Synthèse de 4-désoxy hexopyrannoses, C-disaccharides et C-glycosides biologiquement actifs

Les glucides constituent la classe de molécules organiques la plus abondante et ceux-ci jouent des rôles cruciaux dans divers processus biologiques. De part leur importance médicinale, la préparation des désoxy-sucres, des C-glycosides et des C-disaccharides est devenue un sujet de pointe en synthèse organique. De façon générale, cette thèse décrit une nouvelle synthèse de novo des 4-désoxy hexopyrannoses en plus de la préparation de C-glycosides biologiquement actifs. De plus, une attention particulière a été portée à la préparation de novo de 4-désoxy-C-disaccharides. Dans un premier temps, le catalyseur de Cr(III) de Jacobsen et un complexe binaphtol/titane ont été utilisés pour réaliser des hétéro-Diels-Alder énantiosélectives. Les dihydropyrannes ainsi générés ont été transformés en 4-désoxy hexopyrannoses présents dans la nature. De cette façon, un dérivé de l’acide ézoaminuroïque, un précurseur de la désosamine et de la néosidomycine, a été préparé suivant cette approche de novo. De plus, à titre comparatif, la néosidomycine a également été fabriquée selon une approche chiron, à partir du méthyl alpha-D-mannopyrannoside. Finalement, une évaluation biologique préliminaire de la néosidomycine a été effectuée sur une la concanavaline-A (Chapitre 2). Dans un deuxième temps, une allylation stéréosélective sur un aldéhyde lié via des liens C-C à une unité mannoside a permis de générer un alcool homoallylique. Cette dernière fonctionnalité a été transformée en 4-désoxy hexopyrannose de configuration D ou L. De cette façon, la préparation de pseudo 4-désoxy-C-disaccharides, de 4-désoxy-C-disaccharides et de pseudo 4-désoxy aza-C-disaccharides a facilement été réalisée. Les rapports diastéréoisomériques de la réaction d’allylation ont été déterminés en plus de la configuration absolue des nouveaux centres stéréogéniques formés. La transformation des alcools homoallyliques en pyrannes poly hydroxylés ou en lactames poly hydroxylés a été réalisée, en plus de la déprotection de certains membres de cette famille pour une évaluation biologique préliminaire sur la concanavaline-A (Chapitre 3). Finalement, la synthèse de C-glycosides biologiquement actifs a été réalisée selon deux volets: i) préparation de 3-C-mannopyrannosyl coumarines et ii) synthèse de C-galactosides, inhibiteurs de la lectine PA-IL. Pour ce faire, le couplage de Heck a été utilisé à partir d’un ester alpha,bêta-insaturé, attaché à une unité glycosidique via des liens C-C, pour générer un dérivé glycosyl cinnamate de méthyle. Cependant, lorsque le 2-iodophénol est utilisé comme partenaire de Heck, la coumarine correspondante a été isolée. Les dérivés C-galactopyrannosyl cinnamates de méthyle représentent de bons inhibiteurs monovalents de la PA-IL avec un Kd aussi bas que 37 micro M (Chapitre 4).

4,5-Dihydro-1,3-dioxepine als chirale Bausteine in der enantioselektiven organischen Synthese

Durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung mittels Me-DuPHOS-modifizierter Dihalogen-Nickel-Komplexe als Katalysatorvorstufen lassen sich aus 2-Alkyl-4,7-dihydro-1,3-dioxepinen hochenantiomerenreine 2-Alkyl-4,5-dihydro-1,3-dioxepine erhalten. Ein Ziel dieser Arbeit war es, die bisher noch unbekannte Absolutkonfiguration dieses Verbindungstyps zu bestimmen und darüber hinaus ihre Einsatzfähigkeit in der enantioselektiven organischen Synthese zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden enantiomerenangereichertes 2-Isopropyl- und 2-tert-Butyl-4,5-dihydro-1,3-dioxepin mit m-Chlorperbenzoesäure epoxidiert. Dabei bildeten sich die entsprechenden 3-Chlorbenzoesäure-(2-alkyl-5-hydroxy-1,3-dioxepan-4yl)-ester in hohen Ausbeuten und Diastereoselektivitäten. Von den vier zu erwartenden Diastereomeren wurden jeweils nur zwei mit einer Selektivität von mehr als 95:5 gebildet. Im Fall des 3-Chlorbenzoesäure-(2-isopropyl-5-hydroxy-1,3-dioxepan-4yl)-esters konnte das Haupt-diastereomer kristallin erhalten werden. Durch röntgenspektroskopische Untersuchung war es möglich, die Relativ-Konfiguration dieser Verbindung zu bestimmen. Die Ester lassen sich unter Ringverengung in 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-carbaldehyde umlagern. Ausgehend von diesen Carbaldehyden stehen zwei Synthesewege zur Verfügung, welche zu Verbindungen führen deren Absolutkonfiguration bereits bekannt ist. So erhält man durch Reduktion 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-yl-methanole, welche sich in 1,2,4-Butantriol überführen lassen. Oxidation ergibt die 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-carbonsäuren, aus denen 3-Hydroxytetrahydrofuran-2-on gewonnen werden kann. Messung des Drehwertes dieser beiden literaturbekannten Verbindungen liefert nicht nur Information über deren Enantiomerenreinheit sondern ebenfalls über die Konfiguration ihres Stereozentrums. In Kombination mit der Relativ-Konfiguration des Esters ist somit ein Rückschluss auf die Absolutkonfiguration der eingesetzten 4,5-Dihydro-1,3-dioxepine möglich. Die auf den beschriebenen Wegen gewonnenen Substanzen finden Anwendung in der stereoselektiven organischen Synthese. Löst man die Chlorbenzoesäureester in Dichlormethan und behandelt sie mit wässriger Salzsäure, so entstehen die bicyclischen 2-Alkyltetrahydrofuro[2,3-d][1,3]dioxole. Auch bei diesen Verbindungen konnten hohe Enantio- und Diastereoselektivitäten erzielt werden. Der intermolekular verlaufende Reaktionsmechanismus der Bicyclus-Bildung, welcher unter Abspaltung eines den Alkylrest tragenden Aldehyds und dessen Neuanlagerung unter Ausbildung eines Acetals verläuft, konnte in dieser Arbeit durch ein Kreuzungsexperiment bestätigt werden. Umacetalisierung der Bicyclen liefert 2-Methoxytetrahydrofuran-3-ol, aus dem durch Acetalspaltung Tetrahydrofuran-2,3-diol erhalten wird, das die Halbacetalform der entsprechenden Desoxytetrose darstellt, die auf diese Weise in einer de novo-Synthese hergestellt werden kann.

Zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren durch Aziridinierung funktionalisierter Olefine

Ziel dieser Arbeit war, durch Aziridinierung homochiraler 5-Methyl-4H-1,3-dioxinen eine neue Methode zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und den ableitbaren Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren zu entwickeln. Die chiralen 5-Methyl-4H-1,3-dioxine sind mit hohen Enantiomerenüberschüssen durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung von 5-Methylen-1,3-dioxanen zugänglich. Die Metall-katalysierte Aziridinierung der 5-Methyl-4H-1,3-dioxine mit der Nitrenquelle (N-Tosylimino)phenyliodinan führte direkt zu N-Tosyl-geschützen 4-Methyl-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyden. Vermutlich über ein Aziridin als nicht isolierbare Zwischenstufe werden über eine Ringöffnungs-/Ringverengungsreaktion die Oxazolidinderivate gebildet, vorzugsweise in Gegenwart von Cu(I)-Katalysatoren, während die Rhodium-katalysierte Reaktion ausschließlich zu Insertionsprodukten führt. In der Cu-katalysierten Aziridinierung ist das Verhältnis von Aziridinierung/Insertion abhängig von der Katalysatorkonzentration. Die Aziridinierung mit N-(p-Nitrobenzolsulfonyl)- und N-(Trimethylsilylethylsulfonyl)- substituierten Nitrenquellen führt zu Oxazolidinderivaten mit leichter abspaltbaren Schutzgruppen. Diese Nitrenquellen können in situ aus den korrespondierenden Sulfonamiden mit Iodosobenzol dargestellt werden. Bei dem Einsatz homochiraler 4H-1,3-Dioxine ist Erhalt der Stereoinformation abhängig vom Substituenten in 2-Position der Dioxine sowie von der Polarität des Lösungsmittels. Die höchsten Selektivitäten wurden in tert-Butylmethylether erzielt. In Falle des 2-tert-Butyl-4-methyl-3-(toluol-4-sulfonyl)-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyds kristallisiert das Hauptdiastereomer in enantiomerenreiner Form. Die Absolutkonfiguration wurde durch Röntgenkristallstrukturanalyse ermittelt. Das Anwendungspotential dieser neuen Methode konnte durch Überführen der Serinale in Aminoalkohole und alpha-Methylserin-Derivate sowie in der Synthese der unnatürlichen Aminosäure alpha-Vinylalanin gezeigt werden.

Monatin and its stereoisomers: chemoenzymatic synthesis and taste properties

The sweet natural compound monatin 1 has two stereogenic centres and the (2S,4S) absolute configuration has been attributed to the natural isomer. We obtained all four stereoisomers as pure compounds by a six-step synthetic sequence. The stereogenic centre at C-4 was introduced stereoselectively by a regio- and enantiospecific enzymatic hydrolysis of the racemic ethyl dicarboxylate 4 using a protease from Aspergillus oryzae. The absolute configuration of the intermediate products was assigned by X-ray diffraction of chiral derivatives. The stereogenic centre at C-2 was introduced non-specifically, and the resulting diastereomeric mixtures were separated by RP-HPLC. The absolute configurations of the final products were established by comparing retention times on a chiral HPLC column with those of known samples. The four stereoisomers were submitted to tasting trials and three of them, particularly the (2R,4R) isomer, were found to be intensely sweet. A sample of natural monatin analysed under the same conditions is shown to contain all the four stereoisomers. The relative stereoisomeric content in the plant, as well as the possible isomerisation of the chiral centres during extraction and manipulation of monatin samples, are important points that need to be clarified by extensive analysis of the natural extracts. ((c) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2005).

High-resolution crystal structure of the intramolecular d(TpA) thymine-adenine photoadduct and its mechanistic implications

A high-resolution crystal structure is reported for d(TpA)*, the intramolecular thymine-adenine photoadduct that is produced by direct ultraviolet excitation of the dinucleoside monophosphate d(TpA). It confirms the presence of a central 1,3-diazacyclooctatriene ring linking the remnants of the T and A bases, as previously deduced from heteronuclear NMR measurements by Zhao et al. (The structure of d(TpA)*, the major photoproduct of thymidylyl-(3'-5')-deoxyadenosine. Nucleic Acids Res., 1996, 24, 1554-1560). Within the crystal, the d(TpA)* molecules exist as zwitterions with a protonated amidine fragment of the eight-membered ring neutralizing the charge of the internucleotide phosphate monoanion. The absolute configuration at the original thymine C5 and C6 atoms is determined as 5S,6R. This is consistent with d(TpA)* arising by valence isomerization of a precursor cyclobutane photoproduct with cis-syn stereochemistry that is generated by [2 + 2] photoaddition of the thymine 5,6-double bond across the C6 and C5 positions of adenine. This mode of photoaddition should be favoured by the stacked conformation of adjacent T and A bases in B-form DNA. It is probable that the primary photoreaction is mechanistically analogous to pyrimidine dimerization despite having a much lower quantum yield.

A Ring Contraction Strategy toward a Diastereoselective Total Synthesis of (+)-Bakkenolide A

A diastereoselective route to (+)-bakkenolide A is presented from the readily available optically active Wieland-Miescher ketone. This novel synthesis of this sesquiterpene lactone features the following as key stereoselective transformations: (i) the ring contraction reaction of a octalone mediated by thallium(III) nitrate (TTN); (ii) a hydrogenation to create the cis-fused junction; and (iii) the formation of the C7 quaternary center through an enolate intermediate. Furthermore, during this work, the absolute configuration of a trinorsesquiterpene isolated from Senecio Humillimus was assigned.

Dihydroisocoumarin from Xyris pterygoblephara active against dermatophyte fungi

The ethanol extract from Xyris pteygoblephara aerial parts was evaluated against five microorganism strains, by the microdilution and agar diffusion methods. Extract fractionation led to the isolation of three compounds, whose structures were assigned by spectrometric data (113 and 2D NMR, IR, MS and UV) as (3R,4R)-(-)-6-methoxy-3,4-dihydro-3-n-pentil-4-acethoxy-1H-2-benzopyran-1-one (1), moronic acid and quercetin. The absolute configuration of I was defined by circular dichroism spectroscopy and comparison with data reported for other dihydroisocoumarins. Assay of 1 (100 mu g/disc) by the agar diffusion method against clinical isolates of the dermatophytes Epidermophyton floccosum (inhibition zone, mm +/- s.d.: 4.5 +/- 0.8), Trichophyton mentagrophytes (4.8 +/- 0.4) and Trichophyton rubrum (10.2 +/- 0.8) revealed similar inhibition zones to the positive control amphotericin B (32 mu g/disc; 5.0 +/- 0.2; 5.0 +/- 0.6 and 8.8 +/- 1.2, respectively). The result corroborates the ethnomedical use of Xyris species to treat dermatitis. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Studies on chemo- and diastereo-selectivity of the Diels-Alder reactions of sulfinyltoluquinones with cyclopentadiene

Sulfinyltoluquinones (2a-2c) were submitted to thermal or catalyzed [4+2] cycloaddition reactions with cyclopentadiene. For p-tolylsulfinyltoluquinones (2b) and (2c), almost complete C2-C3-chemo- and unlike-diastereoselectivity was achieved by catalysis with ZnBr(2), yielding adducts 6. Under thermal conditions, Diels-Alder reaction took place at the C5-C6 double bonds of quinones 2a-2c, generating mixtures of diastereoisomeric like- and unlike-adducts 4.

Anthrone and oxanthrone C,O-diglycosides from Picramnia teapensis

Two C,O-diglycosylated compounds, the anthrone picramnioside F, and the oxanthrone mayoside C, were isolated from the stem bark of Picramnia teapensis, along with the previously reported anthraquinones, 1-O-beta -D- and 8-O-beta -D-glucopyranosyl emodin. The compounds were separated by recycling-HPLC, and their structures were determined on the basis of spectroscopic analysis. CD measurements were used to establish the absolute configuration of the anthrone and oxanthrone. The antifungal activity of 1-O-beta -D- and 8-O--D-glucopyranosyl emodin against Leucoagaricus gongilophorus was shown to be similar to that of the lignan sesamin. (C) 2000 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Neoaustin: a meroterpene produced by Penicillium sp.

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

Preaustinoid A: a meroterpene produced by Penicillium sp.

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

Chemical constituents and antioxidant activity from leaves extracts of terminalia fogiafolia mart. et zucc

CHEMICAL CONSTITUENTS and ANTIOXIDANT ACTIVITY FROM LEAVES EXTRACTS of Terminalia fagifolia Mart. et Zucc. Phytochemical investigation of ethanolic leaves extracts of T. fagifolia led to the isolation of (+)-catechin, sitosterol-3-O-beta-D-glucopyranoside, alpha- and beta-tocopherol, a mixture of lupeol, alpha- and beta-amyrin, sitosterol and a mixture of glicosid flavonoids (CP-13). The structures of these compounds were identified by (1)H and (13)C NMR spectral analysis and comparison with literature data. Absolute configuration of the catechin was determinate by circular dichroism. Antioxidant activity (EC(50)), evaluated by 2,2-diphenyl-1-picrylhidrazyl (DPPH) assay system, decreased in the order: (+)-catechin > hydroalcoholic fraction > CP-13 > aqueous fraction > EtOH extract.

Constituintes químicos e atividade antioxidante de extratos das folhas de Terminalia fagifolia Mart. et Zucc

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

New destruxins from the marine-derived fungus Beauveria felina

Chemical investigation of the cytotoxic and anti-tuberculosis active butanone extract obtained from the growth media of the marine-derived fungus Beauveria felina led to the isolation of two new destruxins, [β-MePro] destruxin E chlorohydrin (1) and pseudodestruxin C (3), along with five known cyclic depsipeptides. The structures of the new destruxin derivatives were established by analysis of spectroscopic data, while the absolute configuration of the common amino acid residues was established by Marfey's analysis. The absolute configuration of the 2(A),4(5)-5-chloro-2,4-dihydroxypentanoic acid residue in 1 could be established by application of a J-based configuration method followed by derivatization with R-MPA-Cl and NMR analysis. © Japan Antibiotics Research Association.

Terpenos e lignanas de Aristolochiaceae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)