Novel and facile solution-phase synthesis of 2,5-diketopiperazines and O-glycosylated analogs

This work describes the synthesis in Solution of a series of related diketopiperazines with potential biological activities: cyclo(L-Pro-L-Ser), cyclo(L-Phe-L-Ser), cyclo(D-Phe-L-Ser) and the corresponding glycosylated analogs of the latter, cyclo[D-Phe-L-Ser(alpha GlcNAc)] and cyclo[D-Phe-L-Ser(beta GlcNAc)]. The synthetic approach involved coupling reactions of -OH or O-glycosylated serine benzyl esters with NFmoc-protected amino acids (Pro or Phe), followed by one-pot deprotection-cyclization reaction in the presence of 20% piperidine in DMF. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A convergent solution-phase synthesis of the macrocycle Ac-Phe-[Orn-Pro-D-Cha-Trp-Arg], a potent new antiinflammatory drug

Relatively few cyclic peptides have reached the pharmaceutical marketplace during the past decade, most produced through fermentation rather than made synthetically. Generally, this class of compounds is synthesized for research purposes on milligram scales by solid-phase methods, but if the potential of macrocyclic peptidomimetics is to be realized, low-cost larger scale solution-phase syntheses need to be devised and optimized to provide sufficient quantities for preclinical, clinical, and commercial uses. Here, we describe a cheap, medium-scale, solution-phase synthesis of the first reported highly potent, selective, and orally active antagonist of the human C5a receptor. This compound, Ac-Phe[Orn-Pro-D-Cha-Trp-Arg], known as 3D53, is a macrocyclic peptidomimetic of the human plasma protein C5a and displays excellent antiinflammatory activity in numerous animal models of human disease. In a convergent approach, two tripeptide fragments Ac-Phe-Orn-(Boc)-Pro-OH and H-D-Cha-Trp(For)-Arg-OEt were first prepared by high-yielding solution-phase couplings using a mixed anhydride method before coupling them to give a linear hexapeptide which, after deprotection, was obtained in 38% overall yield from the commercially available amino acids. Cyclization in solution using BOP reagent gave the antagonist in 33% yield (13% overall) after HPLC purification. Significant features of the synthesis were that the Arg side chain was left unprotected throughout, the component Boe-D-Cha-OH was obtained very efficiently via hydrogenation Of D-Phe with PtO2 in TFA/water, the tripeptides were coupled at the Pro-Cha junction to minimize racemization via the oxazolone pathway, and the entire synthesis was carried out without purification of any intermediates. The target cyclic product was purified (>97%) by reversed-phase HPLC. This convergent synthesis with minimal use of protecting groups allowed batches of 50100 g to be prepared efficiently in high yield using standard laboratory equipment. This type of procedure should be useful for making even larger quantities of this and other macrocyclic peptidomimetic drugs.

A two-phase approach for detecting recombination in nucleotide sequences

Genetic recombination can produce heterogeneous phylogenetic histories within a set of homologous genes. Delineating recombination events is important in the study of molecular evolution, as inference of such events provides a clearer picture of the phylogenetic relationships among different gene sequences or genomes. Nevertheless, detecting recombination events can be a daunting task, as the performance of different recombination-detecting approaches can vary, depending on evolutionary events that take place after recombination. We recently evaluated the effects of post-recombination events on the prediction accuracy of recombination-detecting approaches using simulated nucleotide sequence data. The main conclusion, supported by other studies, is that one should not depend on a single method when searching for recombination events. In this paper, we introduce a two-phase strategy, applying three statistical measures to detect the occurrence of recombination events, and a Bayesian phylogenetic approach in delineating breakpoints of such events in nucleotide sequences. We evaluate the performance of these approaches using simulated data, and demonstrate the applicability of this strategy to empirical data. The two-phase strategy proves to be time-efficient when applied to large datasets, and yields high-confidence results.

A Two-phase Approach for Dynamic Lightpath Scheduling in WDM Optical Networks

Lightpath scheduling is an important capability in next-generation wavelength-division multiplexing (WDM) optical networks to reserve resources in advance for a specified time period while provisioning end-to-end lightpaths. In a dynamic environment, the end user requests for dynamic scheduled lightpath demands (D-SLDs) need to be serviced without the knowledge of future requests. Even though the starting time of the request may be hours or days from the current time, the end-user however expects a quick response as to whether the request could be satisfied. We propose a two-phase approach to dynamically schedule and provision D-SLDs. In the first phase, termed the deterministic lightpath scheduling phase, upon arrival of a lightpath request, the network control plane schedules a path with guaranteed resources so that the user can get a quick response with a deterministic lightpath schedule. In the second phase, termed the lightpath re-optimization phase, we re-provision some already scheduled lightpaths to re-optimize for improving network performance. We study two reoptimization scenarios to reallocate network resources while maintaining the existing lightpath schedules. Experimental results show that our proposed two-phase dynamic lightpath scheduling approach can greatly reduce network blocking.

Electrocatalytic regeneration of atmospherically aged MoS2 nanostructures via solution-phase sulfidation

The performance of MoS2 as a hydrogen evolution catalyst is diminished by exposure to air. We demonstrate a solution phase technique to resulfidate MoSxO2-x using Na2S2O3. The success of the method was judged by performance as a H+ reduction catalyst. Following sulfidation samples displayed a favourable decrease in both onset potential and Tafel slope, with the best decreasing from -0.23 V to -0.18 V (vs. SHE), and 282 mV dec-1 to 87 mV dec-1 respectively. Ageing studies indicate that this method may be used to recycle the MoS2 repeatedly without losing catalytic performance, although repeated sulfidation did result in homogenisation of the nanostructure.

Solution Polymerization of N-vinylcaprolactam in 1,4-dioxane. Kinetic Dependence on Temperature, Monomer, and Initiator Concentrations

The kinetics of the solution free radical polymerization of N-vinylcaprolactam, in 1,4-dioxane and under various polymerization conditions was studied. Azobisisobutyronitrile and 3-mercaptopropionic acid were used as initiator and as chain transfer agent (CTA), respectively. The influence of monomer and initiator concentrations and polymerization temperature on the rate of polymerizations (R(p)) was investigated. In general, high conversions were obtained. The order with respect to initiator was consistent with the classical kinetic rate equation, while the order with respect to the monomer was greater than unity. The overall activation energy of 53.6 kJ mol(-1) was obtained in the temperature range 60-80 degrees C. The decreasing of the absolute molecular weights when increasing the CIA concentration was confirmed by GPC/SEC/LALS analyses. It was confirmed by UV-visible analyses the effect of molecular weights on the lower critical solution temperature of the polymers. It was also verified that the addition of the CTA influenced the kinetic of the polymerizations. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 118: 229-240, 2010

Application of heterogeneous vacancy solution theory to characterization of microporous solids

The vacancy solution theory of adsorption is re-formulated here through the mass-action law, and placed in a convenient framework permitting the development of thermodynamic ally consistent isotherms. It is shown that both the multisite Langmuir model and the classical vacancy solution theory expression are special cases of the more general approach when the Flory-Huggins activity coefficient model is used, with the former being the thermodynamically consistent result. The improved vacancy solution theory approach is further extended here to heterogeneous adsorbents by considering the pore-width dependent potential along with a pore size distribution. However, application of the model to numerous hydrocarbons as well as other adsorptives on microporous activated carbons shows that the multisite model has difficulty in the presence of a pore size distribution, because pores of different sizes can have different numbers of adsorbed layers and therefore different site occupancies. On the other hand, use of the classical vacancy solution theory expression for the local isotherm leads to good simultaneous fit of the data, while yielding a site diameter of about 0.257 nm, consistent with that expected for the potential well in aromatic rings on carbon pore surfaces. It is argued that the classical approach is successful because the Flory-Huggins term effectively represents adsorbate interactions in disguise. When used together with the ideal adsorbed solution theory the heterogeneous vacancy solution theory successfully predicts binary adsorption equilibria, and is found to perform better than the multisite Langmuir as well as the heterogeneous Langmuir model. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

An optimization approach for the job shop scheduling problem

This paper presents an optimization approach for the job shop scheduling problem (JSSP). The JSSP is a difficult problem in combinatorial optimization for which extensive investigation has been devoted to the development of efficient algorithms. The proposed approach is based on a genetic algorithm technique. The scheduling rules such as SPT and MWKR are integrated into the process of genetic evolution. The chromosome representation of the problem is based on random keys. The schedules are constructed using a priority rule in which the priorities and delay times of the operations are defined by the genetic algorithm. Schedules are constructed using a procedure that generates parameterized active schedules. After a schedule is obtained a local search heuristic is applied to improve the solution. The approach is tested on a set of standard instances taken from the literature and compared with other approaches. The computation results validate the effectiveness of the proposed approach.

Electromagnetism based approach to Sector design in Waste Collection

For efficient planning of waste collection routing, large municipalities may be partitioned into convenient sectors. The real case under consideration is the municipality of Monção, in Portugal. Waste collection involves more than 1600 containers over an area of 220 km2 and a population of around 20,000 inhabitants. This is mostly a rural area where the population is distributed in small villages around the 33 boroughs centres (freguesia) that constitute the municipality. In most freguesias, waste collection is usually conducted 3 times a week. However, there are situations in which the same collection is done every day. The case reveals some general and specific characteristics which are not rare, but are not widely addressed in the literature. Furthermore, new methods and models to deal with sectorization and routing are introduced, which can be extended to other applications. Sectorization and routing are tackled following a three-phase approach. The first phase, which is the main concern of the presentation, introduces a new method for sectorization inspired by Electromagnetism and Coulomb’s Law. The matter is not only about territorial division, but also the frequency of waste collection, which is a critical issue in these types of applications. Special characteristics related to the number and type of deposition points were also a motivation for this work. The second phase addresses the routing problems in each sector: new Mixed Capacitated Arc Routing with Limited Multi-Landfills models will be presented. The last phase integrates Sectoring and Routing. Computational results confirm the effectiveness of the entire novel approach.

Solid-phase synthesis and DNA binding studies of dichloroplatinum(II) conjugates of dicarba analogues of octreotide as a new anticancer drugs

The first dichloroplatinum(II) conjugates of dicarba analogues of octreotide , which is expected to act as a"tumour-targeting device", have been efficiently synthesized following a stepwise solid-phase approach; these compounds emulate the mechanism of cisplatin since they form a 1,2-intrastrand cross-link with two consecutive guanines of an oligonucleotide.

Exploring relationship between marketing and sales - a case study of B2B ICT solution sales

Following the current trend of companies in changing and developing their businesses from transactional approach to relationship and solution oriented approach has set new requirements to internal cooperation of companies too. The relationship between marketing and sales has been identified to be critical to company's success here, but surprisingly little is known about it. The purpose of this study was to deepen understanding of the relationship between sales and marketing in business-to-business sales from operative sales employees' perspectives in solution selling context. The aim was to develop an explorative analytical construction and framework of the interface. The study was conducted as a literature review and an empirical qualitative explorative single case study. The data was collected by conducting six thematic interviews with sales employees of the case company. Observing sales and marketing, written documents and other materials used in sales were used as secondary source of information. The data was analyzed using qualitative case study analysis methods. The findings of the study support previous research findings of the interface between marketing and sales but also bring new propositions as analytical framework to construct the interface. As such, the interface was found to be a multi-dimensional and complex dynamic construction. As results of this study, there was an exploratory framework constructed. The construction consists of three explorative contexts of the interface: internal context, relationship emphasizing context and solution selling context. These contexts are further divided into lower levels as an outcome of the analysis. In addition the identified contexts, there are also conceptual domains identified, which are common to all the contexts. The role of mutual, cross-functional knowledge creation was found to be central in the interface.

Méthodologie pour la synthèse combinatoire d’azapeptides: application à la synthèse d’analogues aza-GHRP-6 en tant que ligands du récepteur CD36

Les azapeptides sont des mimes peptidiques où le carbone alpha d’un ou de plusieurs acides aminés est remplacé par un atome d’azote. Cette modification tend à stabiliser une conformation en repliement beta en raison de la répulsion électronique entre les paires d’électrons libres des atomes d’azote adjacents et de la géométrie plane de l’urée. De plus, le résidu semicarbazide a une meilleure résistance face aux protéases en plus d’être chimiquement plus stable qu’une liaison amide. Bien que les propriétés des azapeptides en fassent des mimes peptidiques intéressants, leurs méthodes de synthèses font appel à la synthèse laborieuse d’hydrazines substituées en solution. Le peptide sécréteur d’hormone de croissance 6 (GHRP-6, His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) est un hexapeptide synthétique qui possède une affinité pour deux récepteurs distincts: les récepteurs GHS-R1a et CD36. Les travaux effectués au cours de mon doctorat qui seront détaillés dans cet ouvrage visent à atteindre deux objectifs: (1) le développement d’analogues du peptide GHRP-6 sélectif à un seul récepteur et (2) la mise au point d’une nouvelle méthodologie pour la synthèse combinatoire d’azapeptides. En réponse au premier objectif, la synthèse parallèle de 49 analogues aza-GHRP-6 a été effectuée et certains candidats sélectifs au récepteur CD36 ont été identifiés. L’étude de leurs propriétés anti-angiogéniques, effectuée par nos collaborateurs, a également permis d’identifier des candidats intéressants pour le traitement potentiel de la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Une nouvelle approche pour la synthèse combinatoire d’azapeptides, faisant appel à l’alkylation et la déprotection chimiosélective d’une sous-unité semicarbazone ancrée sur support solide, a ensuite été développée. La portée de cette méthodologie a été augmentée par la découverte de conditions permettant l’arylation régiosélective de cette sous-unité semicarbazone, donnant accès à treize nouveaux dérivés aza-GHRP-6 possédant des résidus aza-arylglycines aux positions D-Trp2 et Trp4. L’élaboration de conditions propices à l’alkylation et la déprotection chimiosélective de la semicarbazone a donné accès à une variété de chaînes latérales sur l’acide aminé « aza » préalablement inaccessibles. Nous avons, entre autres, démontré qu’une chaîne latérale propargyl pouvait être incorporée sur l’acide aminé « aza ». Tenant compte de la réactivité des alcynes, nous avons ensuite élaboré des conditions réactionnelles permettant la formation in situ d’azotures aromatiques, suivie d’une réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire sur support solide, dans le but d’obtenir des mimes de tryptophane. Sept analogues du GHRP-6 ont été synthétisés et testés pour affinité au récepteur CD36 par nos collaborateurs. De plus, nous avons effectué une réaction de couplage en solution entre un dipeptide possédant un résidu aza-propargylglycine, du paraformaldehyde et une variété d’amines secondaires (couplage A3) afin d’accéder à des mimes rigides d’aza-lysine. Ces sous-unités ont ensuite été incorporées sur support solide afin de générer sept nouveaux azapeptides avec des dérivés aza-lysine à la position Trp4 du GHRP-6. Enfin, une réaction de cyclisation 5-exo-dig a été développée pour la synthèse de N-amino imidazolin-2-ones en tant que nouveaux mimes peptidiques. Leur fonctionnalisation par une série de groupements benzyliques à la position 4 de l’hétérocycle a été rendue possible grâce à un couplage Sonogashira précédant la réaction de cyclisation. Les propriétés conformationnelles de cette nouvelle famille de composés ont été étudiées par cristallographie aux rayons X et spectroscopie RMN d’un tétrapeptide modèle. L’activité biologique de deux mimes peptidiques, possédant un résidu N-amino-4-méthyl- et 4-benzyl-imidazolin-2-one à la position Trp4 du GHRP-6, a aussi été examinée. L’ensemble de ces travaux devrait contribuer à l’avancement des connaissances au niveau des facteurs structurels et conformationnels requis pour le développement d’azapeptides en tant que ligands du récepteur CD36. De plus, les résultats obtenus devraient encourager davantage l’utilisation d’azapeptides comme peptidomimétiques grâce à leur nouvelle facilité de synthèse et la diversité grandissante au niveau de la chaîne latérale des acides aminés « aza ».

Conception, synthèse et diversification de l'azaGly-Pro : un mime de tour beta, outil d'étude structure-activité : application au développement d'un nouvel agent tocolytique

Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

The effects of additives and chemical modification on the solution properties of thermo-sensitive polymers

Cette thèse concerne l’étude de phase de séparation de deux polymères thermosensibles connus-poly(N-isopropylacylamide) (PNIPAM) et poly(2-isopropyl-2-oxazoline) (PIPOZ). Parmi des études variées sur ces deux polymères, il y a encore deux parties de leurs propriétés thermiques inexplicites à être étudiées. Une partie concerne l’effet de consolvant de PNIPAM dans l’eau et un autre solvant hydromiscible. L’autre est l’effet de propriétés de groupes terminaux de chaînes sur la séparation de phase de PIPOZ. Pour ce faire, nous avons d’abord étudié l’effet de l’architecture de chaînes sur l’effet de cosolvant de PNIPAMs dans le mélange de méthanol/eau en utilisant un PNIPAM en étoile avec 4 branches et un PNIPAM cyclique comme modèles. Avec PNIPAM en étoile, l’adhérence de branches PNIPAM de à un cœur hydrophobique provoque une réduction de Tc (la température du point de turbidité) et une enthalpie plus faible de la transition de phase. En revanche, la Tc de PNIPAM en étoile dépend de la masse molaire de polymère. La coopérativité de déhydratation diminue pour PNIPAM en étoile et PNIPAM cyclique à cause de la limite topologique. Une étude sur l’influence de concentration en polymère sur l’effet de cosolvant de PNIPAM dans le mélange méthanol/eau a montré qu’une séparation de phase liquide-liquide macroscopique (MLLPS) a lieu pour une solution de PNIPAM dans le mélange méthanol/eau avec la fraction molaire de méthanol entre 0.127 et 0.421 et la concentration en PNIPAM est constante à 10 g.L-1. Après deux jours d’équilibration à température ambiante, la suspension turbide de PNIPAM dans le mélange méthanol/eau se sépare en deux phases dont une phase possède beaucoup plus de PNIPAM que l’autre. Un diagramme de phase qui montre la MLLPS pour le mélange PNIPAM/eau/méthanol a été établi à base de données expérimentales. La taille et la morphologie de gouttelettes dans la phase riche en polymère condensée dépendent de la fraction molaire de méthanol. Parce que la présence de méthanol influence la tension de surface des gouttelettes liquides, un équilibre lent de la séparation de phase pour PNIPAM/eau/méthanol système a été accéléré et une séparation de phase liquide-liquide macroscopique apparait. Afin d’étudier l’effet de groupes terminaux sur les propriétés de solution de PIPOZ, deux PIPOZs téléchéliques avec groupe perfluorodécanyle (FPIPOZ) ou groupe octadécyle (C18PIPOZ) comme extrémités de chaîne ont été synthétisés. Les valeurs de Tc des polymères téléchéliques ont beaucoup diminué par rapport à celle de PIPOZ. Des micelles stables se forment dans des solutions aqueuses de polymères téléchéliques. La micellization et la séparation de phase de ces polymères dans l’eau ont été étudiées. La séparation de phase de PIPOZs téléchéliques suit le mécanisme de MLLPS. Des différences en tailles de gouttelettes formées à l’intérieur de solutions de deux polymères ont été observées. Pour étudier profondément les différences dans le comportement d’association entre deux polymères téléchéliques, les intensités des signaux de polymères correspondants et les temps de relaxation T1, T2 ont été mesurés. Des valeurs de T2 de protons correspondants aux IPOZs sont plus hautes.

Morpholinone mediated oxazolone-free C-terminus amide coupling permitting a convergent strategy for peptide synthesis

3-Substituted-5-phenylmorpholinones have been demonstrated to act as N-protected C-terminus activated alpha-amino acids capable of undergoing solution phase N-terminus peptide extension following standard coupling procedures. The N-acylated morpholinones do not undergo epimerisation of the stereocentre of the C-terminus amino acid residue as oxazolone formation is sterically prevented, although C-terminus peptide coupling is still possible. This convergent approach to peptide synthesis is exemplified by the preparation of L-ala-L-ala-L-ala and L-ala-D-ala-L-ala. Copyright (c) 2008 European Peptide Society and John Wiley & Sons, Ltd.