• 1
• 4-disaccaridi
• alcossidi
• coordinazione Li mediata
• nucleofilicità
• stereoselettività

I carboidrati rappresentano una delle classi di biomolecole più abbondanti e fondamentali negli
organismi viventi, in quanto svolgono un ruolo cruciale in numerosi processi biologici. Possono
esistere sotto forma di monosaccaridi liberi, oligosaccaridi e polisaccaridi, oltre a essere
componenti essenziali dei glicoconiugati, come glicoproteine e glicolipidi. Questi composti
sono coinvolti in numerose funzioni vitali, tra cui il riconoscimento cellulare, la segnalazione
biochimica, la risposta immunitaria e l'adesione cellulare. Il loro studio e la sintesi di strutture
ben definite e steroselettive, difficilmente accessibili dalle fonti naturali, è quindi di grande
interesse sia dal punto di vista biologico che farmaceutico. Negli ultimi decenni, i carboidrati
hanno attirato particolare attenzione nella ricerca farmaceutica, grazie al loro impiego in una
vasta gamma di applicazioni terapeutiche. Oligosaccaridi e glicoconiugati costituiscono
elementi chiave di numerosi farmaci antibatterici, antivirali e antitumorali, nonché di vaccini
innovativi. Ad esempio, diversi vaccini contro batteri patogeni sfruttano glicoconiugati per
stimolare una risposta immunitaria efficace. Allo stesso modo, alcuni trattamenti antitumorali
mirati utilizzano oligosaccaridi per riconoscere specifiche strutture, tipiche soprattutto delle
forme più invasive, sulla superficie delle cellule cancerose. Nonostante il loro enorme
potenziale applicativo, la sintesi di carboidrati complessi è sempre stata una sfida significativa
a causa della loro elevata eterogeneità strutturale e della necessità di un rigoroso controllo
stereochimico nelle reazioni di glicosilazione. Infatti, queste reazioni, poiché prevedono l’uso
di diversi gruppi funzionali e di numerosi step di purificazione, rendono difficoltoso
l’ottenimento di prodotti quantitativamente puri e altamente selettivi. Per superare questi
ostacoli, la ricerca scientifica ha investito ingenti risorse nello sviluppo di metodologie
avanzate, sia chimiche che enzimatiche, per ottimizzare la sintesi stereoselettiva dei glicosidi.
Di recente, il nostro gruppo di ricerca ha identificato un assemblaggio reiterativo one-pot
attivato a microonde di epossidi vinilici derivati da glicali,1
che consente un processo
stereospecifico, non catalizzato e dipendente dal substrato per la preparazione di 1,4
oligosaccaridi 2,3-insaturi di lunghezza variabile (2-6 unità).
Questa strategia consente la funzionalizzazione della prima unità della catena oligosaccaridica,
con differenti sostituenti, offrendo quindi la possibilità successiva di coniugare il glicano con
vari tipi di strutture, tra cui complessi metallici, proteine, polimeri sintetici e nanoparticelle.
Inoltre la possibilità di diidrossilare il doppio legame del glicano 2,3-insaturo e la deprotezione
sulla posizione C(6), offre la possibilità di ottenere β-1,4-D –Gulo- e α-1,4- D-Mannooligosaccaridi con diversa polarità. Sulla base di questa metodologia di sintesi, sono stati
ottenuti diversi disaccaridi attualmente in fase di studio come potenziali ligandi della proteina
tirosina fosfatasi 1B (PTP1B). Questa proteina, appartenente alla famiglia delle PTP, è
riconosciuta come un regolatore negativo di numerosi recettori e delle tirosin-chinasi associate
ai recettori. Più recentemente, la PTP1B ha suscitato un crescente interesse nel campo delle
neuroscienze, poiché la sua inibizione è stata dimostrata essere in grado di prevenire
l’attivazione della microglia, esercitando un potente effetto antinfiammatorio in patologie
neurodegenerative quali il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson.
Con l’obbiettivo di eseguire un processo simile ma che non richiedesse un’attivazione cinetica,
attraverso l’utilizzo del microonde e permettesse di controllare meglio la distribuzione degli
oligomeri ottenuti, nel mio lavoro di tesi ho messo a punto un metodo di sintesi di disaccaridi
lineari 1,4-stereodefiniti, e successivamente ho effettuato uno studio preliminare relativo alla
sintesi di oligosaccaridi.
Studi precedenti effettuati nel nostro laboratorio, avevano evidenziato l’elevato grado di
coordinazione fra reagenti contenenti il litio (organo litio o enolati di litio)4,5 e il vinil epossido
2.1 derivato dal D-galattale. Abbiamo quindi voluto verificare quale fosse l’efficacia degli
alcossidi di litio derivati dagli alcoli allilici costituiti dai glicosidi 2,3-insaturi, come glicosil
accettori, nella reazione di glicosilazione che utilizza il vinil epossido 2.1 come glicosil
donatore.2,3

La procedura messa a punto in questo lavoro di tesi, prevede l’aggiunta del glicosil accettore
1.2 (2 equiv), costituito dall’ alcossido di litio del tert-butil glicoside 2,3-insaturo, generato in
situ tramite reazione con la base di litio LHMDS (Schema 1a), al glicosil donatore, il vinil
epossido 2.1 β (1 equiv), generato a sua volta in situ mediante ciclizzazione in condizioni
basiche per t-BuOK del suo precursore stabile l’idrossimesilato 2.1,(Schema 1b) per fornire
l’1,4-disaccaride 2,3-insaturo 2.2. L’utilizzo di un alcossido di litio come glicosil accettore si è quindi rivelata efficace, non solo
perché aumenta drasticamente la nucleofilicità dell’alcool allilico del sistema glicosidico 2,3-
insaturo, estremamente poco nucleofilo, come evidenziato da studi teorici,1 ma anche perchè la
coordinazione del litio con l’ossigeno ossiranico e l’ossigeno endociclico del sistema 2.1
permette di dirigere l’attacco del nucleofilo regioselettivamente sulla posizione C(1) del glicosil
donatore e stereoselettivamente dalla stessa parte sulla quale insiste il sistema epossidico (faccia
beta). Nell’ultima parte del mio lavoro di tesi, ho effettuato degli studi preliminari per estendere
questa procedura di glicosilazione stereoselettiva in presenza di alcossidi di litio, alla sintesi di
oligosaccaridi medio-lunghi (6-10 unità ripetitive), mediante un processo reiterativo e variando
il rapporto stechiometrico fra glicosil donatore e glicosil accettore.
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