Φυσικές και συνθετικές χαλκόνες και παράγωγά τους με αντιοξειδωτική δράση

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε με στόχο τη σύνθεση, το χαρακτηρισμό, και τη μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης φυσικών και συνθετικών χαλκονών και των παραγώγων τους.

Οι χαλκόνες είναι φυσικά προϊόντα και ανήκουν στην οικογένεια των φλαβονοειδών. Διαθέτουν ως δομικό χαρακτηριστικό ένα α,β-ακόρεστο καρβονυλικό σύστημα και εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία βιολογικών δράσεων.

Στην παρούσα εργασία παρασκευάστηκαν τέσσερεις χαλκόνες μέσω αντίδρασης συμπύκνωσης Claisen-Schmidt, οι οποίες έχουν διαφορετικούς υποκαταστάτες στους δακτυλίους Α και Β.

Για να μελετηθεί η επίδραση της παρουσίας του α, β-ακόρεστου καρβονυλικού συστήματος στην αντιοξειδωτική δράση, εκτός από τη σύνθεση των χαλκονών, πραγματοποιήθηκαν οι ακόλουθες δομικές τροποποιήσεις σε αυτό: Σχηματισμός πυραζολινών: Το α, β-ακόρεστο καρβονυλικό σύστημα αντικαταστάθηκε από ένα πενταμελή ετεροκυκλικό δακτύλιο που φέρει άτομα αζώτου. Παρασκευή διϋδροχαλκόνης: Το α, β-ακόρεστο καρβονυλικό σύστημα μετατράπηκε σε κορεσμένο μέσω εκλεκτικής υδρογόνωσης του διπλού δεσμού μεταξύ των ανθράκων. Όλες οι ενώσεις χαρακτηρίστηκαν δομικά με φασματοσκοπία 1Η NMR και δύο εξ αυτών, επιπλέον, με φασματοσκοπία μάζας. Η αντιοξειδωτική δράση των μορίων που παρασκευάστηκαν αξιολογήθηκε με δύο διαφορετικές βιοδοκιμασίες: μέτρηση της ικανότητας να δεσμεύουν το Η2Ο2 (μέθοδος χημειοφωταύγειας της λουμινόλης) και μέτρηση της ικανότητας να ανάγουν το Fe3+ σε Fe2+ (μέθοδος FRAP). Ανάλογα με τη θέση και τη δομή των υποκαταστατών επηρεάζεται και η αντιοξειδωτική δράση των αντιστοίχων ενώσεων. Αναφορικά με την ικανότητα δέσμευσης του Η2Ο2 παρατηρήθηκε ότι την χαμηλότερη τιμή IC50 (µg mL-1) άρα την καλύτερη αντιοξειδωτική δράση, την παρουσίασε η χαλκόνη 8 με IC50= 0,106 (µg mL-1) Αναφορικά με την ικανότητα αναγωγής του Fe3+ σε Fe2+ παρατηρήθηκε ότι την υψηλότερη τιμή FRAP (μΜ) άρα την καλύτερη αντιοξειδωτική δράση, παρουσίασε η πυραζολίνη 13 με FRAP =18548,055 (μΜ).

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: χαλκόνες, πυραζολίνες, διϋδροχαλκόνες, αντιοξειδωτική δράση

The subject of this diploma thesis was the synthesis, structure characterization and study of the antioxidant activity of natural and synthetic chalcones and their derivatives. Chalcones are natural products that belong to the family of flavonoids. They allocate as a structural characteristic, an α, β-unsaturated carbonyl system and present a big variety of biological actions. In the present work, four chalcones bearing different substituents on rings A and B , were synthesized via the Claisen-Schmidt condensation reaction. In order to investigate the effect of the presence of the α, β-unsaturated carbonyl system on the antioxidant activity, the following structural modifications were performed on the chalcone moiety:

Pyrazoline formation: The α, β-unsaturated carbonyl system was replaced by a five-membered heterocyclic ring that bears two nitrogen atoms.

Synthesis of dihydrochalcone: Selective hydrogenation of the carbon-carbon double bond provided the corresponding saturated compound. All the compounds were structurally characterized with 1H NMR spectrometry, and two of them also with mass spectrometry. The antioxidant activity of the compounds was evaluated with two different assays: determination of their ability to scavenge Η2Ο2 (luminol chemiluminescence method), and of their ability to reduce Fe3+ to Fe2+ (FRAP method). The antioxidant activity of the compounds was found to be dependent on the position and electronic characteristics of the substituents. Regarding the ability to scavenge Η2Ο2, it was observed that chalcone 8 displayed the highest activity, showing IC50 = 0,106 (µg mL-1). Regarding the ability to reduce Fe3+ to Fe2+ , it was observed that pyrazoline 13 showed the highest FRAP value (18548,055 μΜ), hence the best antioxidant activity of all the tested compounds. KEY WORDS: chalcones, pyrazolines, dihydrochalcones, antioxidant activity