Développement d'un tandem multicatalytique méthylénation - couplage de Heck et Approche synthétique de l'Hodgsonox

Cette thèse comprend deux parties distinctes, dans lesquelles seront décrits tout d’abord, le développement d’un procédé multicatalytique en un seul pot d’une réaction de méthylénation suivie d’un couplage de Heck, puis dans un second temps, une étude vers la synthèse de l’Hodgsonox. Le premier thème de la thèse correspond à la mise en place d’un procédé en un seul pot, basé sur la méthodologie de méthylénation catalysée par un métal de transition, développée au sein du groupe du Pr. Lebel, et sur des couplages de Heck. Différentes études de compatibilité des réactifs mis en présence sont abordées, ainsi que le choix des conditions optimales (Pd(OAc)2 et P(o-tol)3) pour la réalisation d’un tel système qui ne requiert aucun isolement du produit intermédiaire. Il a été démontré que la présence de triphénylphosphine en excès inhibe la réaction de couplage de Heck, ce qui a finalement orienté notre choix vers les sels de cuivre pour la catalyse de la réaction de méthylénation. Le tandem séquentiel a ensuite été appliqué à la synthèse de divers stilbènes, notamment des composés dérivés du Resvératrol, molécule d’intérêt thérapeutique pour les maladies cardiovasculaires, et à la synthèse d’indanes substitués, avec un couplage intramoléculaire, avec de bons rendements. La deuxième partie de cette thèse traite de l’étude menée vers la synthèse de l’Hodgsonox. Cette molécule correspond à une nouvelle classe de sesquiterpènes tricycliques, comportant un dihydropyrane doté d’une fonction éther diallylique. Cette molécule représente un défi synthétique pour le groupe du Pr. Lebel, qui envisage de synthétiser les deux doubles liaisons terminales au moyen de la méthodologie de méthylénation développée au sein du groupe. L’Hodgsonox, dont la biosynthèse utilise la voie MEP, a un potentiel insecticide pour la croissance de la larve de la mouche verte d’Australie, Lucilia cuprina. La synthèse envisagée au cours de ces travaux est basée sur la formation préalable d’un cycle à 5 chaînons, comportant 3 centres stéréogéniques, puis sur la cyclisation du cycle pyranique au moyen d’une réaction d’insertion dans un lien O H. Un dédoublement cinétique dynamique sur une δ butyrolactone substituée permet de fixer la stéréochimie relative de deux centres chiraux dès la première étape. Le cycle à 5 chaînons est ensuite formé par métathèse après 6 étapes avec un rendement de 37%. Une addition conjuguée suivie d’une réaction de Saegusa et d’une réaction d’hydrosilylation introduit le groupement isopropyle de manière syn. Après mise en place d’un groupement céto-ester, un transfert de groupement diazonium permet de préparer le précurseur pour la réaction d’insertion dans un lien O-H. Le bicycle correspondant à la structure de base de l’Hodgsonox a été préparé au moyen de 16 étapes linéaires avec un rendement global de 12%.

Synthesis, properties and characterization of N-Alkyl substituted b-Diketiminato copper(I) Complexes

Le ligand nacnacxylH (xyl = C6Me2H3) et les ligands dikétimines N-alkyle substitués (nacnacCH(Me)PhH, nacnacBnH and nacnaciPrH) ont été préparés avec de bons rendements à l’exception du nacnaciPrH (23%) en utilisant un protocole en une étape et à l’aide d’un montage Dean-Stark. La réaction du S,S-nacnacCH(Me)PhH et du nacnacBnH avec le nBuLi dans le THF conduit au S,S-nacnacCH(Me)PhLi(THF) et au nacnacBnLi(THF). Les tentatives de bromation de ces composés par le N-bromosuccinimide conduisent plutôt aux ligands S,S-succnacnacCH(Me)PhH et succnacnacBnH (succ = succinimido) substitués par un groupement succinimido sur le carbone  La chloration par le N-chlorosuccinimide conduit au produit désiré, mais avec des impuretés. La réaction de ces ligands avec le CuOtBu (ou bien MesCu, où Mes = C6Me3H2, et une quantité catalytique de CuOtBu) en présence de bases de Lewis donne les (nacnacxylCu)2(-toluène), nacnacxylCuCNC6H3(Me)2, nacnacCH(Me)PhCuL (L = PPh3, PMe3, CNC6H3(Me)2, DMAP, lutidine, Py, MeCN), nacnacBnCuL (L = PPh3, CNC6H3(Me)2, styrène, trans-stilbene, phenylvinylether, acrylonitrile, diphenylacetylène), nacnaciPrCuL (L = PPh3, CNC6H3(Me)2, MeCN) et le succnacnacCH(Me)PhCuL (PPh3, CNC6H3(Me)2, pyridine). Tous ces complexes sont jaunes et sensibles à l’air et à l’humidité. En l’absence de fortes bases de Lewis, on n’observe pas de réaction entre les précurseurs de cuivre et les ligands N-alkyle substitués. Les études RMN des complexes dans le C6D6 ne présentent pas de complexe de toluène mais un mélange à l’équilibre du (nacnacxylCu)2(-C6D6) et nacnacxylCu(C6D6) dans une proportion de 2 pour 1. Alors que l’addition de plus de cinquante équivalents soit de THF, soit de toluène n’induit aucun changement des spectres RMN, l’addition de 2 équivalents de MeCN conduit instantanément au complexe nacnacxylCu(MeCN). De plus, le (nacnacxylylCu)2(-C6D6) ne se coordone ni ne réagit avec le N2O, même après avoir été chauffé à 60°C pendant treize jours. En présence de DPA (diphenylacétylène), la réaction du nacnacBnH avec le CuOtBu conduit au dimère ponté (nacnacBnCu)2(µ-DPA). L’addition d’un excès de DPA (10-12 équivalents) transforme le dimère ponté en complexe lié en position terminale nacnacBnCuDPA. Les nacnacRH (R = CH(Me)Ph et i-Pr) ne forment pas de complexe ni avec les oléfines ni avec le DPA. Une réactivité similaire a été observée avec les complexes de nacnacCH(Me)PhCu(NCMe) et nacnaci-PrCu(NCMe). Tandis que le complexe lié en position terminale par MeCN a été isolé et caractérisé, l’équilibre en solution nous laisse suspecter la formation d’un complexe d’acétonitrile ponté. Des études de réactivité comparatives ont été menées sur quelques complexes de cuivre. La Morpholine ne réagit pas avec le nacnacBnCu(acrylonitrile) contrairement à l’acrylonitrile libre. L’expérience de l’échange d’oléfine montre que l’acrylonitrile (une oléfine électro-attractrice) se lie plus fortement que les autres oléfines, mettant ainsi en évidence l’importance de la rétrodonation  face à la donation La rétrodonation est cependant faible comparée aux autres complexes de styrène structurellement caractérisés. Les complexes nacnacCH(Me)PhCuL (L = PPh3 et MeCN) ont été employés dans la cyclopropanation catalytique du styrène et dans l’addition conjuguée du ZnEt2 sur la 2-cyclohexénone, mais les résultats indiquent que le ligand dikétimine est éliminé avant son entrée dans le cycle catalytique. Par conséquent, il n’y a pas d’induction chirale. Les complexes tétra coordinées de cuivre avec les nacnacRCu(phen) (R = Bn, CH(Me)Ph et Phen = 1,10-phenanthroline, 2-Mes-1,10-phenanthroline, 2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline (dmp) et 2,9-diphenyl-1,10-phenanthroline (dpp)) ont été synthétisés. Ces complexes sont d’une intense couleur bleue et des interactions d’empilement entre l’un des cycles phényle des ligands nacnac et la phénanthroline ont été observées dans les structures à l’état solide. Les mesures en absorption UV-visible ont été effectuées dans le toluène et les bandes MLCT sont déplacées vers le rouge par rapport à celles des complexes de cuivre et bisphénanthroline. Tous ces composés émettent à l’état solide mais les complexes 1,10-phenanthroline et 2-Mes-1,10-phenanthroline n’émettent pas en solution. Pour renforcer les interactions d’empilement , les nouveaux ligands nacnacRH (R = CH2C6H2(OMe)3, CH2C6F5) et leurs complexes de cuivre respectifs ont été préparés avec du dmp et dpp. Afin de permettre la comparaison, le nacnaciBuCu(dmp) a été synthétisé. Alors que les complexes dmp montrent une augmentation des interactions intramoléculaires - avec les substituants phényle du ligand dikétimine et de la phénanthroline, les complexes dpp ne révèlent pas de telles interactions. Les complexes perfluorés montrent, en absorption et en émission, un déplacement significatif vers le bleu, alors que les complexes substitués par un groupements isobutyle présentent des transitions déplacées vers le rouge. Alors que les intensités de luminescence et les durées de vie sont faibles, les déplacements réduits de Stokes et les pics étroits de luminescence comparables indiquent une réduction des distorsions de l’état excité.

Préparation, étude de l’orientation et caractérisation physico-chimique de films polymères comportant des fluorophores

Les propriétés intrinsèques, photophysiques, électrochimiques et cristallographiques des molécules fluorescentes 4,4'-bis(2-benzoxazolyle)stilbène (BBS) et 2,5-bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyle)thiophène (BBT) ont été étudiées en solution et dans les polymères semi-cristallins : poly(butylène succinate) (PBS) et polylactide (PLA). Les deux fluorophores sont caractérisés par de hauts rendements quantiques absolus de fluorescence. Toutefois, une désactivation de la fluorescence peut se produire par croisement intersystème vers l'état triplet pour le BBT, et par photoisomérisation trans-cis pour le BBS. La cinétique de ce dernier processus dépend de la concentration, résultant en un pur isomère cis photo-induit à faibles concentrations, qui est accompagné à des concentrations élevées par l'apparition d'un composé acide après photo-clivage suivi d'une oxydation. Cette étude a révélé des changements spectroscopiques prononcés suite à l’augmentation de la concentration des fluorophores, en particulier à l'état solide, spécifiques à l'agrégation des molécules à l'état fondamental pour le BBT et à la formation d’excimères pour le BBS, permettant ainsi de corréler les propriétés fluorescentes avec les caractéristiques du monocristal pour chaque fluorophore. En outre, le passage d’une dispersion moléculaire à une séparation de phases dans le cas du BBS est accompagné d'un changement de couleur du bleu au vert, qui est sensible à la déformation, à la température et au temps, affectant les rendements quantiques absolus de fluorescence et fournissant une large opportunité à la création d'une grande variété de polymères intelligents indicateurs capables d'auto-évaluation. D’autre part, la solubilité élevée du BBT dans les solvants courants, combinée à ses propriétés optoélectroniques élevées, en font un candidat en tant que référence universelle de fluorescence et matériau intelligent à la fois pour les études de polymères et en solution. Similairement aux mélanges comprenant des polymères miscibles, l'orientation du PBS augmente après ajout d'une molécule fluorescente, dont les monomères ont tendance à être orientés dans des films étirés, contrairement aux excimères ou agrégats.

A surface and catalytic study of heterogenised Os-3(CO)(12) species in MCM-41 structures

Immobilised Os species prepared via chemical vapour deposition (CVD) of Os-3(CO)(12) onto MCM-41 are active and selective catalysts for the dihydroxylation of trans-stilbene in acetone and water, using N-methylmorpholine N-oxide as the oxidant. A detailed temperature programmed decomposition study of the solids enables to identify the active sites as Os-x(CO)(y) surface species. The initial loading of the MCM-41 with the trinuclear precursor, as well as the temperature of the post-synthesis oxidising treatment, are found to have a significant impact on the structure/geometry of the resulting surface species, and thus their catalytic properties. We show how it is also affected by the confined environment of the MCM-41 mesopores and especially the curvature of the 30 Angstrom diameter channels. Finally, a careful study of the catalytic properties of the materials together with a study of the reactivity of the reaction products under similar conditions enable to suggest a mechanism involving the reaction of the oxidant with the osmium carbonyl surface species to form the catalytically active Os-oxo sites, and the formation of an osmoate-type species (through adsorption of the alkene onto the Os-oxo site) which subsequently reacts with the solvent to produce the diol. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Engineering of a monodisperse core-shell magnetic Ti-O-Si oxidation nanocatalyst

There has been limited development in catalyst carriers for magnetic separations where superparamagnetic nanoparticles of a high saturation magnetization with no coercivity are required to isolate expensive catalyst reagent that are subjected to repeated magnetic cycles. By using simple stepwise layer-by-layer nanochemistry techniques, we show that an fee FePt nanomagnet can be created inside each silica particle with tailored dimensions to great precision. Subsequent engineering of the external surface with Ti-O-Si species in an optimum structure to create a unique interface gives high activity and excellent selectivity of the composite material for the trans-stilbene oxidation to the corresponding epoxide in the presence of tert-butyl hydroperoxide. Thus, a new magnetic separable epoxidation catalyst is described. This work clearly demonstrates the significance of nanoengineering of a single catalyst particle by a bottom-up construction approach in modern catalyst design, which could lead to new catalytic. properties.

Inhibition of the formation of the neurotoxin 5-S-cysteinyl-dopamine by polyphenols

The death of nigral neurons in Parkinson's disease is thought to involve the formation of the endogenous neurotoxin, 5-S-cysteinyl-dopamine. In the present study, we show that the polyphenols, (+)-catechin and caffeic acid, which contain a catechol moiety, inhibit tyrosinase-induced formation of 5-S-eysteinyl-dopamine via their capacity to undergo tyro sina se-induced oxidation to yield cysteinyl-polyphenol adducts. In contrast, the inhibition afforded by the flavanone, hesperetin, was not accompanied by the formation of cysteinyl-hesperetin adducts, indicating that it may inhibit via direct interaction with tyrosinase. Whilst the stilbene resveratrol also inhibited 5-S-eysteinyl-dopamine formation, this was accompanied by the formation of dihydrobenzothiazine, a strong neurotoxin. Our data indicate that the inhibitory effects of polyphenols against 5-S-cysteinyl-dopamine formation are structure-dependent and shed further light on the mechanisms by which polyphenols exert protection against neuronal injury relevant to neurodegenerative diseases. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Multivariant optimization, validation, and application of capillary electrophoresis for simultaneous determination of polyphenols and phenolic acids in Brazilian wines

A method for the simultaneous determination of the stilbene resveratrol, four phenolic acids (syringic, coumaric, caffeic, and gallic acids), and five flavonoids (catechin, rutin, kaempferol, myricetin, and quercetin) in wine by CE was developed and validated. The CE electrolyte composition and instrumental conditions were optimized using 2(7-3) factorial design and response surface analysis, showing sodium tetraborate, MeOH, and their interaction as the most influential variables. The optimal electrophoretic conditions, minimizing the chromatographic resolution statistic values, consisted of 17 mmol/L sodium tetraborate with 20% methanol as electrolyte, constant voltage of 25 kV, hydrodynamic injection at 50 mbar for 3 s, and temperature of 25 degrees C. The R(2) values for linearity varied from 0.994 to 0.999; LOD and LOQ were 0.1 to 0.3 mg/L and 0.4 to 0.8 mg/L, respectively. The RSDs for migration time and peak area obtained from ten consecutive injections were less than 2% and recoveries varied from 97 to 102%. The method was applied to 23 samples of inexpensive Brazilian wines, showing wide compositional variation.

Modulation of trans-to-cis photoisomerization and photoluminescence of 1,2-bis(4-pyridyl)ethylene or 4-styrylpyridine coordinated to fac-tricarbonyl(5-chloro-1,10-phenathroline)rhenium(I)

Photochemical and photophysical properties of fac-[Re(CO)(3)(Clphen)(trans-L)](+) complexes, Clphen = 5-chloro-1,10-phenathroline and L = 1,2-bis(4-pyridyl)ethylene, bpe, or 4-styrylpyridine, stpy, were investigated to complement the understanding of intramolecular energy transfer process in tricarbonyl rhenium(I) complexes having an electron withdrawing group attached to polypyridyl ligands. These new compounds were synthesized, characterized and the photoisomerization quantum yields were accurately determined by (1)H NMR spectroscopy. The true quantum yields for fac-[Re(CO)(3)(Clphen) (trans-bpe)](+) were constant (Phi = 0.55) at all investigated irradiation wavelengths. However, for fac-[Re(CO)(3)(Clphen)(trans-stpy)](+), similar true quantum yields were observed only at higher energy irradiation (Phi(313 nm) = 0.53 and Phi(365 nm) = 0.57), but it decreased significantly at 404 nm (Phi = 0.41). These results indicated different deactivation pathways for the trans-stpy complex photoisomerization. Quantum yields decreased as the (3)IL(trans-L) and (3)MLCT(Re -> NN) excited states become closer and the behavior was discussed in terms of the excited state energy gaps. Additionally, luminescence properties of photoproducts, fac-[Re(CO)(3)(Clphen)(cis-L)](+), were also investigated in different environments to analyze the relative energy of the (3)MLCT(Re -> Clphen) excited state for each compound. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Extração, caracterização e avaliação bioativa do extrato de Rumex acetosa

Studies show the great influence of free radicals and other oxidants as responsible for aging and degenerative diseases. On the other hand, the natural phenolic compounds has shown great as antioxidants to inhibit lipid peroxidation and lipoxygenase in vitro. Among these, is highlighted trans-resveratrol ( 3,5,4 `- trihydroxystilbene ) phenolic compound , characterized as a polyphenol stilbene class. The vegetables popularly known as "Azedinha" (Rumex Acetosa) has trans-resveratrol in its composition and from this, the present work aimed to study on the supercritical extraction and conventional extraction (Soxhlet and sequential) in roots of Rumex Acetosa, evaluating the efficiency of extractive processes, antioxidant activity, total phenolic content and quantification of trans-resveratrol contained in the extracts. Extractions using supercritical CO2 as solvent, addition of co-solvent (ethanol) and were conducted by the dynamic method in a fixed bed extractor. The trial met a 23 factorial design with three replications at the central point, with the variable reply process yield and concentration of trans-resveratrol and pressure as independent variables, temperature and concentration of co-solvent (% v/v). Yields ( mass of dry extract / mass of raw material used ) obtained from the supercritical extraction ranged from 0,8 to 7,63 % , and the best result was obtained at 250 bar and 90 °C using the co-solvent 15% ethanol (% v/v). The value was calculated for YCER a flow rate of 1,0 ± 0,17 g/min resulting in 0,0469 CO2 ( g solute / g solvent ). The results of the mass yield varied between conventional extractions 0,78 % ( hexane) and 9,97 % (ethanol). The statistical model generated from the data of the concentration of trans-resveratrol performed as meaningful and predictive for a 95% confidence. GC analysis on HPLC (High Performance Liquid Chromatography), transresveratrol was quantified in all extracts and concentration values ranged between 0,0033 and 0,42 ( mg / g extract) for supercritical extracts and between 0,449 and 17,046 (mg / g extract) to conventional extractions and therefore, the Soxhlet extraction with ethanol for more selective trans-resveratrol than the supercritical fluid. Evaluation of antioxidant (radical method to sequester 2,2- diphenyl-1- picryl - hydrazyl - DPPH) the supercritical extracts resulted in EC50 values (concentration effective to neutralize 50% of free radicals) of between 7,89 and 18,43 mg/mL , while resulting in a Soxhlet extraction with EC50 values in the range of 6,05 and 7,39 mg/mL. As for quantification of the phenolic compounds (Method Spectrophotometer Folin-Ciocalteau) the supercritical extracts resulted in values between 85,3 and 194,79 mg GAE / g extract, whereas values derived from the Soxhlet extract resulted in values between 178,5 and 237,8 mg GAE / g extract. The high antioxidant activity can not be attributed solely to the presence of phenolic compounds, but the presence of other antioxidants in the existing Rumex acetosa

Chemical and antifungal investigations of six Lippia species (Verbenaceae) from Brazil

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

OLIGOSTILBENOIDS FROM GNETUM-VENOSUM

The amazonian climber Gnetum venosum contains, besides the stilbenes resveratrol and rapontigentin (3-methoxyresveratrol), oxidative stilbene oligomers such as the dimer gnetin C and the trimers gnetin E, gnetin J (3''-hydroxygnetin E) and gnetin K (3''-methoxygnetin E). Gnetins J and K are described for the first time. Oligomers of stilbenoids constitute a new class of condensed tannins.

Characterization of resveratrol content in ten wild species of section Arachis, genus Arachis

Peanut is one of the few plants that synthesizes resveratrol, a phenolic compound of the stilbene class, which has been associated with reduced risk of developing chronic diseases, such as cancer, cardiovascular diseases, skin diseases, pulmonary diseases, diabetes and neurological diseases. Resveratrol was detected in different parts of the peanut plant, including roots, leaves, seeds and their derivatives. The wild species of the Arachis section are also strong candidates to synthesize resveratrol because they are phylogenetically closely related to cultivated peanut. Our objective was to characterize the resveratrol content in ten wild species of Arachis with three different genomes (A, B and K). The plant material was composed of leaves of the ten species treated (test) and not treated (control) with ultraviolet (UV) radiation. The test and control samples were extracted and the identification and quantification of resveratrol was performed using high performance liquid chromatography (HPLC). All species studied synthesized resveratrol and the concentrations ranged from 299.5 μg/g in A. kempff-mercadoi to 819.9 μg/g in A. cardenasii. DPPH antioxidant activity varied between 18.7 % for A. duranensis and 48.2 % in A. simpsonii. The results showed that wild Arachis species are a potential source of alleles for improvement of cultivated peanut, with the aim of achieving higher resveratrol content in leaves. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Stilbenes from Deguelia rufescens var. urucu (Ducke) A. M. G. Azevedo leaves: effects on seed germination and plant growth

A biodiversidade Amazônica pode ser uma fonte de substâncias capazes de serem utilizadas no controle de plantas daninhas. Neste estudo relatamos o isolamento e a identificação de cinco estilbenos a partir das folhas do "timbó vermelho" (Deguelia rufescens var. urucu): 4-metoxilonchocarpeno (1); 3,5-dimetoxi-4´-hidroxi-3´-prenil-trans-estilbeno (2), lonchocarpeno (3), 3,5-dimetoxi-4´-O-prenil-trans-estilbeno (4) e pteroestilbeno (5). As substâncias 2 e 4 são novos produtos naturais, porém 2 já havia sido citada como produto de síntese. Foi avaliada a potencial atividade alelopática de 1, 2 e 4 sobre a germinação de sementes e o crescimento da planta daninha Mimosa pudica. Os efeitos observados sobre a germinação das sementes de M. pudica não variaram significantemente (p > 0,05) quando a análise da fitotoxidade foi realizada com as substâncias isoladamente, cuja inibição máxima não ultrapassou 20%. A inibição mais intensa, quanto ao desenvolvimento da radícula e do hipocótilo, foi encontrada para o composto 4 (p < 0,05). Isoladamente, 4 causou efeito inibitório significativamente maior (p < 0,05) no desenvolvimento da radícula e do hipocótilo, do que 1 e 2. Quando testados aos pares, apresentaram antagonismo para a germinação de sementes e sinergismo para o desenvolvimento da radícula e hipocótilo.

Produção de uva passa de BRS Morena: pré-tratamento, caracterização físico-química e composição fenólica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Composição fenólica das partes comestíveis das uvas BRS Carmem e BRS Magna

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)