1,3-Dipolar cycloadditions of azomethine imines

Azomethine imines are considered 1,3-dipoles of the aza-allyl type which are transient intermediates and should be generated in situ but can also be stable and isolable compounds. They react with electron-rich and electron-poor olefins as well as with acetylenic compounds and allenoates mainly by a [3 + 2] cycloaddition but they can also take part in [3 + 3], [4 + 3], [3 + 2 + 2] and [5 + 3] with different dipolarophiles. These 1,3-dipolar cycloadditions (1,3-DC) can be performed not only under thermal or microwave conditions but also using metallo- and organocatalytic systems. In recent years enantiocatalyzed 1,3-dipolar cycloadditions have been extensively considered and applied to the synthesis of a great variety of dinitrogenated heterocycles with biological activity. Acyclic azomethine imines derived from mono and disubstituted hydrazones could be generated by prototropy under heating or by using Lewis or Brønsted acids to give, after [3 + 2] cycloadditions, pyrazolidines and pyrazolines. Cyclic azomethine imines, incorporating a C–N bond in a ring, such as isoquinolinium imides are the most widely used dipoles in normal and inverse-electron demand 1,3-DC allowing the synthesis of tetrahydro-, dihydro- and unsaturated pyrazolo[1,5-a]isoquinolines in racemic and enantioenriched forms with interesting biological activity. Pyridinium and quinolinium imides give the corresponding pyrazolopyridines and indazolo[3,2-a]isoquinolines, respectively. In the case of cyclic azomethine imines with an N–N bond incorporated into a ring, N-alkylidene-3-oxo-pyrazolidinium ylides are the most popular stable and isolated dipoles able to form dinitrogen-fused saturated and unsaturated pyrazolopyrazolones as racemic or enantiomerically enriched compounds present in many pharmaceuticals, agrochemicals and other useful chemicals.

Les esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques et les dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitués : synthèses et applications

Les cyclopropanes sont des motifs d’une grande importance puisqu’ils sont présents dans plusieurs molécules biologiquement actives en plus d’être de puissants intermédiaires dans la synthèse de molécules complexes. Au cours de cet ouvrage, nous avons développé une nouvelle méthode générale pour la synthèse d’ylures d’iodonium de malonates, soit d’importants précurseurs d’esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques. Ainsi, à l’aide de ces ylures, une méthode très efficace pour la synthèse d’esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques racémiques a été développée. Des travaux ont aussi été entrepris pour la synthèse énantiosélective de ces composés. Par ailleurs, les esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques ont été utilisés dans le développement de deux nouvelles méthodologies, soit dans une réaction de cycloaddition (3+3) avec des imines d’azométhines et dans la formation d’allènes par l’addition-1,7 de cuprates. Nous avons aussi poursuivi l’étude synthétique du cylindrocyclophane F impliquant l’utilisation de cyclopropanes pour le contrôle des centres chiraux. Ainsi l’addition-1,5 d’un cuprate sur un ester cyclopropane-1,1-dicarboxylique a été utilisée comme l’une des étapes clés de notre synthèse. L’autre centre chiral a pu être contrôlé par l’hydrogénolyse sélective d’un cyclopropylméthanol. Ces études ont, par ailleurs, mené au développement d’une nouvelle réaction d’arylcyclopropanation énantiosélective utilisant des carbénoïdes de zinc générés in situ à partir de réactifs diazoïques. Cette méthode permet d’accéder très efficacement aux cyclopropanes 1,2,3-substitués. De plus, nous avons développé la première réaction de Simmons-Smith catalytique en zinc menant à un produit énantioenrichi.

Synthesis and Transformations of a Few Nitrogen and Oxygen Heterocycles

Department of Applied Chemistry, Cochin University of Science and Technology

Synthesis and antibacterial profile of novel azomethine derivatives of β-phenylacrolein moiety

Purpose: To develop some novel molecules effective against antibiotic-resistant bacterial infections. Methods: A series of azomethines (SB-1 to SB-6) were synthesized from β-phenyl acrolein moiety. The structures of the synthesized compounds were confirmed on the basis of their UV ultra-violet (UV) spectroscopy (λmax: 200 - 400 nm), Fourier transform infra-red (FTIR, vibrational frequency: 500-4000 cm-1), 1H nuclear magnetic resonance (NMR, chemical shift: 0 - 10 ppm), 13C NMR (chemical shift: 0 - 200 ppm), mass spectrometry (m/z values: 0 - 500) and carbon hydrogen nitrogen (CHN) elemental analysis. The new compounds were screened for antibacterial activity by test-tube dilution and disc diffusion methods using gentamicin as reference standard. Results: The structures of azomethine were in full agreement with their spectral data. Among all the synthesized compounds, compounds SB-5 and SB-6 exhibited the highest minimum inhibitory concentration (MIC) of 62.5 μg/mL. At MIC of 250 μg/mL, all compounds SB-1 to SB-6 displayed significant antibacterial activity, compared to gentamycin (p < 0.05). SB-5 and SB-6 were active against S. aureus, P. aeruginosa and K. pneumoniae; SB-3 was active against B. subtilis and S. aureus. SB-4 was active against P. aeruginosa and S. aureus while SB-1 and SB-2 were active against S. aureus. Conclusion: The synthesized compounds possess antibacterial activities compared to those of gentamycin.

Bioreduction of beta-carboline imines to amines employing Saccharomyces bayanus

beta-Carboline imine reductions mediated by Saccharomyces bayanus have been described achieving moderate to good enantiomeric excesses of the amine products. The enantiomeric excesses of the bioreduction showed a dependence on the imine substituents. Compounds presenting C(1)-C(11) aliphatic substituent groups afforded amines with an (S)-configuration, whereas C(15) and higher aliphatic, and aromatic substituted B-carboline imines achieved inversion of the configuration in the final (R)-2 amine products. Based on this data, a model for the Saccharomyces reduction is proposed. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Photophysical Investigations of Thiophene Azomethine Derivatives

Une série de dimères composés de thiophène-aniline encombrée stériquement a été synthétisée. Les différents processus de désactivation de l’état singulet excité ont été étudiés par UV-visible, fluorescence, phosphorescence, photolyse par impulsion laser et calculs théoriques. Les graphiques de Stern-Volmer obtenus à partir des expériences de désactivation des états singulet et triplet ont démontré l’efficacité de l’azométhine à désactiver les fluorophores. Les calculs semi-empiriques AM1 examinant l’effet des substituants encombrés ont démontrés que les groupements tert-butyls sur l’aniline ont moins d’influence sur la barrière de rotation N-aryl que les substitutions alkyles en ont sur la rotation de thiophène-C. Les calculs Rehm-Weller basés sur les potentiels d’oxydation et de réduction ont montré que l’autodésactivation de l’état excité des azométhines se fait par transfert d’électron photoinduit menant à une éradication complète de la fluorescence. Des complexes métalliques contenant des ligands azométhines ont aussi été préparés. Le ligand est composé d’une unité hydroxyquinoline lié à un cycle thiophène. Les données photophysiques de ces complexes indiquent un déplacement bathochromique aussi bien en absorbance qu’en fluorescence. Des dispositifs de détection d’ion métallique ont été préparés et un exemple à partir d’une solution de cuivre a montré un déplacement bathochromique.

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.

Additions stéréosélectives sur des imines : accès aux amines hétérocycliques a[alpha]-chirales

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

1,3-Dipolar cycloadditions to unsymmetrical ketone-derived chiral stabilized azomethine ylides: strategies for the synthesis of highly substituted amino acids

We report herein, the first generation of unsymmetrical ketone-derived chiral stabilized azomethine ylides. Intrairiolecular and intermolecular cycloaddition strategies have been utilized to synthesize both an enantiornerically pure bicyclic proline derivative and an enantionierically pure beta-hydroxy-alpha-amino acid.

Synthesis of enantiopure prolines via exo-stereoselective 1,3-dipolar cycloadditions to acetone-derived chiral stabilised azomethine ylides

The chiral stabilised azomethine ylide formed from condensation of the dimethyl acetal of acetone with (5S)-5-phenylmorpholinone undergoes stereoselective exo-cycloaddition reactions with a range of doubly and singly activated dipolarophiles when generated in the presence of excess (MgBr2OEt2)-O-.. The cycloadducts can be degraded to yield enantiomerically pure proline derivatives.

Aziridine synthesis via nucleophilic attack of carbene equivalents on imines: the aza-Darzens reaction

The development of new methods for the efficient synthesis of aziridines has been of considerable interest to researchers for more than 60 years, but no single method has yet emerged as uniformly applicable, especially for asymmetric synthesis of chiral aziridines. One method which has been intensely examined and expanded of late involves the nucleophilic addition to imines by anions bearing a-leaving groups; by analogy with the glycidate epoxide synthesis, these processes are often described as "aza-Darzens reactions". This Microreview gives a summary of the area, with a focus on contemporary developments. ((C) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2009)

Preparation of enantiopure long chain threo-2-amino-3-hydroxyesters via chiral morpholinone-derived azomethine ylids

The synthetic approach to threo-2-amino-3-hydroxyesters possessing long alkyl chains outlined herein centres on the generation of chiral azomethine ylids by reaction of (5R)-5-phenyl-morpholin-2-one, (R)-(1), with long chain aldehydes. In the presence of a second equivalent of aldehyde, the azomethine ylid can be trapped to afford a cycloadduct with three new stereodefined centres. Degradation of the cycloadduct allows entry to beta-substituted-alpha-amino acid derivatives, which have potential as building blocks for sphingosine synthesis.

Flow synthesis of organic azides and the multistep synthesis of imines and amines using a new monolithic triphenylphosphine reagent

Here we describe general flow processes for the synthesis of alkyl and aryl azides, and the development of a new monolithic triphenylphosphine reagent, which provides a convenient format for the use of this versatile reagent in flow. The utility of these new tools was demonstrated by their application to a flow Staudinger aza-Wittig reaction sequence. Finally, a multistep aza-Wittig, reduction and purification flow process was designed, allowing access to amine products in an automated fashion.

REACTIVE OXYGEN GENERATION BY AZOMETHINE-H - A NEW ANTIMALARIAL DRUG

Superoxide radical (O-2(-)) is a free radical that may be involved in various toxic processes. Cu-Zn superoxide dismutase catalyzes the dismutation of the superoxide free radical and protects cells from oxidative damage. A rat bioassay validated for the identification of the toxic effects of azomethine H revealed increased serum activities of amylase, alanine transaminase, and alkaline phosphatase. The lipoperoxide and bilirubin concentrations were also increased in animals that received azomethine H (1 g/kg) from ascorbic or hydrochloric acid solutions. Azomethine H increased Cu-Zn superoxide dismutase activity. This elevation of Cu-Zn superoxide dismutase activity was highest on the 7th day and was at levels comparable with those of control rats from day 60 onwards. Superoxide is an important intermediate in the action and toxicity of azomethine H.

The azomethine-H modified colorimetric method of boron determination at fertilizers.

The present work studied the azomethine-H colorimetric method for boron determination to fertilizers analysis applications. The reagent azomethine-H needs lights conditions of reaction that, jointed to the big sensibility and specificity, diffused its use in boron's dosage in many materials. The most suitable experimental parameters were established for such colorimetry, and analysis conditions: standard curve between 0,200 e 2,25 mg. L(-1) boron, in maximum absorption at 415nm, I cm cell and reading between 30 and 90 minutes standing after the final homogenization of the boron's solution in analyse and with dye reactive (azomethine If 0,90 % m/v solution at buffer ammonium acetate 1,82 mol . L(-1) - potassium acetate 0,10 mol . L(-1) - acetic acid 1,67 mol . L(-1)-EDTA 2,7 . 10(-2) mol . L(-1)-NTA 2,1.10(-2) mol . L(-1) pH 5,5). Statistics analysis of the results didn't present big differences when the same results were got by the colorimetric method offered and by the potentiometric, from AOAG, whatever in manufactured fertilizers or in lab sintetized fertilizers.