Detection of carbohydrates using new labeling reagent 1-(2-naphthyl)-3-methyl-5-pyrazolone by capillary zone electrophoresis with absorbance (UV)

A novel labeling reagent 1-(2-naphthyl)-3-methyl-5-pyrazolone (NMP) coupled with capillary electrophoresis (CE) with DAD detection for the determination of carbohydrates has been developed. The chromophore in the 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone (PMP) reagent is replaced by naphthyl functional group, which results in a reagent with very high molar absorptivity (epsilon(251nm) = 5.58 x 10(4) L mol(-1) cm(-1)). This pen-nits NMP-labeled carbohydrates to be detected with UV absorbance in standard 50-mu m-i.d. fused silica capillaries by zone electrophoresis. in this mode, nanomolar concentrations of detection limits are obtained. The method for the derivatization. of carbohydrates with NMP is simplified. The derivatization reaction is rapid and mild in the presence of ammonia catalyst without further transfer steps. Nine monosaccharide derivatives such as mannose, galacturonic acid, glucuronic acid, rhamnose, glucose, galactose, xylose, arabinose and fucose can successfully be detected in CE mode. Good reproducibility can be obtained with relative standard deviation (R.S.D.) values of the migration times and peak area, respectively, from 0.44 to 0.48 and from 3.2 to 4.8. Furthermore, the developed method has been successfully applied to the analysis of carbohydrates in the hydrolyzed rape bee pollen samples. (C) 2008 Published by Elsevier B.V.

Chemoenzymatic synthesis of enantiopure dihydroxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalenes from naphthalene and dihydronaphthalene precursors

cis-Dihydrodiol, cis-tetrahydrodiol and arene hydrate bacterial metabolites, of naphthalene and 1,2-dihydronaphthalene, have been used as synthetic precursors; chemoenzymatic and enzyme-catalysed syntheses have been used to obtain all possible enantiopure samples of dihydroxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene stereoisomers.

New ionic liquids containing an appended hydroxyl functionality from the atom-efficient, one-pot reaction of 1-methylimidazole and acid with propylene oxide

New ionic liquids containing ( 2- hydroxypropyl)- functionalized imidazolium cations have been synthesized by the atom- efficient, room temperature reaction of 1- methylimidazole with acid and propylene oxide; the acid providing the anionic component of the resultant ionic liquids. The incorporation of the secondary hydroxyl- functionality in the cation causes some interesting modifications to the behavior of these ionic liquids, increasing hydrophilicity and resulting in the unprecedented formation of liquid - liquid biphases with acetone. The single crystal structure of 1-( 2- hydroxypropyl)- 3- methylimidazolium tetraphenylborate, prepared by metathesis of the corresponding chloride- containing ionic liquid, has also been determined.

Reactivity of 1,2-cyclic sulfite xylosides towards nucleophiles

1,2-Cyclic sulfite xylosides offer facile access to 1,2-oxazolines upon reaction with aromatic and alkyl nitrites under Lewis or Bronsted acid conditions. Additionally, hydrophobic ionic liquids facilitate acid-catalysed formations of such oxazolines and C- and O-linked xylosides, providing means to carry out fast reactions at room temperature, and this in yields comparable to reactions conducted in xylene at high temperature for extended reaction time. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Preparation of Dess-Martin periodinane - The role of the morphology of 1-hydroxy-1,2-benziodoxol-3(1H)-one 1-oxide precursor

1-Hydroxy-1,2-benziodoxol-3(1H)-one I-oxide prepared by oxidation of o-iodobenzoic acid with potassium bromate forms either a microcrystalline powder, a macrocrystalline material, or a mixture of both forms. This difference in physical form is the source of the difficulty in reproducibly converting 1-hydroxy-1,2-benziodoxol-3(1H)-one 1-oxide to the corresponding I-triacetoxy derivative. A simple method is given for conversion of crystalline 1-hydroxy-1,2-benziodoxol-3(1H)-one 1-oxide to the more reactive powder form, The microcrystalline powder and macrocrystalline material are characterised by X-ray diffraction.

Concentration effects of 1,2-dichlorobenzene on soil microbiology

The effect of increasing concentrations (65, 130, 325, 1,300, and 3,250 μg/g soil dry weight) of 1,2-dichlorobenzene (1,2-DCB) on the microbial biomass, metabolic potential, and diversity of culturable bacteria was investigated using soil microcosms. All doses caused a significant (p < 0.05) decrease in viable hyphal fungal length. Bacteria were more tolerant, only direct total counts in soils exposed to 3,250 μg/g were significantly (p < 0.05) lower than untreated controls, and estimates of culturable bacteria showed no response. Pseudomonads counts were stimulated by 1,2-DCB concentrations of up to 325 μg/g; above this level counts were similar to controls. Fatty acid methyl ester analysis of taxonomic bacterial composition reflected the differential response of specific genera to increasing 1,2-DCB concentrations, especially the tolerance of Bacillus to the highest concentrations. The shifts in community composition were reflected in estimates of metabolic potential assessed by carbon assimilation (Biolog) ability. Significantly fewer (p < 0.05) carbon sources were utilized by communities exposed to 1,2-DCB concentrations greater than 130 μg/g (<64 carbon sources utilized) than control soils (83); the ability to assimilate individual carbohydrates sources was especially compromised. The results of this study demonstrate that community diversity and metabolic potential can be used as effective bioindicators of pollution stress and concentration effects.

Response of soil microbial biomass to 1,2-dichlorobenzene addition in the presence of plant residues

The impact of 1,2-dichlorobenzene on soil microbial biomass in the presence and absence of fresh plant residues (roots) was investigated by assaying total vital bacterial counts, vital fungel hyphal length, total culturable bacterial counts, and culturable fluorescent pseudomonads. Diversity of the fluorescent pseudomonads was investigated using fatty acid methyl ester (FAME) characterization in conjunction with metabolic profiling of the sampled culturable community (Biolog). Mineralization of [¹⁴C]1,2- dichlorobenzene was also assayed. Addition of fresh roots stimulated 1,2- dichlorobenzene mineralization by over 100%, with nearly 20% of the label mineralized in root-amended treatments by the termination of the experiment. Presence of roots also buffered any impacts of 1,2-dichlorobenzene on microbial numbers. In the absence of roots, 1,2-dichlorobenzene greatly stimulated total culturable bacteria and culturable pseudomonads in a concentration-dependent manner. 1,2-Dichlorobenzene, up to concentrations of 50 μg/g soil dry weight had little or no deleterious effects on microbial counts. The phenotypic diversity of the fluorescent pseudomonad population was unaffected by the treatments, even though fluorescent pseudomonad numbers were greatly stimulated by both roots and 1,2-dichlorobenzene. The presence of roots had no detectable impact on the bacterial community composition. No phenotypic shifts in the natural population were required to benefit from the presence of roots and 1,2-dichlorobenzene. The metabolic capacity of the culturable bacterial community was altered in the presence of roots but not in the presence of 1,2-dichlorobenzene. It is argued that the increased microbial biomass and shifts in metabolic capacity of the microbial biomass are responsible for enhanced degradation of 1,2-dichlorobenzene in the presence of decaying plant roots.

Liver-specific loss of lipin-1-mediated phosphatidic acid phosphatase activity does not mitigate intrahepatic TG accumulation in mice.

Lipin proteins (lipin 1, 2, and 3) regulate glycerolipid homeostasis by acting as phosphatidic acid phosphohydrolase (PAP) enzymes in the TG synthesis pathway and by regulating DNA-bound transcription factors to control gene transcription. Hepatic PAP activity could contribute to hepatic fat accumulation in response to physiological and pathophysiological stimuli. To examine the role of lipin 1 in regulating hepatic lipid metabolism, we generated mice that are deficient in lipin-1-encoded PAP activity in a liver-specific manner (Alb-Lpin1(-/-) mice). This allele of lipin 1 was still able to transcriptionally regulate the expression of its target genes encoding fatty acid oxidation enzymes, and the expression of these genes was not affected in Alb-Lpin1(-/-) mouse liver. Hepatic PAP activity was significantly reduced in mice with liver-specific lipin 1 deficiency. However, hepatocytes from Alb-Lpin1(-/-) mice had normal rates of TG synthesis, and steady-state hepatic TG levels were unaffected under fed and fasted conditions. Furthermore, Alb-Lpin1(-/-) mice were not protected from intrahepatic accumulation of diacylglyerol and TG after chronic feeding of a diet rich in fat and fructose. Collectively, these data demonstrate that marked deficits in hepatic PAP activity do not impair TG synthesis and accumulation under acute or chronic conditions of lipid overload.

Synthèse diastéréosélective et énantiosélective de dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitués à l’aide de carbénoïdes gem-dizinciques

Les dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitutés sont des composés intéressants dans de nombreux domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse, tout d’abord diastéréosélective puis énantiosélective de ces composés. Nous nous sommes en particulier intéressés à l’utilisation de la zinciocyclopropanation pour l’obtention de ces dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitutés. Cette méthode consiste en l’utilisation d’un carbénoïde gem-dizincique pour effectuer une réaction de type Simmons-Smith. Cette stratégie a l’avantage d’être diastéréosélective favorisant la formation du zinciocyclopropane dont l’atome de zinc est dans une configuration cis avec le groupement directeur qu’est l’oxygène allylique basique. Lors de cette réaction, l’existence d’une réaction compétitive avec un réactif monozincique diminuait l’utilité de la zinciocyclopropanation. L’issue de la réaction s’est avérée dépendre fortement de la nature du carbénoïde utilisé, de la température réactionnelle et de la présence de ZnI2 dans le milieu. L’étude par GCMS de nombreuses conditions pour la formation des différents carbénoïdes a permis d’identifier les paramètres clés conduisant à la zinciocyclopropanation. Ces découvertes ont notamment permis d’étendre la réaction de zinciocyclopropanation aux alcools allyliques portant un seul groupement directeur (ie. non dérivé du 1,4-buténediol). Dans ces conditions, la réaction s’est avérée extrêmement diastéréosélective favorisant la formation du zinciocyclopropane dont l’atome de zinc est dans une configuration cis avec le groupement directeur. Afin de fonctionnaliser les zinciocyclopropanes ainsi obtenus, plusieurs réactions de fonctionnalisation in situ ont été développées. Chacune de ces méthodes a montré une conservation totale de la diastéréosélectivité obtenue lors de la réaction de zinciocyclopropanation. La versatilité de la zinciocyclopropanation a donc été démontrée. Avec une méthode diastéréosélective efficace pour la formation de zinciocyclopropanes à partir d’alcools allyliques ne portant qu’un seul groupement directeur, il est devenu possible d’envisager le développement énantiosélectif de la réaction. L’utilisation d’un dioxaborolane énantiopur a permis la zinciocyclopropanation avec de très bons excès énantiomères de divers alcools allyliques chiraux. La présence sur la même molécule d’un lien C–Zn nucléophile est d’un atome de bore électrophile a conduit à un échange bore-zinc in situ, formant un cyclopropylborinate énantioenrichi. La formation de ce composé bicyclique a permis d’obtenir une diastéréosélectivité parfaite. De nombreux alcools allyliques ont pu ainsi être convertis en cyclopropylborinates. Une réaction de Suzuki subséquente a permis la formation de dérivés cyclopropaniques 1,2,3-trisubstitués avec de très bons excès énantiomères et une excellente diastéréosélectivité. Les cyclopropylborinates obtenus à l’issue de la zinciocyclopropanation énantiosélective se sont avérés être des unités très versatiles puisque de nombreuses méthodes ont pu être développés pour leur fonctionnalisation.

Les esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques et les dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitués : synthèses et applications

Les cyclopropanes sont des motifs d’une grande importance puisqu’ils sont présents dans plusieurs molécules biologiquement actives en plus d’être de puissants intermédiaires dans la synthèse de molécules complexes. Au cours de cet ouvrage, nous avons développé une nouvelle méthode générale pour la synthèse d’ylures d’iodonium de malonates, soit d’importants précurseurs d’esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques. Ainsi, à l’aide de ces ylures, une méthode très efficace pour la synthèse d’esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques racémiques a été développée. Des travaux ont aussi été entrepris pour la synthèse énantiosélective de ces composés. Par ailleurs, les esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques ont été utilisés dans le développement de deux nouvelles méthodologies, soit dans une réaction de cycloaddition (3+3) avec des imines d’azométhines et dans la formation d’allènes par l’addition-1,7 de cuprates. Nous avons aussi poursuivi l’étude synthétique du cylindrocyclophane F impliquant l’utilisation de cyclopropanes pour le contrôle des centres chiraux. Ainsi l’addition-1,5 d’un cuprate sur un ester cyclopropane-1,1-dicarboxylique a été utilisée comme l’une des étapes clés de notre synthèse. L’autre centre chiral a pu être contrôlé par l’hydrogénolyse sélective d’un cyclopropylméthanol. Ces études ont, par ailleurs, mené au développement d’une nouvelle réaction d’arylcyclopropanation énantiosélective utilisant des carbénoïdes de zinc générés in situ à partir de réactifs diazoïques. Cette méthode permet d’accéder très efficacement aux cyclopropanes 1,2,3-substitués. De plus, nous avons développé la première réaction de Simmons-Smith catalytique en zinc menant à un produit énantioenrichi.

Activation de la voie oncogénique mTOR par les formes mutées de l'isocitrate déshydrogénase 1/2 retrouvées chez les gliomes

Une des caractéristiques principales des cellules cancéreuses est la reprogrammation de leur métabolisme énergétique. Des mutations d’enzymes impliquées dans différentes voies métaboliques sont récurrentes chez plusieurs tumeurs, contribuant ainsi à la dérégulation de ces cellules et à l’oncogénèse. C’est le cas de l’isocitrate déshydrogénase 1 (IDH1) et 2 (IDH2), responsables de la conversion de l’isocitrate en α-kétoglutarate dans le cycle de l’acide citrique. Ces enzymes sont fréquemment mutées chez les gliomes, acquérant ainsi la capacité de convertir l’α-kétoglutarate en 2-hydroxyglutarate (2HG), un oncométabolite inhibant les oxygénases α-kétoglutarate dépendantes parmi lesquelles figure notamment KDM4A, une déméthylase de lysines. À la recherche de nouvelles voies oncogéniques potentiellement régulées par les formes mutées de IDH1/2, nous avons initialement observé que les mutations de ces deux enzymes et de PTEN, un régulateur négatif de la voie mTOR, étaient mutuellement exclusives chez les gliomes. Ceci suggère que les mutations de IDH1/2 reproduiraient certains effets engendrés par les mutations de PTEN, créant ainsi un environnement oncogénique similaire. Nous avons observé que les formes mutées de IDH1/2 stimulent l’activation de mTOR grâce à la production et l’accumulation de 2HG. Cette activation repose en partie sur l’inhibition de KDM4A par cet oncométabolite. KDM4A est impliqué dans la stabilisation de DEPTOR, un inhibiteur de mTOR. Ainsi, l’inhibition de KDM4A par le 2HG entraîne la déstabilisation de DEPTOR et, par conséquent, l’activation de mTOR. Nos travaux ont donc permis l’identification d’un nouveau mécanisme oncogénique régulé par les formes mutées de IDH1/2 retrouvées chez les gliomes, soit l’activation de mTOR.

Aproximacions sintètiques per a la preparació estereoselectiva de noves quinolil i pirazolilglicines i per a la preparació en fase sòlida de llibreries de benzotiazoles, 1,2,4-triazines i benzimidazoles

El treball experimental que ha permès redactar la present Tesi Doctoral ha estat dividit en dues parts. A la primera part es presenten els resultats referents a la síntesi estereocontrolada de noves heteroarilglicines (quinolil i pirazolilglicines) a partir de cetones acetilèniques, substrats quirals que permeten accedir a l'esquelet de diferents heterocicles (quinolines i pirazoles), la posterior obtenció dels corresponents quinolil i pirazolil--aminoalcohols i les diferents metodologies d'oxidació per tal d'accedir a les corresponents quinolil i priazolilglicines objectiu. A la segona part d'aquesta memòria s'ha estudiat, en dissolució, l'habilitat del grup alquilsulfona com a grup sortint eficaç en reaccions d'ipso-substitució nucleofilica. El desenvolupament d'aquesta reacció ha servit de punt de partida per a la creació de llibreries d'heterocicles amb alta diversitat molecular i potencial interès biològic sobre fase sòlida.

Molecular structures of benzoic acid and 2-hydroxybenzoic acid, obtained by gas-phase electron diffraction and theoretical calculations

The structures of benzoic acid (C6H5COOH) and 2-hydroxybenzoic acid (C6H4OHCOOH) have been determined in the gas phase by electron diffraction using results from quantum chemical calculations to inform restraints used on the structural parameters. Theoretical methods (HF and MP2/6-311+G(d, p)) predict two conformers for benzoic acid, one which is 25.0 kJ mol(-1) (MP2) lower in energy than the other. In the low-energy form, the carboxyl group is coplanar with the phenyl ring and the O-H group eclipses the C=O bond. Theoretical calculations (HF and MP2/6-311+ G(d, p)) carried out for 2-hydroxybenzoic acid gave evidence for seven stable conformers but one low-energy form (11.7 kJ mol-1 lower in energy (MP2)) which again has the carboxyl group coplanar with the phenyl ring, the O-H of the carboxyl group eclipsing the C=O bond and the C=O of the carboxyl group oriented toward the O-H group of the phenyl ring. The effects of internal hydrogen bonding in 2-hydroxybenzoic acid can be clearly observed by comparison of pertinent structural parameters between the two compounds. These differences for 2-hydroxybenzoic acid include a shorter exocyclic C-C bond, a lengthening of the ring C-C bond between the substituents, and a shortening of the carboxylic single C-O bond.

An investigation into the extraction of americium(III), lanthanides and D-block metals by 6,6 '-bis-(5,6-dipentyl-[1,2,4]triazin-3-yl)-[2,2 ']bipyridinyl(C-5-BTBP)

The tetradentate ligand (C-5-BTBP) was able to extract americium(III) selectively from nitric acid. In octanol/kerosene the distribution ratios suggest that stripping will be possible. C-5-BTBP has unusual properties and potentially offers a means of separating metals, which otherwise are difficult to separate. For example C-5-BTBP has the potential to separate paliadium(II) from a mixture containing rhodium(III) and ruthenium(H) nitrosyl. In addition, C-5-BTBP has the potential to remove traces of cadmium from effluent or from solutions of other metals contaminated with cadmium. C-5-BTBP has potential as a reagent for the separation of americium(III) from solutions contaminated with iron(III) and nickel(II), hence offering a means of concentrating americium(III) for analytical purposes from nitric acid solutions containing high concentrations of iron(III) or nickel(II).

6,6 '-bis (5,5,8,8-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydro-benzo[1,2,4]triazin-3-yl) [2,2 ']bipyridine, an effective extracting agent for the separation of americium(III) and curium(III) from the lanthanides

The extraction of americium(III), curium(III), and the lanthanides(III) from nitric acid by 6,6'- bis (5,5,8,8-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydro-benzo[1,2,4]triazin-3-yl)-[2,2'] bipyridine (CyMe4-BTBP) has been studied. Since the extraction kinetics were slow, N,N'-dimethyl-N,N'-dioctyl-2-(2-hexyloxy-ethyl)malonamide (DMDOHEMA) was added as a phase transfer reagent. With a mixture of 0.01 M CyMe4-BTBP + 0.25 M DMDOHEMA in n -octanol, extraction equilibrium was reached within 5 min of mixing. At a nitric acid concentration of 1 M, an americium(III) distribution ratio of approx. 10 was achieved. Americium(III)/lanthanide(III) separation factors between 50 (dysprosium) and 1500 (lanthanum) were obtained. Whereas americium(III) and curium(III) were extracted as disolvates, the stoichiometries of the lanthanide(III) complexes were not identified unambiguously, owing to the presence of DMDOHEMA. In the absence of DMDOHEMA, both americium(III) and europium(III) were extracted as disolvates. Back-extraction with 0.1 M nitric acid was thermodynamically possible but rather slow. Using a buffered glycolate solution of pH=4, an americium(III) distribution ratio of 0.01 was obtained within 5 min of mixing. There was no evidence of degradation of the extractant, for example, the extraction performance of CyMe4-BTBP during hydrolylsis with 1 M nitric acid did not change over a two month contact.