Développement de méthodes de synthèse pour les acides aminés indolizidin-9-ones substitués et utilisation des acides aminés azabicycloalcanes en tant que mimes peptidiques

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Développement de méthodes de synthèse pour les acides aminés indolizidin-9-ones substitués et utilisation des acides aminés azabicycloalcanes en tant que mimes peptidiques

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Complexes cationiques POCOP de nickel : synthèse, caractérisation, réactivité et étude catalytique

Ce mémoire traite de la chimie des complexes pinceurs de nickel (II) cationiques ayant un ligand de type POCOP. Elle se divise en deux parties. La première traite de la synthèse, de la caractérisation et de la réactivité des complexes cationiques pinceurs de Ni(II) de type POCOP (POCOP = 1,3-bis(phosphinitobenzene), où C fait partie d’un cycle benzénique et est lié au métal, et P est un ligand phosphoré aussi lié au métal). Ces complexes ont un ligand acétonitrile coordonné au centre métallique et sont du type [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3], où R est un substituant du cycle benzénique et R’ est un substituant sur le ligand phosphoré (R’ = iPr: R = H (1), p-Me(2), p-OMe(3), p-CO2Me(4), p-Br(5), m,m-tBu2(6), m-OMe(7), m-CO2Me(8); R’ = t-Bu : R = H (9), p-CO2Me(10)). Les complexes cationiques sont préparés en faisant réagir le dérivé Ni(II) neutre correspondant R-(POCOPR’)Ni-Br avec Ag(OSO2CF3¬) dans l’acétonitrile à température ambiante. L’impact des groupements R et R’ du ligand POCOP sur la structure et sur les propriétées électroniques du complexe a été étudié par spectroscopies RMN, UV-VIS et IR, analyse électrochimique, et diffraction des rayons X. Les valeurs de fréquence du lien C≡N (ν(C≡N)) augmentent avec le caractère électroattracteur du complexe, dans l’ordre 7 < 3 ~ 2 ~ 6 < 1 < 5 ~ 8 < 4 et 9 < 10. Ces résultats sont en accord avec le fait qu’une augmentation du caractère électrophile du centre métallique devrait résulter en une augmentation de la donation σ MeCN→Ni. De plus, les complexes cationiques montrent tous un potentiel d’oxydation Ni(II)/Ni(III) plus élevé que leurs analogues neutres Ni-Br. Ensuite, une étude d’équilibre entre un complexe neutre (R-POCOPR’)NiBr et un complexe cationique [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3] démontre l’échange facile des ligands MeCN et Br. La deuxième partie de ce mémoire consiste en deux chapitres. Le premier (Chapitre 3) est une étude structurelle permettant une meilleure compréhension du mécanisme d’hydroamination des oléfines activées promue par les complexes présentés au chapitre 1, suivi de tentatives de synthèse de nouveaux composés POCOP cationiques comportant un ligand amine et nitrile, et de déplacement du groupement amine par un groupement nitrile. Le deuxième chapitre (4) décrit la réactivité et la cinétique de la réaction d’hydroamination et d’hydroalkoxylation d’oléfines activées, qui permet ainsi de mieux comprendre l’impact des différentes variables du système (groupements R et R’, température, substrats, solvent, etc.) sur la réactivité catalytique.

Complexes cationiques POCOP de nickel : synthèse, caractérisation, réactivité et étude catalytique

Ce mémoire traite de la chimie des complexes pinceurs de nickel (II) cationiques ayant un ligand de type POCOP. Elle se divise en deux parties. La première traite de la synthèse, de la caractérisation et de la réactivité des complexes cationiques pinceurs de Ni(II) de type POCOP (POCOP = 1,3-bis(phosphinitobenzene), où C fait partie d’un cycle benzénique et est lié au métal, et P est un ligand phosphoré aussi lié au métal). Ces complexes ont un ligand acétonitrile coordonné au centre métallique et sont du type [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3], où R est un substituant du cycle benzénique et R’ est un substituant sur le ligand phosphoré (R’ = iPr: R = H (1), p-Me(2), p-OMe(3), p-CO2Me(4), p-Br(5), m,m-tBu2(6), m-OMe(7), m-CO2Me(8); R’ = t-Bu : R = H (9), p-CO2Me(10)). Les complexes cationiques sont préparés en faisant réagir le dérivé Ni(II) neutre correspondant R-(POCOPR’)Ni-Br avec Ag(OSO2CF3¬) dans l’acétonitrile à température ambiante. L’impact des groupements R et R’ du ligand POCOP sur la structure et sur les propriétées électroniques du complexe a été étudié par spectroscopies RMN, UV-VIS et IR, analyse électrochimique, et diffraction des rayons X. Les valeurs de fréquence du lien C≡N (ν(C≡N)) augmentent avec le caractère électroattracteur du complexe, dans l’ordre 7 < 3 ~ 2 ~ 6 < 1 < 5 ~ 8 < 4 et 9 < 10. Ces résultats sont en accord avec le fait qu’une augmentation du caractère électrophile du centre métallique devrait résulter en une augmentation de la donation σ MeCN→Ni. De plus, les complexes cationiques montrent tous un potentiel d’oxydation Ni(II)/Ni(III) plus élevé que leurs analogues neutres Ni-Br. Ensuite, une étude d’équilibre entre un complexe neutre (R-POCOPR’)NiBr et un complexe cationique [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3] démontre l’échange facile des ligands MeCN et Br. La deuxième partie de ce mémoire consiste en deux chapitres. Le premier (Chapitre 3) est une étude structurelle permettant une meilleure compréhension du mécanisme d’hydroamination des oléfines activées promue par les complexes présentés au chapitre 1, suivi de tentatives de synthèse de nouveaux composés POCOP cationiques comportant un ligand amine et nitrile, et de déplacement du groupement amine par un groupement nitrile. Le deuxième chapitre (4) décrit la réactivité et la cinétique de la réaction d’hydroamination et d’hydroalkoxylation d’oléfines activées, qui permet ainsi de mieux comprendre l’impact des différentes variables du système (groupements R et R’, température, substrats, solvent, etc.) sur la réactivité catalytique.

Dynamic axial ligand-site exchange in facially discriminated ruthenium(II) carbonyl and rhodium(III) halide metalloporphyrins

For a series of six-coordinate Ru(II)(CO)L or Rh(III)(X–)L porphyrins which are facially differentiated by having a naphthoquinol- or hydroquinol-containing strap across one face, we show that ligand migration from one face to the other can occur under mild conditions, and that ligand site preference is dependent on the nature of L and X–. For bulky nitrogen-based ligands, the strap can be displaced sideways to accommodate the ligand on the same side as the strap. For the ligand pyrazine, we show 1 H NMR evidence for monodentate and bidentate binding modes on both faces, dependent on ligand concentration and metalloporphyrin structure, and that inter-facial migration is rapid under normal conditions. For monodentate substituted pyridine ligands there is a site dependence on structure, and we show clear evidence of dynamic ligand migration through a series of ligand exchange reactions.

Experimental and theoretical investigation of ligand effects on the synthesis of ZnO nanoparticles

ZnO nanoparticles with highly controllable particle sizes(less than 10 nm) were synthesized using organic capping ligands in Zn(Ac)2 ethanolic solution. The molecular structure of the ligands was found to have significant influence on the particle size. The multi-functional molecule tris(hydroxymethyl)-aminomethane (THMA) favoured smaller particle distributions compared with ligands possessing long hydrocarbon chains that are more frequently employed. The adsorption of capping ligands on ZnnOn crystal nuclei (where n = 4 or 18 molecular clusters of(0001) ZnO surfaces) was modelled by ab initio methods at the density functional theory (DFT) level. For the molecules examined, chemisorption proceeded via the formation of Zn...O, Zn...N, or Zn...S chemical bonds between the ligands and active Zn2+ sites on ZnO surfaces. The DFT results indicated that THMA binds more strongly to the ZnO surface than other ligands, suggesting that this molecule is very effective at stabilizing ZnO nanoparticle surfaces. This study, therefore, provides new insight into the correlation between the molecular structure of capping ligands and the morphology of metal oxide nanostructures formed in their presence.

Evidence for a dual function of EphB4 as tumor promoter and suppressor regulated by the absence or presence of the ephrin-B2 ligand

Overexpression of the receptor tyrosine kinase EphB4 is common in epithelial cancers and linked to tumor progression by promoting angiogenesis, increasing survival and facilitating invasion and migration. However, other studies have reported loss of EphB4 suggesting a tumor suppressor function in some cancers. These opposing roles may be regulated by (i) the presence of the primary ligand ephrin-B2 that regulates pathways involved in tumor suppression or (ii) the absence of ephrin-B2 that allows EphB4 signaling via ligand-independent pathways that contribute to tumor promotion. To explore this theory, EphB4 was overexpressed in the prostate cancer cell line 22Rv1 and the mammary epithelial cell line MCF-10A. Overexpressed EphB4 localized to lipid-rich regions of the plasma membrane and confirmed to be ligand-responsive as demonstrated by increased phosphorylation of ERK1/2 and internalization. EphB4 overexpressing cells demonstrated enhanced anchorage-independent growth, migration and invasion, all characteristics associated with an aggressive phenotype, and therefore supporting the hypothesis that overexpressed EphB4 facilitates tumor promotion. Importantly, these effects were reversed in the presence of ephrin-B2 which led to a reduction in EphB4 protein levels, demonstrating that ligand-dependent signaling is tumor suppressive. Furthermore, extended ligand stimulation caused a significant decrease in proliferation that correlated with a rise in caspase-3/7 and -8 activities. Together, these results demonstrate that overexpression of EphB4 confers a transformed phenotype in the case of MCF-10A cells and an increased metastatic phenotype in the case of 22Rv1 cancer cells and that both phenotypes can be restrained by stimulation with ephrin-B2, in part by reducing EphB4 levels.

Integrin-functionalized artificial membranes as test platforms for monitoring small integrin ligand binding by surface plasmon-enhanced fluorescence spectroscopy

The design and synthesis of molecularly or supramolecularly defined interfacial architectures have seen in recent years a remarkable growth of interest and scientific research activities for various reasons. On the one hand, it is generally believed that the construction of an interactive interface between the living world of cells, tissue, or whole organisms and the (inorganic or organic) materials world of technical devices such as implants or medical parts requires proper construction and structural (and functional) control of this organism–machine interface. It is still the very beginning of generating a better understanding of what is needed to make an organism tolerate implants, to guarantee bidirectional communication between microelectronic devices and living tissue, or to simply construct interactive biocompatibility of surfaces in general. This exhaustive book lucidly describes the design, synthesis, assembly and characterization, and bio-(medical) applications of interfacial layers on solid substrates with molecularly or supramolecularly controlled architectures. Experts in the field share their contributions that have been developed in recent years.