Amide functionalization of sialic acid – a synthesis towards kinetic studies
(2025) KEML10 20242Department of Chemistry
- Abstract
- Sialic acids are a family of 9-carbon sugars which contain a carboxyl group and a glycerol chain. Neu5Ac is the most common sialic acid in humans and occurs at the terminal position of glycoconjugates covering the cell surface. Neu5Ac is involved in several different processes in the human body and plays an important role in several physiological conditions and pathogenic diseases. Sialic acid is therefore an interesting target for drug development.
A group of researchers, Ye et. al., discovered an interesting reaction with protected sialic acid in 2007. Substitution of position 4 surprisingly resulted in conserved stereochemistry, with simultaneous deprotection of the anomeric position. Our group conducted further experiments on this... (More) - Sialic acids are a family of 9-carbon sugars which contain a carboxyl group and a glycerol chain. Neu5Ac is the most common sialic acid in humans and occurs at the terminal position of glycoconjugates covering the cell surface. Neu5Ac is involved in several different processes in the human body and plays an important role in several physiological conditions and pathogenic diseases. Sialic acid is therefore an interesting target for drug development.
A group of researchers, Ye et. al., discovered an interesting reaction with protected sialic acid in 2007. Substitution of position 4 surprisingly resulted in conserved stereochemistry, with simultaneous deprotection of the anomeric position. Our group conducted further experiments on this reaction, resulting in a proposed reaction mechanism where the amide participates in the formation of an oxazoline ring. To further investigate the amide’s role in this reaction, our group aim to perform kinetic studies of the reaction using compounds where the amide is modified. The reaction rates would then give further clues about the reaction mechanism.
The aim of this project was to synthesize compound 6, with a trifluoromethyl group replacing the methyl group of the amide of compound 5. Two different synthetic pathways were tested, were the second one led to a successful isolation of compound 6. Going forward, the aim is to synthesize compound 12, where instead an electron donating group is introduced on the amide. Then the kinetic studies are to be conducted with p-Thiocresol as the nucleophile. (Less) - Popular Abstract (Swedish)
- Sialinsyra är ett samlingsnamn för enkla sockerarter som har en ryggrad bestående av 9 kol, med bland annat en karboxylsyra och en glycerolsvans. Sialinsyra förekommer naturligt i kroppen hos däggdjur. Hos människan är Neu5Ac den mest förekommande sialinsyran, och när man refererar ospecifikt till sialinsyra brukar det vara Neu5Ac som avses.
Neu5Ac går att hitta i änden av de kolhydratkedjor som täcker cellytan på mänskliga celler, och är involverad i ett flertal olika processer i kroppen. Neu5Ac spelar en betydande roll i flera fysiologiska tillstånd och infektionssjukdomar. Av denna anledning har sialinsyra varit en intressant molekyl att utgå ifrån i försök att ta fram nya läkemedel. Neu5Ac har många funktionella grupper med olika... (More) - Sialinsyra är ett samlingsnamn för enkla sockerarter som har en ryggrad bestående av 9 kol, med bland annat en karboxylsyra och en glycerolsvans. Sialinsyra förekommer naturligt i kroppen hos däggdjur. Hos människan är Neu5Ac den mest förekommande sialinsyran, och när man refererar ospecifikt till sialinsyra brukar det vara Neu5Ac som avses.
Neu5Ac går att hitta i änden av de kolhydratkedjor som täcker cellytan på mänskliga celler, och är involverad i ett flertal olika processer i kroppen. Neu5Ac spelar en betydande roll i flera fysiologiska tillstånd och infektionssjukdomar. Av denna anledning har sialinsyra varit en intressant molekyl att utgå ifrån i försök att ta fram nya läkemedel. Neu5Ac har många funktionella grupper med olika reaktivitet, och är därför en svår molekyl att modifiera. Dessa grupper brukar därför ersättas av skyddsgrupper för att underlätta vidare syntes.
En grupp forskare, Ye et. al., upptäckte en intressant reaktion då de modifierade skyddad sialinsyra. Substitution av det fjärde kolet resulterade förvånansvärt nog i en produkt med bevarad stereokemi. I samma reaktion skedde också en så kallad avskyddning av den anomera positionen. Eftersom detta resultat var intressant fortsatte vår forskargrupp att undersöka reaktionen. Från dessa resultat föreslogs en reaktionsmekanism, som beskriver i vilka steg reaktionen skulle kunna ske. I denna mekanism föreslås att amiden på förening 5 är involverad i bildandet av en så kallad oxazolinring.
För att fortsätta undersöka hur amiden är involverad i reaktionsmekanismen kan man modifiera den, för att sedan undersöka reaktionshastigheten i en så kallad kinetisk studie. Reaktionshastigheten, i jämförelse med den icke modifierade föreningen, ger då ledtrådar kring reaktionsmekanismen och amidens roll i denna. Syftet med detta projekt var därför att syntetisera förening 6 som har den elektrondragande gruppen CF3 på amiden, till skillnad från förening 5 som har en metylgrupp. Två försök gjordes med två olika syntesvägar, och den andra syntesvägen fungerade. Vi planerar att även syntetisera förening 12, med en elektrondonerande grupp. Tanken är att sedan genomföra den kinetiska studien för samtliga föreningar, för att utifrån reaktionshastigheterna få ledtrådar om amidens involvering och få information om hela reaktionsmekanismen. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9186831
- author
- Alvesalo, Freja LU
- supervisor
-
- Ulf Ellervik LU
- organization
- course
- KEML10 20242
- year
- 2025
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- organic chemistry, carbohydrates, synthesis
- language
- English
- id
- 9186831
- date added to LUP
- 2025-04-02 12:34:57
- date last changed
- 2025-04-02 12:34:57
@misc{9186831,
abstract = {{Sialic acids are a family of 9-carbon sugars which contain a carboxyl group and a glycerol chain. Neu5Ac is the most common sialic acid in humans and occurs at the terminal position of glycoconjugates covering the cell surface. Neu5Ac is involved in several different processes in the human body and plays an important role in several physiological conditions and pathogenic diseases. Sialic acid is therefore an interesting target for drug development.
A group of researchers, Ye et. al., discovered an interesting reaction with protected sialic acid in 2007. Substitution of position 4 surprisingly resulted in conserved stereochemistry, with simultaneous deprotection of the anomeric position. Our group conducted further experiments on this reaction, resulting in a proposed reaction mechanism where the amide participates in the formation of an oxazoline ring. To further investigate the amide’s role in this reaction, our group aim to perform kinetic studies of the reaction using compounds where the amide is modified. The reaction rates would then give further clues about the reaction mechanism.
The aim of this project was to synthesize compound 6, with a trifluoromethyl group replacing the methyl group of the amide of compound 5. Two different synthetic pathways were tested, were the second one led to a successful isolation of compound 6. Going forward, the aim is to synthesize compound 12, where instead an electron donating group is introduced on the amide. Then the kinetic studies are to be conducted with p-Thiocresol as the nucleophile.}},
author = {{Alvesalo, Freja}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Amide functionalization of sialic acid – a synthesis towards kinetic studies}},
year = {{2025}},
}