4-Quinolonas: novos métodos de síntese e transformação em acridonas

A presente dissertação é constituída por quatro capítulos, organizados em introdução geral, discussão do trabalho desenvolvido na síntese de quinolin-4(1H)-onas e acridonas, caracterização estrutural dos novos compostos sintetizados e parte experimental. No primeiro capítulo desta dissertação é apresentada uma breve revisão bibliográfica de quinolin-4(1H)-onas e acridonas, abrangendo a respectiva nomenclatura, ocorrência natural e métodos de síntese. O segundo capítulo engloba estudos da reactividade de (E)-2-estirilquinolin-4(1H)-onas e (E)-N-(2-acetilfenil)-3-arilacrilamidas como dienófilos com o-benzoquinodimetanos, gerados in situ a partir da extrusão quelotrópica do dióxido de enxofre de 2,2-dióxidos de 1,3-di-hidrobenzo[c]tiofenos. Estes estudos conduziram à obtenção de novas 2-(3-aril-1,2,3,4-tetra-hidronaftalen-2-il)-1-metilquinolin-4(1H)-onas e análogos não substituídos no átomo de azoto N1 da quinolin-4(1H)-ona. Em seguida foram estudadas as reações de desidrogenação e fotociclização dos compostos obtidos anteriormente, com vista à obtenção de novas 2-(3-arilnaftalen-2-il)-1-metilquinolin-4(1H)-onas, análogos não substituídos em N1 e de novas acridonas. No segundo capítulo também é abordada a síntese dos compostos precursores, as (E)-N-(2-acetilfenil)-3-arilacrilamidas, as (E)-2-estirilquinolin-4(1H)-onas e os 2,2-dióxidos de 1,3-di-hidrobenzo[c]tiofenos. No terceiro capitulo é discutida a caracterização estrutural das novas quinolin-4(1H)-onas e acridona sintetizadas, com estudos de espetroscopia de ressonância magnética nuclear 1D (1H e 13C) e 2D (homo- e heteronuclear). O quarto capítulo inclui toda a parte experimental, contendo os procedimentos optimizados para a síntese e purificação destes compostos, e a caracterização estrutural dos novos compostos sintetizados.

Étude de réactivité et de sélectivité de nouveaux catalyseurs à base de ruthénium

Ce projet de recherche consiste en l’étude de la réactivité et de la sélectivité de nouveaux catalyseurs de métathèse d’oléfines à base de ruthénium lors de réaction de fermeture de cycle par métathèse d’oléfines (RCM). L’emphase de cette étude repose sur l’évaluation de nouveaux catalyseurs possédant un ligand NHC (carbène N-hétérocyclique) C1-symétrique développés par le laboratoire Collins pour des réactions de désymétrisations asymétriques de méso-triènes par ARCM. Le projet a été séparé en deux sections distinctes. La première section concerne la formation d’oléfines trisubstituées par ARCM de méso-triènes. La seconde section consiste en la formation d’oléfines tétrasubstituées par le biais de la RCM de diènes et de la ARCM de méso-triènes. Il est à noter qu’il n’y a aucun précédent dans la littérature concernant la formation d’oléfines tétrasubstituées suite à une désymétrisation par ARCM. Lors de l’étude concernant la formation d’oléfines trisubstituées, une étude de cinétique a été entreprise dans le but de mieux comprendre la réactivité des différents catalyseurs. Il a été possible d’observer que le groupement N-alkyle a une grande influence sur la réactivité du catalyseur. Une étude de sélectivité a ensuite été entreprise pour déterminer si le groupement N-alkyle génère aussi un effet sur la sélectivité des catalyseurs. Cette étude a été effectuée par l’entremise de réactions de désymétrisation d’une variété de méso-triènes. En ce qui a trait à la formation d’oléfines tétrasubstituées, une étude de la réactivité des différents catalyseurs a été effectuée par l’intermédiaire de malonates de diéthyldiméthallyle. Il a encore une fois a été possible d’observer que le groupement N-alkyle possède un effet important sur la réactivité du catalyseur. Une étude de sélectivité a ensuite été entreprise pour déterminer si le groupement iv N-alkyle génère aussi un effet sur la sélectivité des catalyseurs. Cette étude a été effectuée par l’entremise de réactions de désymétrisation de différents mésotriènes.

Synthèse de nouveaux matériaux conducteurs comportant des unités aromatiques conjuguées et analyse de leurs propriétés physico-chimiques

Les matériaux conjugués ont fait l’objet de beaucoup de recherches durant les dernières années. Les nouveaux matériaux présentent des propriétés intéressantes que ce soit au niveau optique, électrique, mécanique ou même les trois en même temps. La synthèse reste la difficulté principale dans la fabrication de dispositifs électroniques. Les méthodes utilisées pour y parvenir sont l’électropolymérisation, le couplage de Suzuki ou de Wittig. Ces techniques comportent encore de nombreuses contraintes et s’avèrent difficilement réalisables à grande échelle. Les thiophènes, les pyrroles et les furanes ont démontré une bonne conductibilité et une bande de conduction basse due à une conjugaison accrue. L’objectif ici est de synthétiser des oligomères principalement composés de thiophènes dans le but d’en caractériser les propriétés spectroscopiques, électrochimiques et de conduction. La synthèse est souvent l’étape délicate de la fabrication de matériaux conjugués. Nous présentons ici une méthode de synthèse simple par modules avec des unités hétérocycliques. Les modules complémentaires sont attachés par condensation entre un aldéhyde et une amine menant à la formation d’un lien robuste, l’azomethine. Les résultats des propriétés photophysiques et électrochimiques de ces matériaux conjugués seront présentés. En ayant recours à différents groupes électrodonneurs et électroaccepteurs, en variant le degré de conjugaison ou en utilisant différents hétérocycles, les propriétés spectroscopiques, électrochimiques et de bande de conduction peuvent être adaptées à volonté, ce qui en fait des matériaux aux propriétés modelables. Ces nouvelles molécules seront analysées pour en déceler les propriétés recherchées dans la fabrication d’OLED. Nous explorerons les domaines de l’oxidation electrochimique réversible et de la polymérisation menant à la fabrication de quelques prototypes simples.

Synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine et étude DFT du transfert d’hydrogène diastéréosélectif impliquant des intermédiaires radicalaires vicinaux à un ester

Cet ouvrage traite d’une méthodologie pour l’induction de centres stéréogènes au sein des motifs propionates par la chimie des radicaux et de son application à la synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine. Cet ionophore, aux propriétés biologiques intéressantes, présente plusieurs défis synthétiques dont une séquence de type polypropionate anti, anti, anti, anti difficilement accessible ainsi qu’un tétrahydropyrane trans trisubstitué. Récemment, l’intérêt renouvelé pour ces composés polyéthers, en tant qu’agents anticancéreux, accentue l’importance de stratégies versatiles permettant l’accès à ces structures ainsi qu’à leurs analogues. Depuis quelques années, notre groupe s’intéresse à la synthèse d’unités propionates acycliques par une séquence réactionnelle contrôlée uniquement par le substrat. La première étape découle d’une aldolisation de Mukaiyama entre un aldéhyde alpha-chiral et un énoxysilane tétrasubstitué portant une liaison carbone-halogène, et où l’issue stéréochimique dépend de la nature monodentate ou bidentate de l’acide de Lewis employé. La seconde réaction-clé implique la formation d’un radical tertiaire, vicinal à un ester, pouvant être réduit diastéréosélectivement en présence d’hydrure d’étain. La première section décrit l’élaboration de motifs tétrahydropyranes trisubstitués et l’induction des centres stéréogènes vicinaux par une réduction radicalaire. Nous avons révélé que l’issue diastéréosélective de la réaction de cyclisation par une iodoéthérification était dictée par le groupement gamma-méthyle des esters alpha,beta-insaturés de départ. Nous avons ensuite démontré que les produits de la réaction radicalaire anti et syn pouvaient être obtenus sélectivement à partir d’un intermédiaire commun, respectivement en prenant appui sur l’effet exocyclique ou endocyclique lors de la réduction. Par une stratégie complémentaire, nous avons révélé que le précurseur radicalaire pouvait également être obtenu par une réaction de cycloéthérification en présence d’un énoxysilane tétrasubstitué. Une étude systématique des substituants du cycle a révélé que certaines relations stéréochimiques conduisaient à une perte de sélectivité au détriment du produit anti. La seconde section concerne l’étude DFT au niveau BHandHLYP/TZVP des intermédiaires radicalaires impliqués lors du transfert d’hydrogène. Par une étude de décomposition de l’énergie d’activation, nous avons été en mesure de rationaliser l’issue diastéréosélective de la réaction sur la base des énergies de distorsion (∆Ed‡) et d’interaction (∆Eint‡) requises pour accéder à la paire d’états de transition pro-anti et pro-syn. De plus, nous avons démontré qu’une analyse NBO permettait de relativiser l’impact des interactions stéréoélectroniques. Par la suite, l’évaluation des intermédiaires radicalaires borinates et aluminates nous a permis de révéler que l’encombrement stérique de la chaîne propionate était la cause principale de la formation sélective des produits anti ou syn lors d’une réduction en présence d’un acide de Lewis. La dernière section décrit l’élaboration de la séquence polypropionate de la zincophorine, et de ses isomères, à partir du fragment tétrahydropyrane substitué. Au cours de notre étude, nous avons identifié que le nombre de sites de chélation potentiels devait être limité à trois lors de l’aldolisation en condition Cram-chélate. De plus, nous avons démontré que les différents motifs acétates sont accessibles sélectivement par l’utilisation d’un énoxysilane encombré. Par ailleurs, nous avons révélé qu’une même séquence réactionnelle pouvait être employée pour la synthèse du fragment C17–C25 de son analogue naturel CP-78,545, et avons complété la plus récente synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine.

L’impact de l’unité centrale sur les propriétés optoélectroniques d’imino-thiophènes électrochromes : s ynthèse et caractérisation

De nouvelles molécules électrochromes à base de thiophène et comportant des liaisons azométhine ont été synthétisées et caractérisées afin d’étudier les relations entre leur structure et leurs propriétés. Le but premier de cette étude a été d’obtenir plus d’information pouvant guider le développement de nouvelles molécules électrochromes performantes à l’aide d’une meilleure compréhension de ce qui influence leurs caractéristiques. La synthèse a été réalisée en évitant l’emploi de conditions réactionnelles difficiles et les quantités d’éléments de transition ont été minimisées. Les nouvelles structures ont permis de vérifier l’effet de la variation de l’unité centrale sur les propriétés finales. Les modifications ont principalement porté sur la longueur effective de conjugaison par l’ajout d’unités de thiophène, ainsi que l’incorporation d’une liaison vinylique. L’effet de la présence de chaînes alkyles sur les positions C3 et C4 des thiophènes du coeur de chaque molécule a également été étudié. Les propriétés telles le potentiel d’oxydation, le nombre d’électrons échangés, la réversibilité des phénomènes d’oxydoréduction, l’absorbance, ainsi que l’électrochromisme chimique et électrochimique ont été étudiées, principalement par voltampérométrie cyclique et spectrométrie UV-visible en solution. De plus, des calculs théoriques ont été effectués afin d’appuyer les résultats obtenus expérimentalement. La modification du coeur de la molécule par ajout de thiophènes voisins n’a pas entraîné de grand déplacement bathochrome du λAbs, et dans le cas des thiophènes dialkylés, un déplacement hypsochrome d’au moins 66 nm a eu lieu causé par la torsion du squelette. L’étude des structures à l’état solide a même révélé l’obtention d’un nouveau composé possédant des propriétés vapochromiques prononcées. Les nouveaux composés électrochromes possèdent des valeurs de λAbs allant de 431 à 513 nm, et des potentiels d’oxydation de 0,8 à 1,2 V.

Synthesis and characterisation of novel nitrogen and fluorine containing spirobifluorene derivatives for electronic applications and crystal engineering

Among organic materials, spirobifluorene derivatives represent a very attractive class of materials for electronic devices. These compounds have high melting points, glass transitions temperatures and morphological stability, which makes these materials suitable for organic electronic applications. In addition, some of spirobifluorenes can form porous supramolecular associations with significant volumes available for the inclusion of guests. These molecular associations based on the spirobifluorenes are noteworthy because they are purely molecular analogues of zeolites and other microporous solids, with potential applications in separation, catalysis, sensing and other areas.

Influence of sulfur amino acids on the volatile and nonvolatile components of cooked salmon (Salmo salar)

Volatile and nonvolatile compounds, which could contribute to flavor, were analyzed in salmon. One hundred twenty-three volatile compounds were identified in the headspace of two different samples of cooked salmon, including lipid-derived volatiles, Maillard-derived volatiles, sulfur volatiles, Strecker aldehydes, nitrogen heterocyclic compounds, terpenes, and trimethylamine. Significant differences between samples were found for 104 of the volatiles. Although the levels of free cysteine and methionine were low in the salmon, sulfur volatiles were formed in the cooked fish, demonstrating that there were sufficient sulfur amino acids present for their formation. Notable differences in sulfur compounds between the samples suggested that small changes in sulfur amino acids could be responsible. When this hypothesis was tested, salmon heated with cysteine had increased levels of many thiophenes, thiazoles, alicyclic sulfides, and nitrogen heterocycles. With the addition of methionine, levels of dimethyl sulfides, two alicyclic sulfides, pyrazines, some unsaturated aldehydes, and alcohols and 2-furanmethanethiol increased. The largest difference found among the nonvolatile (low molecular weight water-soluble) compounds was in inosine monophosphate.

Volatile flavour profile of goat meat extracted by three widely used techniques

Three procedures for the isolation of volatiles from grilled goat meat were compared: dynamic headspace entrainment on Tenax TA, simultaneous steam distillation-extraction, and solid-phase microextraction. Headspace entrainment on Tenax TA extracted the highest number of Maillard-derived volatile compounds. Two hundred and three volatile components were identified: 159 are reported for the first time in goat meat. Most of the volatiles detected (155) were lipid oxidation products, such as hydrocarbons, aldehydes, alcohols, ketones, carboxylic acids and esters. Forty-eight Maillard-derived compounds were identified. comprising pyrazines, pyrroles, thiophenes, furanthiol derivatives, alkyl and alicyclic sulphides, pyridines, and thiazoles. Some reported character impact compounds of cooked meat, e.g., 12-methyltridecanal, (EE)-2,4-decadienal, methional, and dimethyl trisulphide were identified in the volatile profile of goat meat, together with a series of C-2 to C-5 alkylformylcyclopentenes, which have been reported in cooked chicken, pork, beef and lamb, as being important for the characteristic flavour impression of different animal species. (C) 2009 Published by Elsevier Ltd.

Effects of plant sulfur nutrition on acrylamide and aroma compounds in cooked wheat

Wheat flour from plants deficient in sulfur has been shown to contain substantially higher levels of free amino acids, particularly asparagine and glutamine, than flour from wheat grown where sulfur nutrition was sufficient. Elevated levels of asparagine resulted in acrylamide levels up to 6 times higher in sulfur-deprived wheat flour, compared with sulfur-sufficient wheat flour, for three varieties of winter wheat. The volatile compounds from flour, heated at 180 degrees C for 20 min, have been compared for these three varieties of wheat grown with and without sulfur fertilizer. Approximately 50 compounds were quantified in the headspace extracts of the heated flour; over 30 compounds were affected by sulfur fertilization, and 15 compounds were affected by variety. Unsaturated aldehydes formed from aldol condensations, Strecker. aldehydes, alkylpyrazines, and low molecular weight alkylfurans were found at higher concentrations in the sulfur-deficient flour, whereas low molecular weight pyrroles and thiophenes and sugar breakdown products were found at higher concentrations in the sulfur-sufficient flour. The reasons for these differences and the relationship between acrylamide formation and aroma volatile formation are discussed.

Synthesis of ligands for use in actinide extraction

The invention discloses an improved process for the preparation of 2,2,5,5-tetrasubstituted hexane-1,6-dicarbonyl compounds, and in particular diethyl 2,2,5,5-tetramethylhexanedioate and dimethyl 2,2,5,5-tetramethylhexanedioate, by the alkylation of 1,2-difunctional ethane compounds with enolates of carbonyl compounds. The process provides higher yields and greater synthetic brevity than existing processes.

Classical simulation of deposition of thiophene oligomers on TiO(2)-anatase: Relevance of long-range electrostatic interactions

We performed classical molecular dynamics simulations of the vapor-deposition of alpha-T4 oligomers on the TiO(2)-anatase (101) surface, comparing different sets of charges associated with the atoms of the model. The potential energy surfaces for alpha-T4 and TiO(2) were described by re-parametrizations of the Universal force field with charges given by the charge equilibration (QEq) scheme, or with fixed charges obtained by an ab initio method using the Hirshfeld partition. The two sets of charges lead to completely different results for the interface formation, and for the characteristics of the organic film, with a clearly defined alpha-T4 contact layer in the QEq case, and a more homogeneous molecular distribution when using Hirshfeld charges. The main reason for the discrepancy was found to be the incorrect charge assignment given by QEq to the sulfur and alpha-carbon atoms in thiophenes, and highlight the relevance of long-range interactions in the organization of molecular films. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

(+)- and (-)-Mutisianthol: First Total Synthesis, Absolute Configuration, and Antitumor Activity

The first synthesis of the natural product (+)-mutisianthol was accomplished in 11 steps and in 21% overall yield from 2-methylanisole. The synthesis of its enantiomer was also performed in a similar overall yield. The absolute configuration of the sesquiterpene (+)-mutisianthol was assigned as (1S,3R). Key steps in the route are the asymmetric hydrogenation of a nonfunctionalized olefin using chiral iridium catalysts and the ring contraction of 1,2-dihydronaphthalenes using thallium(III) or iodine(III). The target molecules show moderate activity against the human tumor cell lines SF-295, HCT-8, and MDA-MB-435.

2-Amino-3-aroyl-4,5-alkylthiophenes: Agonist allosteric enhancers at human A1 adenosine receptors

2-Amino-3-benzoylthiophenes are allosteric enhancers (AE) of agonist activity at the A₁ adenosine receptor. The present report describes syntheses and assays of the AE activity at the human A₁AR (hA₁AR) of a panel of compounds consisting of nine 2-amino-3-aroylthiophenes (3a-i), eight 2-amino-3-benzoyl-4,5-dimethylthiophenes (12a-h), three 3-aroyl-2-carboxy-4,5- dimethylthiophenes (15a-c), 10 2-amino-3-benzoyl-5,6-dihydro 4H-cyclopenta[b]thiophenes (17a-j), 14 2-amino-3-benzoyl-4,5,6,7-tetrahydrobenzo[b]thiophenes (18a-n), and 15 2-amino- 3-benzoyl-5,6,7,8-tetrahydro-4H-cyclohepta[b]thiophenes (19a-o). An in vitro assay employing the A₁AR agonist [¹²⁵I]ABA and membranes from CHO-K1 cells stably expressing the hA¹AR measured, as an index of AE activity, the ability of a candidate AE to stabilize the agonist- A₁AR-G protein ternary complex. Compounds 3a-i had little or no AE activity, and compounds 12a-h had only modest activity, evidence that AE activity depended absolutely on the presence of at least a methyl group at C-4 and C-5. Compounds 17a-c lacked AE activity, suggesting the 2-amino group is essential. Polymethylene bridges linked thiophene C-4 and C-5 of compounds 17a-j, 18a-n, and 19a-o. AE activity increased with the size of the -(CH₂)_n- bridge, n ) 3 < n ) 4 < n ) 5. The 3-carbethoxy substituents of 17a, 18a, and 19a did not support AE activity, but a 3-aroyl group did. Bulky (or hydrophobic) substituents at the meta and para positions of the 3-benzoyl group and also 3-naphthoyl groups greatly enhanced activity. Thus, the hA₁AR contains an allosteric binding site able to accommodate 3-aroyl substituents that are bulky and/or hydrophobic but not necessarily planar. A second region in the allosteric binding site interacts constructively with alkyl substituents at thiophene C-4 and/or C-5.

The determination and characterisation of 2-naphthyloxycarbonyl chloride derivatised biogenic amines in pet foods

The need to monitor biogenic amines levels is essential for many areas of the food industry for two main reasons: the caustic nature and potential toxicity of these amines, and the potential to use amine levels as markers for freshness and quality in foodstuffs. Optimised analysis conditions used for the determination of biogenic amines derivatised with 2-napthyloxycarbonyl chloride has been applied to different pet food samples to assess the effectiveness of this method for complex sample matrices. Further to this, the use of high-resolution mass spectrometry has enabled the previously unconfirmed derivatised form of seven biogenic amines to be established. The derivatised forms identified include as mono substituted (tryptamine and histamine), bisubstituted (putrescine, cadaverine and tyramine), trisubstituted (spermidine) and tetrasubstituted (spermine). The methodology of biogenic amine determination was performed successfully to a range of pet food products highlighting the applicability to a variety of complex sample matrices.

Acaricidal activity of ethanolic extract from aerial parts of Tagetes patula L. (Asteraceae) against larvae and engorged adult females of Rhipicephalus sanguineus (Latreille, 1806)

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