Facile access to new C-glycosides and C-glycoside scaffolds incorporating functionalised aromatic moieties

The tandem ene/intramolecular Sakurai cyclisation (IMSC) reaction has been successfully applied to thesynthesis of a range of C-glycosides, with key intermediates offering opportunities for functionalisation ofthe glycon moiety. To demonstrate the versatility of the approach to access the 2-deoxy-C-glycoside series,we synthesised diastereomerically pure C-glucoside and galactoside derivatives incorporating functionalisedaromatic, heteroaromatic and bicyclic aromatic moieties, in addition to the C-homologue of(±)-b-2-deoxy-glucose 6-phosphate.

Étude de l’issue diastéréomérique impliquant la réduction radicalaire d’α-bromoesters adjacents à un tétrahydropyrane substitué

Cet ouvrage traite de la formation diastéréosélective de tétrahydropyranes 3,7-cis et 3,7-trans polysubstitués. Des méthodologies de cycloétherification et de C-glycosidation en tandem avec une réduction radicalaire y sont décrites (pyranes 3,7- trans) tandis qu’une haloéthérification en tandem avec le même processus radicalaire conduit aux pyranes 3,7-cis. Suite à des travaux antérieurs du laboratoire, des études ont été réalisées afin de comprendre l’influence de la stéréochimie des substituants en position C3, C6, C7 et C8 sur l’issue diastéréochimique lors d’un transfert d’hydrure sous contrôle exocyclique sur un centre radicalaire adjacent à un tétrahydropyrane (C2). Ces études ont permis de solutionner les problèmes de diastéréosélectivité rencontrés lors des réductions radicalaires des centres en C2 de divers fragments élaborés d’ionophores (e.g. zincophorine, salinomycine, narasine…) réalisées par notre groupe. Des études conformationnelles réalisées sur des pyranes di- ou tri-substitués ont permis de comprendre les diastéréosélectivités notées lors du processus radicalaire en fonction des stéréochimies relatives des centres précédemment cités. En particulier, l’utilisation d’un bicycle rigide (trans-octahydrochromène) a permis de montrer l’importance du positionnement spatial (axial ou équatorial) de la chaîne portant le centre radicalaire. Par la suite, nous avons pu mettre en évidence une amplification des ratios en faveur du produit de réduction radicalaire 2,3-anti lorsque la réaction est réalisée en présence d’un acide de Lewis monodentate encombré (MAD). L’optimisation du contrôle endocyclique lors du transfert d’hydrure a permis de générer la stéréochimie complémentaire 2,3-syn. L’utilisation du TTMSS comme source d’hydrure combinée à l’utilisation d’un acide de Lewis bidentate tel que MgBr2·OEt2 a permis l’obtention d’excellentes sélectivités en faveur du produit endocyclique. Des études RMN 13C ainsi que le titrage des ions Mg2+ en solution ont été effectués afin de comprendre la nature des complexes impliqués. Finalement, ces études ont permis la formation stéréocontrôlée de centres stéréogéniques adjacents à un THP, motifs fréquement rencontrés dans certains policétides. Elles permettent ainsi d’envisager la synthèse de polyéthers de type ionophore et d’autres molécules d’intérêt biologique.

Enantioselective Synthesis of Polysubstituted Spiro-nitroprolinates Mediated by a (R,R)-Me-DuPhos·AgF-Catalyzed 1,3-Dipolar Cycloaddition

The synthesis of constrained spirocycles is achieved effectively by means of 1,3-dipolar cyclodditions employing α-imino γ-lactones as azomethine ylide precursors and nitroalkenes as dipolarophiles. The complex formed by (R,R)-Me-DuPhos 18 and AgF is the most efficient bifunctional catalyst. Final spiro-nitroprolinates cycloadducts are obtained in good to moderate yields and both high diastereo- and enantioselectivities. Density functional theory (DFT) calculations supported the expected absolute configuration as well as other stereochemical parameters.

Xanthones from fungi, lichens, and bacteria : the natural products and their synthesis

Many fungi, lichens, and bacteria produce xanthones (derivatives of 9H-xanthen-9-one, “xanthone” from the Greek “xanthos”, for “yellow”) as secondary metabolites. Xanthones are typically polysubstituted and occur as either fully aromatized, dihydro-, tetrahydro-, or, more rarely, hexahydro-derivatives. This family of compounds appeals to medicinal chemists because of their pronounced biological activity within a notably broad spectrum of disease states, a result of their interaction with a correspondingly diverse range of target biomolecules. This has led to the description of xanthones as “privileged structures”.(1) Historically, the total synthesis of the natural products has mostly been limited to fully aromatized targets. Syntheses of the more challenging partially saturated xanthones have less frequently been reported, although the development in recent times of novel and reliable methods for the construction of the (polysubstituted) unsaturated xanthone core holds promise for future endeavors. In particular, the fascinating structural and biological properties of xanthone dimers and heterodimers may excite the synthetic or natural product chemist.

Asymmetric organocatalytic cascade reactions

302 p. : gráf.

具有环氧化酶-2选择性抑制活性的多取代蒽醌的合成

1-甲基-2-甲氧羰基-3, 6, 8-三羟基-7-甲氧基蒽醌是从唐菖蒲干球茎中分离到的具有环氧化酶-2选择性抑制活性的多取代蒽醌类化合物。本文试图合成该化合物，实现了其类似物的合成，同时发现了几个未见报道的反应。 1．通过Diels-Alder 反应合成了关键中间体——3-甲基-5-羟基-1, 2, 4-苯三甲酸三甲酯，1-COOMe选择性水解产物与1, 2, 3-三甲氧基苯进行分子间Friedel-Crafts反应的产物再进行分子内Friedel-Crafts反应得到了目标产物的类似物1-甲基-2-甲氧羰基-3-羟基-6，7，8-三甲氧基蒽醌（路线1）。目标产物及其它类似物的合成正在进行中。 2．以乙酰乙酸甲酯和巴豆醛为原料，经过Michael加成、分子内的Aldol反应、芳香化、选择性甲酰化和还原反应，得到关键中间体2-甲基-3-羟甲基-6-甲氧基苯甲酸甲酯及其衍生物。通过该化合物与3，4，5-三甲氧基苯甲酸甲酯进行Friedel-Crafts烷基化反应得到了多取代的二苯基甲烷衍生物，拟进一步关环合成目标化合物（路线2）。 3．发现邻甲氧基苯甲酸甲酯中酯甲基可以被正丁基锂和仲丁基锂中烷基交换生成相应的酯，反应的机理不明确。当使用叔丁基锂时，得到的是邻甲氧基苯基叔丁酮，这个方法可以用来合成芳基叔丁酮类化合物。 4．以2-苄氧基-6-甲基苯甲酸甲酯为原料进行氯甲基化反应时，以苯和二氯乙烷作溶剂，发生了苄基的迁移和芳环的偶联，分别得到2，2'-二甲基-3，3'-二甲氧羰基-4，4'-二羟基联苯和2，2'-二甲基-3，3'-二甲氧羰基-4，4'-二羟基-5，5'-二苄基联苯。这是对称联苯合成的新方法。 5．水杨酸羟基邻对位的选择性甲酰化可以分别通过水杨酸和水杨酸甲酯用HMTA/CF3COOH来实现。 6．Lewis酸催化3，4，5-三甲氧基苄醇环化成1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13-nonamethoxyl-10,15-dihydro-5H-trbibenzo [a, d, g] cyclononene (NDTC)，产率(54%)高于已有方法（12%）。 Methyl 3,6,8-trihydroxy-7-methoxy-1-methylanthraquinone-2-carboxylate is a new COX-2 selective inhibitor isolated from Gladiolus gandavensis. Two strategies were investigated to synthesis this compound, in which some important reactions were discovered. 1. The key intermediate 5-hydroxy-3-methylbenzene-1,2,4-tricarboxylic acid 2,4-dimethyl ester was prepared via Diels-Alder reaction followed by selective hydrolysis of 1-COOMe. This compound was coupled with 1,2,3-trimethoxybenzene and the product undergo intramolecular Friedel-Crafts reaction to give methyl 3-hydroxy-5,6,7-trimethoxy-1-methylanthraquinone-2-carboxylate (1st route). The target compound and other analogues are being prepared with the same procedure. 2. The key intermediates methyl 3-hydroxymethyl-6-methoxy-2-methylbenzoate and its derivatives were prepared starting from crotonaldehyde and methyl acetoacetate via Michael addition, intramolecular aldol reaction, aromatization, formylation and reduction. The intermediates were coupled respectively with derivatives of gallic acid to give polysubstituted diphenylmethane. However, attempts to cyclize these compounds to the target compounds and analogues were not successful (2nd route). 3. In the process for ortho-lithiation of methyl 2-methoxybenzoate, the substrate converted respectively to n-butyl 2-methoxybenzoate and sec-butyl 2-methoxybenzoate when n-BuLi and sec-BuLi were used. However, tert-BuLi reacted with methyl 2-methoxybenzoate afford 2-methoxyphenyl tert-butyl ketone, which could be used to synthesize aryl tert-butyl ketones. 4. The transformtion of methyl 2-benzoxy-6-methylbenzoate to dimethyl 4,4'-dihydroxy-2,2'-dimethylbiphenyl-3,3'-dicarboxylate in benzene, and dimethyl 5,5'-dibenzyl-4,4'-dihydroxy-2,2'-dimethylbiphenyl-3,3'-dicarboxylate in 1,2-dichloroethane in the presence of ZnCl2 provides a new method for the synthesis of symmetric biphenyl. 5. The formylation of salicylic acid at C-5 and methyl 2-hydroxybenzoate at C-3 could be regioselectively realized by using HMTA/CF3COOH. 6. Racemic 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13-nonamethoxyl-10, 15-dihydro-5H-trbibenzo [a, d, g] cyclononene was prepared via Lewis acids catalyzed trimerization of 3, 4, 5-trimethoxylbenzyl alcohol with yield (54%) higher than the reported procesure (12%).

A Facile and Efficient Synthesis of Polyfunctionalized Pyridin-2(1H)-ones from β-Oxo Amides under Vilsmeier Conditions

A facile and efficient one-pot synthesis of polysubstituted pyridin-2(1H)-ones from a variety of beta-oxo amides under Vilsmeier conditions is described, and a mechanism involving sequential halogenation, formylation and intramolecular nucleophilic cyclization is proposed

Synthesis and biological activities of polyphenolic hybrids - evaluation of anti-cancer, anti-inflammatory and antioxidant activities

Os compostos polifenólicos constituem uma classe de metabolitos secundários de plantas, mas existe também uma enorme quantidade de derivados sintéticos ou semi-sintéticos contendo múltiplas unidades fenólicas. Estes compostos apresentam importantes características biológicas, que dependem das suas estruturas básicas. Certos derivados desta família de compostos, tais como flavonoides, cromonas e cumarinas contribuem para os benefícios da dieta humana, e partilham o núcleo de benzopiran-(2 e 4)-ona ou benzofuran-3-ona. A presente dissertação inclui uma introdução geral e três capítulos que descrevem as novas rotas sintéticas estabelecidas para a preparação de novos híbridos de diversos compostos polifenólicos, assim como a sua elucidação estrutural e termina com a presentação dos resultados da avaliação biológica desses mesmos compostos. No segundo capítulo discute-se a preparação de híbridos de pirimidina- e imidazolidina-polifenóis, especialmente a síntese diastereoseletiva de novos híbridos benzofuran-3-ona-hidantoína e derivados de uracilo. A rota sintética envolve a ação de carbodiimidas sobre os ácidos cromona-(2- e 3)-carboxílicos num só passo ou em dois passos sequenciais, catalisada por uma base orgânica ou inorgânica. O terceiro capítulo descreve reações do tipo adições conjugadas 1,4 - hetero-ciclisações em cascata de compostos 1,3-dicarbonílicos em ácido cromona-3-carboxílico catalisadas por uma base orgânica, que originaram novas cromonas, cromanonas e flavonas polissubstituídas. As bispiranonas [bispiran-2 e 4)-onas] foram elaboradas numa reacção de acoplamento da 4-hidroxicumarina ou da lactona do ácido triacético com o ácido cromona-3-carboxílico ou precursores formil-funcionalizados (ω-formil-2’-hydroxy acetofenonas e cromona-3-carbaldeídos) utilizando organocatálise básica. Finalmente, alargou-se o estudo das adições conjugadas 1,4 para uma variedade de 4-hidroxipiran-2-onas e cetonas α,β-insaturadas para originar novos análogos de warfarina. Obteve-se uma variedade de estruturas complexas por hibridação das unidades de 4-hidroxicumarina ou da lactona do ácido triacético com os novos derivados de cromonas polissubstituídas. Todos as reações foram executadas em condições suaves e ambientalmente favoráveis, utilizando a 4-pirrolidinopiridina como organocatalisador básico. As estruturas dos novos híbridos polifenólicos foram caracterizados por técnicas espectroscópicas de alta resolução, incluindo espectroscopia de ressonância magnética nuclear (1D e 2D) e por difractometria de raios-X, que nos permitiram resolver o complexidade estrutural dos compostos sintetizados. O quarto capítulo apresenta os resultados da avaliação biológica obtidos com os híbridos polifenólicos sintetizados neste trabalho, mostrando a possibilidade de seu envolvimento na terapia do cancro. A maioria dos compostos foram avaliados quanto ao seu efeito sobre a citotoxicidade e proliferação de células leucémicas e ao seu envolvimento na regulação de via pró-inflamatória NF-kB, na qual, os híbridos de biscumarinas exibiram actividades elevadas (IC50 = 6-19 μM para inibição de NF-kB depois de 8 horas de incubação e IC50 = 15-39 μM para efeitos citotóxicos em células cancerosas, após 24 horas de incubação). Uma inibição moderada das enzimas HDAC e Cdc25 foi induzida pelos derivados de benzofuran-3-ona-hidantoína. Catorze dos novos derivados polifenólicos polissubstituídos, tendo como estrutura básica a benzopiran-4-ona, foram avaliados pela sua actividade quimiopreventiva do cancro mediada pela indução de sinalização citoprotectora Nrf2 (fator 2 relacionado com o fator nuclear da proteína E2) e capacidade para inibir a proliferação das células de cancro da mama. Os derivados da classe das cromanonas foram identificados como os indutores mais potentes da actividade Nrf2. As concentrações necessárias para aumentar a actividade de luciferase em 10 vezes (C10) foram de 2,8-21,3 μM. Todos os novos híbridos polifenólicos que apresentam atividade citotóxica e anti-proliferativa não afectam o crescimento de células saudáveis periféricas do sangue (PBMC) (IC50 > 50 μM), indicando a sua seletividade para as células cancerosas e sugerindo que alguns deles são estruturalmente interessantes para posteriores análises. A avaliação da atividade antioxidante utilizando os testes do radical livre DPPH e o poder redutor do ião férrico FRAP foram realizados em algumas estruturas híbridas polifenólicas.

Synthèse totale de la lépadine B : plate-forme pour la découverte de nouvelles tranformations chimiques

Dans ce document, serons détaillées les résultats de mes travaux de recherche d’études doctorales. Tout d’abord, nous discuterons de la synthèse totale de la lépadine B, la plus courte à paraître dans la littérature à ce jour. Cette synthèse, en plus de valoriser la synthèse asymétrique de pipéridines poly-substituées développée par l’équipe du professeur Charette, mettra à profit une utilisation originale d’une séquence de fermeture-ouverture de cycle par la réaction de métathèse d’alcènes. De plus, nous détaillerons une brève étude mécanistique de cette dernière nous ayant permis la proposition d’un mécanisme peu commun de ce type de séquence réactionnel et dont les conséquences expérimentales sont impressionnantes. Au cours de cette synthèse, nous avons identifié un synthon d’une grande valeur synthétique. En effet, ne comportant pas moins que quatre centres chiraux, ce synthon pouvait être obtenu énantiopure en seulement trois étapes à partir de la pyridine. Ainsi, nous avons effectué une analyse structurale de ce synthon et avons envisagé une valorisation supplémentaire par une utilisation originale de la fragmentation de Grob. Dans ce contexte, nous avons développé une toute nouvelle synthèse de pipéridines 2,3,6-trisubstituées hautement régio- et diastéréosélective. Afin de pouvoir réaliser la précédente méthodologie, nous avons dû étudier la réduction d’une amide en présence de groupements fonctionnels sensibles dans les conditions usuelles. Heureusement, l’année précédente nous avions développée une réaction hautement chimiosélective d’amides tertaires. Cette nouvelle réaction, qui a été fondamentalement inspiré par une méthodologie du professeur Charette sur l’activation d’amides, a permis la réduction d’amides tertiaires en présence de fonctions telles les cétone, ester, nitrile, époxyde, insaturations, etc. Enfin, l’ensemble des connaissances acquises au cours de ces projets a permis l’élaboration d’une toute nouvelle stratégie de synthèse pour la préparation d’indolizidines et quinolizidines. Plus spécifiquement, nous avons développé la première séquence d’activation intramoléculaire et déaromatization asymétrique de la pyridine. Ceci permet d’avoir un accès aux squelettes indolizidine et quinolizidine avec des stéréosélectivités élevées, la nature insaturée de ces derniers laissant également place à une grande flexibilité synthétique. Dans ce contexte, nous allons détailler une très courte synthèse de trans-indolizidines.

Synthèse totale de la pactamycine et d’une sélection d’analogues, progrès vers la synthèse totale de la daphniglaucine C et brève étude d’une transposition allylique réductrice

Il y a plus de cinquante ans, la pactamycine a été isolée en tant qu’agent antitumoral potentiel. Il a été réalisé plus tard qu’il s’agissait en fait d’un agent antibactérien capable d’inhiber la synthèse de protéines lors du procédé de traduction. Récemment, il a même été démontré que certains de ses analogues possèdent des propriétés antiprotozoaires prometteuses. La présente thèse détaille la première synthèse totale de la pactamycine, entreprise au sein du groupe Hanessian, ainsi que la préparation d’une sélection d’analogues testés pour leurs propriétés biologiques. En outre, la daphniglaucine C appartient à une vaste famille de composés naturels isolés des feuilles du daphniphyllum au cours des dix dernières années. Bien que relativement peu d’information soit connue par rapport à l’activité biologique de la daphniglaucine C, la synthèse de celle-ci représente certainement un défi intéressant pour un chimiste organicien. Au passage, nos efforts vers la synthèse totale du composé cible auront permis d’explorer l’emploi de plusieurs méthodes en vue de la formation de centres quaternaires. De plus, un réarrangement réductif atypique, catalysé au palladium à partir d’alcools allyliques non-activés, a été étudié et employé afin de générer une sélection de pyrrolidines polysubstituées.

Synthèse stéréosélective de pipéridines et activation électrophile chimiosélective d’amides en présence de dérivés de la pyridine

L’importance des produits naturels dans le développement de nouveaux médicaments est indéniable. Malheureusement, l’isolation et la purification de ces produits de leurs sources naturelles procure normalement de très faibles quantités de molécules biologiquement actives. Ce problème a grandement limité l’accès à des études biologiques approfondies et/ou à une distribution sur une grande échelle du composé actif. Par exemple, la famille des pipéridines contient plusieurs composés bioactifs isolés de sources naturelles en très faible quantité (de l’ordre du milligramme). Pour pallier à ce problème, nous avons développé trois nouvelles approches synthétiques divergentes vers des pipéridines polysubstituées contenant une séquence d’activation/désaromatisation d’un sel de pyridinium chiral et énantioenrichi. La première approche vise la synthèse de pipéridines 2,5-disubstituées par l’utilisation d’une réaction d’arylation intermoléculaire sur des 1,2,3,4-tétrahydropyridines 2-substituées. Nous avons ensuite développé une méthode de synthèse d’indolizidines et de quinolizidines par l’utilisation d’amides secondaires. Cette deuxième approche permet ainsi la synthèse formelle d’alcaloïdes non-naturels à la suite d’une addition/cyclisation diastéréosélective et régiosélective sur un intermédiaire pyridinium commun. Finalement, nous avons développé une nouvelle approche pour la synthèse de pipéridines 2,6-disubstituées par l’utilisation d’une réaction de lithiation dirigée suivie d’un couplage croisé de Negishi ou d’un parachèvement avec un réactif électrophile. Le développement de transformations chimiosélectives et versatiles est un enjeu crucial et actuel pour les chimistes organiciens. Nous avons émis l’hypothèse qu’il serait possible d’appliquer le concept de chimiosélectivité à la fonctionnalisation d’amides, un des groupements le plus souvent rencontrés dans la structure des molécules naturelles. Dans le cadre précis de cette thèse, des transformations chimiosélectives ont été réalisées sur des amides secondaires fonctionnalisés. La méthode repose sur l’activation de la fonction carbonyle par l’anhydride triflique en présence d’une base faible. Dans un premier temps, l’amide ainsi activé a été réduit sélectivement en fonction imine, aldéhyde ou amine en présence d’hydrures peu nucléophiles. Alternativement, un nucléophile carboné a été employé afin de permettre la synthèse de cétones ou des cétimines. D’autre part, en combinant un amide et un dérivé de pyridine, une réaction de cyclisation/déshydratation permet d’obtenir les d’imidazo[1,5-a]pyridines polysubstituées. De plus, nous avons brièvement appliqué ces conditions d’activation au réarrangement interrompu de type Beckmann sur des cétoximes. Une nouvelle voie synthétique pour la synthèse d’iodures d’alcyne a finalement été développée en utilisant une réaction d’homologation/élimination en un seul pot à partir de bromures benzyliques et allyliques commercialement disponibles. La présente méthode se distincte des autres méthodes disponibles dans la littérature par la simplicité des procédures réactionnelles qui ont été optimisées afin d’être applicable sur grande échelle.

Reaccions de cicloaddició [2+2+2] catalitzades per Rh(I)

The development of new chemical processes and efficient catalysts for the formation of carbon-carbon bonds is an important topic in organic chemistry. In particular, the [2+2+2] cycloaddition reaction involving different insaturations mainly alkynes, alkenes and nitriles is a highly efficient synthetic tool that allows polysubstituted benzenic, cyclohexadienic and pyridinic compounds to be obtained in one reaction step and in an atom economy process, resulting in the simultaneous formation of three new bonds in the formed ring. In recent years, research to produce new catalysts that can work effectively in mild reaction conditions has attracted great interest, as has the use of these processes in the synthesis of products of potential biological interest. This doctoral thesis is based on the methodological study of the rhodium(I)-catalyzed [2+2+2] cycloaddition reaction.

Kohlenhydrat-Auxiliare in der asymmetrischen Synthese chiraler Stickstoffheterocyclen und Alkaloide

In dieser Arbeit wurden durch Verwendung eines stereodifferenzierenden Kohlenhydrat-Auxiliars chirale Stickstoffheterocyclen und enantiomerenreine Piperidin-Alkaloide synthetisiert. Alkaloide mit einer Piperidin-Grundstruktur sind in der Natur weit verbreitet und weisen vielfältige biologische Aktivitäten auf. Zusammen mit synthetischen Derivaten sind sie daher von großem Interesse für die Wirkstoffforschung. Mit dem aus D-Arabinose zugänglichen 2,3,4-Tri-O-pivaloyl-D-arabinosylamin wurden mit hoher Stereoselektivität N-Glycosyl-dehydropiperidinone aufgebaut, die vielfältig modifizierbare Ausgangsverbindungen zur Synthese unterschiedlich substituierter Stickstoffheterocyclen darstellen. In einer Vielzahl vor allem metallorganischer Reaktionen waren regio- und stereoselektive Derivatisierungen an allen Positionen der N-glycosidisch gebundenen Dehydropiperidinone möglich. Durchgeführt wurden z. B. die Addition aktivierter Cuprate, elektrophile Substitutionen, Reduktionen, Iod-Magnesium-Austausch sowie palladium- und kupferkatalysierte Kupplungen. Die Kombination dieser Methoden führte zu mehrfach substituierten Piperidinen. In einer Ringschlussmetathese wurde zudem ein Zugang zu bicyclischen Heterocyclen geschaffen. Das Kohlenhydrat-Auxiliar steuert den stereochemischen Verlauf der Bildung der Dehydropiperidinone und der daran durchgeführten Funktionalisierungen. Die Konfigurationen der neu gebildeten Stereozentren wurden mittels Röntgenstrukturanalysen und NMR-Spektroskopie sowie durch die Überführung der Piperidin-Derivate in Alkaloide mit bekanntem Drehwert ermittelt. Die Stickstoffheterocyclen können nach Entfernen der Enamin-Doppelbindung durch milde Acidolyse vom Kohlenhydrat-Auxiliar abgespalten werden, wodurch man die enantiomerenreinen Alkaloide erhält.