Síntese de Indoxil-glicosídeos para Detecção de Atividades de Glicosidase

Resumo

Os glicosídeos indoxílicos são ferramentas bem estabelecidas e amplamente utilizadas para triagem enzimática e monitoramento da atividade enzimática. Especialmente para estruturas do tipo glicose, as sínteses anteriores provaram ser desafiadoras e de baixo rendimento. Nossa nova abordagem emprega ésteres de ácido indoxílico como intermediários preciosos para produzir um número considerável de glicosídeos indoxílicos em bons rendimentos.

Resumo

Os glicosídeos indoxílicos provaram ser ferramentas valiosas e versáteis para monitorar as atividades da glicosidase. As indoxilas são liberadas por hidrólise enzimática e são rapidamente oxidadas, por exemplo, pelo oxigênio atmosférico, em corantes do tipo índigo. Esta reação permite uma triagem rápida e fácil in vivo sem isolamento ou purificação de enzimas, bem como testes rápidos em placas de ágar ou em solução (por exemplo, triagem azul-esbranquiçada, micropoços) e é usada em bioquímica, histoquímica, bacteriologia e biologia molecular. Infelizmente, a síntese de tais substratos mostrou-se difícil, devido a várias reações colaterais e à baixa reatividade da função indoxil hidroxila. Especialmente para estruturas do tipo glicose foram observados baixos rendimentos. Nossa nova abordagem emprega éster de ácido indoxílico como intermediários principais. Ésteres de ácido indoxílico com padrões de substituição variados foram preparados em vias escaláveis. As glicosilações de transferência de fase com esses aceptores e haletos de glicosil peracetilados podem ser realizadas em condições comuns em altos rendimentos. A clivagem do éster e a subsequente glicosilação mediada por prata suave produzem os glicosídeos indoxílicos peracetilados em altos rendimentos. Finalmente, a desproteção é realizada de acordo com Zemplén.

Introdução

Durante muito tempo, a produção de índigo foi um processo economicamente muito importante. Antes que sínteses químicas em larga escala permitissem acesso barato ao índigo, precursores eram obtidos de fontes naturais desde épocas pré-cristãs. O cultivo de plantas produtoras de índigo (índigo natural) na Europa tornou-se desvantajoso a partir do século XVII^th século, já que a quantidade de precursores de índigo da planta indiana de índigo (0,2-0,8%) é cerca de 30 vezes maior. No final do século XIX, a síntese química do índigo suprimiu o cultivo convencional^1,2.

Os precursores da índigo que ocorrem naturalmente em planta....

Protocolo

Observações gerais:

Todas as reações foram realizadas com capela e equipamento de proteção individual adequado. Todos os reagentes e solventes (p.a.; teor de água para solventes secos: MeCN <50 ppm; et₂o <0,01%; CH₂Cl₂ <0,003%; THF <0,005%) foram comprados de fontes comerciais e usados conforme recebidos. A TLC foi realizada em placas Merck sílica gel 60 F₂₅₄. Os compostos foram detectados por UV e/ou por tratamento com EtOH/H₂SO₄ (9:1) e posterior aquecimento. A cromatografia em coluna foi realizada com sílica gel Merck/Fluka 60 (malha 230-400). As filtrações foram realizadas c....

Resultados

As primeiras sínteses de indicano e 5-bromo-indicano foram publicadas por Robertson já em 1927 e 1929^15,16. Ao empregar o éster metílico do ácido indoílico como aceitador, a posição reativa 2 foi bloqueada, suprimindo parcialmente reações laterais. A glicosilação em acetona/hidróxido de sódio, seguida de desproteção e descarboxilação (160 °C, anidrido acético, 1 h) e, por fim, desacetilação, forneceu indicano e 5-bromo-indicano. Com base nesse conceito, desenvolvemos uma síntese aprimorada de glicosídeos de in.......

Discussão

Devido aos baixos rendimentos e limitações, especialmente para estruturas do tipo glicose e sacarídeos mais complexos, uma nova abordagem sintética para glicosídeos indoxil foi desenvolvida. Os ésteres de ácido indoxílico provaram ser intermediários-chave preciosos e foram obtidos em uma via modular e escalável. Todas as etapas são de alto rendimento e, devido a materiais de partida baratos e fácil trabalho, são possíveis sínteses de vários gramas. A vantagem da abordagem de éster de alilo é o bloqueio da posição 2 reati.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Anidrido acético	Grü ssing	10298	Acetonitrila corrosiva e inflamável
	Sigma-Aldrich	608-001-00-3	Álcool
alílico	Aldrich	453021	Nocivo, perigoso para o meio ambiente
Amberlite IR-120 H+	Fluka	06428
Ácido bromoacético	Merck	802260	Corrosivo, tóxico, perigoso para o meio ambiente
4-Bromo-3-cloro-2-metilanilina	ABCR	AB 171687
Diclorometano	ACROS	326850010
Éter dietílico	Grü ssing	10274
Dimetilformamida	ACROS	348430010
Dimetilsulfóxido	Sigma-Aldrich	41648
Acetato de etila	Sigma-Aldrich	607-022-00-5	Irritante, inflamável
Ácido etilenodiaminotetracético	AppliChem	A1103.0500	Irritante
β 1,3-galactosidase, recombinante, E. coli	Calbiochem	345795
Ácido clorídrico	VWR	20252.290	Corrosivo
Sulfato de magnésio hidratado	Merck	105885
Metanol	ACROS	326950010	Tóxico, inflamável
Morfolina	Janssen Chimica	15.868.57	Corrosivo, inflamável
Éter Peroleum	Azelis	111053	Inflamável, irritante, perigoso para o meio ambiente
Carbonato de potássio	Grü ssing	12005
Permanganato de potássio	Grü ssing	12056	Nocivo e oxidante
Terc-butóxido de potássio	Merck	804918	Corrosivo, inflamável
Piridina	Sigma-Aldrich	613-002-00-7	Nocivo, inflamável
Acetato de prata	Fluka	85140	Irritante, perigoso para o meio ambiente
Bicarbonato de sódio	Grü ssing	12144
Hidreto de sódio	Merck	814552	corrosivo e inflamável
	Riedel-de Hä pt	S181200
Metanolato de sódio	Merck	806538	Sulfato
de sódio	Grü ssing	12175
Tetrabutylammonium hydrogensulfate	Lancaster	5438	Harmful
Tetrahydrofurane	Sigma-Aldrich	87371	Nocivo, inflamável
Tetrakis (trifenilfosfina)paládio(0)	Sigma-Aldrich	216666
Triphosgene	Fluka	15217	Tris
tóxico (hidroximetil)aminometano cloridrato	Sigma	T-3253	Irritant

nocivo e inflamável irritante Irritante nocivo prejudicial e extremamente inflamável corrosivo corrosivo Hidróxido de sódio corrosivo corrosivo e inflamável