Novel Strategies for Heterocyclic Constructions via 1, 4-Dipolar Intermediates

In the thesis entitled " Novel Strategies for Heterocyclic Constructions via 1 ,4-Dipolar Intermediates"Synthesis of a complex organic molecules essentially involves the formation of carbon-carbon and carbon-heteroatom bonds. Various synthetic methods are available for these processes involving ionic, pericyclic and radical reactions. Among the pericyclic reactions, dipolar cycloaddition reactions, introduced by Huisgen, have emerged as a very powerful tool for heterocyclic construction. Heterocyclic compounds remain an important class of organic molecules due to their natural abundance and remarkable biological activity, thus constituting an intergral part of pharmaceutical industry. In this respect, developing newer synthetic methodology for heterocyclic construction has been an area of immense interest. In recent years, 1,3-dipolar cycloaddition reactions proved to be efficient routes to a wide variety of five membered heterocycles, as attested by their application in the total synthesis of various complex organic molecules. However, the potential application of similar 1,4- dipolar cycloaddition reactions for the construction of six memebered heterocycles remained underexploited. In this context, a systematic investigation of the reactivity of 1,4-dipoles generated from nitrogen heterocycles (pyridine and its analogues) and dimethyl acetylenedicarboxy!ate (DMAD) towards various dipolarophiles has been carried out and the results are embodied.

Modyfikacja aglikonu Josamycyny z wykorzystaniem regioselektywnej substytucji nukleofilowej typu SN1’ i dipolarnej cykloaddycji Huisgena

Wydział Chemii: Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych

Synthesis And Antiproliferative Activity Of 8-hydroxyquinoline Derivatives Containing A 1,2,3-triazole Moiety.

Twelve novel 8-hydroxyquinoline derivatives were synthesized with good yields by performing copper-catalyzed Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition (click reaction) between an 8-O-alkylated-quinoline containing a terminal alkyne and various aromatic or protected sugar azides. These compounds were evaluated in vitro for their antiproliferative activity on various cancer cell types. Protected sugar derivative 16 was the most active compound in the series, exhibiting potent antiproliferative activity and high selectivity toward ovarian cancer cells (OVCAR-03, GI50 < 0.25 μg mL(-1)); this derivative was more active than the reference drug doxorubicin (OVCAR-03, GI50 = 0.43 μg mL(-1)). In structure-activity relationship (SAR) studies, the physico-chemical parameters of the compounds were evaluated and docking calculations were performed for the α-glucosidase active site to predict the possible mechanism of action of this series of compounds.

Expanding cyclitol structural diversity by biocatalysis and metalocatalysis. A click chemistry approach

The palladium catalyzed cross-coupling reaction of phenyltrifluoroborate with a chemoenzymatically derived bromoazidoconduritol, combined with 1,3-dipolar cycloaddition, with a variety of alkynes is described. Fourteen new compounds were synthesized in moderate to good yields. The click chemistry reaction can be effected by using sodium ascorbate and CuSO(4) center dot 5H(2)O as catalyst in toluene-H(2)O at room temperature.

Synthesis of 5-alkynyl-2,2,6-trimethyl-1,3-dioxin-4-ones and 1,4-disubstituted-1,2,3-triazoles

Herein we report an approach to the formation of 5-alkynyl-1,3-dioxin-4-ones using Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction of potassium alkynyltrifluoroborate salts with 2,2,6-trimethy1-5-iodo-1,3-dioxin-4-one. The resulting 5-ethynyltrimethylsilyl-1,3-dioxin-4-ones obtained through the Sonogashira reaction were further reacted in a Cu(I)-catalyzed Huisgen azide-alkyne 1,3-dipolar cycloaddition to form functionalized 1,4-disubstituted-1,2,3-triazoles in good yields, using mild conditions and ultrasonic radiation to expedite the reaction. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Síntese e caracterização de nanopartículas vetorizadas para células tumorais com possível aplicação na entrega controlada de fármacos

Dissertação de mestrado em Química Medicinal

Cycloaddition dipolaire [3+2] à partir d'hétérocycles aromatiques N-aminés

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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 ».

Funkcjonalizacja aglikonu Spiramycyny przez zastosowanie regio- i stereoselektywnych reakcji kaskadowych

Wydział Chemii

Cycloaddition reaction of the azido-bridged cyclometallated complex [Pd(dmba)N-3](2) with CS2. Crystal and molecular structure of DI(mu, N,S-1,2,3,4-thiatriazole-5-thiolate) bis[(N,N-dimethylbenzyl-amine-C-2,N)palladium(II)]

The 1,3-dipolar cycloaddition of carbon disulfide to the coordinated azide in the cyclometallated compound [Pd(dmba)(N-3)](2) (1), dmba = N,N-dimethylbenzylamine, was investigated. The compound obtained di(mu, N,S-1,2,3,4-thiatriazole-5-thiolate)-bis[(N,N-dimethylbenzylamine-C-2,N)palladium(II)] (2), was characterized by IR spectroscopy and X-ray diffraction. Complex (2) is dimeric with the two [Pd(N,N-dimethylbenzylamine)] moieties being connected by the two vicinal bridging N,S-1,2,3,4-thiatriazole-5-thiolate anions in a square-planar coordination for the palladium atoms.

Increase of leishmanicidal and tubercular activities using steroids linked to aminoquinoline

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Synthetic strategies of new molecular paramagnetic mechanically-interlocked complexes

Supramolecular chemistry is a multidisciplinary field which impinges on other disciplines, focusing on the systems made up of a discrete number of assembled molecular subunits. The forces responsible for the spatial organization are intermolecular reversible interactions. The supramolecular architectures I was interested in are Rotaxanes, mechanically-interlocked architectures consisting of a "dumbbell shaped molecule", threaded through a "macrocycle" where the stoppers at the end of the dumbbell prevent disassociation of components and catenanes, two or more interlocked macrocycles which cannot be separated without breaking the covalent bonds. The aim is to introduce one or more paramagnetic units to use the ESR spectroscopy to investigate complexation properties of these systems cause this technique works in the same time scale of supramolecular assemblies. Chapter 1 underlines the main concepts upon which supramolecular chemistry is based, clarifying the nature of supramolecular interactions and the principles of host-guest chemistry. In chapter 2 it is pointed out the use of ESR spectroscopy to investigate the properties of organic non-covalent assemblies in liquid solution by spin labels and spin probes. The chapter 3 deals with the synthesis of a new class of p-electron-deficient tetracationic cyclophane ring, carrying one or two paramagnetic side-arms based on 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl (TEMPO) moiety. In the chapter 4, the Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition is exploited to synthesize rotaxanes having paramagnetic cyclodextrins as wheels. In the chapter 5, the catalysis of Huisgen’s cycloaddition by CB[6] is exploited to synthesize paramagnetic CB[6]-based [3]-rotaxanes. In the chapter 6 I reported the first preliminary studies of Actinoid series as a new class of templates in catenanes’ synthesis. Being f-block elements, so having the property of expanding the valence state, they constitute promising candidates as chemical templates offering the possibility to create a complex with coordination number beyond 6.

Isoxazolidines and oxazines: preliminary studies for the synthesis of N,O-heterocyclic systems via an organocatalyzed 1,3-Dipolar Cycloaddiction and a tandem reaction mediated by TEMPO salts

This thesis is the result of the study of two reactions leading to the formation of important heterocyclic compounds of potential pharmaceutical interest. The first study concerns the reaction of (1,3)-dipolar cycloaddition between nitrones and activated olefins by hydrogen bond catalysis of thioureas derivatives leading to the formation of a five-membered cyclic adducts, an interesting and strategic synthetic intermediate, for the synthesis of benzoazepine. The second project wants to explore the direct oxidative C(sp3)-H α-alkylation of simple amides with subsequent addition of an olefin and cyclization in order to obtain the corresponding oxazine. Both reactions are still under development.

Binap-gold (I) versus Binap-silver trifluoroacetate complexes as catalysts in 1,3-dipolar cycloadditions of axomethine ylides

The 1,3-dipolar cycloaddition between azomethine ylides and alkenes is efficiently catalysed by [{(Sa)-Binap-Au(tfa)}2] (Binap=2,2′-bis(diphenylphosphino)-1,1′-binaphthyl; tfa=trifluoroacetyl). Maleimides, 1,2-bis(phenylsulfonyl)ethylene, chalcone and nitrostyrene were suitable dipolarophiles even when using sterically hindered 1,3-dipole precursors. The results obtained in these transformations improve the analogous ones obtained in the same reactions catalysed by [Binap–Ag(tfa)]. In addition, computational studies have also been carried out to demonstrate both the high enantioselectivity exhibited by the chiral gold(I) complex, and the non-linear effect observed in this transformation.