Synthesis of the C(1)–C(7) fragment of the HO-FC 1 and ISO-FC 1 fumonisin toxins | Hefti | Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie
Home ▶ Vol 32, No 1 (2013) ▶	Hefti
Sintese van die C(1)–C(7)-gedeelte van die HO-FC1- en ISO-FC1-fumonisientoksiene
Author: Chantal Hefti1
Affiliations: 1Department of Chemistry, University of Pretoria, South Africa
Correspondence to: Chantal Hefti
How to cite this abstract: Hefti, C., 2013, ‘Sintese van die C(1)–C(7)-gedeelte van die HO-FC1- en ISO-FC1-fumonisientoksiene’, Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 32(1), Art #412, 1 page. http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v32i1.412
Synthesis of the C(1)–C(7) fragment of the HO-FC1 and ISO-FC1fumonisin toxins. HO-FC1 and ISO-FC1 are mycotoxins produced by Fusariumverticillioides. This study focuses on the stereoselective synthesis of C(1)-C(7) model compounds in order to establish the absolute configuration of the stereogenic centres present on the right-hand side of HO-FC1 and ISO-FC1 by comparison of the 13C NMR data.
Fusarium verticillioides is ’n swam wat algemeen voorkom op mielies, wat ’n stapelvoedsel in baie lande is. Hierdie swam produseer ’n klas van mikotoksiene wat as fumonisiene bekend staan. Die langdurige inname van fumonisiene wat in voedsel teenwoordig is, lei by mense tot ernstige siektetoestande soos slukdermkanker en neuralebuis-geboortedefekte (Sewram et al. 2005; Seo et al. 1996). Die inname van besmette voer deur perde lei tot leukoënsefalomalasië, terwyl varke pulmonale edeem ontwikkel, wat albei dodelik is (Sewram et al. 2005; Seo et al. 1996).
Daar is drie bekende klasse fumonisiene, naamlik die A-, B- en C-reeks (Seo et al. 1996, 1999). Die strukture van die verbindings wat deel van hierdie drie reekse uitmaak, is bekend, maar die stereochemie van die stereogeniese sentrums is nog net vir enkele verbindings van die A- en B-reeks bepaal. Op grond van hierdie inligting word daar algemeen aanvaar dat die absolute konfigurasie van die stereogeniese sentrums aan die linkerkant van die molekule onveranderlik is, terwyl die substitusiepatroon aan die regterkant verskille openbaar en die stereochemie ook onbekend is. Die absolute konfigurasie van die stereogeniese sentrums van die ISO-FC1- HO-FC1-fumonisiene is uitsluitlik op aannames gegrond.
Die bepaling van die absolute konfigurasie van die regterkant van die ISO-FC1- en HO-FC1-fumonisiene behels die ontwikkeling en optimisering van die sintese van die model C(1)–C(7)-eenheid van die fumonisienruggraat. Die sintetiese pad maak van stereospesifieke reaksies, koolstof-koolstof-bindingsvorming sowel as ‘n beskermende groep strategieë gebruik. Die sintese wat uiteindelik daargestel word, moet met slegs geringe veranderinge in die sintetiese prosedure vir die sintese van alle tipes van fumonisiene van toepassing wees. Die 13C- kernmagnetiese resonansdata vir die C(1)–C(7)-modelverbindings kan dan met gepubliseerde data vergelyk word ten einde die absolute konfigurasie te bepaal.
Vir hierdie projek is 1.5-pentaandiol en 1.4-butaandiol geïdentifiseer as geskikte uitgangstowwe. Een van die hidroksigroepe kan selektief tydens die verloop van die sintese beskerm word, sodat dit uiteindelik vir binding met die linkerkantse gedeelte van die fumonisienruggraat gebruik kan word. Die ander hidroksigroep kan met behulp van ’n Swern-oksidasie na ’n aldehiedgroep omgeskakel word, sodat die koolstofketting deur middel van ’n Grignard-reaksie van die aldehied met vinielmagnesiumchloried verleng kan word om ’n allielalkohol te vorm. Sharpless- asimmetriese, kinetiese resolusie van die allielalkohol lei tot die vorming van ’n epoksied waarvan twee van die stereosentrums ’n bekende konfigurasie het. Die epoksied kan dan verdere reaksies soos ringopening ondergaan, gevolg deur funksionele groepomskakelings om die model C(1)–C(7)-verbindings te vorm.
Die C(1)–C(7)-eindprodukte asook al die intermediêre verbindings in die sintetiese roete word met behulp van kernmagnetiese resonans- en infrarooi-spektroskopie, massaspektrometrie, elementêre analise en optiese rotasie gekarakteriseer.
Seo, J., Kim, J., Lee, Y., 1996, ‘Isolation and Characterization of Two New Type C Fumonisins Produced by Fusarium oxysporum’, Journal of Natural Products 59, 1003–1005.
Seo, J., Kim, J., Lee, Y., 1999, ‘N-Acetyl Derivatives of Type C Fumonisins Produced by Fusarium oxysporum’, Journal of Natural Products 62(2), 355–357.
Sewram, V., Mshicileli, N., Shephard, G.S., Vismer, H.F., Rheeder, J.P., Lee, Y., Leslie, J.F., Marasas, W.F.O., 2005, ‘Production of Fumonisin B and C Analogues by Several Fusarium Species’, Journal of Agricultural and Food Chemistry 53, 4861–4866.