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Sintesi dei carba analoghi degli allil epossidi derivati dal D-allale e D-galattale e dell’allil aziridina derivata dal D,L-allale: potenziali glicosil donatori per la sintesi di carba oligosaccaridi.

I carbazuccheri, analoghi carbaciclici dei veri zuccheri, sono una famiglia di pseudo-zuccheri che presenta particolare interesse sia dal punto di vista chimico che biologico. L’attenzione rivolta verso questi sistemi, in cui l’ossigeno endociclico è sostituito da un gruppo metilenico, è legata soprattutto alla capacità di dare carba oligosaccaridi caratterizzati da un’elevata stabilità in vivo, resistenti alle condizioni di idrolisi enzimatica e quindi dotati di una possibile attività biologica.
Gli studi svolti nel nostro laboratorio precedentemente al mio lavoro di tesi, avevano portato alla sintesi, in forma racema, degli epossidi allilici 1α e 1β, analoghi carbaciclici dei corrispondenti epossidi allilici 2α e 2β derivati dei glicali.

Gli epossidi 2α e 2β, derivati dei glicali, si erano comportati come eccellenti glicosil donatori, dando, nelle reazioni di addizione nucleofila con alcooli, esclusivamente addotti 1,4 derivanti da un processo di addizione coniugata, ovvero O-glicosidi con la stessa configurazione dell’epossido di partenza. Tale efficace processo di O-glicosilazione non catalizzato substrato-dipendente, era stato utilizzato anche in una versione reiterativa per la preparazione di oligosaccaridi.


Gli epossidi allilici carbaciclici 1α e 1β, nelle reazioni di addizione nucleofila con alcooli, acido catalizzata, avevano mostrato un comportamento regio- e stereo selettivo più articolato, ma comunque interessante. In particolare l’epossido 1α aveva fornito buone percentuali di addotto 1,4 sin nella reazione esplorativa di addizione di MeOH in ambiente acido e risultava quindi un glicosil donatore promettente anche in prospettiva di un processo reiterativo che avrebbe condotto a strutture di tipo 3.

Visti i risultati, comunque promettenti, ottenuti con gli epossidi racemi 1α e 1β, la prima parte della mia tesi ha riguardato la sintesi dei due epossidi 1α e 1β in modo enantioselettivo, poiché questo risultava di fondamentale importanza per la sintesi di mimetici di interesse biologico.
L’approccio individuato per la sintesi dei due epossidi in forma otticamente attiva parte da un precursore di tipo carboidrato di basso costo, il tri-O-acetil-D-glucale (4) e sfrutta il riarrangiamento di Claisen1 per trasformare il sistema glicale 5 nel sistema carbaciclico 6.


Il carba glicale 6 è stato poi elaborato a trans idrossi mesilato 7, che, per ciclizzazione in ambiente alcalino, conduce all’epossido (-)-1β. L’epossido (-)-1β è poi il precursore dell’epossido diastereoisomero (-)-1α.


Una volta sintetizzati i due epossidi, (-)-1β e (-)-1α, ne è stata valutata la regio- e stereo selettività di addizione con un nucleofilo modello quale l’ 1,2;3,4-di-O-isopropiliden-α-D-galattopiranosio.
Nella seconda parte della mia tesi mi sono occupata di verificare la possibilità di trasferire il protocollo di O-glicosilazione reiterativo al sistema allil aziridinico 8α, carba analogo dell’allil aziridina 9α derivata dal D-allale che si era rivelata, in studi precedenti, un ottimo glicosil donatore.

La sintesi dell’allil aziridina 8α, in questa fase preliminare di studi, è stata effettuata in forma racema a partire dall’epossido 1β, anch’esso sintetizzato in forma racema per elaborazione del triolo 10, seguendo una serie di protezioni-deprotezioni ortogonali, come già fatto in precedenza sul corrispondente D-glucale. Il precursore del triolo 10 è il triacetato 11, che è stato a sua volta sintetizzato, seguendo la procedura di Ogawa2 per reazione di Diels-Alder fra furano e metil acrilato.


Sfortunatamente i risultati preliminari ottenuti nell’apertura dell’aziridina 8α con O- ed N-nucleofili modello, ha evidenziato una spiccata 1,2 anti regioselettività, rendendo quindi, al momento, poco interessante questo substrato come glicosil donatore.


Bibliografia
1- Sudha, A. V. R. L.; Nagarajan, M. Chem. Commun. 1998, 925.
2- (a) Ogawa, S.; Kasahara, I.; Suami, T. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1979, 52, 118. (b) Ogawa, S.; Toyokuni, T.; Kondoh, T.; Hattori, Y.; Iwasaki, S.; Suetsugu, M.; Suami, T. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1981, 54, 2739.