Synthesis, spectroscopic analysis and biological activity of new nicotine derivatives

Wydział Chemii: Pracownia Chemii Związków HeterocyklicznychCelem mojej pracy doktorskiej była synteza nowych pochodnych nikotyny polegająca na modyfikacji pierścienia pirolidynowego oraz poznanie właściwości fizyko-chemicznych otrzymanych pochodnych. Wybrane pochodne analizowanie były pod kątem ich właściwości kompleksotwórczych oraz reaktywności z kwasami występującymi naturalnie w przyrodzie. Związkami wyjściowymi w moich reakcjach obok nikotyny, były jej główny metabolit kotynina oraz jego siarkowy analog. Kotynina stanowiła substrat w reakcji otrzymania β-enaminowych pochodnych nikotyny z wykorzystaniem warunków reakcji Knoevenagela. Tiolaktam nikotyny wykorzystałam do dalszych modyfikacji cząsteczki nikotyny przy zastosowaniu takich reakcji jak reakcja Kulinkovicha, reakcja S-benzylowania oraz reakcja sprzęgania Eschenmosera. Kolejnym etapem mojej pracy była synteza związków kompleksowych alkaloidów nikotynowych z solami miedzi(II) i cynku(II). Dla porównania przeprowadzono także badanie wyżej wymienionych reakcji w roztworze wodnym. Przeprowadziłam również reakcję alkaloidów nikotynowych z kwasami żółciowymi oraz kwasem ferulowym, w wyniku których otrzymałam kilkanaście nowych soli. Otrzymane pochodne scharakteryzowałam za pomocą metod spektroskopowych 13C NMR, 1H NMR, FT-IR, MS. Przeprowadzone badania biologiczne polegały przede wszystkim na określeniu właściwości antyoksydacyjnych otrzymanych związków. Przy współpracy z Wydziałem Biologii UAM określono także cytotoksyczność wybranych pochodnych nikotyny względem erytrocytów ludzkich.The aim of my doctoral dissertation was to synthesis and study of the physico-chemical properties as well as biological activity of new nicotine derivatives with a substituent introduced into the pyrrolidine ring. First steps of modifications were associated with the synthesis of main nicotine metabolite – cotinine and its thioanalogue. Both compounds were used as substrates in Knoevenagel reaction, Kulinkovich reaction, S-benzylation reaction and Eschenmoser coupling reaction. Because studying the interactions of metal ions with biologically active ligands is important to investigate the potential for synergistic activity between the metal and the drugs, metal (Zn, Cu) complexing ability of selected nicotine derivatives were analyzed. New nicotine alkaloids salts with bile acids and ferulic acid were also obtained. All newly synthesized compounds were characterized by spectroscopic methods (13C NMR, 1 HNMR, FT-IR, MS). The antioxidant properties of selected compounds were evaluated by various antioxidant assays such free-radical scavenging assay (DPPH model system), ferrous ion chelating activities and Fe3+ reduction power assay. The protective effects of all compounds tested against AAPH and t-BuOOH-induced oxidative haemolysis and morphological injury of human erythrocytes, were estimated in vitro