(1) Concise Synthesis of Sphingosine (2) Synthesis of ligands with allosteric modulation effect of the interface of the N-terminal domain of CoV N protein dimer (3) Synthesis of precursor of Lipid A

本篇論文的第一部分將敘述神經鞘氨醇在不同人體疾病中的重要性，由於生物研究與其價格昂貴的需求下，促使我們建立一個簡潔合成神經鞘氨醇的方法，最重要的是我們選擇了與神經鞘氨醇結構相似且成本較低的植物鞘氨醇為起始物，成功開發了兩種不同的胺基保護途徑，可由植物鞘氨醇合成而得到神經鞘氨醇。 本篇論文的第二部分將敘述冠狀病毒在全球的流行與其特性，由此選擇了具有高度序列保留性的核殼蛋白N端功能區二聚體之交界面的重要胺基酸(W43)，且可作為一個有潛力的藥物結合位點，我們從市售的5-hydroxyindole合成四種配體，藉由別構調節的方式與二聚體交界面結合，之後的實驗發現其中的配體 34 相較其他配體更能深入到二聚體之交接面，也證實了配體 34 具有促進冠狀病毒核殼蛋白聚合的能力並影響其寡聚化。 本篇論文的第三部分將敘述脂質A於人體中的毒性，但具有較少的醯基鏈數量的脂質A，可以作為免疫反應的抑制劑，並且這些抑製劑在臨床試驗中可以預防因細菌感染而引起的有害影響，重點在於我們使用單一的葡萄糖胺鹽類 66 開始合成而得到雙醣，然後合成脂質A衍生物 61，提供一個未來合成目標物脂質A 49 的方法。In the first part of this thesis will describe the importance of sphingosine in different kinds of human diseases. Because of the requirement of sphingosine for biological research and the expensive cost of sphingosine, encouraged us to establish a concise method to synthesize sphingosine. The most important point is that we chose phytosphingosine, which is similar in structure to sphingosine as the starting material and it is cost-effective. We successfully developed two synthetic methods for sphingosine from phytosphingosine by using two different amine-protective pathways. In the second part of this thesis would describe the global prevalence and characteristics of coronaviruses. Thus we chose the important amino acid (W43) at the interface of the N-terminal domain of CoV N protein dimer which is highly conserved and it could be a potential drug binding position. We synthesized four kinds of ligands from commercially available 5-hydroxyindole. These ligands can bind with the interface of the dimer by the allosteric modulation effect. We found the ligand 34 could be deeper into the interface than the other ligands by subsequent experiments. Ligands 34 was also confirmed to have the oligomerization properties of MERS-CoV N protein. In the third part of this thesis would describe the toxicity of lipid A in human body. However, lipid A with a reduced number of acyl chains can serve as an inhibitor of immune activation and these inhibitors could prevent the harmful effect causing by bacterial infections in clinical trials. The point is that we use the same glucosamine salt 66 to get the disaccharide. Then we synthesize the derivative 61 of lipid A and it could provide a method of synthesizing the target lipid A 49 in the future.摘要……………………………………………………………………… i Abstract…………………………………………………………………. ii 目次…………………………………………………………………….. iv 圖目次………………………………………………………………… viii 流程目次……………………………………………………………….. x 表目次…………………………………………………………………. xii 縮寫表……………………………………………………………….... xiii 第一部分: 簡潔合成神經鞘氨醇 Concise Synthesis of Sphingosine……………………………………... 1 一、緒論………………………………………………………………... 2 (一)前言……………………………………………………………… 2 (二)合成文獻探討…………………………………………………… 5 1.利用環氧化合物進行SN2反應合成神經鞘氨醇…..………….. 5 2.利用絲氨酸(L-serine)衍生物合成神經鞘氨醇…..………….. 5 3.使用半乳醣合成神經鞘氨醇………………………..………….. 6 4.使用植物鞘氨醇透過噁唑烷保護基合成神經鞘氨醇…..…….. 7 5.使用植物鞘氨醇透過四氯苯酐合成神經鞘氨醇之一……..….. 7 6.使用植物鞘氨醇透過四氯苯酐合成神經鞘氨醇之二……….... 8 (三)研究方向………………………………………………………… 9 二、結果與討論………………………………………………………. 10 (一) 神經鞘氨醇逆合成分析………………………………………. 10 (二)選擇以疊氮基與鄰苯二甲醯基作為保護基合成神經鞘氨醇. 11 (三)使用疊氮基作為保護基合成神經鞘氨醇…………………….. 12 (四)使用鄰苯二甲醯基作為保護基合成神經鞘氨醇……………... 14 三、結論………………………………………………………………. 16 四、實驗步驟…………………………………………………………. 18 (一)一般實驗敘述…………………………………………………... 18 (二)實驗步驟與物理數據…………………………………………... 19 第二部分: 合成對於冠狀病毒核殼蛋白N端功能區之二聚體交界面具有別構調 節效果的配體 Synthesis of ligands with allosteric modulation effect of the interface of the N-terminal domain of CoV N protein dimer………………… 31 五、緒論………………………………………………………………. 32 (一)前言…………………………………………………………….. 32 (二)冠狀病毒感染及生命週期………..……………………………. 35 (三)研究方向………………………………………………………... 36 六、結果與討論………………………………………………………. 38 (一)選擇以別構調節蛋白聚合的方法做為藥物設計…………..… 38 (二)篩選具有潛力作為藥物的小分子…………………………….. 39 (三)合成文獻探討…………………………………………………... 40 (四)電腦模擬小分子配體與MERS-CoV N-NTD二聚體進行分子對 接……………………………………………………..…………. 41 (五)小分子配體和MERS-CoV N-NTD複合體結晶結構…………. 42 (六)以小角度X-ray散射分析MERS-CoV NP與小分子配體複合體 之聚合情形……..………………………………………………. 48 七、結論………………………………………………………………. 51 八、合成實驗步驟……………………………………………………. 53 (一)一般實驗敘述…………………………………………………... 53 (二)實驗步驟與物理數據…………………………………………... 54 第三部分: 合成脂質A前驅物 Synthesis of precursor of Lipid A…………………………..………... 61 九、緒論………………………………………………………………. 62 (一)前言…………………………………………………………….. 62 (二)醣苷鍵的立體位向選擇性......................................................... 70 1.變旋異構效應(Anomeric Effect)……………….. 71 (1)誘導效應(Inductive effect)……………... 72 (2)偶極穩定能(Dipole Stabilization)…… 73 (3)電子斥力(Electronic Repulsion)………. 74 2.溶劑效應(Solvent Effect)...………………………… 74 3.鄰基效應(Neighboring group effect)... 75 (二)合成文獻探討………………………………………………….. 76 1.合成具有兩種脂肪酸之脂質A衍生物………………………... 76 2.合成具有三種脂肪酸之脂質A衍生物………………………... 77 3.合成具有兩種脂肪酸之脂質A衍生物………………………... 79 4.合成具有三種脂肪酸之脂質A衍生物………………..……... 80 (三)研究方向……………………………………………………….. 81 十、結果與討論………………………………………………………. 82 (一) 脂質A逆合成分析…………………………………………… 82 (二)葡萄糖胺之醣受體合成……………………………………….. 83 (三)葡萄糖胺之醣予體合成………………………………………... 86 (四)醣鏈結反應及其最佳化條件找尋……………………………... 87 (五)去保護反應及形成醯胺鍵最佳化條件找尋…………………... 89 十一、結論……………………………………………………………... 92 十二、實驗步驟………………………………………………………. 93 (一)一般實驗敘述…………………………………………………... 93 (二)實驗步驟與物理數據…………………………………………... 94 十三、參考文獻………………………………………………………..108 十四、化合物核磁共振光譜圖………………………………………. 11