Syntese og fotonedbrytningsevaluering av aminoalkoholer og oksazolidiner

Abstract

Synteseforskning på etanolaminer og deres derivater, oksazolidiner, representerer bare en del av den større innsatsen for å bekjempe antibiotikaresistens og utvikle nye strategier for behandling. Antibiotikaresistens er et komplekst, multifaktorielt problem, men denne utfordringen kan løses gjennom en helhetlig tilnærming som tar hensyn til antibiotikabruk, resistensmekanismer og pasientbehandling. Derfor er formålet med dette prosjektet å utvikle forbindelser med aktive nedbrytningsegenskaper under påvirkning av lys. Tre etanolaminer med forskjellige posisjoner av nitrogruppen og kloridionet på den aromatiske ringen ble fremstilt. Alle syntesemetoder benyttet en litiumkatalysert reaksjon. Etter flere forsøk og utfordringer med å finne den optimale synteseveien, ble forbindelsene degradert ved å eksponere dem for lys med én bølgelengde og initiere en passende fotoreaktor. Et av etanolaminene ble ikke degradert som forventet, mulige årsaker til dette er diskutert i denne oppgaven. Etanolaminsyntese ble fortsatt ved å fremstille oksazolidiner. Gjennom å syntetisere og studere oksazolidiner, var målet å forstå struktur-aktivitetsrelasjonene og mekanismene bak deres antibakterielle virkning. Disse synteseforsøkene var imidlertid ikke like avanserte som for etanolaminer, og komplikasjoner, som lavt utbytte eller uventet oppførsel ved kolonnekromatografi, måtte overvinnes. Etter vellykket syntese ble oksazolidinene testet under UV-lys. Forbindelsenes biologiske aktivitet ble også evaluert, og to av etanolaminene, en av oksazolidinene og en fotonedbrutt oksazolidin ble vist å være antimikrobielt aktive (Figur 1). Etter dekomponering var all antimikrobiell aktivitet tapt for alle tre syntetiserte forbindelser.

Synthesis research on ethanolamines and their derivatives, oxazolidines, represents only part of the greater effort to combat antibiotic resistance and develop new strategies for treatment. Antibiotic resistance is a complex, multifactorial problem, but this challenge may be addressed through a holistic approach that considers antibiotic use, resistance mechanisms, and patient treatment. Therefore, the purpose of this project is to develop compounds with active degradation properties under the influence of light. Three ethanolamines with different positions of the nitro group and chloride ion on the aromatic ring were prepared. All synthesis methods utilized a lithium-catalyzed reaction. After several trials and challenges in finding the optimal synthesis route, the compounds were degraded by exposing them to light of one wavelength and initiating a suitable photoreactor. One of the ethanolamines was not degraded as expected, possible reasons for which are discussed in this thesis. Ethanolamine synthesis was continued by preparing oxazolidines. Through synthesizing and studying oxazolidines, the aim was to understand the structure-activity relationships and mechanisms behind their antibacterial action. However, these synthesis attempts were not as advanced as those of ethanolamines, and complications, such as low yield or unexpected behavior in column chromatography, had to be overcome. After successful synthesis, the oxazolidines were tested under UV light. The compounds’ biological activity was also evaluated, and two of the ethanolamines, one of the oxazolidines, and a photo-degraded oxazolidine were shown to be antimicrobially active (Figure 1). After decomposition, all antimicrobial activity was lost for all three synthesized compounds.