Progrès vers la synthèse totale de l'hodgsonox

Ce mémoire présente une poursuite de l’étude vers la synthèse de l’hodgsonox, un sesquiterpénoïde naturel possédant des propriétés insecticides contre la mouche verte d’Australie, Lucilia cuprina. L’hodgsonox comporte six centres stéréogènes et trois cycles : un époxyde fusionné à un cycle à cinq chaînons et une fonction éther cyclique à six chaînons doublement allylique. La stratégie de synthèse de l’hodgsonox proposée comporte dix-neuf étapes linéaires. Elle s’appuie sur les travaux préliminaires de Lise Bréthous, étudiante au doctorat, de Nicolas Lévaray, étudiant à la maîtrise, ainsi que du Dr. Ying Dong Lu et de la Dr. Sonia Diab, qui ont tous travaillé précédemment dans le groupe de la Pr. Lebel. La première étape de cette synthèse consiste en une hydrogénation cinétique dynamique de Noyori permettant d’obtenir un seul diastéréoisomère à partir de l’α-acétylbutyrolactone. Une séquence de six étapes linéaires supplémentaires, comprenant l’ouverture de la lactone ainsi qu’une métathèse d’oléfine, permet d’obtenir le cycle à cinq chaînons avec un rendement global de 37%. L’unité isopropyle est par la suite installée par une addition conjuguée pour former un éther d’énol silylé, qui est directement oxydé en la cétone correspondante avec l’acétate de palladium(II). Une réaction d’hydrosilylation subséquente permet d’obtenir la stéréochimie syn attendue de l’unité isopropyle. Par la suite, la carbonylation d’un intermédiaire triflate permet d’obtenir le squelette de base pour la formation de l’éther cyclique. Enfin, le cycle à six chaînons est formé par insertion O−H intramoléculaire d’un diazo avec un rendement global de 2% sur 17 étapes. Les travaux spécifiques de l’auteure comprennent l’évaluation de conditions catalytiques pour l’oxydation de Saegusa de l’éther d’énol silylé. Les trois dernières étapes ont également été explorées par l’auteure. Il s’agit de l’époxydation de la double liaison endocyclique, de l’insertion dans un lien O−H catalysée par un dimère de rhodium, et de la méthylénation. Enfin, l’exploration d’une voie alternative a été entamée. Cette nouvelle voie consiste à former l’éther cyclique par une substitution nucléophile sur un époxyde. La double liaison exo-cyclique serait installée par une simple réaction de déshydratation.

4,5-Dihydro-1,3-dioxepine als chirale Bausteine in der enantioselektiven organischen Synthese

Durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung mittels Me-DuPHOS-modifizierter Dihalogen-Nickel-Komplexe als Katalysatorvorstufen lassen sich aus 2-Alkyl-4,7-dihydro-1,3-dioxepinen hochenantiomerenreine 2-Alkyl-4,5-dihydro-1,3-dioxepine erhalten. Ein Ziel dieser Arbeit war es, die bisher noch unbekannte Absolutkonfiguration dieses Verbindungstyps zu bestimmen und darüber hinaus ihre Einsatzfähigkeit in der enantioselektiven organischen Synthese zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden enantiomerenangereichertes 2-Isopropyl- und 2-tert-Butyl-4,5-dihydro-1,3-dioxepin mit m-Chlorperbenzoesäure epoxidiert. Dabei bildeten sich die entsprechenden 3-Chlorbenzoesäure-(2-alkyl-5-hydroxy-1,3-dioxepan-4yl)-ester in hohen Ausbeuten und Diastereoselektivitäten. Von den vier zu erwartenden Diastereomeren wurden jeweils nur zwei mit einer Selektivität von mehr als 95:5 gebildet. Im Fall des 3-Chlorbenzoesäure-(2-isopropyl-5-hydroxy-1,3-dioxepan-4yl)-esters konnte das Haupt-diastereomer kristallin erhalten werden. Durch röntgenspektroskopische Untersuchung war es möglich, die Relativ-Konfiguration dieser Verbindung zu bestimmen. Die Ester lassen sich unter Ringverengung in 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-carbaldehyde umlagern. Ausgehend von diesen Carbaldehyden stehen zwei Synthesewege zur Verfügung, welche zu Verbindungen führen deren Absolutkonfiguration bereits bekannt ist. So erhält man durch Reduktion 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-yl-methanole, welche sich in 1,2,4-Butantriol überführen lassen. Oxidation ergibt die 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-carbonsäuren, aus denen 3-Hydroxytetrahydrofuran-2-on gewonnen werden kann. Messung des Drehwertes dieser beiden literaturbekannten Verbindungen liefert nicht nur Information über deren Enantiomerenreinheit sondern ebenfalls über die Konfiguration ihres Stereozentrums. In Kombination mit der Relativ-Konfiguration des Esters ist somit ein Rückschluss auf die Absolutkonfiguration der eingesetzten 4,5-Dihydro-1,3-dioxepine möglich. Die auf den beschriebenen Wegen gewonnenen Substanzen finden Anwendung in der stereoselektiven organischen Synthese. Löst man die Chlorbenzoesäureester in Dichlormethan und behandelt sie mit wässriger Salzsäure, so entstehen die bicyclischen 2-Alkyltetrahydrofuro[2,3-d][1,3]dioxole. Auch bei diesen Verbindungen konnten hohe Enantio- und Diastereoselektivitäten erzielt werden. Der intermolekular verlaufende Reaktionsmechanismus der Bicyclus-Bildung, welcher unter Abspaltung eines den Alkylrest tragenden Aldehyds und dessen Neuanlagerung unter Ausbildung eines Acetals verläuft, konnte in dieser Arbeit durch ein Kreuzungsexperiment bestätigt werden. Umacetalisierung der Bicyclen liefert 2-Methoxytetrahydrofuran-3-ol, aus dem durch Acetalspaltung Tetrahydrofuran-2,3-diol erhalten wird, das die Halbacetalform der entsprechenden Desoxytetrose darstellt, die auf diese Weise in einer de novo-Synthese hergestellt werden kann.

Relativistic effects in physics and chemistry of element 105. [Part] III.

Electronic structures of MOCl_3 and MOBr_3 molecules, where M = V, Nb, Ta, Pa, and element 105, hahnium, have been calculated using the relativistic Dirac-Slater discrete variational method. The character of bonding has been analyzed using the Mulliken population analysis of the molecular orbitals. It was shown that hahnium oxytrihalides have similar properties to oxytrihalides of Nb and Ta and that hahnium has the highest tendency to form double bond with oxygen. Some peculiarities in the electronic structure of HaOCl_3 and HaOBr_3 result from relativistic effects. Volatilities of the oxytrihalides in comparison with the corresponding pentahalides were considered using results of the present calculations. Higher ionic character and lower covalency as well as the presence of dipole moments in MOX_3 (X = Cl, Br) molecules compared to analogous MX_5 ones are the factors contributing to their lower volatilities.

Diazafluoren-9-yliden als Bindungsmotiv für Metallfragmente in kreuzkonjugierten π-Systemen

In der vorliegenden Dissertation wurden kreuzkonjugierte organische Verbindungen basierend auf Diazafluorenmethyliden- sowie Dipyridylmethyliden-Bausteinen synthetisiert, die zum einen photoredoxaktive Metallfragmente komplexieren können und zum anderen erweiterte π-konjugierte Pfade auf der Grundlage von Alkineinheiten ermöglichen. Das kreuzkonjugierte Motiv wurde über die Kupplung von Alkineinheiten an halogenierte Methyliden-Einheiten, den so genannten Dibromolefinen, zugänglich gemacht. Zur Synthese von Dibromolefinen wurden verschiedene Methoden untersucht. Literaturbekannte Methoden wie die Wittig-Reaktion und ihre Modifikationen sowie die Corey-Fuchs-Reaktion konnten für die Diazafluoreneinheit nicht erfolgreich angewendet werden. Bei einer mikrowellenunterstützten Reaktion konnte sowohl ausgehend von Diazafluoren-9-on als auch von Di-2-pyridylketon eine Dibromolefinierung (55 % und 65 %) erreicht werden. Die Eignung der Mikrowellenstrahlung für Dibromolefinierungsreaktionen nach Corey und Fuchs wurde weiterhin an verschiedenen Aldehyden und Ketonen untersucht. In den meisten Fällen konnten gute bis sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Durch die erfolgreiche Synthese von Dibromolefinen über Mikrowellensynthese wurde die Realisierung von diversen π-konjugierten Systemen möglich. Dies erfolgte exemplarisch durch die Kupplung der Alkine 5-Ethinyl-2,2’-bipyridin, 1-(Ferrocenylethinyl)-4-(ethinyl)benzol, Tri(tolyl)propin sowie der TIPS- und TMS-Acetylene. Neben der Vielfalt an Möglichkeiten zur Funktionalisierung von Dipyridyl- und Diazafluorenbausteinen zeigte sich zudem, dass sogar räumlich anspruchsvolle Verbindungen wie die geminale angeordneten voluminösen Tri(tolyl)propinyl-Substituenten an der Doppelbindung erfolgreich synthetisiert werden können. Die Koordinationseigenschaften der neu synthetisierten Verbindungen konnten durch Umsetzungen der Diazafluoren- und Dipyridylverbindungen mit PdCl2 und [RuCl2(bpy)2] erfolgreich gezeigt werden. Im Hinblick auf die Herstellung von Funktionsmaterialien eignen sich die Endiin-Strukturmotive aufgrund von diversen Variationsmöglichkeiten wie Koordination von Übergangsmetallen sowie Funktionalisierung der Peripherie gut. Dadurch können die elektronischen Eigenschaften wie die Absorption oder elektrochemische Potentiale der Verbindungen modifiziert werden. Die UV/Vis-Spektren der neu synthetisierten Verbindungen zeigen, dass Absorptionen in längerwelligen Bereichen durch Verlängerung des Konjugationspfades gesteuert werden können. Zudem lassen sich weitere photophysikalische Eigenschaften wie MC-, LC-, LMCT- oder MLCT-Übergänge durch Koordination von Metallen generieren. Die elektrochemischen Potentiale der Dipyridyl- und Diazafluorenbausteine konnten durch Anbindung von verschiedenen Substituenten beeinflusst werden. Es zeigte sich, dass sich die Reduktionswellen im Vergleich zu denen der Ketone zu niedrigeren Potentialen verschieben, wenn Alkine an die Dipyridylmethyliden- und Diazafluorenmethyliden-Bausteine geknüpft wurden. Zudem konnte beobachtet werden, dass die Signale nicht immer reversibel sind. Insbesondere die Dipyridylverbindungen zeichneten sich durch irreversible Reduktionswellen aus. Die Realisierung von π-konjugierten Systemen gelang auch mit cyclischen kohlenstoffbasierten Verbindungen. Über das separat synthetisierte 2,2’-Diethinyltolan konnte eine cyclische Verbindung, ein dehydroannulen-radialenisches System, erfolgreich hergestellt werden. Die Koordination von redoxaktiven Metallzentren wie [Ru(bpy)2] konnte für diese Verbindung ebenfalls erfolgreich gezeigt werden. Die elektronische Wechselwirkung zwischen dem Metallzentrum und dem dehydroannulenischen System könnte sowohl über theoretische Methoden (zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie) als auch experimentell wie z. B. über transiente Absorptionsspektroskopie untersucht werden. Diese zukünftig durchzuführenden Untersuchungen können Aufschluss über die Ladungstransferraten und -dauer geben. Im Hinblick auf die Realisierung von Modellverbindungen für molekulare Drähte wurden lineare Systeme basierend auf der Diazafluoreneinheit synthetisiert. Zur Synthese von derartigen Systemen war es zunächst notwendig, die Dibromolefine unsymmetrisch zu alkinylieren. Die unsymmetrische Substitution gestaltete sich als Herausforderung, da eine Einfachkupplung mit einem Acetylen nicht möglich war. In den meisten Fällen wurden zweifach substituierte Spezies mit den identischen Alkinen erhalten. Die besten Ausbeuten konnten durch die konsekutive Zugabe von TIPS-Acetylen und darauffolgend TMS-Acetylen in die Reaktionsmischung erhalten werden. Offenbar spielt der räumliche Anspruch des Erstsubstituenten in diesem Zusammenhang eine Rolle. Die selektive Entschützung der unterschiedlich silylierten Verbindungen erfolgte mit K2CO3 in MeOH/THF (1:1). Die oxidative Homokupplungsreaktion erfolgte ohne Isolierung der entschützten Spezies, da diese instabil ist und zur Polymerisation neigt. Aufgrund der Instabilität der entschützten Spezies sowie möglichen Nebenreaktionen waren die Ausbeuten sowohl bei der TIPS-geschützten Verbindung als auch bei der TTP-geschützten Verbindung gering. Versuche, lineare Systeme von dipyridylbasierten Verbindungen zu erhalten, schlugen fehl. Die π-konjugierten Systeme lassen aufgrund der effektiven Überlappung der beteiligten π-Orbitale hohe Ladungsträgermobilitäten vermuten. Die im Rahmen dieser Arbeit synthetisierten Verbindungen könnten mit Schwefelverbindungen die Anbindung an Elektroden zulassen, worüber die Leitfähigkeiten der Verbindungen gemessen werden könnten.

Surface Functionalization of Monodisperse Magnetic Nanoparticles

We present a systematic methodology to functionalize magnetic nanoparticles through surface-initiated atom-transfer radical polymerization (ATRP). The magnetite nanoparticles are prepared according to the method proposed by Sun et al. (2004), which leads to a monodisperse population of ~ 6 nm particles stabilized by oleic acid. The functionalization of the nanoparticles has been performed by transforming particles into macro-initiators for the ATRP, and to achieve this two different routes have been explored. The first one is the ligand-exchange method, which consists of replacing some oleic acid molecules adsorbed on the particle surface with molecules that act as an initiator for ATRP. The second method consists in using the addition reaction of bromine to the oleic acid double bond, which turns the oleic acid itself into an initiator for the ATRP. We have then grown polymer brushes of a variety of acrylic polymers on the particles, including polyisopropylacrylamide and polyacrylic acid. The nanoparticles so functionalized are water soluble and show responsive behavior: either temperature responsive behavior when polyisopropylacrylamide is grown from the surface or PH responsive in the case of polyacrylic acid. This methodology has potential applications in the control of clustering of magnetic nanoparticles.

New Ruthenium complexes containing N, P and S-donor type of ligands: coordination chemistry, characterization and application to asymetric and non-asymetric catalysis

Síntesi de nous complexos de Ruteni amb lligands no quirals que tenen per fórmula [Ru(phen)([9]aneS3)X] (on X = H2O, py i MeCN). Caracterització espectroscòpica electroquímica i estructural d'aquesta família de complexos. Estudi de les seves propietats catalítiques en front a l'oxidació de substrats orgànics com l'alcohol benzílic en reaccions d'electrocatàlisi. Avaluació cinètica dels mecanismes de substitució entre els complexos Ru-py i Ru-MeCN. Generació d'un interruptor molecular foto-induït. Síntesi de nous complexos quirals de Ru atropoisomèricament purs amb lligands oxazolínics que tenen per fórmula [Ru(trpy)(Ph-box-R)X] on (X = Cl, H2O, py, MeCN, 2-OH-py). Caracterització estructural exhaustiva en estat sòlid (Raig-X) en solució (RMN) i en fase gas (càlculs DFT). Avaluació de la seva activitat catalítica en reaccions asimmetriques d'epoxidació de substrats proquirals. Síntesi de nous lligands polipiridílics quirals amb simetria C3. Estudi de la seva química de coordinació i avaluació de la seva activitat catalítica en reaccions asimmetriques d'oxidació i reducció.

In vivo transformations of dihydroartemisinic acid in Artemisia annua plants

[15-(CH3)-C-13-H-2]-dihydroartemisinic acid (2a) and [15-(CH3)-H-2]-dihydroartemisinic acid (2b) have been fed via the root to intact Artemisia annua plants and their transformations studied in vivo by one-dimensional H-2 NMR spectroscopy and two-dimensional, C-13-H-2 correlation NMR spectroscopy (C-13-(2) H COSY). Labelled dihydroartemisinic acid was transformed into 16 12-carboxy-amorphane and cadinane sesquiterpenes within a few days in the aerial parts of A. annua, although transformations in the root were much slower and more limited. Fifteen of these 16 metabolites have been reported previously as natural products from A. annua. Evidence is presented that the first step in the transformation of dihydroartemisinic acid in vivo is the formation of allylic hydroperoxides by the reaction of molecular oxygen with the Delta(4,5)-double bond in this compound. The origin of all 16 secondary metabolites might then be explained by the known further reactions of such hydroperoxides. The qualitative pattern for the transformations of dihydroartemisinic acid in vivo was essentially unaltered when a comparison was made between plants, which had been kept alive and plants which were allowed to die after feeding of the labelled precursor. This, coupled with the observation that the pattern of transformations of 2 in vivo demonstrated very close parallels with the spontaneous autoxidation chemistry for 2, which we have recently demonstrated in vitro, has lead us to conclude that the main 'metabolic route' for dihydroartemisinic acid in A. annua involves its spontaneous autoxidation and the subsequent spontaneous reactions of allylic hydroperoxides which are derived from 2. There may be no need to invoke the participation of enzymes in any of the later biogenetic steps leading to all 16 of the labelled 11,13-dihydro-amorphane sesquiterpenes which are found in A. annua as natural products. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

High-resolution crystal structure of the intramolecular d(TpA) thymine-adenine photoadduct and its mechanistic implications

A high-resolution crystal structure is reported for d(TpA)*, the intramolecular thymine-adenine photoadduct that is produced by direct ultraviolet excitation of the dinucleoside monophosphate d(TpA). It confirms the presence of a central 1,3-diazacyclooctatriene ring linking the remnants of the T and A bases, as previously deduced from heteronuclear NMR measurements by Zhao et al. (The structure of d(TpA)*, the major photoproduct of thymidylyl-(3'-5')-deoxyadenosine. Nucleic Acids Res., 1996, 24, 1554-1560). Within the crystal, the d(TpA)* molecules exist as zwitterions with a protonated amidine fragment of the eight-membered ring neutralizing the charge of the internucleotide phosphate monoanion. The absolute configuration at the original thymine C5 and C6 atoms is determined as 5S,6R. This is consistent with d(TpA)* arising by valence isomerization of a precursor cyclobutane photoproduct with cis-syn stereochemistry that is generated by [2 + 2] photoaddition of the thymine 5,6-double bond across the C6 and C5 positions of adenine. This mode of photoaddition should be favoured by the stacked conformation of adjacent T and A bases in B-form DNA. It is probable that the primary photoreaction is mechanistically analogous to pyrimidine dimerization despite having a much lower quantum yield.

Stereoselective entry to beta-linked C-disaccharides using a carbon-Ferrier reaction

[GRAPHICS] The synthesis of unsaturated beta-linked C-disaccharides by the Lewis acid-mediated reaction of 3-O-acetylated glycals with monosaccharide-derived alkenes is described. Deprotection and selective hydrogenation of an exocyclic carbon-carbon double, in the presence of an endocyclic double bond, for representative targets is also illustrated.

Gas-solid reactions of single crystals: a study of the reaction of bromine with single crystals of trans-cinnamic acid and a range of its derivatives by infrared and Raman microspectroscopy

Single crystals of trans-cinnamic acid and of a range of derivatives of this compound containing halogen substituents on the aromatic ring have been reacted with 165 Torr pressure of bromine vapour in a sealed desiccator at 20 degrees C for 1 week. Infrared and Raman microspectroscopic examination of the crystals shows that bromination of the aliphatic double bond, but not of the aromatic ring, has occurred. It is demonstrated also that the reaction is truly gas-solid in nature. A time-dependent study of these reactions shows that they do not follow a smooth diffusion-controlled pathway. Rather the reactions appear to be inhomogeneous and to occur at defects within the crystal. The reaction products are seen to flake from the surface of the crystal. It is shown, therefore, that these are not single crystal to single crystal transitions, as have been observed previously for the photodimerisation of trans-cinnamic acid and several of its derivatives. It is shown that there are no by-products of the reaction and that finely ground samples react to form the same products as single crystals.

Oxidation of oleic acid at the air-water interface and its potential effects on cloud critical supersaturations

The oxidation of organic films on cloud condensation nuclei has the potential to affect climate and precipitation events. In this work we present a study of the oxidation of a monolayer of deuterated oleic acid (cis-9-octadecenoic acid) at the air-water interface by ozone to determine if oxidation removes the organic film or replaces it with a product film. A range of different aqueous sub-phases were studied. The surface excess of deuterated material was followed by neutron reflection whilst the surface pressure was followed using a Wilhelmy plate. The neutron reflection data reveal that approximately half the organic material remains at the air-water interface following the oxidation of oleic acid by ozone, thus cleavage of the double bond by ozone creates one surface active species and one species that partitions to the bulk (or gas) phase. The most probable products, produced with a yield of similar to(87 +/- 14)%, are nonanoic acid, which remains at the interface, and azelaic acid (nonanedioic acid), which dissolves into the bulk solution. We also report a surface bimolecular rate constant for the reaction between ozone and oleic acid of (7.3 +/- 0.9) x 10(-11) cm(2) molecule s(-1). The rate constant and product yield are not affected by the solution sub-phase. An uptake coefficient of ozone on the oleic acid monolayer of similar to 4 x 10(-6) is estimated from our results. A simple Kohler analysis demonstrates that the oxidation of oleic acid by ozone on an atmospheric aerosol will lower the critical supersaturation needed for cloud droplet formation. We calculate an atmospheric chemical lifetime of oleic acid of 1.3 hours, significantly longer than laboratory studies on pure oleic acid particles suggest, but more consistent with field studies reporting oleic acid present in aged atmospheric aerosol.

Molecular guided catalytic hydrogenation by micelle-hosted Pd nanoparticle in supercritical CO2

Homogeneous dispersion of microemulsion containing palladium nanoparticles in scCO(2) is, for the first time, observed via sapphire window reactor and these particles show an unusual reluctance for double bond hydrogenation of citral aldehyde at hydrophobic end rather than hydrophilic end (high regioselectivity) owing to the unique micelle environment in supercritical carbon dioxide that guide a head-on attack of the molecule.

Synthesis and structural characterization of two nostoclide analogues

The vinylogous aldol reaction between appropriate aldehydes and furan-based silyloxy diene synthon generated from 3-benzyl-5H-furan-2-one (3) afforded two truncated lactone analogues [compounds (4) and (5)] of nostoclides (2). The compounds were fully characterized by IR, NMR (H-1 and C-13), 2D NMR spectroscopy experiments (HMBC, HSQC and NOESY), MS spectrometry and X-ray crystallography. Compounds (4) and (5) crystallized in the space group P2(1)2(1)2(1) and P2(1)/c, respectively. Although expected correlations between hydrogen atoms in spatial close proximity were not observed for compound (5) using NMR, the stereochemistry of the exocyclic double bond of both (4) and (5) was unambiguously determined to be Z and E, respectively, using X-ray crystallography. The packing of both compounds within the crystal are stabilized by non-classical inter-molecular hydrogen bonds. DFT calculations (B3LYP/6-31+G* level) confirmed that the crystal structures possessed the lowest energies in the gas phase when compared to their geometric isomers. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Reactions of hydroxyl radicals with trichloroethene and tetrachloroethene in argon matrices at 12 K

Irradiation of argon matrices at 12 K containing hydrogen peroxide and tetrachloroethene using the output from a medium-pressure mercury lamp gives rise to the carbonyl compound trichloroacetyl chloride (CCl3CClO). Similarly trichloroethene gives dichloroacetyl chloride ( CCl2HCClO) - predominantly in the gauche form - under the same conditions. It appears that the reaction is initiated by homolysis of the O-O bond of H2O2 to give OH radicals, one of which adds to the double bond of an alkene molecule. The reaction then proceeds by abstraction of the H atom of the hydroxyl group and Cl-atom migration. This mechanism has been explored by the use of DFT calculations to back up the experimental findings. The mechanism is analogous to that shown by the simple hydrocarbon alkenes.

Colonic metabolism of dietary polyphenols: influence of structure on microbial fermentation products

The metabolism of chlorogenic acid., naringin, and rutin, representative members of three common families of dietary polyphenols, the hydroxycinnamates, the flavanones, and the flavonols, respectively, was studied in an in vitro mixed culture model of the human colonic microflora. Time- and concentration-dependent degradation of all three compounds was observed, which was associated with the following metabolic events after cleavage of the ester or glycosidic bond: reduction of the aliphatic double bond of the resulting hydroxycinnamate caffeic acid residue; dehydroxylation and ring fission of the heterocyclic C-ring of the resulting deglycosylated flavanone, naringenin, and of the deglycosylated flavonol, quercetin (which differed depending on the substitution). The metabolic events, their sequences, and major phenolic end products, as identified by GC-MS or LC-MS/MS, were elucidated from the structural characteristics of the investigated compounds. The major phenolic end products identified were 3-D-hydroxyphenyl)propionic acid for chlorogenic acid, 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid and 3-phenylpropionic acid for naringin, and 3-hydroxyphenylacetic acid and 3-(3-hydroxyphenyl)-propionic acid for rutin. The degree of degradation of the compounds studied was significantly influenced by the substrate concentration as well as individual variations in the composition of the fecal flora. The results support extensive metabolism of dietary polyphenols in the colon, depending on substrate concentration and residence time, with resultant formation of simple phenolics, which can be considered biomarkers of colonic metabolism if subsequently absorbed. It is also apparent that a relatively small number of phenolic degradation products are formed in the colon from the diverse group of natural polyphenols. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.