÉS. 1 Noble R. L., Beer M. D. C. T., McIntyre, R. W.; Cancer, 1967, 20,

Gabonacsíra- és amarant fehérjék funkcionális jellemzése modell és komplex rendszerekben

ALKOHOLOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

β-aminosav származékok enzim katalizált kinetikus rezolválása

Egyetemi doktori (Ph.D) értekezés tézisei

PANNON EGYETEM. 2,3-DIHIDRO-2,2,2-TRIFENIL-FENANTRO-[9,10-d]-1,3,2λ 5 -OXAZAFOSZFOL KIALAKULÁSA ÉS REAKCIÓJA SZÉN-DIOXIDDAL ÉS DIOXIGÉNNEL

Fémorganikus vegyületek

Szerves kémiai szintézismódszerek

Biológiailag aktív cukor szulfátészterek analógjainak, cukor-szulfonátoknak és cukor-metilénszulfonátoknak

Helyettesített karbonsavak

Átírás:

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDMÁNYI EGYETEM rtogonális védőcsoport-stratégia heparin és heparán-szulfát oligoszacharidok szintézisére Doktori (PhD) értekezés tézisei Készítette: Tatai János Témavezető: Dr. Fügedi Péter Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Biomolekuláris Kémiai Intézet Szénhidrátkémiai sztály 2008. 1

1. BEVEZETÉS 1.1. Heparin oligoszacharidok szintézise A heparin és rokon vegyülete a heparán-szulfát a glikózaminoglikánok családjába tartozó, heterogén szerkezetű, lináris poliszacharidok. 1,4 A heparin kisebb, szerkezetileg különböző oligoszacharid fragmensei számos fehérjéhez képesek specifikusan kötődni és modulálni e fehérjék biológiai hatásait. A heparin-fehérje kölcsönhatások tanulmányozásához elengedhetetlen homogén szerkezetű heparin oligoszacharidok előállítása. A kívánt oligoszacharidokhoz csak kémiai szintézissel juthatunk, mivel a természetes heparin degradációja nem vezet egységes termékhez. 1.1.1. L-Idóz és L-iduronsav származékok szintézise A heparin oligoszacharidok egyik alkotóeleme az L-iduronsav szabad állapotban nem fordul elő a természetben, és az L-idóz és L-iduronsav származékok a kereskedelemben sem hozzáférhetőek. Az L-ido konfigurációt általában a megfelelően funkcionalizált D-glükofuranóz 5 vagy D-glükofuranoziluronsav 6-8 származékon, a C-5 atom konfigurációjának invertálásával alakítják ki. A szintézisekben a furanóz piranóz átalakítás során képződő tautomerek elválasztása legtöbbször kromatográfiás tisztítást igényel, megnehezítve a vegyületek nagy tételben történő előállítását. 1.1.2. Glikozilezés L-iduronsav tioglikozidokkal A heparin oligoszacharidok hatékony szintéziséhez szükséges a glikozilezési reakciók hozamának javítása. Ilyen vizsgálatok keretében Sinaÿ és munkatársai különböző L-iduronsav glikozil donorok glikozilezési tulajdonságait vizsgálták és megállapították, hogy a tioglikozidok nem alkalmasak L-iduronsav donorként heparin oligoszacharidok előállítására. 9 A tioglikozidok ugyanakkor számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek. 10 Rendkívül stabil vegyületek, sok más glikozil donorral szemben bomlás nélkül tárolhatók. További előnyük, hogy a legtöbb védőcsoport átalakítás elvégezhető rajtuk, így lehetőség van 2

különböző védőcsoportokkal funkcionalizált tioglikozidok előállítására. Igen jelentős, hogy a tioglikozidok nemcsak glikozil donorként, hanem glikozil akceptorként is szerepelhetnek, különböző módszerekkel glikozilezhetők. A tioglikozidok e tulajdonságaik miatt, mellyel más típusú glikozil donorok nem rendelkeznek, különösen hasznosak a heparin oligoszacharidok szintézisére bevezetett védőcsoport-stratégiánkban. 1.1.3. Szintézisstratégiák heparin oligoszacharidok előállítására A heparin oligoszacharidok szintézisére alkalmas első védőcsoport-stratégiát Sinaÿ és munkatársai 6,11 dolgozták ki. Szintézisükben, a végtermékben szulfatált hidroxil csoportok acetilezve, míg a végtermékben nem szulfatált hidroxil csoportok benzilezve szerepeltek. A kidolgozott szintézisstratégia a későbbiekben általánosan elterjedt, szinte valamennyi heparin oligoszacharid előállítása ennek alapján történt. 12-16 E szintézisek közös jellemzője, hogy egy védett oligoszacharidból csak egyetlen végtermék állítható elő. Egy a heparin biológiai szerepének megértéséhez hasznos, nagyszámú vegyületet tartalmazó vegyülettár felállításához olyan szintézismódszerek kidolgozása szükséges, amelyekkel egy szintézisben nem egyetlen, hanem nagyszámú célvegyület állítható elő. 1.2. Tioglikozidok aktiválása glikozilezési reakciókban A tioglikozidok az oligoszacharid szintézisekben leggyakrabban használt glikozil donorok. 10 Glikozilezési reakciókban, többek között kéntartalmú elektrofilekkel, kén-kén kötés kialakulásán keresztül aktiválhatók. Az első ilyen reagens, a dimetil- (metiltio)szulfónium-triflát 17,18 (DMTST), egy metilszulfenilező ágens, melyet napjainkban is széles körben alkalmaznak. A közelmúltban tioglikozidok aktiválására új, kéntartalmú promótereket vezettek be. A promóterek trifluormetánszulfonsav-anhidrid és S-[(4-metoxi)fenil]-feniltioszulfinát 19, fenilszulfinil-piperidin 20, difenilszulfoxid 21 illetve fenilszulfinil-morfolin 22 reakciójában állíthatók elő. 3

1.3. Célkitűzés A Kémiai Kutatóközpont Szénhidrátkémiai sztályán heparin oligoszacharidok szintézisére ortogonális védőcsoport-stratégia kidolgozását tűztük ki célul. További célunk egy általunk bevezetett új glikozilezési módszer (tioglikozidok aktiválása dimetil-diszulfid és trifluormetánszulfonsav-anhidrid kombinációjával) részletes vizsgálata volt. 2. KÍSÉRLETI MÓDSZEREK Szintetikus munkám során a modern preparatív szerves kémia makro-, félmikro- és mikromódszereit alkalmaztam. A reakciók követésére vékonyréteg-kromatográfiát használtam. A nyerstermékek tisztítására kristályosítást, oszlopkromatográfiát és gélkromatográfiát alkalmaztunk. Az előállított vegyületek jellemzésére, azonosítására, és szerkezetének igazolására elemanalízist, olvadáspont meghatározást, fajlagos forgatóképesség meghatározást, egy- és kétdimenziós NMR spektroszkópiát és tömegspektroszkópiát használtunk. 3. EREDMÉNYEK 3.1. L-Idóz és L-iduronsav tioglikozidok szintézise Heparin oligoszacharidok szintézisére új L-idóz és L-iduronsav tioglikozidokat (9-11) vezettünk be (1. ábra). A vegyületek előállítását a kereskedelmi forgalomban kapható 1,2:5,6- di--izopropilidén-α-d-glükofuranózból (1) kiindulva a következő kulcslépéseken keresztül valósítottuk meg. Az irodalmi leírás alapján szintetizált 2 epoxidot 5 1 M kénsav és dioxán elegyében forraltuk. A reakcióban az epoxid-gyűrű felnyílása, és az izopropilidén-acetál hidrolízise szimultán játszódott le, az ezt követő intramolekuláris glikozilezés az 1,6-anhidro származékot (5) eredményezte. A termékben a gyűrűméret és az anomer konfiguráció rögzített és a vegyület egyszerű kristályosítást követően, jó hozammal (65%) izolálható. Módszerünk kiküszöböli a más eljárásokra jellemző hosszadalmas oszlopkromatografálást, ami a furanóz 4

piranóz átalakítás során nagy mennyiségben képződő izomerek elválasztása miatt szükséges. Az acetilezett 1,6-anhidro származékot (6) feniltio-trimetilszilánnal, cink-jodid Lewissav jelenlétében tiolizáltuk. A reakcióban részleges acetilvándorlás játszódott le, ezért a terméket acetilezést követően triacetát (7) formában izoláltuk. A tioglikozid képzés sztereoszelektivitása külön figyelmet érdemel, hiszen a vegyület előállítására az irodalomban leírt módszer 9 (1,2,4,6-tetra--acetil-3--benzil-L-idopiranóz és tiofenol reakciója BF 3. Et 2 jelenlétében) a tioglikozidok anomerkeverékét szolgáltatja. A fenil 3--benzil-1-tio-α-L-idopiranozidból (8) kiindulva, a szintézisstartégiánkhoz elengedhatetlen, új monoszacharid egységeket (9-11) állítottunk elő. H 1 Ref 5 Bn 2 H Bn H 5 Ac Bn Ac 6 Ac Bn Ac Ac 7 H H Bn H Bn H H H H H 3 4 ClAc Bn H H H 8 Bn Bn Bn tbu 2 C Bz Bn Bz Bn Bz 1 Naph 9 10 11 1. ábra. L-Idóz és L-iduronsav tioglikozidok szintézise 3.2. Glikozilezés L-idóz és L-iduronsav tioglikozidokkal A szintetizált tioglikozidok (9-11) glikozilezési tulajdonságait egy ismert D- glükózamin származék (12) felhasználásával vizsgáltuk (2. ábra). A 9 L-idóz tioglikoziddal a 12 akceptort DMTST promóter jelenlétében, szobahőmérsékletan glikozileztük, a 13 diszacharidot jó hozammal (71%) izoláltuk. Az 1-naftilmetilidén-acetál (10) szintén alkalmas donornak bizonyult. A kapcsolást az általunk bevezetett új glikozilezési eljárást felhasználva dimetil-diszulfid és trifluormetánszulfonsav-anhidrid kombinációjával, kiváló termeléssel (90%) hajtottuk végre. 5

A 11 L-iduronsav tioglikoziddal DMTST promóter jelenlétében, szobahőmérsékleten glikozileztünk, a 15 diszacharidot 86%-os termeléssel izoláltuk. Ez az eredmény ellentétben áll az L-iduronsav tioglikozid alkalmazhatóságára az irodalomban tett megállapítással, 9 és egyértelműen igazolja, hogy az L-iduronsav tioglikozid származékai eredményesen használhatók oligoszacharid szintézisekben. Bn ClAc Bn Bz 9 Bn Bz 1 Naph 10 + + MPh MPh DMTST Bn Bn H ClAc ZHN Me Bn ZHN Me Bn Bz 12 13 MPh Me MPh 2 S 2 -Tf 2 Bn Bn H ZHN Me Bn ZHN Bz Me 1 Naph 12 14 tbu 2 C Bn Bn 11 Bz + H Bn MPh ZHN Me 12 DMTST tbu 2 C MPh Bn Bn ZHN Me Bn Bz 15 2. ábra Glikozilezés L-idóz és L-iduronsav tioglikozidokkal 3.3. rtogonális védőcsoport-stratégia kidolgozása: heparin oligoszacharidok szintézise Az egyes heparinkötő fehérjék oligoszacharid ligandumainak meghatározásához olyan szintézismódszerek szükségesek, melyekkel egy szintézisben nem egyetlen, hanem nagyszámú célvegyület állítható elő. E célra ortogonális védőcsoportok használatán alapuló szintézisstratégiát dolgoztunk ki. Ebben a stratégiában azokba a pozíciókba, amelyek a végtermékekben szulfát csoportokat tartalmazhatnak, egymástól függetlenül szelektíven eltávolítható úgynevezett ortogonális védőcsoportokat alkalmazunk. Az egyes ortogonális védőcsoportok szelektív eltávolítását követő szulfatálás révén lehetőség van egyetlen védett vegyületből, az alapváz valamennyi szulfatált formájának előállítására. 6

A nagy mennyiségben előállított 15 diszacharid, benzoil és a (4-metoxi)fenil ortogonális védőcsoportokat tartalmaz az -2 illetve az -6 poziciókban (3. ábra). E vegyületből kiindulva az alapváz nyolc különböző származékát szintetizáltuk. Az 15 diszacharid debenzoilezését követően, az iduronsav C-2 hidroxilját szulfatálva, majd a további védőcsoportokat eltávolítva, végül a szabad amint szelektíven N-acetilezve, illetve N-szulfatálva a 21 és 22 diszacharidokhoz jutottunk. Ugyancsak 15-ből kiindulva, a (4-metoxi)fenil védőcsoport eltávolítása után a C-6 hidroxilt szulfatálálva a 28 és 29 vegyületeket kaptuk. Mindkét ortogonális védőcsoport eltávolítását követően a di--szulfatált (34 és 35), illetve az -szulfát csoportot nem tartalmazó (37 és 38) származékokat állítottuk elő. H H H Na 2 C RHN Me H S 3 Na 20 R=H 21 R=Ac 22 R=S 3 Na R 3 2 C R 2 Bn Bn ZHN Me Bn R 1 16 R 1 =H R 2 =MPh R 3 =tbu 17 R 1 =H R 2 =MPh R 3 =H 18 R 1 =S 3 Na R 2 =MPh R 3 =Na 19 R 1 =S 3 Na R 2 =H R 3 =Na R 3 2 C R 2 Bn Bn ZHN Me tbu 2 C Bn R 1 16 R 1 =H R 2 =MPh R 3 =tbu 30 R 1 =H R 2 =H R 3 =tbu 31 R 1 =H R 2 =H R 3 =H 32 R 1 =S 3 Na R 2 =S 3 Na R 3 =Na Bn MPh Bn Bn ZHN Me Bz 15 R 3 2 C R 3 2 C Bn Bn R 2 Bn Bn ZHN Me R 1 R 2 Bn Bn ZHN Me R 1 Na 2 C H S 3 Na H H RHN Me H 27 R=H 28 R=Ac 29 R=S 3 Na 23 R 1 =Bz R 2 =H R 3 =tbu 24 R 1 =Bz R 2 =H R 3 =H 25 R 1 =Bz R 2 =S 3 Na R 3 =Na 26 R 1 =H R 2 =S 3 Na R 3 =Na 16 R 1 =H R 2 =MPh R 3 =tbu 30 R 1 =H R 2 =H R 3 =tbu 31 R 1 =H R 2 =H R 3 =H Na 2 C H S 3 Na H H RHN Me S 3 Na 33 R=H 34 R=Ac 35 R=S 3 Na Na 2 C H H H H RHN Me H 36 R=H 37 R=Ac 38 R=S 3 Na 3. ábra rtogonális védőcsoport-stratágia heparin oligoszacharidok szintézise 7

Védőcsoport-stratégiánk kiterjesztésével az 39 védett triszacharidból előállítottuk a leginkább tanulmányozott savas és bázikus fibroblast növekedési faktorok feltételezett minimális heparán-szulfát ligandumait (45 illetve 50) is (4. ábra). MPh Bn Bn t-bu 2 C Bn R t-bu 2 C N 3 Bn Me R 39 R=Bz 40 R=H R 3 2 C R 2 Bn Bn R 3 2 C N 3 Bn Me R 1 R 3 2 C R 2 Bn Bn R 3 2 C N 3 Bn Me R 1 Bn R 1 Bn R 1 41 R 1 =H R 2 =H R 3 =t-bu 42 R 1 =H R 2 =H R 3 =H 43 R 1 =S 3 Na R 2 =S 3 Na R 3 =Na 46 R 1 =H R 2 =MPh R 3 =H 47 R 1 =S 3 Na R 2 =MPh R 3 =Na 48 R 1 =S 3 Na R 2 =H R 3 =Na Na 2 C Na 3 S H H Na 2 C NH R H Me S 3 Na Na 2 C H H H Na 2 C NH R H Me S 3 Na H S 3 Na H S 3 Na 44 R=H 45 R=S 3 Na 49 R=H 50 R=S 3 Na 4. ábra A savas és bázikus fibroblast növekedési faktorok feltételezett heparán-szulfát ligandumainak szintézise Úgy gondoljuk, hogy az L-iduronsav tioglikozid szintézisére kidolgozott hatékony módszer, továbbá annak bizonyítása, hogy e vegyület jól alkalmazható oligoszacharid szintézisekben, valamint az ortogonális védőcsoport-stratégia alkalmazása, nagymértékben hozzájárulhatnak a heparin oligoszacharidok eddigieknél sokkal eredményesebb és hatékonyabb szintéziséhez. 8

3.4. Új glikozilezési módszer: tioglikozidok aktiválása dimetil-diszulfid és trifluormetánszulfonsav-anhidrid kombinációjával A heparin oligoszacharidok szintézise mellett, egy új, hatékony glikozilezési módszert fejlesztettünk ki. A kereskedelmi forgalomban olcsón hozzáférhető dimetil-diszulfid és trifluormetánszulfonsav-anhidrid reakciójával egy rendkívül reaktív tiofil promótert állítottunk elő. Az új glikozilezési módszer teljesítőképességét vizsgálva, különböző diszacharidokat szintetizáltunk (1. táblázat). A táblázatban szereplő reakciókat diklórmetán oldószerben, alacsony hőmérsékleten (0ºC - -40ºC), rövid reakcióidővel (10-15 perc), a promótert kis feleslegben (1,25-1,5 ekvivalens) alkalmazva hajtottuk végre. A táblázat adatai alapján az alábbi megállapításokat tettük: 1. Módszerünkkel a parciálisan védett származékok C-6 (52), C-4 (12), C-3 (55) és C-2 (57) hidroxil csoportjai kiváló termeléssel glikozilezhetők 2. A promóter a különböző konfigurációjú D-glüko (51), D-galakto (59), L-ido (10) és D- manno (61) glikozil donorokat ugyanolyan hatékonyan aktiválja. 3. Az eljárás D-glükózamin (64) és D-glükuronsav (66) származékokra is kiterjeszthető. 4. A glikozilezési reakció különböző anomer kilépő csoportok (SMe, SEt, ) esetén, és a szénhidrátkémiában leggyakrabban használt védőcsoportok jelenlétében is alkalmazató. A benzilezett tioglikozid 68 reakciója diklórmetánban a lehetséges két diszacharidot (69 és 70) azonos mennyiségben eredményezte (5. ábra). Az α/β arányt az α izomer irányába éter, a β izomer irányába acetonitril oldószer felhasználásával toltuk el. Bn Bn Bn Bn Bn Bn Bn Bn Bn H Me Bn 2 S 2 -Tf 2 SEt + Bn Bn + Bn Bn Bn Bn Bn Bn Me Bn 68 62 69 Me 70 Bn Bn Me Sorszám ldószer Termelés 69 Termelés 70 1 CH 2Cl 2 44% 43% 2 Et 2-CH 2Cl 2 70% 23% 3 MeCN-CH 2Cl 2 23% 63% 5. ábra ldószerhatás a glikozilezési reakcióban 9

Sorszám Donor Akceptor Termék Termelés Bz Bz H Bz Bz Bn Bz 1 Bz SMe Bn Bz 93% Bn Bz Bn Me Bn 51 52 53 Bn Me 2 3 4 5 Bz Bz Bz Bz Bz Bz Bz SMe Bz 51 Bz SMe Bz 51 Bz SMe Bz 51 Bz Bz Bz SEt Bz 59 Bn 6 Bz 7 8 9 1 Naph 10 Ac Ac Ac Ac Ac Bz Bz 61 Ac SEt Ac SEt NPhth 64 C 2 Me Bz 66 Ph Ph H Bn H MPh Bz Bz Bz Bn ZHN Me Bz 12 54 Bn Me 55 Bn H Me 57 Bn Bn H Bn H Bn Bn Bn H Bn Bz Bz Bz Ph Bz Bz Bz Ph Bz Bn 56 Bz Bz Bz H Bz Bz Bn Bn Me Bn 52 60 MPh ZHN Me 12 1 Naph Bn Bn Bz 14 Ac Ac Bn Ac Ac Bn Me Bn 62 63 H Ac Ac Ac PhthN Bn Bn Me Bn 52 65 MPh Bz Bz C 2 Me Bn ZHN Me Bz 12 67 MPh ZHN Me Bn Me Me 58 Bn Me MPh ZHN Me Bn Bn Me Bn Me MPh ZHN Me 79% 76% 93% 87% 90% 79% 85% 56% 1. táblázat Glikozilezés Me 2 S 2 -Tf 2 promóter felhasználásával 10

4. TÉZISEK 1. A szintézisstratégiánkhoz nélkülözhetetlen fenil 3--benzil-1-tio-α-L-idopiranozid előállítására sztereoszelektív eljárást dolgoztunk ki. E vegyületből új L-idóz és L- iduronsav tioglikozidokat szintetizáltunk. 2. Bizonyítottuk, hogy az L-idóz és L-iduronsav tioglikozidok jól alkalmazhatók oligoszacharid szintézisekben. 3. Heparin oligoszacharidok szintézisére ortogonális védőcsoportok használatán alapuló stratégiát dolgoztunk ki. Módszerünk alapján egyetlen védett származékból nagyszámú célvegyület állítható elő. A benzoil és (4-metoxi)fenil ortogonális védőcsoportokat tartalamzó védett diszacharidból nyolc heparin diszacharidot szintetizáltunk. Előállítottuk a savas és bázikus fibroblast növekedési faktorok feltételezett minimális heparin ligandumait. Az ortogonális védőcsoport-stratégia alkalmazása, nagymértékben hozzájárul a heparin oligoszacharidok eddigieknél sokkal eredményesebb és hatékonyabb szintéziséhez. 4. A kereskedelmi forgalomban kapható dimetil-diszulfid és trifluormetánszulfonsavanhidrid kombinációjával egy új, rendkívül hatékony, széles körben alkalmazható tiofil promótert vezettünk be. 11

5. PUBLIKÁCIÓK JEGYZÉKE Az értekezés témakörében megjelent közlemények: 1. Tatai János, sztrovszky Györgyi, Kajtár-Peredy Mária, Fügedi Péter: An efficient synthesis of L-idose and L-iduronic acid thioglycosides and their use for the synthesis of heparin oligosaccharides; Carbohydrate Research, 2008, 343, 596-606. IF: 1,723 (2007), I:0. 2. Tatai János, Fügedi Péter: Synthesis of the putative minimal FGF binding motif heparan sulfate trisaccharides by an orthogonal protecting group strategy; Tetrahedron, 2008, 64, 9865-9873. IF: 2,869 (2007), I:0. 3. Tatai János, Fügedi Péter: A new, powerful glycosylation method: Activation of thioglycosides with dimethyl disulfide-triflic anhydride; rganic Letters, 2007, 9, 4647-4650. IF: 4,802, I:2. Az értekezés témájához nem kapcsolódó közlemények: 1. Novák Tibor, Tatai János, Bakó Péter, Czugler Mátyás, Keglevich György, Tőke László: Asymmetric Michael addition catalyzed by D-glucose-based azacrown ethers; Synlett, 2001, 3, 424-426. 2. Bakó Tibor, Bakó Péter, Keglevich György, Báthori Nikoletta, Czugler Mátyás, Tatai János, Novák Tibor, Parlagh Gyula, Tőke László: Enantioselective Michael addition of 2- nitropropane to chalcone analogues catalyzed by chiral azacrown ethers based on α-dglucose and D-mannitol; Tetrahedron Asymmetry, 2003, 14, 1917-1923. Az értekezés témájához kapcsolódó szóbeli előadások: 1. Tatai János, Czinege Erzsébet, Fügedi Péter: Thioglycosides of uronic acids for heparin oligosaccharide synthesis, Szénhidrátkémiai Munkabizottság 2002. évi ülése, Mátrafüred, 2002. május 21-23. 2. Tatai János, Czinege Erzsébet, Fügedi Péter: Thioglycosides of uronic acids for heparin oligosaccharide synthesis, Summer Course Glycosciences 7th European Training Course on Carbohydrates, Wageningen, Hollandia, 2002. június 23-27. 3. Fügedi Péter, Czinege Erzsébet, Tatai János, Rákó János: A new synthesis strategy for disaccharide units of heparin and heparan sulfate, 21st International Carbohydrate Symposium Cairns, Australia, 2002 július 7-12. 4. Tatai János, Fügedi Péter: Synthesis of the putative minimum FGF binding heparin trisaccharides, 2nd Austrian-Hungarian Carbohydrate Conference, Somogyaszaló, 2005. május 22-26. 5. Fügedi Péter, Tatai János: A new, efficient glycosylation method: activation of thioglycosides with Me 2 S 2 -Tf 2, 13th European Carbohydrate Symposium, Pozsony, Szlovákia, 2005. augusztus 21-26. 6. Tatai János, Fügedi Péter: Új szintézisstratégia heparin oligoszacharidok előállítására, Kutatóközponti Tudományos Napok, MTA Kémiai Kutatóközpont, Budapest, 2006. május. 18-19. 12

7. Tatai János, Fügedi Péter: Új szintézisstratégia heparin oligoszacharidok előállítására, 12. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Csíkszereda, Románia, 2006. október 3-8. Az értekezés témájához kapcsolódó poszter előadások: 1. Tatai János, Csíki Zsuzsánna, Fügedi Péter: Synthesis of L-iduronic acid containing heparin disaccharides by orthogonal protecting group strategy 1st Austrian-Hungarian Carbohydrate Conference, Burg Schlaining, Ausztria, 2003. szeptember 24-26. 2. Tatai János, Fügedi Péter: Synthesis of the putative minimum FGF-binding trisaccharides by an orthogonal protective group strategy 22nd International Carbohydrate Symposium, Glasgow, Skócia, 2004. július 23-27. 3. Tatai János, Fügedi Péter: Synthesis of the putative minimum FGF binding heparin trisaccharides, 13th European Carbohydrate Symposium, Pozsony, Szlovákia, 2005. augusztus 21-26. 4. sztrovszky Györgyi, Tatai János, Fügedi Péter: Synthesis of heparin oligosaccharides: an efficient synthesis using L-iduronic acid thioglycosides, 1stEuropean Chemistry Congress, Budapest, 2006. augusztus 27-31. 6. IRDALMJEGYZÉK 1. Lane, D. A.; Lindahl, U. Heparin. Chemical and Biological Properties, Clinical Applications; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 1989. 2. Capila, I.; Linhardt, R. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 390-412. 3. Conrad, E. H. Heparin-Binding Proteins; Academic Press: San Diego, CA, USA, 1998. 4. Fügedi, P. Mini-Rev. Med. Chem. 2003, 3, 659-667. 5. van Boeckel, C. A. A.; Beetz, T.; Vos, J. N.; de Jong, A. J. M.; van Aelst, S. F.; van den Bosch, R. H.; Mertens, J. M. R.; van der Vlugt, F. A. J. Carbohydr. Chem.1985, 4, 293-321. 6. Sinay, P.; Jacquinet, J.-C.; Petitou, M.; Duchaussoy, P.; Lederman, I.; Choay, J.; Torri, G. Carbohydr. Res. 1984, 132, C5-C9. 7. Jacquinet, J.-C.; Petitou, M.; Duchaussoy, P.; Lederman, I.; Choay, J.; Torri, G.; Sinay, P. Carbohydr. Res. 1984, 130, 221-241. 8. jeda, R.; de Paz, J. L.; Martín-Lomas, M.; Lassaletta, J. M. Synlett 1999, 1316-1318. 9. Tabeur, C.; Machetto, F.; Mallet, J. M.; Duchaussoy, P.; Petitou, M.; Sinay, P. Carbohydr. Res. 1996, 281, 253-276. 10. Fügedi, P. In The rganic Chemistry of Sugars; Levy, D. E.; Fügedi, P., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2005; pp 181-221. 11. Petitou, M.; Duchaussoy, P.; Lederman, I.; Choay, J.; Sinay, P.; Jacquinet, J.-C.; Torri, G. Carbohydr. Res. 1986, 147, 221-236. 12. van Boeckel, C. A. A.; Petitou, M. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1671-1690. 13. Poletti, L.; Lay, L. Eur. J. rg. Chem. 2003, 2999-3024. 14. Petitou, M.; van Boeckel, C. A. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3118-3133. 15. Codée, J. D. C.; verkleeft, H. S.; van der Marel, G. A.; van Boeckel, C. A. A. Drug Discov. Today: Technol. 2004, 1, 317-326. 16. Noti, C.; Seeberger, P. H. Chem. Biol. 2005, 12, 731-756. 17. Fügedi, P.; Garegg, P. J. Carbohydr. Res. 1986, 149, C9-C12. 18. Andersson, F.; Fügedi, P.; Garegg, P. J.; Nashed, M. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 3919-3922. 19. Crich, D.; Smith, M. rg. Lett. 2000, 2, 4067-4069. 20. Crich, D.; Smith, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9015-9020 13

21. Codée, J. D. C.; Litjens, R. E. J. N.; den Heeten, R.; verkleeft, H. S.; van Boom, J. H.; van der Marel, G. A. rg. Lett. 2003, 5, 1519-1522. 22. Wang, C.; Wang, H.; Huang, X.; Zhang, L.-H.; Ye, X.-S. Synlett 2006, 2846-2850. 14