Stereoselective Synthesis Of Aryl Cyclopentene Scaffolds By Heck-matsuda Desymmetrization Of 3-cyclopentenol.

A new enantioselective Heck-Matsuda desymmetrization reaction was accomplished by using 3-cyclopentenol to produce chiral five-membered 4-aryl cyclopentenol scaffolds in good yields and high ee's, together with some 3-aryl-cyclopentanones as minor products. Mechanistically, the hydroxyl group of 3-cyclopentenol acts as a directing group and is responsible for the cis- arrangement in the formation of the 4-aryl-cyclopentenols.

Luovuus ja itsetuntemus ohjaajantyössä

This research deals with obstacles and opportunities with respect to creativity. It mainly focuses on the author's most meaningful discoveries as an individual and a professional in the field of theatre during the past two years of her education. The research is a description of that transitional phase in her life. Firstly, the research discusses creativity and presence. Secondly, it describes the author personally and professionally and compares her earlier and current ways of working. It contemplates the obstacles and opportunities considering her self-knowledge and creativity, and disucsses the problems she has faced on the way to freedom and well-being. Following this, the author presents the tools for increasing her creativity, self-knowledge and body awareness in theatre work: the Gestalt Method, Acting with the Inner Partner and the Authentic Movement. She discusses the relativity between overall well-being in life and the quality of theatre work. The final section of the present research discusses the process of directing the play Suurin on rakkaus in 2006. It deals with issues such as self-knowledge in directing, group management, the importance of terror and excitement in directing and ways of enduring both. The conclusion explanes the reasons behind the author's capability of working with small groups, with creative and passionate theatre workers. It also lists the benefits of exploring one's passions, cooperating with enthusiastic and creative artists and the pursuit for balance in art and in everyday life.

Diastereoselective Synthesis of Planar Chiral N-Substituted Ferrocenes Derived from Epimeric Imidazolones and their Application to Asymmetric Hydrogenation of Quinolines

This thesis describes the synthesis and use of an N-substituted ferrocene bearing a proline-derived chiral directing group and diastereoselective lithiation-electrophile quench of the pro-Sp hydrogen of the ferrocene to give planar chiral products in >95:5 dr. The auxiliary group is found to be stable to lithium bases of types RLi and R2NLi giving the same diastereoselectivity. The anti- epimer of the previously mentioned syn auxiliary induces lithiation of pro Rp rather than pro Sp hydrogen in >95:5 dr. Upon electrophile quench and elimination, the enantiomer of the syn-derived planar chiral imidazolone is obtained. Hence, this method provides a practical way to prepare planar chiral enantiomers in this series without the use of a more expensive D-proline derived starting material. The syn and anti epimers have β, γ-stereogenic centers and the origin of stereoselectivity in lithiation appears to be driven by the conformational bias exerted by the β-silyloxy moiety in each chiral auxiliary. In the thesis, this conclusion is supported using insensitivity of lithiation selectivity to the bulkiness of the base, comparison of enantiomers, deuteration experiments, nOe difference studies and computational modeling of the ground states and lithiation transition states for both substrates. The products are then converted to ligand precursors to make iridium and rhodium complexes. Among them, one of the cationic iridium complex is found to be effective in the asymmetric hydrogenation of 2-substituted quinolines with enantioselectivities up to 80% at pressures as low as 5 atm.

A Bicyclic L-Proline Derived Chiral Auxiliary for Asymmetric Synthesis

This thesis describes the use of an L−proline-derived chiral auxiliary for diastereoselective lithiation and ligand synthesis. Such compounds have been utilized in the Metallinos research group previously for the synthesis of N−substituted planar chiral ferrocenes. The first project describes the use of this chiral auxiliary as a directing group for N−benzyl substitution, providing products in up to 10:1 diastereomeric ratio (dr). These derivatives may serve as chiral ylidene precursors to serve as ligands in transition metal catalysis. In addition, an N−substituted planar chiral ferrocene ylidene ligand derived from the same chiral auxiliary was used to prepare rhodium complexes that were explored as potential catalysts for asymmetric hydroformylation.

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.

Synthèse de motifs biarylés : fonctionnalisation directe catalysée par des métaux de transition d’espèces aromatiques non activées

Dans ce mémoire sont décrites deux méthodologies impliquant la synthèse de biaryles via l’arylation directe d’espèces aromatiques non activées, catalysée par différents éléments de transition. La première partie présente les résultats obtenus dans le cadre du développement d’une méthode simple d’arylation directe du benzène catalysée au palladium. Cette méthodologie a l’avantage de procéder sans l’ajout de ligand phosphine généralement utilisé dans les systèmes catalytiques avec le palladium et par conséquent cette réaction peut évoluer à l’air libre sans nul besoin d’une atmosphère inerte. Il est proposé que le mécanisme de formation de ces motifs biarylés pourrait passer par la mise en place d’un palladium d’espèce cationique. Ces composés pourraient éventuellement s’avérer intéressants dans la synthèse de produits pharmaceutiques comportant un motif biphényle de ce type. La deuxième partie est consacrée à une méthodologie très attrayante utilisée pour la synthèse des biphényles impliquant le fer comme catalyseur. Plusieurs catalyseurs à base de rhodium, palladium et ruthénium ont démontré leur grande efficacité dans les processus de couplage direct (insertion C-H). Cette méthodologie consiste en la première méthode efficace d’utilisation d’un catalyseur de fer dans les couplages directs sp2-sp2 avec les iodures d’aryles et iodures d’hétéroaryles. Les avantages du fer, impliquent sans contredit, des coûts moindres et des impacts environnementaux bénins. Les conditions réactionnelles sont douces, la réaction peut tolérer la présence de plusieurs groupements fonctionnels et cette dernière peut même se produire à température ambiante. La transformation s’effectue généralement avec de très bons rendements et des études mécanistiques ont démontré que le processus réactionnel était radicalaire.

Direct functionalization of heterocyclic and non-heterocyclic arenes

L’application des métaux de transition à la fonctionnalisation directe a ouvert la voie à une nouvelle classe de réactions pour la formation de liens carbone-carbone. De par l'omniprésence des liaisons C–H, l’introduction de nouvelles fonctionnalités chimiques par voie directe et pré-activation minimale s’impose comme une stratégie de synthèse très attrayante. Ainsi, il est envisageable de préparer de manière rapide et efficace des supports complexes menant à des molécules complexes, qui pourraient être utiles dans divers domaines de la chimie. L'objectif principal de la présente thèse vise la fonctionnalisation directe des arènes hétérocycliques et non hétérocycliques et, plus précisément, les techniques d’arylation. Dans un premier temps, nous allons aborder le thème de l’arylation directe tout en mettant l’accent sur les pyridines (Chapitre 1). Ces molécules sont à la base d'une multitude de composés biologiquement actifs et jouent un rôle important dans le domaine des sciences des matériaux, de l’agrochimie et de la synthèse des produits naturels. Dans un deuxième temps, nous discuterons de nos travaux sur l’arylation directe catalysé par un complex de palladium sur des ylures de N-iminopyridinium en soulignant la dérivatisation du sel de pyridinium après une phénylation sp2 (Chapitre 2). L’étude de ce procédé nous a permis de mettre en lumière plusieurs découvertes importantes, que nous expliquerons en détails une à une : l’arylation benzylique directe lorsque des ylures N-iminopyridinium substituées avec un groupement alkyl à la position 2 sont utilisés comme partenaires dans la réaction; les allylations Tsuji-Trost catalysée par un complex de palladium; et l’alkylation directe et sans métal via une catalyse par transfert de phase. Plusieurs défis restent à relever pour le développement de procédés directs utilisant des métaux de transition peu coûteux, d’autant plus que la synthèse par transformation directe des pyridines 2-alcényles, lesquelles sont pertinentes sur le plan pharmacologique, n’a pas encore été rapportée à ce jour. Avec cette problématique en tête, nous avons réussi à mettre au point une alcénylation directe catalysé par un complex de cuivre sur des ylures de N-iminopyridinium. Nous discuterons également d’une nouvelle méthode pour la préparation des iodures de vinyle utilisés dans les couplages. Ces réactions sont non seulement remarquablement chimiosélectives, mais sont aussi applicables à plusieurs substrats (Chapitre 3). En optimisant ce procédé direct, nous avons découvert une façon unique de synthétiser les pyrazolo[1,5-a]pyridines 2-substituées (Chapitre 4). Le mécanisme global met en jeu une séquence tandem de fonctionnalisation-cyclisation directe et un procédé direct en cascade, qui n’avais jamais été rapporté. Cela simplifie ansi la synthèse autrement compliquée de ces substrats en y apportant une solution à un problème de longue date. Dans les deux derniers chapitres, nous examinerons en détail les techniques d’arylation directe qui n'impliquent pas les partenaires de couplage hétérocycliques. Entre autres, au Chapitre 5, nous soulignerons notre découverte d’un umpolung dirigé et catalysé par un complexe de palladium du benzène et de quelques autres dérivés arènes. Il s’agit là du premier cas de fonctionnalisation directe dans laquelle le groupe directeur se trouve sur le partenaire halogène et il s’ajoute à la courte liste d’exemples connus dans la littérature rapportant une arylation directe du benzène. Finalement, au Chapitre 6, nous passerons en revue une nouvelle arylation directe catalysée au fer, qui se veut un procédé peu coûteux, durable et présentant une économie d’atomes. Nous discutons des substrats possibles ainsi des études mécanistiques réalisés.

Asymmetric syntheses of analogs of kainic acid

Kainic acid has been used for nearly 50 years as a tool in neuroscience due to its pronounced neuroexcitatory properties. However, the significant price increase of kainic acid resulting from the disruption in the supply from its natural source, the alga Digenea Simplex, as well as inefficient synthesis of kainic acid, call for the exploration of functional mimics of kainic acid that can be synthesized in a simpler way. Aza kainoids analog could be one of them. The unsubstituted aza analog of kainoids has demonstrates its ability as an ionotropic glutamate receptor agonist and showed affinity in the chloride dependent glutamate (GluCl) binding site. This opened a question of the importance of the presence of one nitrogen or both nitrogens in the aza kainoid analogs for binding to glutamate receptors. Therefore, two different pyrrolidine analogs of kainic acid, trans -4-(carboxymethyl)pyrrolidine-3-carboxylic acid and trans -2-carboxy-3-pyrrolidineacetic acid, were synthesized through multi-step sequences. The lack of the affinity of both pyrrolidine analogs in GluCl binding site indicated that both nitrogens in aza kainoid analogs are involved in hydrogen bonding with receptors, significantly enhancing their affinity in GluCl binding site. Another potential functional mimic of kainic acid is isoxazolidine analogs of kainoids whose skeleton can be constituted directly via a 1, 3 dipolar cycloaddition as the key step. The difficulty in synthesizing N-unsubstituted isoxazolidines when applying such common protecting groups as alkyl, phenyl and benzyl groups, and the requirement of a desired enantioselectivity due to the three chiral ceneters in kainic acid, pose great challenges. Hence, several different protected nitrones were studied to establish that diphenylmethine nitrone may be a good candidate as the dipole in that the generated isoxazolidines can be deprotected in mild conditions with high yields. Our investigations also indicated that the exo/endo selectivity of the 1, 3 dipolar cycloaddition can be controlled by Lewis acids, and that the application of a directing group in dipolarophiles can accomplish a satisfied enantioselectivity. Those results demonstrated the synthesis of isoxazoldines analogs of kainic acid is very promising.

Asymmetric Syntheses of Analogs of Kainic Acid

Kainic acid has been used for nearly 50 years as a tool in neuroscience due to its pronounced neuroexcitatory properties. However, the significant price increase of kainic acid resulting from the disruption in the supply from its natural source, the alga Digenea Simplex, as well as inefficient synthesis of kainic acid, call for the exploration of functional mimics of kainic acid that can be synthesized in a simpler way. Aza kainoids analog could be one of them. The unsubstituted aza analog of kainoids has demonstrates its ability as an ionotropic glutamate receptor agonist and showed affinity in the chloride dependent glutamate (GluCl) binding site. This opened a question of the importance of the presence of one nitrogen or both nitrogens in the aza kainoid analogs for binding to glutamate receptors. Therefore, two different pyrrolidine analogs of kainic acid, trans-4-(carboxymethyl)pyrrolidine-3-carboxylic acid and trans-2-carboxy-3-pyrrolidineacetic acid, were synthesized through multi-step sequences. The lack of the affinity of both pyrrolidine analogs in GluCl binding site indicated that both nitrogens in aza kainoid analogs are involved in hydrogen bonding with receptors, significantly enhancing their affinity in GluCl binding site. Another potential functional mimic of kainic acid is isoxazolidine analogs of kainoids whose skeleton can be constituted directly via a 1, 3 dipolar cycloaddition as the key step. The difficulty in synthesizing N-unsubstituted isoxazolidines when applying such common protecting groups as alkyl, phenyl and benzyl groups, and the requirement of a desired enantioselectivity due to the three chiral ceneters in kainic acid, pose great challenges. Hence, several different protected nitrones were studied to establish that diphenylmethine nitrone may be a good candidate as the dipole in that the generated isoxazolidines can be deprotected in mild conditions with high yields. Our investigations also indicated that the exo/endo selectivity of the 1, 3 dipolar cycloaddition can be controlled by Lewis acids, and that the application of a directing group in dipolarophiles can accomplish a satisfied enantioselectivity. Those results demonstrated the synthesis of isoxazoldines analogs of kainic acid is very promising.

Direct C–H silylation and borylation of biomass derivatives by iridium heterogeneous catalysts

Furfural and its derivatives represent renewable and readily available platforms for a wide range of chemicals. Much attention has been devoted to their functionalization over the last years. TM-catalysed C–H activation has emerged as a powerful tool for synthesizing new C–C and C–X bonds. Moreover, it provides a sustainable way to obtain molecules by reducing waste and saving steps. At the same time, iridium catalysts have proven to be very active in some C–H functionalizations of several (hetero)arenes. Although very promising, this technique is still poorly applied on an industrial scale due to the severe conditions required. Continuous flow chemistry using heterogeneous catalysts appears to be a valuable way to overcome these problems. In this work, we present different solutions for the immobilization of homogeneous iridium complexes on silica gels, using bidentate amines and phosphines as anchoring ligands. We successfully employed the catalysts in C–H silylation and borylation of furfural, using C2 located directing group. In this way, we finally obtained a suitable catalyst that could be potentially applied in continuous-flow chemistry.

Control of framework stoichiometry in MeGaPO laumontites using 1-methylimidazole as structure-directing agent

A series of heterometal substituted gallium phosphates, (N2C4H7)(0.5+x)[Me0.5+xGa2.5-x(PO4)(3)] (Me = Mn, Fe, Co and Zn, x approximate to 0.25), has been synthesised under solvothermal conditions at 433 K in ethylene glycol using I-methylimidazole as a templating agent and their structures determined at 150 K using single-crystal X-ray diffraction. The compounds are isostructural, crystallising in the monoclinic space group C 2/c, with lattice parameters ca. 15 x 13 x 15 angstrom and beta = 112 degrees, and adopt the laumontite framework type (LAU). The incorporation of 1-methylimidazole cations into the one-dimensional pore systems of these materials is about three quarters the uptake value obtained previously for the less-bulky amine cations of imidazole and pyridine in other MeGaPO laumontites, which have the formula (TH)[MeGa2(PO4)(3)] (Me = Mn, Fe, Co and Zn; T = C5H5N and C3N2H4). The size, shape and charge of the amine clearly influence both the metal-phosphate framework stoichiometry (i.e. Me2+:Ga3+ ratio) and the framework charge. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Directing the structures of silver-antimony sulphides: a new topological variant of the [Ag5Sb3S8](2-) double layer

A new silver-antimony sulphide, [C6H20N4][Ag5Sb3S8], has been synthesised solvothermally in the presence of triethylenetetramine and characterised by single-crystal X-ray diffraction, thermogravimetry and elemental analysis. The compound crystallises in the space group P2(1)/m (a = 6.2778(7), b = 15.8175(16) and c = 12.4617(15) angstrom and beta = 104.561(5)degrees) and adopts a structure in which honeycomb-like sheets of fused six-membered silver-antimony-sulphide rings are linked through Ag-S bonds to form double layers. The idealised structure can be considered to be derived from that of antifluorite and represents a second structure type for the [Ag5Sb3S8](2-) double layer. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

The conserved role of Krox-20 in directing Hox gene expression during vertebrate hindbrain segmentation.

Transient segmentation in the hindbrain is a fundamental morphogenetic phenomenon in the vertebrate embryo, and the restricted expression of subsets of Hox genes in the developing rhombomeric units and their derivatives is linked with regional specification. Here we show that patterning of the vertebrate hindbrain involves the direct upregulation of the chicken and pufferfish group 2 paralogous genes, Hoxb-2 and Hoxa-2, in rhombomeres 3 and 5 (r3 and r5) by the zinc finger gene Krox-20. We identified evolutionarily conserved r3/r5 enhancers that contain high affinity Krox-20. binding sites capable of mediating transactivation by Krox-20. In addition to conservation of binding sites critical for Krox-20 activity in the chicken Hoxa-2 and pufferfish Hoxb-2 genes, the r3/r5 enhancers are also characterized by the presence of a number of identical motifs likely to be involved in cooperative interactions with Krox-20 during the process of hindbrain patterning in vertebrates.

Attitude-behaviour consistency: the role of group norms, attitude accessibility, and mode of behavioural decision-making

The interplay between two perspectives that have recently been applied in the attitude area-the social identity approach to attitude-behaviour relations (Terry & Hogg, 1996) and the MODE model (Fazio, 1990a)-was examined in the present research. Two experimental studies were conducted to examine the role of group norms, group identification, attitude accessibility, and mode of behavioural decision-making in the attitude-behaviour relationship. In Study I (N = 211), the effects of norms and identification on attitude-behaviour consistency as a function of attitude accessibility and mood were investigated. Study 2 (N = 354) replicated and extended the first experiment by using time pressure to manipulate mode of behavioural decision-making. As expected, the effects of norm congruency varied as a function of identification and mode of behavioural decision-making. Under conditions assumed to promote deliberative processing (neutral mood/low time pressure), high identifiers behaved in a manner consistent with the norm. No effects emerged under positive mood and high time pressure conditions. In Study 2, there was evidence that exposure to an attitude-incongruent norm resulted in attitude change only under low accessibility conditions. The results of these studies highlight the powerful role of group norms in directing individual behaviour and suggest limited support for the MODE model in this context. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.