1,4-Diazepin-2-one Synthesis

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

Synthèse et analyse conformationelle de dipeptides contenant l’isostère hydroxyéthylène

Dans ce mémoire, je présente mes études sur une stratégie efficace développée pour la synthèse de cétones homoallyliques substituées à partir de l’addition en cascade de réactifs de Grignard vinyliques substitués sur des α-amino esters catalysée par des sels de cuivre. L’utilisation de ces cétones homoallyliques a permis d’obtenir des mimes peptidiques comprenant un isostère de type hydroxyéthylène du lien amide. L’étape clé de cette stratégie repose sur la synthèse de cétones homoallyliques substituées intermédiaires à partir de la réaction d’additions en cascade catalysée au cuivre, de bromure de β,β-diméthylevinyle magnésium sur des analogues d’esters de la phénylalanine et de la sérine. Les cétones homoallyliques résultantes sont réduites sélectivement en alcool, la liaison double est clivée oxydativement et l’acide carboxylique résultant est couplé à un acide aminé. Afin d’évaluer l’effet qu’ont le remplacement du lien amide central dans un coude β par un hydroxyéthylène et de la présence d’un gem diméthyle sur la chaîne carbonée sur la conformation tridimensionnelle adoptée par les tripeptides générés, des analyses à l’état solide par diffraction aux rayons X, des analyses en solution par la spectroscopie RMN et des expériences de type NOESY ont été réalisées. Ces études ont permis de définir un nouveau type de coude β. La présence de pont hydrogène intramoléculaire et l’effet de restriction de conformation induit par le gem diméthyle, généralement appelé effet Thorpe-Ingold, favorisent la formation d’un coude β.

Développement d'une méthode de marquage protéique par fluorescence

Le marquage protéique par fluorescence est une méthode de choix permettant d’étudier l’évolution des protéines depuis leur synthèse cellulaire jusqu’à leur dégradation, en plus de rendre possible leur localisation ainsi que la visualisation des interactions entre protéines. De cet intérêt certain ont découlé différentes techniques de marquage, dont celle présentement développée dans le groupe Keillor. Le principe de celle-ci repose sur la réaction entre deux maléimides portés par un fluorogène et une séquence peptidique cible, laquelle contient deux résidus cystéines séparés par une distance appropriée. Suite à cette double addition de thiols du peptide sur les maléimides du fluorogène, la fluorescence latente de ce dernier est régénérée, menant au marquage covalent de la protéine d’intérêt. Afin d’optimiser la spécificité et la sensibilité de cette méthode de marquage, la synthèse de nouveaux fluorogènes et l’étude de l’efficacité de quench de la fluorescence par les maléimides est présentement en cours dans les laboratoires du groupe Keillor.

Stereoselektive Synthesen von Stickstoffheterocyclen aus 4-substituierten N-Galactosyl-dehydropiperidinonen

Ziel dieser Arbeit war es, an in 4-Position substituierten N-Galactosyl-dehydropiperidinonen die übrigen Positionen des Heterocycluses selektiv zu funktionalisieren und die erarbeiteten Methoden im Rahmen von Total- und Partialsynthesen biologisch aktiver Verbindungen anzuwenden. Ausgehend von N-Galactosyl-2-pyridon, welches sich in drei Stufen aus D-Galactose im Gramm-Maßstab erhalten lässt, konnten die in Position 4-substituierten Dehydropiperidinone in regio- und diastereoselektiv verlaufenden Additionen von Grignard-Reagenzien und Organocupraten synthetisiert werden. Es gelang die Einführung sowohl unverzweigter als auch sekundärer, tertiärer und cyclischer Alkylreste. Ebenfalls gute Ausbeuten und exzellente Diastereoselektivitäten wurden bei der konjugierten Addition verschieden substituierter Aryl- und Benzyl-Grignard-Reagenzien erhalten. Das Kohlenhydratauxiliar kontrolliert dabei nicht nur die faciale Selektivität, sondern es bestimmt gleichzeitig die Regioselektivität. Die absolute Konfiguration der 4-substituierten 2-Pyridone konnte durch Röntgenstrukturanalysen zweier Produkte zweifelsfrei geklärt werden. Dass die so dargestellten Heterocyclen wertvolle Synthone zur asymmetrischen Synthese mehrfach substituierter Piperidinverbindungen sind, konnte gezeigt werden durch die Ausarbeitung verschiedener Methoden zur weitergehenden Funktionalisierung an den Positionen C-2, C-3, C-5 und C-6 sowie durch die Entwicklung eines Verfahrens zur Freisetzung der stereoselektiv synthetisierten Heterocyclen. Diese systematisch untersuchten Synthesewege konnten in Partial- und Totalsynthesen von pharmakologisch relevanten Verbindungen erfolgreich beschritten werden. So gelang die Synthese des biologisch aktiven (3S)-Piperidinols, sowie die des 3-Hydroxy-4-(4-fluorphenyl)-piperidin-Derivates. Weiterhin gelang die formale Totalsynthese von (+)-Paroxetin, welches einen pharmakologisch interessanten Wirkstoff mit der Struktur eines 3,4-trans-disubstituierten Piperidins darstellt. Ein weiterer Themenschwerpunkt dieser Arbeit war die regio- und stereoselektive Synthese von Benzomorphan-Derivaten. Diese gelang durch intramolekulare Amino-Alkylierung der 4-Benzyl-substituierten Dehydropiperidinone. Durch Anwendung dieser Methodik konnte eine Reihe verschieden substituierter 7,8-Benzomorphan-Derivate synthetisiert werden, die interessante Zwischenstufen in der asymmetrischen Benzomorphansynthese darstellen. In einer exemplarischen Synthese wurde so das 7,8-Benzomorphan hergestellt.

Reaktivität von Dihypersilylhalogenorganylplumbanen

Organylhalogenide RX reagieren formal gemäß einer oxidativen 1,1-Addition mit Dihypersilylplumbylen) PbHyp2 zu Dihypersilyl-halogenorganylplumbanen PbHyp2RX. Diese Umsetzung gelingt mit nahezu allen untersuchten Organylresten, lediglich beispielsweise der Mesitylrest erweist sich als zu sperrig (R = Me, Et, nPr, iPr, tBu, Hx, cHx, Ad, Ph, C6F5, oTo, mTo, pTo, Naph, Anthr).rnrnFür einige Halogenorganyle wird eine analoge Addition auch an das zinnhomologe Dihypersilylstannylen beschrieben.rnrnDie untersuchten Addukte sind thermisch und gegenüber UV-Strahlung, Sauerstoff und Wasser deutlich weniger empfindlich als vergleichbare andere blei- und zinnorganische Verbindungen.rnrnUmfangreiche NMR-Datensätze beschreiben eine markante Hoch-feldverschiebung der Hypersilylprotonen beim Übergang von PbHyp2 hin zu PbHyp2RX, die für Arylreste stärker ausfällt als für Alkylreste.rnrnEin Großteil der Addukte wurde einkristallin erhalten und wird anhand der röntgendiffraktometrisch ermittelten Strukturparameter detailliert charakterisiert. rnrnEs finden sich gegenüber dem idealen Tetraderwinkel auffällig stark aufgeweitete Si Pb Si-Winkel von 130-143°, während die anderen Winkel mehrheitlich unter dem theoretischen Idealwert bleiben (Si Pb X: 94 103°; Si Pb C: 98-112°; C Pb X: 95-103°). Insbesondere größere, weichere Reste und planare Arylplumbane rücken näher an das Halogen heran.rnDie insgesamt recht hohen Blei-Halogen-Abstände nehmen von den Chloriden hin zu den Iodiden zu. Die Iodoplumbane zeigen dabei generell die kleinsten Pb Si und die größten Pb C Abstände. Alkylplumbane weisen längere Pb C Bindungen auf als ansonsten vergleichbare Arylplumbane.rnrnViele der gefundenen Molekülstrukturen zeigen Anzeichen hoher sterischer Spannung in Form von Substituentenverzerrungen. rnrnDie Bildungsgeschwindigkeit der Addukte ist auch bei tiefen Temperaturen hoch. Sie nimmt von X = Cl über Br hin zu I zu und ist für Alkylreste höher als für Aryle. Die Zerfallsgeschwindigkeiten verhalten sich genau entgegengesetzt. Bei den Thermolysen wird regelmäßig Hypersilylhalogenid eliminiert. Dabei entstehen in Abwesenheit koordinierender Solventien Dihypersilyl-diorganylplumbane PbHyp2R2.rnAndere, unbekannte Zerfallskanäle führen zu unerwarteten Produkten, wie dem Iodonium-verbrückten, cyclischen Tetraplumbetan Pb4I(C6F5)Hyp3.rnrnIn Anwesenheit von Lewis-Basen hingegen können sich hetero-leptische Plumbylene bilden, wie am Beispiel eines Bitolyldiylbisplumbylens gezeigt wird. Dieses zeigt auch, dass prinzipiell eine zweifache Addition von Dihalogenorganylen an zwei Äqui-valente Dihypersilylplumbylen möglich ist. Entsprechende Untersuchungen beschäftigen sich ausführlich mit dafür geeigneten und ungeeigneten Organdiylresten.rnrnUnter günstigen reduktiven Bedingungen lassen sich mittels Metal-lierungsreagenz aus den Dihypersilylhalogenorganylplumbanen unter Halogenidentzug Plumbanide erhalten, die in Form getrennter Ionenpaare isolierbar sind. Diese lassen sich in Ana-logie zu den zuvor beschriebenen Plumbanen ebenfalls als Addukt aus Dihypersilylplumbylen und Lithiumorganylen darstellen.rnrnUnter geeigneten speziellen Bedingungen sind neben metallierten auch formal hydridierte Halogenplumbanide zugänglich.rnrnEntsprechend einer geringen Hybridisierung am zentralen Blei-atom, also eines hohen p-AO-Charakters der bindenden Molekülorbitale und s-AO-Charakters des LEP-Orbitals ergeben sich keine trigonal-planaren, sondern Strukturen mit Substituenten-winkeln sogar nahe bei 90°. Die Bindungslängen zum Blei sind deutlich größere als bei den entsprechenden Halogenplumbanen.rnrnEin besonderes Augenmerk der Arbeit liegt auf der Betrachtung von langlebigen und persistenten heteroleptischen Plumbyl-Radikalen, die durch milde Oxidation mittels PbNsi23) aus den Dihypersilylorganylplumbaniden erhalten werden. Während bislang nur homoleptische Vertreter bekannt waren, die aufgrund des sterischen Anspruchs der Substituenten und aufgrund von Hyperkonjugation von axialsymmetrischer nahezu planarer Geometrie sind, findet sich für die heteroleptischen Plumbyle dieser Arbeit eine stärker pyramidale Geometrie. Ausführlich diskutierte EPR-Experimente liefern Spektren, die gut mit Simulationen für die entsprechenden Radikale übereinstimmen.rnrnDie im Zentrum der Betrachtungen dieser Arbeit stehenden Dihypersilylhalogenorganylplumbane stellen somit einen aussichtsreichen und darüber hinaus persistenten und gut zu handhabenden Ausgangspunkt bei der Darstellung neuartiger und interessanter Spezies dar.

Poly(alkylene itaconate)s - an interesting class of polyesters with periodically located exo-chain double bonds susceptible to Michael addition

Itaconic acid is a bio-sourced dicarboxylic acid that carries a double bond; although several reports have dealt with the radical-initiated chain polymerization of dialkyl itaconates, only a few studies have utilized it as a di-acid monomer to prepare polyesters. In this study, we demonstrate that dibutyl itaconate can be melt-condensed with aliphatic diols to generate unsaturated polyesters; importantly, we show that the double bonds remain unaffected during the melt polymerization. A particularly useful attribute of these polyesters is that the exo-chain double bonds are conjugated to the ester carbonyl and, therefore, can serve as excellent Michael acceptors. A variety of organic thiols, such as alkane thiols, MPEG thiol, thioglycerol, derivatized cysteine etc., were shown to quantitatively Michael-add to the exo-chain double bonds and generate interesting functionalized polyesters. Similarly, organic amines, such as N-methyl-benzylamine, diallyl amine and proline, also add across the double bond; thus, these poly(alkylene itaconate)s could serve as potentially bio-benign polyesters that could be quantitatively transformed into a variety of interesting and potentially useful functionalized polymers.

Efficient 1,4-addition of enones and boronic acids catalyzed by a Ni-Zn hydroxyl double salt-intercalated anionic rhodium(III) complex

Intercalation of an in situ prepared [Rh(OH)6]3- complex into an anion exchangeable Ni-Zn layered hydroxy double salt (Rh/NiZn) was demonstrated. The resulting Rh/NiZn effectively catalyzed the 1,4-addition of diverse enones and phenylboronic acids to their corresponding β-substituted carbonyl compounds. In the case of 2-cyclohexen-1-one and phenylboronic acid, a turnover frequency (TOF) of 920 h-1 based on Rh was achieved. The [Rh(OH)6]3- complex maintained its original monomeric trivalent state within the NiZn interlayer following catalysis, attributable to a strong electrostatic interaction between the NiZn host and anionic Rh(III) complex.

Silylation of layered double hydroxides via a calcination−rehydration route

Silylated layered double hydroxides (LDHs) were synthesized through a surfactant-free method involving an in situ condensation of silane with the surface hydroxyl group of LDHs during its reconstruction in carbonate solution. X-ray diffraction (XRD) patterns showed the silylation reaction occurred on the external surfaces of LDHs layers. The successful silylation was evidenced by 29Si cross-polarization magic-angle spinning nuclear magnetic resonance (29Si CP/MAS NMR) spectroscopy, attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR FTIR) spectroscopy, and infrared emission spectroscopy (IES). The ribbon shaped crystallites with a “rodlike” aggregation were observed through transmission electron microscopy (TEM) images. The aggregation was explained by the T2 and T3 types of linkage between adjacent silane molecules as indicated in the 29Si NMR spectrum. In addition, the silylated products show high thermal stability by maintained Si related bands even when the temperature was increased to 1000 °C as observed in IES spectra.

Modeling multivariate autoregressive conditional heteroskedasticity with the double smooth transition conditional correlation GARCH Model

In this paper, we propose a multivariate GARCH model with a time-varying conditional correlation structure. The new double smooth transition conditional correlation (DSTCC) GARCH model extends the smooth transition conditional correlation (STCC) GARCH model of Silvennoinen and Teräsvirta (2005) by including another variable according to which the correlations change smoothly between states of constant correlations. A Lagrange multiplier test is derived to test the constancy of correlations against the DSTCC-GARCH model, and another one to test for another transition in the STCC-GARCH framework. In addition, other specification tests, with the aim of aiding the model building procedure, are considered. Analytical expressions for the test statistics and the required derivatives are provided. Applying the model to the stock and bond futures data, we discover that the correlation pattern between them has dramatically changed around the turn of the century. The model is also applied to a selection of world stock indices, and we find evidence for an increasing degree of integration in the capital markets.

The doctrine of double effect

• The doctrine of double effect is an exception to the general rule that taking active steps that end life is unlawful. • The essence of the doctrine at common law is intention. • Hastening a patient’s death through palliative care will be lawful provided the primary intention is to relieve pain, and not cause death, even if that death is foreseen. • Some States have enacted legislative excuses that deal with the provision of palliative care. • These statutory excuses tend to be stricter than the common law as they impose other requirements in addition to having an appropriate intent, such as adherence to some level of recognised medical practice.

Recent advances in cancer therapy targeting proteins involved in DNA double-strand break repair

Damage to genetic material represents a persistent and ubiquitous threat to genomic stability. Once DNA damage is detected, a multifaceted signaling network is activated that halts the cell cycle, initiates repair, and in some instances induces apoptotic cell death. In this article, we will review DNA damage surveillance networks, which maintain the stability of our genome, and discuss the efforts underway to identify chemotherapeutic compounds targeting the core components of DNA double-strand breaks (DSB) response pathway. The majority of tumor cells have defects in maintaining genomic stability owing to the loss of an appropriate response to DNA damage. New anticancer agents are exploiting this vulnerability of cancer cells to enhance therapeutic indexes, with limited normal tissue toxicity. Recently inhibitors of the checkpoint kinases Chk1 and Chk2 have been shown to sensitize tumor cells to DNA damaging agents. In addition, the treatment of BRCA1- or BRCA2-deficient tumor cells with poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitors also leads to specific tumor killing. Due to the numerous roles of p53 in genomic stability and its defects in many human cancers, therapeutic agents that restore p53 activity in tumors are the subject of multiple clinical trials. In this article we highlight the proteins mentioned above and catalog several additional players in the DNA damage response pathway, including ATM, DNA-PK, and the MRN complex, which might be amenable to pharmacological interventions and lead to new approaches to sensitize cancer cells to radio- and chemotherapy. The challenge is how to identify those patients most receptive to these treatments.

Palliative care, double effect and the law in Australia

Care and decision-making at the end of life that promotes comfort and dignity is widely endorsed by public policy and the law. In ethical analysis of palliative care interventions that are argued potentially to hasten death, these may be deemed to be ethically permissible by the application of the doctrine of double effect, if the doctor’s intention is to relieve pain and not cause death. In part because of the significance of ethics in the development of law in the medical sphere, this doctrine is also likely to be recognized as part of Australia’s common law, although hitherto there have been no cases concerning palliative care brought before a court in Australia to test this. Three Australian States have, nonetheless, created legislative defences that are different from the common law with the intent of clarifying the law, promoting palliative care, and distinguishing it from euthanasia. However, these defences have the potential to provide less protection for doctors administering palliative care. In addition to requiring a doctor to have an appropriate intent, the defences insist on adherence to particular medical practice standards and perhaps require patient consent. Doctors providing end-of-life care in these States need to be aware of these legislative changes. Acting in accordance with the common law doctrine of double effect may not provide legal protection. Similar changes are likely to occur in other States and Territories as there is a trend towards enacting legislative defences that deal with the provision of palliative care.

Effects of lime content and amelioration period in double lime application on the strength of lime treated expansive sub-grade soils

The addition of lime into soils has been widely used to stabilize the expansive sub-grade soils when the road pavements are constructed on them. It is common practice to apply a half of the required lime amount and allow a certain time period for lime to react with soils (Amelioration period) before applying the rest of lime and compacting the sub-grade. The optimum amelioration period is essential to minimize the construction delay and to gain the higher strength. In this study, two different expansive soils procured from two different locations in the state of Queensland in Australia were first mixed with different lime contents. A soil mixed with a particular lime content was compacted at different amelioration periods (e.g.: 0, 6, 12, 18, 24 hrs) to obtain soil samples to measure the Unconfined Compressive Strength (UCS). The results suggested that for a given amelioration period, UCS increased with the increase in lime content. The optimum amelioration period could be within 14~17 hours for most of the lime contents in tested soils. This could suggest that the current 24-48 hour amelioration period specified by the Queensland Department of Transport and Main roads could be reduced.