Acido solido

Nov 27, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8275 (2023) Citare questo articolo

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In questo studio, abbiamo sviluppato una nuova strategia sintetica per convertire i glucosidi secoiridoidi in composti dialdeidici unici utilizzando catalizzatori acidi solidi. Nello specifico, siamo riusciti a sintetizzare direttamente l'oleaceina, un raro componente dell'olio extravergine di oliva, dall'oleuropeina, abbondante nelle foglie dell'olivo. Mentre la sintesi totale convenzionale dell'oleaceina dalla lissosio richiede più di 10 passaggi, questi catalizzatori acidi solidi hanno consentito la sintesi in un solo passaggio dell'oleaceina dall'oleuropeina. Un passaggio chiave in questa sintesi è stata l'idrolisi selettiva dell'estere metilico. I calcoli della teoria del funzionale densità al livello teorico B3LYP/631+G (d) hanno rivelato la formazione di un intermedio tetraedrico legato a una molecola di H2O. Questi catalizzatori acidi solidi venivano facilmente recuperati e riutilizzati almeno cinque volte mediante semplice pulizia. È importante sottolineare che questa procedura di sintesi non era applicabile solo ad altri glucosidi secoiridoidi, ma poteva anche essere impiegata per la corrispondente reazione di aumento di scala utilizzando l'oleuropeina estratta dalle foglie di olivo come materiale di partenza.

La struttura secoiridoide si trova in molti prodotti naturali come l'oleuropeina (1)1, 2, il ligstroside (2)2 e i fraxicarbosidi2 ed è composta da glicosidi monoterpenici con uno scheletro di 2-alcossidiidropirano. Questi glicosidi monoterpenoidi esibiscono attività antiossidanti3, 4, antimicrobiche5 e antitumorali (Fig. 1)6. Inoltre, i glucosidi iridoidi correlati sono stati spesso studiati in varie aree di ricerca come la sintesi organica, la valutazione della bioattività, l'isolamento dei composti e la determinazione della struttura7,8,9.

Strutture dei secoiridoidi naturali.

Sebbene questi secoiridoidi siano biosintetizzati tramite intermedi dialdeidi nella via metabolica10, ci sono pochissimi rapporti sulla bioconversione dei glucosidi secoiridoidi tramite tali intermedi dialdeidi. L'oleocantale (3), presente nell'olio extravergine di oliva11, è una potenziale dialdeide naturale che presenta attività antinfiammatorie e antiossidanti11, riduce l'accumulo di β-amiloide12 e inibisce la crescita delle cellule tumorali13.

L'oleuropeina è un glucoside secoiridoide comune che è abbondante nelle foglie di olivo14, 15. Qui riportiamo la conversione diretta dell'oleuropeina in oleaceina (4), un raro componente dell'olio extravergine di oliva, utilizzando catalizzatori chimici (Fig. 2)16. Questa reazione è applicabile anche alla sintesi di un composto analogo, l'oleocantale (3), dal ligstroside (2). A causa della rara presenza di oleaceina, le sue funzioni biologiche sono state studiate in misura minore rispetto a quelle dell'oleocantale. Ciononostante, è stato riportato che l'oleaceina esibisce attività antiossidante17,18,19 e antinfiammatoria20, attività inibitoria contro gli enzimi di conversione dell'angiotensina correlati all'ipertensione arteriosa21, effetti protettivi sui danni/alterazioni metaboliche causate da una dieta ricca di grassi22, e anti -attività tumorale nel mieloma multiplo23. Inoltre, può aumentare il livello di ATP in un modello cellulare di malattia di Alzheimer in fase iniziale24.

Sintesi in un solo passaggio dell'oleaceina dall'oleuropeina e dell'oleocantale dal ligstroside.

La sintesi organica è uno strumento promettente per la sintesi dell'oleaceina perché è difficile estrarre grandi quantità di questo composto da matrici naturali. Smith et al. hanno riportato la sintesi totale dell'oleaceina dal d-lissosio in 10 passaggi, con una resa totale del 13%25. Rispetto alla sintesi totale, la semisintesi è un'alternativa più efficiente, più economica e più ecologica26, 27. Vougogiannopoulou et al. riportato la conversione diretta dell'oleuropeina in oleaceina tramite decarbossilazione di Krapcho utilizzando due equivalenti di cloruro di sodio; tuttavia, la resa in oleaceina era solo del 20%28. La resa è aumentata al 48% con il riscaldamento a microonde29. Narde et al.30 hanno riportato l'efficiente sintesi dell'oleuropeina demetilata naturale utilizzando Er(OTf)3 come catalizzatore; In questa sintesi l'oleuropeina demetilata è stata decarbossilata per formare oleaceina. Pertanto, lo sviluppo di un processo efficiente per sintetizzare l'oleaceina dall'oleuropeina può scoprire potenziali funzioni implicite dell'oleaceina. Inoltre, poiché l’oleuropeina è abbondantemente presente nelle foglie di olivo, questa strategia garantirà l’uso efficiente degli scarti di olivo.