 |
Synthesis of monoterpene-based beta-amino acid derivatives from natural sources: versatile building blocks and catalysts
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
112442 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Szakonyi, Zsolt |
| Title in Hungarian |
Természetes eredetű monoterpénvázas béta-aminosavszármazékok sztereoszelektív előállítása és alkalmazása királis építőelemekként és katalizátorokként |
| Title in English |
Synthesis of monoterpene-based beta-amino acid derivatives from natural sources: versatile building blocks and catalysts |
| Keywords in Hungarian |
monoterpén, királis, béta-aminosav, aminodiol, katalizátor |
| Keywords in English |
monoterpene, chiral, beta-amino acids, aminodiol, catalyst |
| Discipline |
| Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Pharmaceutical chemistry |
|
| Panel |
Chemistry 2 |
| Department or equivalent |
Institute of Pharmaceutical Chemistry (University of Szeged) |
| Participants |
Csőr, Árpád
Gonda, Tímea
Le Minh, Tam
|
| Starting date |
2014-09-01 |
| Closing date |
2018-08-31 |
| Funding (in million HUF) |
16.800 |
| FTE (full time equivalent) |
6.20 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az enatiomertiszta béta-aminosavszármazékokat széleskörűen alkalmazzák heterociklusos vegyületek, potenciális farmakonok (pl. peptidomimetikumok, ill. daganatellenes szerek) szintézisében. Az aszimmetrikus átalakítások gyakran használt királis segédanyagai közé tartoznak. A ciklusos béta-aminosavakat biológiailag aktív peptidek szerkezetmódosítására a peptidkémiában is egyre elterjedten alkalmazzák.
Korábbi OTKA pályázataink (NF 69316 és K 49407) folytatásaként célunk, hogy (a) új szintézismódszereket dolgozzunk ki monoterpénvázas béta-aminosav-származékok diasztereoszelektív és/vagy enantioszelektív előállítására, beleértve a gyakorlatban is hasznosítható, méretnövelhető eljárásokat, (b) béta-aminosavszármazékok, valamint kereskedelmi forgalomban is könnyen hozzáférhető monoterpénvázas ketonok, aldehidek átalakításaival széles körben használható vegyületkönyvtárakat hozzunk létre, akár grammos mennyiségekben (c) új területeket találjunk a béta-aminosavszármazékok alkalmazására a heterociklusos kémiában, az aszimmetrikus átalakításokban és a biológiailag aktív vegyületek szintézisében. Célunk, hogy mások számára is elérhető/elkészíthető és változatos kémiai átalakításokban használható változatos szerkezetű királis katalizátorokat állítsunk elő és vizsgáljuk a vegyületek sztereokémiájának és katalitikus aktivitásának kapcsolatát. Korábbi daganatellenes hatással rendelkező monoterpénekkel kondenzált 2-imino-1,3-oxazinok (F. Fülöp, Z. Szakonyi, P. V. Pallai: PCT Int. Appl. (2010), WO 2010070365 A1 20100624) és 1,3-tiazin analógjaiknak, valamint biciklusos béta-aminosavamidok sztereo- és regioizomerjeinek, szintézisét is tervezzük, kedvező farmakológiai hatás reményében.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A kísérletek célja, hogy a természetben nagy mennyiségben előforduló, ezért olcsó királis monoterpének, pl. (-)-mirtenal, (-)-perillaldehid, kiralitásának felhasználásával enantiomertiszta 1,3-bifunkciós vegyületek széles palettáját állítsuk elő. Eddigi tapasztalataink alapján a kiindulási monoterpének természetből eredeztethető királis centrumainak konfigurációja nagyfokú sztereoszelektivitást biztosít az új aszimmetriacentrumok kiépítése során. Ezekből a remélhetőleg könnyen, nagy mennyiségben elkészíthető építőelemekből bioaktív vegyületeket illetve általánosan használható királis katalizátorokat fejlesztünk ki. Ugyancsak fontos szempont potenciális farmakonok (elsősorban tumorellenes szerek, 1,3-heterociklusok, aminosavamidok) előállítása, sikeres farmakológiai tesztek esetén szabadalom benyújtása.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A pályázat keretében akár nagy mennyiségben előállítandó enantiomertiszta béta-aminosavak, 1,3-aminoalkoholok széles körben használhatóak peptidszintézisekben, változatos szerkezetű heterociklusok szintéziseiben, multikomponensű reakciókban, mint építőelemek.
Változatos kémiai átalakításokban használható, később akár kereskedelmi forgalomba is bevezethető királis katalizátorok.
Farmakológiai és preparatív kémiai szempontokból is hasznos telített 1,3-heterociklusok és funkcionalizált savamidok, melyek tovább bővíthetik ismereteinket e vegyületcsalád gyógyászati és kémiai alkalmazhatóságáról.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A pályázat célja három fő célkitűzésben foglalható össze:
1. Természetben előforduló, könnyen hozzáférhető vegyületekből minél szélesebb körben felhasználható bifunkciós vegyületkönyvtár létrehozása.
2. Az építőelemekből változatos szerkezetű kismolekulák felépítése, az előállított molekulák alkalmazása további reakciók szelektív katalizátoraiként.
3. Korábbi, szabadalmi közleményben is publikált, daganatellenes hatású saját vegyületeink illetve mások által publikált vegyületek továbbfejlesztéseként rokon szerkezetű új molekulák előállítása, daganatellenes és egyéb farmakológiai hatásuk vizsgálata, valamint kedvező hatás eseten szerkezetük optimalizálása.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Enantiomeric alicyclic beta-amino acid derivatives are often used building blocks for the synthesis of wide range of 1,3-heterocycles and potential pharmacons. They are also very often used starting materials of chiral catalysts applied in enantioselective transformations.
As continuation of our former results we decided to prepare novel beta-amino acid derivatives, 1,3-amino alcohols, chiral catalysts in gram scale by diastereo- and probably enantioselective synthesis starting from commercial available monoterpenes, natural starting materials. Beta-amino acid derivatives could be prepared by stereoselective cycloaddition or Michael addition, while the regioisomeric analogues could be obtained via aminoketones prepared by Mannich condensation. Ring closed amino alcohol derivatives are easily prepared by different well-known methods applied several years in our institute.
We also plan, that the resulting 1,3-amino alcohols, aminodiols and their ring-closed derivatives could be utilized as catalysts of enantioselective transformations. Our final aim is to synthetize library of monoterpene-fused pharmacologically active 1,3-heterocyclic compounds regio and stereoisomers of 1,3-oxazines were recently patented as compounds with remarkable growth inhibition activities on multiple cancer cell lines (F. Fülöp, Z. Szakonyi, P. V. Pallai: 1,3-Heterocycles condensed with monoterpene skeleton, their use and pharmaceutical compositions comprising such compounds. PCT Int. Appl. (2010), WO 2010070365 A1 20100624.). The proposed outcome of our research are library of usable chiral catalysts and 1,3-difunctional compounds with divers structure and proposed pharmacological activity.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The major objective of the project is to synthetize a library of 1,3-difunctional building blocks e.g. beta-amino acids, 1,3-amino alcohols, diamines, powefull 1,3-difunctional and 1,3-heterocyclic chiral catalysts in 100-1000 mg scale for various enantioselective transformations. The above mentioned compounds could be prepared starting from commercially available, cheap natural monoterpenes.
Monoterpene-fused 1,3-oxazines, -thiazines and beta-amino amides, with proposed growth inhibition activities on multiple cancer cell lines, international patent.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
In the frame of the project we wish to obtain chiral building blocks e.g. beta-amino acids, 1,3-amino acohols, aminodiols from commercially available natural sources in gramm scale, which could be applied in peptide chemistry, synthesis of 1,3-heterocycles and functionalised 2-aminocarboxamides, potential pharmacons and chiral catalysts.
Novel chiral catalysts could be applied in various enentioselective transformations.
Potential pharmacons with e.g. MDR inhibition or anticancer activities.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The main objectives of the project are:
1. Synthesis of the library of small bifunctional building blocks starting from compounds available from natural source.
2. From these building blocks, synthesis of small molecules with diverse structures and apply them as chiral catalysts in different chemical transformations.
3. Our final aim is to synthetize library of pharmacologically active compounds based on our former results were recently patented as compounds with remarkable growth inhibition activities on multiple cancer cell lines.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Zsolt Szakonyi, István Zupkó, Reijo Sillanpää, Ferenc Fülöp: Stereoselective Synthesis and Cytoselective Toxicity of Monoterpene-Fused 2-Imino-1,3-thiazines, Molecules 19, 15918–15937, 2014 | | Zsolt Szakonyi, Árpád Csőr, Matti Haukka, Ferenc Fülöp: Stereoselective synthesis of carane-based chiral β- and γ-amino acid derivatives via conjugate addition, Tetrahedron 71: 4846–4852, 2015 | | Zsolt Szakonyi, Reijo Sillanpää, Ferenc Fülöp: Stereoselective synthesis of perillaldehyde-based chiral β-amino acid derivatives through conjugate addition of lithium amides, Beilstein J. Org. Chem. 10: 2738–2742, 2014 | | Gábor Olajos, Anasztázia Hetényi, Edit Wéber, Lukács J. Németh, Zsolt Szakonyi, Ferenc Fülöp, Tamás A. Martinek: Induced Folding of Protein-Sized Foldameric β-Sandwich Models with Core β-Amino Acid Residues, CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 21: 6173-6180, 2015 | | Yolanda C. Rodriguez, Tayla M. Duarte, Zsolt Szakonyi, Enikő Forró, Ferenc Fülöp, Thomas J. Wenzel: Utilization of (18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic Acid as a Chiral NMR Solvating Agent for Diamines and -Amino Acids, Chirality. 27, 708–715, 2015 | | Zsolt Szakonyi, Árpád Csőr, Antal Csámpai, Ferenc Fülöp: Stereoselective Synthesis and Modelling-Driven Optimisation of Carane-Based Aminodiols and 1,3-Oxazines as Catalysts for the Enantioselective Addition of Diethylzinc to B, Chem. Eur. J. 22, 7163–7173, 2016 | | Tímea Gonda, Zsolt Szakonyi, Antal Csámpai, Matti Haukka, Ferenc Fülöp: Stereoselective synthesis and application of tridentate aminodiols derived from (+)-pulegone, Tetrahedron: Asymmetry, 27, 480–486, 2016 | | Szakonyi Zsolt: Monoterpénvázas 3-amino-1,2-diolok sztereoszelektív előállítása, átalakításai és alkalmazásai, Magyar Kémikusok Lapja 71, 3-4, 2016 | | Zsolt Szakonyi, István Zupkó, Ferenc Fülöp: Stereoselective Synthesis and Antiproliferative Activity of Monoterpene-Fused 2-Imino-1,3-oxazines, Current Organic Synthesis, 2017 | | Tímea Gonda, Attila Balázs, Gábor Tóth, Ferenc Fülöp, Zsolt Szakonyi: Stereoselective synthesis and transformations of pinane-based 1,3-diaminoalcohols, Tetrahedron, 2017 | | Gyula Lajkó, Tímea Orosz, Imre Ugrai, Zsolt Szakonyi, Ferenc Fülöp, Wolfgang Lindner, Antal Péter, István Ilisz: Liquid chromatographic enantioseparation of limonene-based carbocyclic , Journal of Separation Science, 2017 | | Amir Geramipour, Zsófia Kohajda, Claudia Corici, János Prorok, Zsolt Szakonyi, Kinga Oravecz, Zoltán Márton, Norbert Nagy, András Tóth, Károly Acsai, László Virág, András Varró, and Norbert Jost: The investigation of the cellular electrophysiological and antiarrhythmic effects of a novel selective sodium–calcium exchanger inhibitor, GYKB-6635, in canine and guinea, Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 2016 | | Zsolt Szakonyi, Árpád Csőr, Matti Haukka, Ferenc Fülöp: Stereoselective synthesis of carane-based chiral β- and γ-amino acid derivatives via conjugate addition, Tetrahedron 71: 4846–4852, 2015 | | Gábor Olajos, Anasztázia Hetényi, Edit Wéber, Lukács J. Németh, Zsolt Szakonyi, Ferenc Fülöp, Tamás A. Martinek: Induced Folding of Protein-Sized Foldameric β-Sandwich Models with Core β-Amino Acid Residues, CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 21: 6173-6180, 2015 | | Zsolt Szakonyi, Árpád Csőr, Antal Csámpai, Ferenc Fülöp: Stereoselective Synthesis and Modelling-Driven Optimisation of Carane-Based Aminodiols and 1,3-Oxazines as Catalysts for the Enantioselective Addition of Diethylzinc to B, Chem. Eur. J. 22, 7163–7173, 2016 | | Szakonyi Zsolt: Monoterpénvázas 3-amino-1,2-diolok sztereoszelektív előállítása, átalakításai és alkalmazásai, Magyar Kémikusok Lapja 71, 3-4, 2016 | | Zsolt Szakonyi, István Zupkó, Ferenc Fülöp: Stereoselective Synthesis and Antiproliferative Activity of Monoterpene-Fused 2-Imino-1,3-oxazines, Current Organic Synthesis, 2017 | | Tímea Gonda, Attila Balázs, Gábor Tóth, Ferenc Fülöp, Zsolt Szakonyi: Stereoselective synthesis and transformations of pinane-based 1,3-diaminoalcohols, Tetrahedron, 2017 | | Gyula Lajkó, Tímea Orosz, Imre Ugrai, Zsolt Szakonyi, Ferenc Fülöp, Wolfgang Lindner, Antal Péter, István Ilisz: Liquid chromatographic enantioseparation of limonene-based carbocyclic, Journal of Separation Science, 2017 | | Tam Minh Le, Ferenc Fülöp, Zsolt Szakonyi: Stereoselective Synthesis of Limonene‐Based Chiral 1,3‐Amino Alcohols and Aminodiols, European Journal of Organic Chemistry, 2017 | | Tímea Gonda, Péter Bérdi, István Zupkó, Ferenc Fülöp, Zsolt Szakonyi: Stereoselective Synthesis, Synthetic and Pharmacological Application of Monoterpene-Based 1,2,4- and 1,3,4-Oxadiazoles, International Journal of Molecular Sciences, 2018 | | Yerbolat Tashenov, Mathias Daniels, Koen Robeyns, Luc Van Meervelt, Wim Dehaen, Yerlan M Suleimen, Zsolt Szakonyi: Stereoselective Syntheses and Application of Chiral Bi- and Tridentate Ligands Derived from (+)-Sabinol, Molecules, 2018 | | Tam Minh Le, Antal Csámpai, Ferenc Fülöp, Zsolt Szakonyi: Regio‐ and Stereoselective Synthesis of Bicyclic Limonene‐Based Chiral Aminodiols and Spirooxazolidines, Chemistry – A European Journal, 2018 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
