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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Camargo, Ediclea Cristina Fregonese
Título: Preparação de Aminoácidos não Proteinogênicos, Estruturalmente Relacionados ao Adoçante Natural Monatina
Ano: 2003
Orientador: Prof. Dr. Fernando Antônio Santos Coelho
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: Adoçante Monativa, Centros quaternários, Piroglutamato
Resumo: A Monatina é um aminoácido, que exibe um poder dulcífero 1400 vezes maior do que o da glicose. Quando misturada com outros adoçantes, essa substância aumenta o sabor e o odor de algumas preparações alimentícias. Essa característica aumenta a importância comercial e biológica da Monatina. Esse aminoácido foi isolado de raízes da planta sul africano Schlerochiton illicifolius e pode ser como o resultado da combinação de dois aminoácidos: ácido glutâmico e triptofano. Não existe na literatura nenhum estudo que descreva a relação entre a estrutura e a atividade biológica da Monatina e de seus análogos. Esse fato aumenta o interesse na Monatina com um potencial protótipo para o desenvolvimento de uma nova classe de adoçantes artificiais. Neste trabalho descrevemos os nossos resultados referentes a avaliação da eficiência de duas novas metodologias para a preparação de derivados de Monatina. Uma estratégia começa utilizando o ácido piroglutâmico (1) e a outra a 4-hidroxiprolina (1a) como substrato. As estratégias foram iniciadas com as substâncias 1 e 1a. Para o primeiro decidimos utilizar uma metodologia já disponível em nosso laboratório, que foi desenvolvido por nós mesmos. A metodologia baseada no uso da 4-hidroxiprolina (1a) foi estabelecida no decorrer desse trabalho. Assim, a oxidação de no carbono 4 foi realizado com um rendimento químico de 53%, usando o peróxido de dibenzil carbonato como agente oxidante. A reação de alquilação de um derivado de 1 levou à preparação de vários derivados da Monatina com um rendimento químico que variou de 10 a 40%. Várias modificações experimentais foram testadas visando melhorar o rendimento químico tanto da etapa de oxidação quanto a de alquilação. Infelizmente, fomos incapazes de obter melhores resultados. Com a utilização da 4-hidroxiprolina (1a) foi possível aumentar o rendimento global da estratégia. Dependendo do eletrófilo utilizado foi possível observar um bom grau de diastereosseletividade na etapa de alquilação para os dois substratos utilizados (1 e 1a). O grau de diastereosseletividade variou de 45:55 a 95:5. A diastereosseletividade observada aparentemente tem uma relação com o tamanho do eletrófilo utilizado. A estereoquímica relativa dos derivados alquilados (obtidos a partir do ácido piroglutâmico e da 4-hidroxiprolina) foi determinada através de experimentos de nOe diferencial. Para remover os grupos de proteção (OTBS e Boc) e hidrolisar a função ester os produtos alquilados 8a, 9a e 10a foram, então, tratados com HCl concentrado. Essa sequência levou a preparação das substâncias 14a, 15a e 16a, entretanto o rendimento químico obtido foi muito baixo (10-15%). A hidrólise do anel lactâmico deverá conduzir aos derivados da Monatina (17a, 18a e 19a), que serão avaliados biologicamente, numa etapa posterior.
Abstract: Monatin is a natural amino acid, which exhibits sweetener potency 1400 times bigger than glucose. When mixtured with other sweeteners this compound increases the taste and the flavor of some preparation. This feature increases the biological and commercial importance of Monatin. This amino acid has been isolated from the roots of the south African plant Schlerochiton illicifolius and could be seen as the combination of two amino acid residues: glutamic acid and triptofan. In the literature there are no systematic study describing the relationship between the structure and the biological activity of Monatin derivatives. This fact increases the interest in Monatin as a potential prototype for the development of a new class of artificial sweetener. In this work we describe our results focused on the evaluation of the efficiency of two new different strategies for the preparation of Monatin derivatives. One which started with pyroglutamic acid (1) and the other using 4-hydroxyproline as substrate (1a). The strategies were started with compounds 1 and 1a. In the first strategy we decided to use a methodology already available in our laboratory and developed by us. The methodology based on the utilization of 4-hydroxyproline (1a) was established during the development of this work. Then, the oxidation of 1, in position 4 was accomplished with a chemical yield of 53%, using dibenzyl dicarbonate peroxide as oxidizing agent. The alkylation reaction of a derivative of 1 led to preparation of several Monatin derivatives with a chemical yield of 10-40%. In order to increase the chemical yield of the oxidation and alkylation steps of 1, several modifications were tested. Unfortunately, we are unable to obtain better results. When 4-hydroxyproline was used as substrate we observed an increasing in the global yield of the strategy. Depending on the electrophile used it was possible to observe a good level of diastereoselectivity in the alkylation step for the both substrates employed. The degree of diastereoselection observed varied from 55:45 to 95:5. Apparently, the diastereoselectivity observed has a direct relationship with the size of electrophile. The relative stereochemistry of the alkylated derivatives (obtained from pyroglutamic acid and from 4-hydroxyproline) was readily determined through differential nOe experiments. The alkylated products 8a, 9a and 10a were then treated with concentrated HCl in order to remove the protecting groups (OTBS and Boc) and hydrolyse the ester function of these compounds. This sequence led to the preparation of compounds 14a, 15a and 16a, however the chemical yields obtained were very low (10-15%). Hydrolysis of the lactam core will afford the Monatin derivatives (17a, 18a and 19a). Later, these compounds will be biologically evaluated.
Arquivo (Texto Completo): vtls000296167.pdf ( tamanho: 2,77MB )

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