Multiple genetic modifications of the erythromycin polyketide synthase to produce a library of novel “unnatural” natural products

The structures of complex polyketide natural products, such as erythromycin, are programmed by multifunctional polyketide synthases (PKSs) that contain modular arrangements of functional domains. The colinearity between the activities of modular PKS domains and structure of the polyketide product portends the generation of novel organic compounds—“unnatural” natural products—by genetic manipulation. We have engineered the erythromycin polyketide synthase genes to effect combinatorial alterations of catalytic activities in the biosynthetic pathway, generating a library of >50 macrolides that would be impractical to produce by chemical methods. The library includes examples of analogs with one, two, and three altered carbon centers of the polyketide products. The manipulation of multiple biosynthetic steps in a PKS is an important milestone toward the goal of producing large libraries of unnatural natural products for biological and pharmaceutical applications.

A supplement to The chemistry of natural products related to phenanthrene /

"A reprint of the Appendix of recent literature (to the publication date, January 1, 1937), and revised indexes with page references to the First Edition."

The chemistry of natural products related to phenanthrene,

Blank pages for "Memoranda" ([10] at end)

New genre of antioxidants from renewable natural resources:synthesis and characterisation of rosemary plant-derived antioxidants and their performance in polyolefins

Several ester derivatives of rosmarinic acid (rosmarinates) were synthesised, characterised (1D and 2D NMR, UV and FTIR spectroscopy) and tested for their potential use as antioxidants derived from a renewable natural resource. The intrinsic free radical scavenging activity of the rosmarinates was assessed, initially using a modified DPPH (2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical) method, and found to be higher than that of commercial synthetic hindered phenol antioxidants Irganox 1076 and Irganox 1010. The thermal stabilising performance of the rosmarinates in polyethylene (PE) and polypropylene (PP) was subsequently examined and compared to that of samples prepared similarly but in the presence of Irganox 1076 (in PE) and Irganox 1010 (in PP) which are typically used for polyolefin stabilisation in industrial practice. The melt stability and the long-term thermo-oxidative stability (LTTS) of processed polymers containing the antioxidants were assessed by measuring the melt flow index (MFI), melt viscosity, oxidation induction time (OIT) and long-term (accelerated) thermal ageing performance. The results show that both the melt and the thermo-oxidative stabilisation afforded by the rosmarinates, and in particular the stearyl derivative, in both PE and PP, are superior to those of Irganox 1076 and Irganox 1010, hence their potential as effective sustainable bio-based antioxidants for polymers. The rosmarinic acid used for the synthesis of the rosmarinates esters in this study was obtained from commercial rosemary extracts (AquaROX80). Furthermore, a large number of different strains of UK-grown rosemary plants (Rosmarinum officinalis) were also extracted and analysed in order to examine their antioxidant content. It was found that the carnosic and the rosmarinic acids, and to a much lesser extent the carnosol, constituted the main antioxidant components of the UK-plants, with the two acids being present at a ratio of 3:1, respectively.

The 9th European Conference on Marine Natural Products

Acknowledgments This work was supported by grants from the European Commission within its FP7 Programme, under the thematic area KBBE.2012.3.2-01 with Grant Number Nos. 311932 “SeaBioTech”, 311848 “BlueGenics”, and 312184 PharmaSea.

Direct functionalization of heterocyclic and non-heterocyclic arenes

L’application des métaux de transition à la fonctionnalisation directe a ouvert la voie à une nouvelle classe de réactions pour la formation de liens carbone-carbone. De par l'omniprésence des liaisons C–H, l’introduction de nouvelles fonctionnalités chimiques par voie directe et pré-activation minimale s’impose comme une stratégie de synthèse très attrayante. Ainsi, il est envisageable de préparer de manière rapide et efficace des supports complexes menant à des molécules complexes, qui pourraient être utiles dans divers domaines de la chimie. L'objectif principal de la présente thèse vise la fonctionnalisation directe des arènes hétérocycliques et non hétérocycliques et, plus précisément, les techniques d’arylation. Dans un premier temps, nous allons aborder le thème de l’arylation directe tout en mettant l’accent sur les pyridines (Chapitre 1). Ces molécules sont à la base d'une multitude de composés biologiquement actifs et jouent un rôle important dans le domaine des sciences des matériaux, de l’agrochimie et de la synthèse des produits naturels. Dans un deuxième temps, nous discuterons de nos travaux sur l’arylation directe catalysé par un complex de palladium sur des ylures de N-iminopyridinium en soulignant la dérivatisation du sel de pyridinium après une phénylation sp2 (Chapitre 2). L’étude de ce procédé nous a permis de mettre en lumière plusieurs découvertes importantes, que nous expliquerons en détails une à une : l’arylation benzylique directe lorsque des ylures N-iminopyridinium substituées avec un groupement alkyl à la position 2 sont utilisés comme partenaires dans la réaction; les allylations Tsuji-Trost catalysée par un complex de palladium; et l’alkylation directe et sans métal via une catalyse par transfert de phase. Plusieurs défis restent à relever pour le développement de procédés directs utilisant des métaux de transition peu coûteux, d’autant plus que la synthèse par transformation directe des pyridines 2-alcényles, lesquelles sont pertinentes sur le plan pharmacologique, n’a pas encore été rapportée à ce jour. Avec cette problématique en tête, nous avons réussi à mettre au point une alcénylation directe catalysé par un complex de cuivre sur des ylures de N-iminopyridinium. Nous discuterons également d’une nouvelle méthode pour la préparation des iodures de vinyle utilisés dans les couplages. Ces réactions sont non seulement remarquablement chimiosélectives, mais sont aussi applicables à plusieurs substrats (Chapitre 3). En optimisant ce procédé direct, nous avons découvert une façon unique de synthétiser les pyrazolo[1,5-a]pyridines 2-substituées (Chapitre 4). Le mécanisme global met en jeu une séquence tandem de fonctionnalisation-cyclisation directe et un procédé direct en cascade, qui n’avais jamais été rapporté. Cela simplifie ansi la synthèse autrement compliquée de ces substrats en y apportant une solution à un problème de longue date. Dans les deux derniers chapitres, nous examinerons en détail les techniques d’arylation directe qui n'impliquent pas les partenaires de couplage hétérocycliques. Entre autres, au Chapitre 5, nous soulignerons notre découverte d’un umpolung dirigé et catalysé par un complexe de palladium du benzène et de quelques autres dérivés arènes. Il s’agit là du premier cas de fonctionnalisation directe dans laquelle le groupe directeur se trouve sur le partenaire halogène et il s’ajoute à la courte liste d’exemples connus dans la littérature rapportant une arylation directe du benzène. Finalement, au Chapitre 6, nous passerons en revue une nouvelle arylation directe catalysée au fer, qui se veut un procédé peu coûteux, durable et présentant une économie d’atomes. Nous discutons des substrats possibles ainsi des études mécanistiques réalisés.