Synthèse diastéréosélective et énantiosélective de dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitués à l’aide de carbénoïdes gem-dizinciques

Les dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitutés sont des composés intéressants dans de nombreux domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse, tout d’abord diastéréosélective puis énantiosélective de ces composés. Nous nous sommes en particulier intéressés à l’utilisation de la zinciocyclopropanation pour l’obtention de ces dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitutés. Cette méthode consiste en l’utilisation d’un carbénoïde gem-dizincique pour effectuer une réaction de type Simmons-Smith. Cette stratégie a l’avantage d’être diastéréosélective favorisant la formation du zinciocyclopropane dont l’atome de zinc est dans une configuration cis avec le groupement directeur qu’est l’oxygène allylique basique. Lors de cette réaction, l’existence d’une réaction compétitive avec un réactif monozincique diminuait l’utilité de la zinciocyclopropanation. L’issue de la réaction s’est avérée dépendre fortement de la nature du carbénoïde utilisé, de la température réactionnelle et de la présence de ZnI2 dans le milieu. L’étude par GCMS de nombreuses conditions pour la formation des différents carbénoïdes a permis d’identifier les paramètres clés conduisant à la zinciocyclopropanation. Ces découvertes ont notamment permis d’étendre la réaction de zinciocyclopropanation aux alcools allyliques portant un seul groupement directeur (ie. non dérivé du 1,4-buténediol). Dans ces conditions, la réaction s’est avérée extrêmement diastéréosélective favorisant la formation du zinciocyclopropane dont l’atome de zinc est dans une configuration cis avec le groupement directeur. Afin de fonctionnaliser les zinciocyclopropanes ainsi obtenus, plusieurs réactions de fonctionnalisation in situ ont été développées. Chacune de ces méthodes a montré une conservation totale de la diastéréosélectivité obtenue lors de la réaction de zinciocyclopropanation. La versatilité de la zinciocyclopropanation a donc été démontrée. Avec une méthode diastéréosélective efficace pour la formation de zinciocyclopropanes à partir d’alcools allyliques ne portant qu’un seul groupement directeur, il est devenu possible d’envisager le développement énantiosélectif de la réaction. L’utilisation d’un dioxaborolane énantiopur a permis la zinciocyclopropanation avec de très bons excès énantiomères de divers alcools allyliques chiraux. La présence sur la même molécule d’un lien C–Zn nucléophile est d’un atome de bore électrophile a conduit à un échange bore-zinc in situ, formant un cyclopropylborinate énantioenrichi. La formation de ce composé bicyclique a permis d’obtenir une diastéréosélectivité parfaite. De nombreux alcools allyliques ont pu ainsi être convertis en cyclopropylborinates. Une réaction de Suzuki subséquente a permis la formation de dérivés cyclopropaniques 1,2,3-trisubstitués avec de très bons excès énantiomères et une excellente diastéréosélectivité. Les cyclopropylborinates obtenus à l’issue de la zinciocyclopropanation énantiosélective se sont avérés être des unités très versatiles puisque de nombreuses méthodes ont pu être développés pour leur fonctionnalisation.

Exchange reactions of organic halides and organo-silicon compounds with boron tribromide and boron triiodide

Reactions of the boron halides with organic halides and organo-silicon compounds have been investigated. The results show exchange of halogens between the BX3 (X = Br# 1) and the organic halidef exchange of the halogen of the C-X bond being proved. The rates of halogen exchange vary. Reaction of the heavier halides with organo-silicon compounds indicated that the silicon-carbon bonds ruptured in the absence of electronegative atom attached to the silicon. The presence of an electronegative atom (halogen or oxygen) attached to the silicon causes the bond between the silicon and the electronegative atom to be preferentially broken. Products of exchange reactions of the boron halides and the organic halides or the organo-silicon compounds were studied by use of 1H NMR and GC/MS. From these results some possible mechanisms for the exchange reactions are postulated, but further work is indicated to prove the real courses of the reactions

Diastereoselective Addition of Arylzinc Reagents to Sugar Aldehydes

The diastereoselective arylation of sugar-derived aldehydes is described. The arylating reagents are generated in situ by a boron-to-zinc exchange reaction of arylboronic acids with Et2Zn to generate arylethylzinc reagents. The exquisite reactivity of the arylzinc reagents allowed for an efficient and mild arylation, delivering the corresponding products in diastereolsomeric ratios of up to >20:1. The utility of the methodology is highlighted with an efficient formal synthesis of (+)-7-epl-goniofufurone, a member of the styryllactone family of natural products.

Disorder-based graphene spintronics

The use of the spin of the electron as the ultimate logic bit-in what has been dubbed spintronics-can lead to a novel way of thinking about information flow. At the same time single-layer graphene has been the subject of intense research due to its potential application in nanoscale electronics. While defects can significantly alter the electronic properties of nanoscopic systems, the lack of control can lead to seemingly deleterious effects arising from the random arrangement of such impurities. Here we demonstrate, using ab initio density functional theory and non-equilibrium Green`s functions calculations, that it is possible to obtain perfect spin selectivity in doped graphene nanoribbons to produce a perfect spin filter. We show that initially unpolarized electrons entering the system give rise to 100% polarization of the current due to random disorder. This effect is explained in terms of different localization lengths for each spin channel which leads to a new mechanism for the spin filtering effect that is disorder-driven.

Organotellurides as precursors of reactive organometallics

Reaction of organotellurides with easily available organometallics leads to a fast and clean tellurium/metal exchange reaction, allowing the preparation of a range of functionalized organometallics with C-sp(3), C-sp(2), and C-sp hybridization carbanionic centers. Some synthetic applications of the tellurium/metal exchange reactions are discussed.

Foliar Fertilization on pineapple quality and yield

Poucos são os estudos desenvolvidos com a aplicação via foliar de micronutrientes, na cultura do abacaxi. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de B e Zn, em forma de quelato, ácido ou sal, via foliar, buscando-se obter respostas sobre os efeitos na produtividade e qualidade dos frutos. O experimento foi realizado em Guaraçaí (SP), em solo com textura média. Foram utilizadas mudas tipo filhote, da cultivar Smooth Cayenne (Havaiano). O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, utilizando-se fontes para fornecer, em cada aplicação, 110 g ha-1de B e 250 g ha-1de Zn. Foram realizadas duas pulverizações foliares, aos 7 e 9 meses após o plantio. As fontes de B e Zn não exerceram efeito nos teores de sólidos solúveis totais, acidez titulável, diâmetro médio do fruto, comprimento do fruto sem coroa e índice de maturação. Apenas os teores de B, Zn e K, na folha, foram influenciados pelos tratamentos utilizados.

Efeito da aplicação foliar de boro e zinco sobre a produção e os teores de SST e ATT dos frutos da Pereira-Japonesa e da pinheira

Pulverizações foliares com produtos contendo micronutrientes, dentre os quais os produtos quelatizados, são utilizadas com relativa freqüência em frutíferas, sem o embasamento científico adequado, principalmente entre os agricultores mais tecnificados. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da aplicação via foliar de B e Zn sobre a produção e os teores de SST e ATT dos frutos da Pereira-Japonesa e da Pinheira. O experimento foi conduzido numa área irrigada, situada no cinturão verde do município de Ilha Solteira-SP. O solo da área foi classificado como Podzólico Vermelho-Escuro. Foram utilizadas plantas de Pereira-Japonesa, cultivar Okussankichi e de Pinheira. Os tratamentos utilizados foram: T1. apenas água; T2. ácido bórico; T3. sulfato de zinco; T4. T2 + T3; T5. ácido bórico + uréia + ácido cítrico + EDTA; T6. sulfato de zinco + uréia + ácido cítrico + EDTA; T7. T5 + T6; T8. ácido bórico + uréia + ácido cítrico + EDTA + molibdato de sódio + enxofre + cloreto de cálcio; T9. sulfato de zinco + ácido cítrico + EDTA + sulfato de Fe + sulfato de Mn + sulfato de Mg, e T10. T8+T9. Foram utilizadas doses de 110 g ha-1 de B e 250 g ha-1 de Zn, em cada aplicação. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições e, para comparação de médias, foi utilizado o teste de Tukey. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que: 1) a produção e os teores de SST e ATT dos frutos da pereira-japonesa e da pinheira não foram influenciados pela aplicação foliar de B e de Zn; b) a mistura de ácido bórico com quelatos foi eficiente no fornecimento de B às plantas de pereira- japonesa, o mesmo não ocorrendo para pinheira, c) o sulfato de zinco + produtos quelatizantes foram eficientes no aumento dos teores foliares de Zn somente na pereira.

Effects of some mineral deficiencies on the development of the soybean plant, Glycine max (L.) Merril cv Santa Rosa

The present work studies Ca, B and Zn omission on the development of soybean plants (Glycine max (L.) Merrill cv Santa Rosa). The experiment was carried out as hydroponic culture, viith complete Hoagland & Arnon nutrient solution nr. 2 (C), lacking calcium (-Ca), lacking boron (-B) or lacking zinc (-Zn), a total of 4 treatments. Seven samplings were made to determine: total dry matter (g), root dry matter (g), stem dry matter (g) and leaf dry matter (g). Results showed that Ca and B omissions decreased dry weight. Lack of Zn did not affect dry weight.

Aplicação de fertilizantes foliares em culturas anuais

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

The Exchange Processes in Zinc-Complexes of o-Vanillin Salicyloylhydrazone as studied by 2-Dimensional NMR

Zinc forms two types of complexes with o-vanillin salicyloylhydrazone. The H-1 and C-13 nmr studies suggest that it coordinates with azomethine nitrogen, the carbonyl oxygen and with one or both of the phenolic oxygens. The H-1-H-1 and H-1 decoupled C-13-C-13 two-dimensional nuclear Overhauser and exchange spectra show that there is an exchange between the two types of complexes.

The design and synthesis of redox core-alpha amino acid composites based on thiol-disulfide exchange mechanism and a comparative study of their zinc abstraction potential from [CCXX] boxes in proteins

The design and synthesis of agents that can abstract zinc from their [CCXX] (C=cysteine; X=cysteine/histidine) boxes by thioldisulfide exchange-having as control, the redox parities of the core sulfur ligands of the reagent and the enzyme, has been illustrated, and their efficiency demonstrated by monitoring the inhibition of the transcription of calf thymus DNA by E. coli RNA polymerase, which harbors two zinc atoms in their [CCXX] boxes of which one is exchangeable. Maximum inhibition possible with removal of the exchangeable zinc was seen with redox-sulfanilamide-glutamate composite. In sharp contrast, normal chelating agents (EDTA, phenanthroline) even in a thousand fold excess showed only marginal inhibition, thus supporting an exchange mechanism for the metal removal. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Monohalogénocyclopropanations stéréosélectives à l'aide de carbénoïdes de zinc, couplages croisés de cyclopropylsilanols, cyclisations d'iodures d'alkyle catalysées par le nickel

Les cyclopropanes sont des unités qui sont très importantes en raison de leur présence dans de nombreux produits naturels, dans certaines molécules synthétiques ayant une activité biologique, ainsi que dans plusieurs intermédiaires synthétiques. Les travaux décrits dans cet ouvrage portent sur l’halogénocyclopropanation stéréosélective d’alcools allyliques en présence d’un ligand chiral stœchiométrique de type dioxaborolane et de carbénoïdes de zinc substitués dérivés de composés organozinciques et d’haloformes. Nous avons ainsi développé des conditions pour l’iodo-, la chloro- et la fluorocyclopropanation stéréosélective. Une étude mécanistique portant sur la nature des carbénoïdes alpha-chlorés et alpha-bromés a révélé qu’il y a un échange des halogènes portés par ces carbénoïdes. Lors de la chlorocyclopropanation, le carbénoïde le plus réactif (alpha-chloré) réagit de façon prédominante en vertu du principe de Curtin-Hammet. Les iodocyclopropanes énantioenrichis ont pu être fonctionnalisés via une réaction d’échange lithium-iode suivie du traitement avec des électrophiles, ou via une réaction de transmétallation au zinc suivie d’un couplage de Negishi. Ainsi, toute une gamme de cyclopropanes 1,2,3-substitués énantioenrichis a pu être synthétisée. Dans l’optique de développer de nouvelles méthodologies de fonctionnalisation des cyclopropanes, nous nous sommes par la suite tournés vers le couplage croisé de type Hiyama-Denmark des cyclopropylsilanols. Dans cette voie synthétique, le groupement silanol a deux fonctions : il sert de groupement proximal basique lors de la cyclopropanation de Simmons-Smith et il subit la transmétallation au cours du couplage croisé. Dans l’étape du couplage croisé, la nature des ligands liés à l’atome de silicium s’est avérée cruciale au bon déroulement de la réaction. Ainsi, l’échange de ligands avec le diéthyl éthérate de trifluoroborane générant le cyclopropyltrifluorosilane in situ est requis pour obtenir de bons rendements. Le dernier volet de cet ouvrage porte sur la cyclisation d’iodures d’alkyle par substitution aromatique par voie homolytique catalysée par le nickel. Une série de composés de type tétrahydronaphtalène et thiochromane ont été préparés selon cette méthode. Une étude mécanistique a confirmé la nature radicalaire de cette réaction et suggère fortement l’action catalytique du nickel. De plus, des études de spectrométrie RMN DOSY ont montré une association entre le complexe de nickel et le substrat ainsi que la base employés dans cette réaction.

Effect of boron and zinc fertilization on white oats grown in soil with average content of these nutrients

The objective of this study was to evaluate the effect of fertilization with zinc or boron on the growth and dry matter production, nutritional value and accumulation of nutrients in white oats. The study comprised two experiments conducted in glasshouses, the first consisting of the application of four doses of zinc (0, 0.2, 0.4 and 0.6 mg/dm³) in the form of zinc sulphate (20% Zn), and the second consisting of the application of four doses of boron (0, 0.2, 0.4 and 0.6 mg/dm³) in the form of Borax (11% B). The experimental design in each case was a randomized block design, with five replicates. Fertilization with zinc and boron increased the growth of white oats, but had no significant effect on the nutritional value of the forage. Higher levels of absorption and accumulation of nutrients in plant tissues were observed following the application of boron and zinc at rates of up to 0.60 mg/dm³ of soil.

Leaf spray fertilization of boron and zinc on productivity and fruit quality of Japanese pear tree

The cultivation of fruit plants from temperate climate in tropical or subtropical regions can be a good income alternative for the producer. However, due to the little existent information about cultivation of those fruit plants, the producers use imported techniques of other producing areas, or even an association of practices used for other fruit plants, pointing out the leaf spray fertilization of micronutrients without appropriate scientific base. In this context, the objective of this study was to verify the effect of the leaf spray fertilization of B and Zn on productivity and fruit quality of Japanese pear tree. The experiment was conducted from 2004 to 2005, in Ilha Solteira, in northwestern São Paulo State-Brazil. The climate is, according to the Köpppen Classification, tropical wet and dry (Aw). The 'Okusankichi' cultivar, grafted on Pyrus communis L. rootstock was used as well as doses of 110 g.ha-1 of B and 250 g.ha-1 of Zn in each application. The treatments were: T1. water, T2. boric acid, T3. zinc sulfate, T4. T2 + T3, T5. boric acid + urea + citric acid + EDTA, T6. zinc sulfate + urea + citric acid + EDTA, T7. T5 + T6, T8. boric acid + urea + citric acid + EDTA + sodium molibdate + sulfur + calcium chloride, T9. zinc sulfate + urea + citric acid + EDTA + Fe sulfate + Mn sulfate + Mg sulfate and, T10. T8+T9. A randomized blocks design was used and the averages were compared by Tukey test. In the first crop the mixture of boric acid with quelating agents were efficient to supply B to the plants and zinc sulfate plus quelating agents were efficient to increase Zn leaf content. However, the productivity and the fruit quality were not influenced by the leaf spray of B and Zn. In the second crop the leaf content of B and Zn and the productivity were not influenced by the leaf spray; the boric acid and the zinc sulfate with or without quelating agents increased the contents of total soluble solids and, the boric acid with or without quelating agents increased the contents of total titratable acidity.