VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

SIPN

4th International Symposium "Chemistry of natural products”

Novel synthetic saponins conjugated to [60]fullerene as potential anti-SARS-CoV-2 agents, synthesis, characterization, and theoretical evaluation.

Abstract

Steroids form a group of structurally related compounds that are widely distributed in mammalians and plants, thus representing one of the most important classes of natural products. Steroids show a broad biological activity profile and, have become ideal structures for the development of hybrid molecules. Recently different steroid derivatives have been reported as potential bioactive compounds against SARS-CoV-2. In the frame of consolidated research focused on the versatility of steroids, we propose the synthesis of methanofullerenes containing steroids and sugars. The new methano[60]fullerenes were prepared using a cyclopropanation reaction employing the Bingel–Hirsch protocol. The precursor’s malonates contained sterols – diosgenin, cholesterol, estradiol – and monosaccharides –galactose, rhamnose, mannose- as a type of synthetic saponin. These novel saponins were synthesized in good yields based on the consolidated synthetic technique performed previously by our research group. Different protecting strategies in a multistep synthetic procedure were employed to functionalize selectively the sugar and steroid moieties. It should be noted that this work constitutes the first report on the coupling of synthetic saponins to fullerenes. The obtained derivatives were fully characterized by spectroscopic techniques to determine their chemical structure. For the more, the applications of the conjugates were also evaluated in medicinal chemistry, in particular, was explored the ability of steroid derivatives to interact with RBD-SARS-Cov-2 and SARS-COV-2 proteases was studied by Molecular Docking. Therefore, theoretical calculations show that these hybrid molecules could be able to penetrate through lipid membranes, which would be of paramount importance for prospective biological applications.

Resumen

Los esteroides forman un grupo de compuestos estructuralmente relacionados que están ampliamente distribuidos en mamíferos y plantas, representando así una de las clases más importantes de productos naturales. Los esteroides muestran un amplio perfil de actividad biológica y se han convertido en estructuras ideales para el desarrollo de moléculas híbridas. Recientemente se han reportado diferentes derivados de esteroides como posibles compuestos bioactivos contra el SARS-CoV-2. En el marco de esta investigación centrada en la versatilidad de los esteroides, proponemos la síntesis de metanofullerenos que contienen esteroides y azúcares. Los nuevos metano[60]fullerenos se prepararon mediante una reacción de ciclopropanación empleando el protocolo de Bingel-Hirsch. Los malonatos del precursores representan un tipo de saponina sintética que contiene como esteroides -diosgenina, colesterol, estradiol- y monosacáridos -galactosa, ramnosa, manosa-. Estas nuevas saponinas se sintetizaron con buenos rendimientos en base a la experiencia de síntesis consolidada de nuestro grupo de investigación. Se emplearon diferentes estrategias de protección en varios pasos para funcionalizar selectivamente los diferentes azúcares y esteroides. Cabe señalar que este trabajo constituye el primer reporte del acoplamiento de saponinas sintéticas a fullerenos. Los derivados obtenidos se caracterizaron completamente mediante técnicas espectroscópicas para determinar su estructura química. Las aplicaciones de los conjugados también se evaluaron en química médica, en particular, se exploró la capacidad de los derivados esteroidales para interactuar con las proteasas RBD-SARS-Cov-2 y SARS-COV-2 mediante Molecular Docking. Además, los cálculos teóricos predicen que estas moléculas podrían penetrar las membranas lipídicas, lo que sería de suma importancia para posibles aplicaciones biológicas.