Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P390 |
Naravoslovno-matematične vede |
Organska kemija |
Tandemska ciklizacija; aminokisline; heteroarilglicini; spiroheterocikli; diazenkarboksamidi; diazendikarboksamidi; elektrofilno aminiranje; kataliza; asimetrična sinteza; reakcije pod visokimi pritiski; fluorescentni markerji; zaščita lesa
Raziskovalci (12)
Organizacije (1)
Povzetek
Študirali bomo možnosti tandemskih ciklizacij, ki bi v eni stopnji vodile do '5+5' in '5+6' bicikličnih heterocikličnih sistemov. Poleg tega nameravamo našo novo sintezno pot do imidazo[1,2-a]pirimidinil sladkorjev (iz estrov beta-amino kislin, D-aldoz in cianamida) razširiti tudi na alfa- in gama-amino kisline. V tem sklopu bomo tudi nadaljevali s pretvorbami alfa-heteroarilglicinov kot primernih izhodnih spojin za imidazo[1,2-a]piridinov, imidazo[1,2-a]kinolinov ter pirido[1,2-a]pirazinov. Naslednje področje raziskav predstavlja sinteza različnih novih spirooksazolinskih sistemov. Te bomo pripravili iz različnih aromatskih oziroma heteroaromatskih 1,2-diaminov v reakcijah z 2-benzoilamino-3-kloropropenojsko kislino. Tu gre za novo metodo do spirooksazolinskih sistemov, ki vsebujejo kot drugo ciklično komponento kinoksalinski, azakinoksalinski ali benzokinoksalinski sistem. Študirali bomo tudi pretvorbe spojin, ki vsebujejo piran-2-onski strukturni element, v didehidroaminokislinske derivate.Začeti nameravamo z raziskavami pod visokimi pritiski (10-15 kbar), kjer potekajo reakcije, npr. cikloadicije, substitucije ipd., mnogo lažje kot pri običajnih pogojih. Predvidevamo, da bomo tako lahko ujeli nekatere intermediate, ki bi jih sicer ni bi mogli.Za celo vrsto diazenkarboksamidov smo že ugotovili, da so selektivni oksidanti za pretvorbo tiolov do disulfidov. Študirati nameravamo tudi njihove elektrokemijske lastnosti. S ciklično voltametrijo bi želeli dobiti informacije o njihovih oksidacijskih potencialih, ali pa v primeru ireverzibilnih procesov, o potencialih njihovih katodnih vrhov. Predvidevamo, da bi tako dobili informacijo o oksidacijskih sposobnostih diazenkarboksamidov, kar bi primerjali z rezultati oksidacij različnih tiolov z omenjenimi reagenti. Zanimivo bi bilo ugotoviti, ali so določeni diazenkarboksamidi sposobni selektivne dimerizacije izbranega tiola v zmesi dveh ali večih tiolov. V tej zvezi nameravamo študirati tudi transformacije glutationa, ki je biološko izredno pomemben tiol. Poskusili bomo tudi selektivno oksidacijo selenola v zmesi s tiolom.Dosedanje raziskave nesimetričnih diazendikarboksamidov bomo razširili na uporabo teh reagentov za elektrofilno aminiranje substiruiranih benzenov in drugih aromatov. Potrebno bo ugotoviti, kateri so najprimernejši katalizatorji, ali poteče reakcija regioselektivno glede na oba partnerja, pa tudi kakšne so možnosti nadaljnih transformacij nastalih produktov. Glede nato, da so številni nesimetričnih diazendikarboksamidi aril substituirani na enem od amidnih dušikov ni mogoče izključiti tudi intramolekularnih elektrofilnih aromatskih substitucij.Raziskave fluorescentnih spojin bomo zajele sinteze novih derivatov, ki bi jih označili z radioaktivnim fluorom (18F). Pripravljene spojine bomo v sodelovanju s kolegi z UCLA uporabili v in vitro in in vivo raziskavah sprememb v centralnem živčnem sistemu pri alzheimerjevi bolezni. Raziskave bomo razširili na derivate tropana, s katerimi bomo s pozitronsko emisijsko tomografijo (PET) študirali spremembe v delovanju dopaminskega sistema pri parkinsonovi bolezni in zlorabi drog.
Pomen za razvoj znanosti
Predvidevamo, da bodo dale raziskave odgovore na številne izzive s področja sinteze heterocikličnih spojin. Pripravili bomo nove sisteme in razvili nove metodologije, za katere pričakujemo, da bodo pomembno prispevale k svetovni zakladnici znanja s tega področja. Raziskovanje novih poti do potencialno biološko aktivnih spojin, ki bodo vsebovale v svoji strukturi aminokislinske enote, odpira perspektivno področje tudi do doslej neznanih molekul. Slednje ponujajo vrsto možnosti do morebitnih farmakološko aktivnih spojin, kar je predmet raziskav številnih laboratorijev v svetu. Uporaba diazenkarboksamidov kot selektivnih oksidantov tiolne skupine predstavlja učinkovit način za regulacijo koncentracije glutationa, kot najbolj razširjenega tripeptida v celicah. Glede na to, da so diazenkarboksamidi stabilni pod kvazifiziološkimi pogoji, odpirajo številne možnosti vpliva aktivnosti encimov, ki imajo prosto vsaj eno tiolno skupino, preko uravnavanja koncentracije glutationa v reducirani in oksidirani obliki (GSH in GSSG). Poleg tega bi utegnili omenjeni diazeni zaradi navedenih lastnosti bistveno vplivati na učinkovitost zdravljenja raka s cisplatino. Ugotovili so namreč, da je rezistenca rakastih celic na omenjeno zdravilo posledica povišane koncentracije reducirane oblike glutationa (GSH). Nadalje pričakujemo, da bodo florescentne spojine prispevale nova spoznanja pri zdravljenju alzheimerjeve in parkinsonove bolezni ter pri zlorabi drog.
Pomen za razvoj Slovenije
Pričakujemo, da bodo naše raziskave pojasnile vprašanja povezana s splošno reaktivnostjo številnih že znanih, pa tudi na novo odkritih heterocikličnih sistemov. Omogočile bodo tudi upeljavo nekaterih novih eksprimentalnih tehnik v naše okolje (npr. delo pod pritiski v območju 10-15 kbar, nove tehnike na področju jedrske magnetne resonance ipd.). Nekatere nove spojine kot npr. nesimetrični diazendikarboksamidi z bazičnim dušikom na koncu alkilne verige na amidnem dušiku, pa tudi vrsta kompleksov 1,3-dikarbonilnih spojin z borom, kažejo zanimive fungicidne lastnosti. Preliminarni eksperimenti, izvedeni v sodelovanju z Oddelkom za lesarstvo Biotehniške fakultete v Ljubljani, kažejo na možnost uporabe naših spojin za zaščito lesa. To bi v sodelovanju z s slovensko industrijo utegnilo voditi do novih sredstev za globinsko zaščito lesa. Nekatere naše pristope k različnim heterocikličnim in drugim spojinam bi lahko uporabili kot nove poti do pomembnih antibiotikov in drugih zdravil. Glede na vrhunsko farmacevtsko industrijo v naši državi bi to predstavljalo vrsto možnosti tudi za razvoj novih zdravilnih učinkovin. Naša raziskovalna skupina ima tesne stike z obema farmacevtskima tovarnama.V raziskave bodo, kot vedno doslej, vključeni študenti dodiplomskega, magistrskega in doktorskega študija. Tako se bodo že na dodiplomski stopnji, še podrobneje pa na podiplomski stopnji, seznanili z različnimi fundamentalnimi raziskavami, pa tudi z metodami ciljanih sintez. Ob raziskovalnem delu navajamo študente na sprotno spremljanje tekoče znanstvene literature. Oboroženi z najnovejšimi in najpomembnejšimi izsledki na področju organske kemije in njej sorodnih disciplin, ter uvedeni tako v načine načrtovanja kot izvedbe raziskav in interpretacije rezultatov, bodo sposobni prevzeti odgovorna mesta v različnih raziskovalnih, razvojnih in kontrolnih laboratorijih tako v gospodarstvu, kot tudi v drugih institucijah.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
