Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Sodium 2-nitrocinnamate dihydrate: a one-dimensional hydrogen-bonded coordination polymer

The title compound catena-poly[aqua-mu3-2-nitrocinnamato], [Na(C9H6NO4)(H2O)2]n, the sodium salt of trans-2-nitrocinnamic acid, is a one-dimensional coordination polymer based on six-coordinate octahedral NaO6 centres comprising three facially-related monodentate carboxylate O-atom donors from separate ligands (all bridging)[Na-O, 2.4370(13)-2.5046(13)A] and three water molecules (two bridging, one monodentate) [Na-O, 2.3782(13)-2.4404(17)A]. The structure is also stabilized by intra-chain water-O-H...O(carboxylate) and O-H...O(nitro) hydrogen bonds.

Dynamics of multi-articular coordination in neurobiological systems

Although previous work in nonlinear dynamics on neurobiological coordination and control has provided valuable insights from studies of single joint movements in humans, researchers have shown increasing interest in coordination of multi-articular actions. Multi-articular movement models have provided valuable insights on neurobiological systems conceptualised as degenerate, adaptive complex systems satisfying the constraints of dynamic environments. In this paper, we overview empirical evidence illustrating the dynamics of adaptive movement behavior in a range of multi-articular actions including kicking, throwing, hitting and balancing. We model the emergence of creativity and the diversity of neurobiological action in the meta-stable region of self organising criticality. We examine the influence on multi-articular actions of decaying and emerging constraints in the context of skill acquisition. We demonstrate how, in this context, transitions between preferred movement patterns exemplify the search for and adaptation of attractor states within the perceptual motor workspace as a function of practice. We conclude by showing how empirical analyses of neurobiological coordination and control have been used to establish a nonlinear pedagogical framework for enhancing acquisition of multi-articular actions.

Interpersonal coordination tendencies, decision-making and information governing dynamics in rugby union

In this chapter, ideas from ecological psychology and nonlinear dynamics are integrated to characterise decision-making as an emergent property of self-organisation processes in the interpersonal interactions that occur in sports teams. A conceptual model is proposed to capture constraints on dynamics of decisions and actions in dyadic systems, which has been empirically evaluated in simulations of interpersonal interactions in team sports. For this purpose, co-adaptive interpersonal dynamics in team sports such as rubgy union have been studied to reveal control parameter and collective variable relations in attacker-defender dyads. Although interpersonal dynamics of attackers and defenders in 1 vs 1 situations showed characteristics of chaotic attractors, the informational constraints of rugby union typically bounded dyadic systems into low dimensional attractors. Our work suggests that the dynamics of attacker-defender dyads can be characterised as an evolving sequence since players' positioning and movements are connected in diverse ways over time.

Managing a portfolio of corporate venture units : challenges in achieving within-unit focus and between-unit coordination

Principal Topic: There is increasing recognition that the organizational configurations of corporate venture units should depend on the types of ventures the unit seeks to develop (Burgelman, 1984; Hill and Birkinshaw, 2008). Distinction have been made between internal and external as well as exploitative versus explorative ventures (Hill and Birkinshaw, 2008; Narayan et al., 2009; Schildt et al., 2005). Assuming that firms do not want to limit themselves to a single type of venture, but rather employ a portfolio of ventures, the logical consequence is that firms should employ multiple corporate venture units. Each venture unit tailor-made for the type of venture it seeks to develop. Surprisingly, there is limited attention in the literature for the challenges of managing multiple corporate venture units in a single firm. Maintaining multiple venture units within one firm provides easier access to funding for new ideas (Hamel, 1999). It allows for freedom and flexibility to tie the organizational systems (Rice et al., 2000), autonomy (Hill and Rothaermel, 2003), and involvement of management (Day, 1994; Wadwha and Kotha, 2006) to the requirements of the individual ventures. Yet, the strategic objectives of a venture may change when uncertainty around the venture is resolved (Burgelman, 1984). For example, firms may decide to spin-in external ventures (Chesbrough, 2002) or spun-out ventures that prove strategically unimportant (Burgelman, 1984). This suggests that ventures might need to be transferred between venture units, e.g. from a more internally-driven corporate venture division to a corporate venture capital unit. Several studies suggested that ventures require different managerial skills across their phase of development (Desouza et al., 2007; O'Connor and Ayers, 2005; Kazanjian and Drazin, 1990; Westerman et al., 2006). To facilitate effective transfer between venture units and manage the overall venturing process, it is important that firms set up and manage integrative linkages. Integrative linkages provide synergies and coordination between differentiated units (Lawrence and Lorsch, 1967). Prior findings pointed to the important role of senior management (Westerman et al., 2006; Gilbert, 2006) and a shared organizational vision (Burgers et al., 2009) to coordinate venture units with mainstream businesses. We will draw on these literatures to investigate the key question of how to integratively manage multiple venture units. ---------- Methodology/Key Propositions: In order to seek an answer to the research question, we employ a case study approach that provides unique insights into how firms can break up their venturing process. We selected three Fortune 500 companies that employ multiple venturing units, IBM, Royal Dutch/ Shell and Nokia, and investigated and compared their approaches. It was important that the case companies somewhat differed in the type of venture units they employed as well as the way they integrate and coordinate their venture units. The data are based on extensive interviews and a variety of internal and external company documents to triangulate our findings (Eisenhardt, 1989). The key proposition of the article is that firms can best manage their multiple venture units through an ambidextrous design of loosely coupled units. This provides venture units with sufficient flexibility to employ organizational configurations that best support the type of venture they seek to develop, as well as provides sufficient integration to facilitate smooth transfer of ventures between venture units. Based on the case findings, we develop a generic framework for a new way of managing the venturing process through multiple corporate venture units. ---------- Results and Implications: One of our main findings is that these firms tend to organize their venture units according to phases in the venture development process. That is, they tend to have venture units aimed at incubation of venture ideas as well as units aimed more at the commercialization of ventures into a new business unit for the firm or a start-up. The companies in our case studies tended to coordinate venture units through integrative management skills or a coordinative venture unit that spanned multiple phases. We believe this paper makes two significant contributions. First, we extend prior venturing literature by addressing how firms manage a portfolio of venture units, each achieving different strategic objectives. Second, our framework provides recommendations on how firms should manage such an approach towards venturing. This helps to increase the likelihood of success of their venturing programs.

Deconstructing neurobiological coordination

Inherent indeterminacy of neurobiological systems has been revealed by research on coordination of multiarticular actions. We consider three important issues that these investigations raise for biomechanical measurement and performance modeling. These issues highlight the role of dynamic systems theory as a platform for integration of motor control and biomechanics in exercise and sports science.

Multitasking, cognitive coordination and cognitive shifts during web searching

As Web searching becomes more prolific for information access worldwide, we need to better understand users’ Web searching behaviour and develop better models of their interaction with Web search systems. Web search modelling is a significant and important area of Web research. Searching on the Web is an integral element of information behaviour and human–computer interaction. Web searching includes multitasking processes, the allocation of cognitive resources among several tasks, and shifts in cognitive, problem and knowledge states. In addition to multitasking, cognitive coordination and cognitive shifts are also important, but are under-explored aspects of Web searching. During the Web searching process, beyond physical actions, users experience various cognitive activities. Interactive Web searching involves many users’ cognitive shifts at different information behaviour levels. Cognitive coordination allows users to trade off the dependences among multiple information tasks and the resources available. Much research has been conducted into Web searching. However, few studies have modelled the nature of and relationship between multitasking, cognitive coordination and cognitive shifts in the Web search context. Modelling how Web users interact with Web search systems is vital for the development of more effective Web IR systems. This study aims to model the relationship between multitasking, cognitive coordination and cognitive shifts during Web searching. A preliminary theoretical model is presented based on previous studies. The research is designed to validate the preliminary model. Forty-two study participants were involved in the empirical study. A combination of data collection instruments, including pre- and post-questionnaires, think-aloud protocols, search logs, observations and interviews were employed to obtain users’ comprehensive data during Web search interactions. Based on the grounded theory approach, qualitative analysis methods including content analysis and verbal protocol analysis were used to analyse the data. The findings were inferred through an analysis of questionnaires, a transcription of think-aloud protocols, the Web search logs, and notes on observations and interviews. Five key findings emerged. (1) Multitasking during Web searching was demonstrated as a two-dimensional behaviour. The first dimension was represented as multiple information problems searching by task switching. Users’ Web searching behaviour was a process of multiple tasks switching, that is, from searching on one information problem to searching another. The second dimension of multitasking behaviour was represented as an information problem searching within multiple Web search sessions. Users usually conducted Web searching on a complex information problem by submitting multiple queries, using several Web search systems and opening multiple windows/tabs. (2) Cognitive shifts were the brain’s internal response to external stimuli. Cognitive shifts were found as an essential element of searching interactions and users’ Web searching behaviour. The study revealed two kinds of cognitive shifts. The first kind, the holistic shift, included users’ perception on the information problem and overall information evaluation before and after Web searching. The second kind, the state shift, reflected users’ changes in focus between the different cognitive states during the course of Web searching. Cognitive states included users’ focus on the states of topic, strategy, evaluation, view and overview. (3) Three levels of cognitive coordination behaviour were identified: the information task coordination level, the coordination mechanism level, and the strategy coordination level. The three levels of cognitive coordination behaviour interplayed to support multiple information tasks switching. (4) An important relationship existed between multitasking, cognitive coordination and cognitive shifts during Web searching. Cognitive coordination as a management mechanism bound together other cognitive processes, including multitasking and cognitive shifts, in order to move through users’ Web searching process. (5) Web search interaction was shown to be a multitasking process which included information problems ordering, task switching and task and mental coordinating; also, at a deeper level, cognitive shifts took place. Cognitive coordination was the hinge behaviour linking multitasking and cognitive shifts. Without cognitive coordination, neither multitasking Web searching behaviour nor the complicated mental process of cognitive shifting could occur. The preliminary model was revisited with these empirical findings. A revised theoretical model (MCC Model) was built to illustrate the relationship between multitasking, cognitive coordination and cognitive shifts during Web searching. Implications and limitations of the study are also discussed, along with future research work.