Antioxidative long chain alkylresorcinols : Synthesis and deuterium labelling of bioactive compounds present in whole grains

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-4346-8
Title: Antioxidative long chain alkylresorcinols : Synthesis and deuterium labelling of bioactive compounds present in whole grains
Author: Parikka, Kirsti
Other contributor: Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, kemian laitos
Helsingfors universitet, matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, kemiska institutionen
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry, Laboratory of Organic Chemistry
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2007-12-01
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-4346-8
http://hdl.handle.net/10138/21045
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: The first synthesis of long chain 5-n-alkylresorcinols (C15-C25) in whole grains and whole grain products by a novel modification of Wittig reaction is described. 5-n-Alkylresorcinols are phenolic lipids that have various effects on biological systems, such as antioxidant activity and interaction with biological membranes. These compounds are considered as biomarkers of whole grain intake, which is connected with reduced risk of cardiovascular diseases and certain cancers. Novel hapten derivatives of 5-n-alkylresorcinols, potential compounds for immunoanalytical techniques, are prepared by the same procedure utilizing microwave catalysed aqueous Wittig reaction as the key step. The synthesised analogues are required by various analytical, metabolism and bioactivity investigations. Four alternative strategies for producing deuterium polylabelled 5-n-alkylresorcinols are explored. Ring-labelled D3-alkylresorcinols were synthesized by acidic H/D exchange. Side chain -labelled D4-derivative was prepared by a total synthesis approach utilizing D2 deuterogenation of a D2-alkene derivative, and deuterogenation of alkynes was investigated in another total synthesis approach. An -D3-labelled alkylresorcinol is isotopically pure and completely stable under all relevant conditions encountered during analytical work. The labelling of another phenolic component of whole grains was explored. The preparation of D3-ferulic acid and related compounds by way of selective methylation of the precursors is described. The deuterated compounds are useful as standards in the quantification of these natural products in various substances, such as food and human fluids. The pure 5-n-alkylresorcinol analogues prepared were used in in vitro experiments on alkylresorcinol antioxidant activity and antigenotoxicity. The in vitro experiments show that alkylresorcinols act as antioxidants, especially when incorporated into biological systems, but possess lower activity in chemical tests (FRAP and DPPH assay). Whole grain alkylresorcinols are shown for the first time to have a protective effect against copper induced oxidation of LDL, and H2O2 or genotoxic faecal water induced damage on HT29 cells.Alkyyliresorsinolit ovat bioaktiivisia, rasvoja muistuttavia fenolisia yhdisteitä, joita esiintyy useissa kasveissa. Ravinnon kannalta alkyyliresorsinolien merkittävin lähde ovat viljat, kuten ruis ja vehnä. Viljoissa alkyyliresorsinolit sijaitsevat jyvien uloimmassa kerroksessa, suojaten homeelta, sienitaudeilta ja bakteereilta. Sijaintinsa vuoksi näitä yhdisteitä on huomattavia määriä vain kokojyvätuotteissa. Kokojyvätuotteilla on monia positiivisia terveysvaikutuksia, joiden tutkimisessa tarvitaan biomarkkereita eli kokojyvätuotteiden kulutuksen mittareita. Alkyyliresorsinolit ovat potentiaalisia yhdisteitä biomarkkeritutkimukseen, sillä alkyyliresorsinolipitoisuuksia voidaan määrittää esimerkiksi plasmasta. Väitöstutkimuksessa kehitettiin uusi valmistusmenetelmä alkyyliresorsinoleille. Menetelmä perustui nopeaan, mikroaaltokatalysoituun Wittig-reaktion modifikaatioon, jossa liuottimena käytettiin vettä tai veden ja orgaanisen liuottimen sekoitusta. Tehokkaasta valmistusmenetelmästä on hyötyä, sillä puhtaita yhdisteitä tarvitaan esimerkiksi biologisissa tutkimuksissa suuria määriä. Uudella menetelmällä valmistettiin ensi kertaa myös alkyyliresorsinolien hapteenijohdannaisia, jotka mahdollistavat nopean, immunologisen määritysmenetelmän kehittämisen. Tutkimuksessa kehitettiin deuteriumleimausmenetelmiä alkyyliresorsinoleille ja ferulahapoille, jotka myös ovat kokojyvissä esiintyviä bioaktiivisia yhdisteitä. Deuterium-leimattuja viljojen alkyyliresorsinoleja valmistettiin ensi kertaa, ja ferulahappojen johdannaisten leimaamiseen kehitettiin uusi menetelmä. Isotooppisesti leimattuja yhdisteitä tarvitaan vertailuaineiksi pitoisuuksien määrittämiseen esimerkiksi kasveista tai biologisista näytteistä. Väitöstutkimuksessa kehitetyt leimausmenetelmät tuottavat isotooppisesti puhtaita ja pysyviä yhdisteitä, jotka soveltuvat standardeiksi monenlaisiin analyyttisiin tutkimuksiin. Syntetisoituja alkyyliresorsinoleja käytettiin alkyyliresorsinolien plasmapitoisuuksia mittaavan menetelmän kehittämiseen ja bioaktiivisuuden määrittämiseen. Bioaktiivisuutta tutkittiin kemiallisilla ja biologisilla (in vitro) menetelmillä. Koeolosuhteissa alkyyliresorsinolit suojasivat alhaisen tiheyden lipoproteiineja (LDL) sekä paksusuolen HT29-solujen DNA:ta hapettumiselta. Hapettuneen LDL:n muodostuminen liittyy ateroskleroosin alkuvaiheeseen, ja paksusuolen solumuutokset voivat altistaa paksusuolen syövälle. Kokojyväviljat suojaavat näiltä taudeilta, ja väitöstutkimus osoitti, että viljojen alkyyliresorsinolit saattavat osallistua suojaavien vaikutusten syntymiseen.
Subject: orgaaninen kemia
Rights: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
antioxid.pdf 345.5Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record