Síntesis de nuevos antioxidantes derivados del hidroxitirosol: interacción con ciclodextrinas
- Autores: Azucena Marset Castro
- Directores de la Tesis: José María Fernández-Bolaños Guzmán (dir. tes.), Inés Maya Castilla (dir. tes.), Óscar López López (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Número de páginas: 292
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón José Estévez Cabanas (presid.), Juan Vázquez Cabello (secret.), Jose María García Martos (voc.), M. Gracia García Martín (voc.), María Victoria Gil Álvarez (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
En la presente Tesis Doctoral se ha llevado a cabo la preparación de derivados funcionales del hidroxitirosol (HT), con objeto de obtener nuevos polifenoles bioactivos de interés en el ámbito de los alimentos funcionales, cosmética o industria farmacéutica.
En primer lugar se describe la conversión del HT en ésteres alifáticos de cadena variable; en este contexto, se ha abordado la transesterificación quimioselectiva del hidroxilo alifático del hidroxitirosol con diversos ésteres (acetato de etilo, hexanoato, octanoato y decanoato de metilo), usando la resina de intercambio catiónico Amberlita IR-120 (H+) como catalizador heterogéneo, y el propio éster alifático como disolvente, o en presencia de THF como co-disolvente. Este método permite acceder a derivados del hidroxitirosol con mayor carácter hidrófobo, un aspecto de gran interés a la hora de mejorar la biodisponibilidad de derivados polifenólicos en sistemas biológicos. El método resultó especialmente eficaz para la obtención del acetato de hidroxitirosilo (74% de rendimiento), otro polifenol natural con excelentes propiedades biológicas. En este método además se demostró el carácter reutilizable de la resina, sin pérdida aparente de rendimiento en sucesivos ciclos.
También se ha llevado a cabo la primera síntesis del 3¿,4¿-dihidroxifenilacetato de hidroxitirosilo 8, un derivado del hidroxitirosol con dos grupos catecol en su estructura; cabe destacar que este compuesto ha sido recientemente aislado de un insecto, y ha sido empleado en la medicina tradicional china en el tratamiento de inflamaciones, infecciones y cáncer.
El acceso a 8 se ha conseguido partiendo del hidroxitirosol, mediante una metodología sintética en 5 etapas: protección quimioselectiva de los hidroxilos fenólicos con el grupo o-xilileno, oxidación de éste hasta ácido carboxílico (resultó muy eficaz la oxidación directa con NaClO en presencia de TEMPO), conversión en cloruro de ácido por tratamiento con cloruro de tionilo, acoplamiento con el HT protegido con o-xilileno y desprotección final mediante hidrogenación catalítica.
También se han preparado derivados polifenólicos en los que se han introducido grupos funcionales conteniendo azufre o selenio, que pueden aportar interesantes propiedades biológicas. Así pues, en este contexto se ha llevado a cabo la obtención del Resumen 14 a-lipoato de hidroxitirosilo 9 el ácido ¿-lipoico es un ácido graso natural, que contiene un disulfuro cíclico en su estructura y con importantes propiedades antioxidantes, cardioprotectoras y anticancerígenas. El acceso a dicho compuesto se ha ensayado con dos metodologías sintéticas, ambas compatibles con los hidroxilos fenólicos libres, y por tanto, interesantes desde un práctico, al obviarse procesos de proteccióndesprotección.
La primera de estas metodologías fue la reacción de Mitsunobu, en la cual se ensayó el acoplamiento de HT con el ácido a-lipoico en presencia de trifenilfosfano soportado sobre resina y azodicarboxilato de di-terc-butilo; no obstante, el rendimiento de dicho proceso fue especialmente bajo (17%).
Como alternativa, se obtuvo el éster 9 de manera eficaz transformando en primer lugar el ácido a-lipoico en el correspondiente cloruro de ácido por tratamiento con cloruro de tionilo y acoplamiento in situ con HT, en un proceso catalizado por CeCl3, incrementándose el rendimiento global hasta el 65%.
También se ha llevado a cabo la preparación del tioacetato de (3¿,4¿- dihidroxifenacilo) 11 a partir de 2-cloro-3¿,4¿-dihidroxiacetofenona usando dos metodologías sintéticas. La primera de ellas implica la protección de los hidroxilos fenólicos en forma de acetatos, seguido de desplazamiento nucleofílico del cloro con tioacetato y desprotección; no obstante, se consiguió un mejor rendimiento, aunque moderado (30%), llevando a cabo directamente el desplazamiento nucleofílico del cloro con tioacetato en una sola etapa. La reducción del carbonilo en el tioacetato protegido, usando NaBH(OAc)3 produjo además la hidrólisis del grupo tióester y la oxidación del correspondiente tiol intermedio, dando lugar al disulfuro 14.
Además, se ha estudiado la apertura regioselectiva de un epóxido derivado del vinilcatecol O-protegido usando nucleófilos de selenio, generados por el tratamiento de diselenuro de difenilo con Rongalita® en medio básico; de esta manera, se obtuvieron los b-hidroxi-alquil selenuros regioisoméricos 15 y 16.
En este capítulo también se ha llevado a cabo la preparación de tio y selenoureas polifenólicas mediante acoplamiento del hidrocloruro de norepinefrina con isotiocianatos comerciales, y con isoselenocianatos preparados según la metodología desarrollada en nuestro grupo de investigación, para estudiar la posible sinergia entre el Resumen 15 grupo catecol y los grupos tiona/selona en las propiedades biológicas de los productos finales.
Con objeto de obtener derivados polifenólicos con distinto grado de lipofilia, se han obtenido diversos peptidomiméticos mediante acoplamiento peptídico entre el ácido 3,4-dihidroxifenilacético (DOPAC), un metabolito de la dopamina, y aminoésteres derivados de L-aminoácidos; se han ensayado diversos agentes activantes clásicos, obteniéndose los mejores resultados (rendimientos de excelentes a cuantitativos) cuando se empleó PyBOP en presencia de Et3N. Dentro de esta familia destaca el disulfuro 40, derivado de la L-cistina, y un análogo estructural al disulfuro de hidroxitirosilo, sintetizado previamente en nuestro grupo de investigación, y un potente agente antiproliferativo. El compuesto 40 fue a su vez transformado en el derivado de Lcisteína 41 mediante un proceso de óxido-reducción mediado por (±)-ditiotreitol (DTT).
También se ha llevado a cabo la preparación de sistemas multivalentes, conteniendo varios anillos polifenólicos con objeto de estudiar un posible efecto positivo de la multivalencia en las propiedades biológicas. La reacción clave en este capítulo fue la cicloadición 1,3-dipolar azido-alquino (click chemistry) entre una azido derivado del HT y un core con varios grupos alquino. Se han obtenido así los derivados di-y trivalentes 53 y 54, así como varios derivados tetravalentes, que no han podido ser desprotegidos.
En los últimos dos capítulos de la presente Tesis Doctoral, se han evaluado diversas propiedades biológicas de un número significativo de compuestos preparados.
Así pues, se ha demostrado la formación de complejos de inclusión con ß- ciclodextrina del acetato y hexanoato de hidroxitirosilo 1 y 2, el éster dimérico 8 y el peptidomimético derivado de cistina 40, caracterizándose los complejos de inclusión mediante 1H-RMN y experimentos ROESY.
Se ha evaluado además la capacidad antioxidante de todas las familias de compuestos sintetizados, utilizando 4 técnicas distintas: medida de la capacidad antirradicalaria (método del DPPH), inhibición de la peroxidación lipídica (método del tiocianato férrico, o de la oxidación primaria), captación de H2O2 y evaluación como miméticos de la glutatión peroxidasa, este último en el caso de las tio- y selenoureas 17- 27. Son especialmente destacables las actividades del éster dimérico 8, las tio- y Resumen 16 selenoureas 17-27, el péptido 40, y los triazolil derivados 53 y 54, que presentan actividades sustancialmente mejoradas con respecto al HT.
Finalmente, en colaboración con el Dr. Luis Sánchez, de la Universidad Autónoma de México, se ha llevado a cabo la evaluación de las propiedades antiproliferativas del HT, DOPAC y los peptidomiméticos 34-41 frente a tres líneas celulares del cáncer cervico-uterino (HeLa, ViBo, CaSki). De entre todos los compuestos, destaca especialmente el disulfuro 40, con valores de IC50 comprendidos entre 108.2-121.8 mM, aproximadamente dos veces más potente que los compuestos naturales HT y DOPAC; además, el derivado 40 mostró una alta selectividad frente a las células cancerosas, al no inhibir la proliferación de células sanas de tipo linfocito del sistema inmune.
