ETD

• cancer
• glycoconjugation
• lanthanide
• luminescence
• oligosaccharide
• probe
• PTP-1B

This study addresses two distinct research directions. The first part focuses on the development of innovative glycosylation methodologies based on chiral vinyl epoxides for the stereoselective synthesis of oligosaccharides. These highly reactive intermediates enable a catalyst-free glycosylation process, providing complete regio- and stereocontrol through interactions between the nucleophile and the oxirane moiety. On this basis, a rapid and versatile one-pot strategy has been developed for the reiterative assembly of β-1,4-D-Gulo and α-1,4-D-Manno oligosaccharides. The use of allylic alcohols as both glycosyl acceptors and initiators allows controlled chain elongation in a single reaction vessel, eliminating the need for intermediate purification steps and ensuring high synthetic efficiency. The second part is devoted to the design and synthesis of glycoconjugates for biomedical imaging applications. In particular, Lanthanide(III) complexes functionalized with carbohydrate moieties have been developed to enhance selective targeting of cancer cells. These systems exhibit favorable photophysical properties, including long luminescence lifetimes and high emission intensity, making them suitable as imaging probes. Biological evaluation, both in vitro and in vivo using zebrafish models, demonstrated good biocompatibility, efficient biodistribution, and preferential accumulation in tumor tissues. Overall, this work highlights the potential of glycosylation-based approaches in advancing both synthetic carbohydrate chemistry and the development of functional probes for biomedical applications.

Questo studio affronta due distinti filoni di ricerca. La prima parte è dedicata allo sviluppo di metodologie innovative di glicosilazione basate su vinil epossidi chirali per la sintesi stereoselettiva di oligosaccaridi. Questi intermedi altamente reattivi consentono un processo di glicosilazione privo di catalizzatori, garantendo un completo controllo regio- e stereochimico grazie alle interazioni tra il nucleofilo e il gruppo ossirano. Su queste basi, è stata sviluppata una strategia one-pot rapida e versatile per l’assemblaggio reiterativo di oligosaccaridi β-1,4-D-Gulo e α-1,4-D-Manno. L’impiego di alcoli allilici come accettori e iniziatori di glicosilazione permette un allungamento controllato della catena in un unico reattore, eliminando la necessità di purificazioni intermedie e assicurando un’elevata efficienza sintetica. La seconda parte è rivolta alla progettazione e sintesi di glicoconiugati per applicazioni di imaging biomedico. In particolare, sono stati sviluppati complessi di Lantanidi(III) funzionalizzati con unità zuccherine, al fine di migliorare il targeting selettivo verso cellule tumorali. Questi sistemi presentano proprietà fotofisiche favorevoli, tra cui lunghi tempi di vita di luminescenza e alta intensità emissiva, rendendoli promettenti sonde per imaging. Le valutazioni biologiche, condotte sia in vitro sia in vivo su modelli di zebrafish, hanno evidenziato una buona biocompatibilità, un’efficiente biodistribuzione e un accumulo preferenziale nei tessuti tumorali. Nel complesso, questo lavoro evidenzia il potenziale delle strategie di glicosilazione sia nell’avanzamento della chimica dei carboidrati sia nello sviluppo di sistemi funzionali per applicazioni biomediche.