One-pot synthesis of alpha,beta-epoxy ketones by palladium-catalyzed epoxidation-oxidation of terminal allylic alcohols

Described herein is a one-pot synthesis of a,p-epoxy ketones using a palladium-catalyzed epoxidation-oxidation sequence. Functionalized terminal allylic alcohols are treated with m-CPBA Under mild reaction conditions to obtain the alpha,beta-epoxy ketones. The main benefit of this approach is that the epoxidation of the terminal double bond and the oxidation of the secondary alcohol occured in the same reaction under mild reactions and both electron-donating and electron-withdrawing functionalities are tolerated in the reaction sequence. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Primidone oxidation catalyzed by metalloporphyrins and Jacobsen catalyst

Primidone (PRM) oxidation by various oxidants such as iodosylbenzene (PhIO), tert-butyl hydroperoxide 70wt.% (t-BOOH), 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA) and hydrogen peroxide 30wt.%, mediated by either a salen complex or metalloporphyrins, was investigated. The catalytic systems led to phenylethyl-malondiamide (PEMA) and phenobarbital (FEND), the same metabolites obtained in vivo with P450 enzymes, although three other products were also detected. Product formation was highly dependent on the oxidant, co-catalyst (imidazole), pH and dioxygen. These biomimetic chemical models have potential application in the synthesis of drug metabolites. which should provide samples for pharmacological tests. They can also be employed in studies that pursue the elucidation of in vivo drug metabolism. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis, characterization, and catalytic properties of a mesostructured lamellar xerogel tungsten oxide phase

Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and n-hexadecylamine (HDA) have been used as template in the synthesis of a mesolamellar xerogel tungsten oxide phase (WO(3)/CTAB/HDA). The catalytic properties of the resulting material were investigated in the oxidation of cis-cyclooctene, styrene, and cyclohexane, using hydrogen peroxide (H(2)O(2)), terc-butyl hydroperoxide (t-BOOH), or m-chlorperbenzoic acid (m-CPBA) as oxygen transfer agent. In general, the catalytic results were comparable to those obtained with related systems, thus suggesting the potential application of this material as catalyst for epoxidation reactions. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Tetra-crowned porphyrin as P450 biomimetic model for carbamazepine oxidation

A substituted porphyrin bearing four crown ether units, H(2)(TCP), was synthesized from the reaction between (5,10,15,20-tetra(o-aminophenyl) porphyrin) and the acyl derivative of the ether (4-carboxy-18-crown-6). The free-base porphyrin was characterized by C, N, and H elemental analysis; UV-vis and IR spectroscopies; and (1)H NMR. The corresponding ironporphyrin, Fe(TCP)Cl, was obtained via iron insertion into H(2)(TCP). Fe(TCP)Cl was employed as catalyst for carbamazepine (CBZ) oxidation by iodosylbenzene (PhIO), 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA) or sodium hypochlorite (NaOCl), in methanol or in a biphasic water/dichloroethane system. The crowned ironporphyrin proved to be a highly efficient and selective catalyst for CBZ epoxidation even in the biphasic dichloroethane /H(2)O system, with no need for an additional phase transfer agent.

Jacobsen catalyst immobilized on chitosan membrane as interface catalyst in organic/aqueous system for alkene oxidation

The Jacobsen catalyst, Mn(salen), was immobilized in chitosan membrane. The obtained Mn(salen)-Chit was characterized by thermogravimetric analysis (TC), differential thermal analysis (DTA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy (FT-IR), degree of N-acetylation by (1)H NMR, and UV-vis spectroscopy. The UV-vis absorption spectrum of the encapsulated catalyst displayed the typical bands of the Jacobsen catalyst, and the FT-IR presented an absorption band characteristic of the imines present in the Jacobsen catalyst. The chitosan membranes were available, in a biphasic system, as a catalytic barrier between two different phases: an organic substrate phase (cyclooctene or styrene) and an aqueous solution of either m-CPBA, t-BuOOH or H(2)O(2), and dismissing the need for phase transfer agents and leading to better product yields compared with the catalyst in homogeneous medium. This new catalyst did not leach from the support and was reused many times, leading to high turnover frequencies. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis and biological activity of sulfur compounds showing structural analogy with combretastatin A-4

We extended our previous exploration of sulfur bridges as bioisosteric replacements for atoms forming the bridge between the aromatic rings of combretastatin A-4. Employing coupling reactions between 5-iodo-1,2,3-trimethoxybenzene and substituted thiols, followed by oxidation to sulfones with m-CPBA, different locations for attaching the sulfur atom to ring A through the synthesis of nine compounds were examined. Antitubulin activity was performed with electrophoretically homogenous bovine brain tubulin, and activity occurred with the 1,2,3-trimethoxy-4-[(4-methoxyphenyl)thio]benzene (12), while the other compounds were inactive. The compounds were also tested for leishmanicidal activity using promastigote forms of Leishmania braziliensis (MHOM/BR175/M2904), and the greatest activity was observed with 1,2,3-trimethoxy-4-(phenylthio)benzene (10) and 1,2,3-trimethoxy-4-[(4-methoxyphenyl) sulfinyl]benzene (15).

Studies toward the total synthesis of natural and unnatural aeruginosins

Nous avons démontré l’utilité du groupement protecteur tert-butylsulfonyle (N-Bus) pour la chimie des acides aminés et des peptides. Celui-ci est préparé en deux étapes, impliquant la réaction d’une amine avec le chlorure de tert-butylsulfinyle, suivie par l’oxydation par du m-CPBA, pour obtenir les tert-butylsulfonamides correspondants avec d’excellents rendements. Le groupement N-Bus peut être clivé par traitement avec 0.1 N TfOH/DCM/anisole à 0oC en 10h pour régénérer le sel d’ammonium. Une variété d’acides aminés N-Bus protégés ainsi que d’autres aminoacides peuvent alors être utilisés pour préparer divers dipeptides et tripeptides. A l’exception du groupe N-Fmoc, les conditions de déprotection du groupe N-Bus clivent également les groupements N-Boc, N-Cbz et O-Bn. Une déprotection sélective et orthogonale des groupes N-Boc, N-Cbz, N-Fmoc et O-Bn est également possible en présence du groupe protecteur N-Bus. Le nouvel acide aminé non-naturel (3R, 2R) 3–méthyl-D-leucine (β-Me-Leu) et son régioisomère 2-méthyle ont été synthétisés par ouverture d’une N-Ts aziridine en présence d’un excès de LiMe2Cu. Chacun des régioisomères du mélange (1:1,2) a été converti en la méthylleucine correspondante, puis couplé à l’acide D-phényllactique puis au motif 2-carboxyperhydroindole 4-amidinobenzamide en présence de DEPBT. Des élaborations ultérieures ont conduit à des analogues peptidiques non-naturels d’aeruginosines telles que la chlorodysinosine A. Les deux analogues ont ensuite été évalués pour leur activité inhibitrice de la thrombine et la trypsine. La présumée aeruginosine 3-sulfate 205B et son anomère β ont été synthétisés avec succès à partir de 5 sous-unités : la 3-chloroleucine, l’acide D-phényllactique, le D-xylose, le 2-carboxy-6-hydroxyoctahydroindole et l’agmatine. La comparaison des données RMN 1H et 13C reportées avec celles obtenues avec l’aeruginosine synthétique 205B révèle une différence majeure pour la position du groupe présumé 3'-sulfate sur l’unité D-xylopyranosyle. Nous avons alors synthétisés les dérivés méthyl-α-D-xylopyranosides avec un groupement sulfate à chacune des positions hydroxyles, afin de démontrer sans ambiguïté la présence du sulfate en position C-4' par comparaison des données spectroscopiques RMN 1H et 13C. La structure de l’aeruginosine 205B a alors été révisée. Une des étapes-clés de cette synthèse consiste en la formation du glycoside avec le groupe hydroxyle en C-6 orienté en axial sur la sous-unité Choi. Le 2-thiopyridylcarbonate s’est avéré une méthode efficace pour l’activation anomérique. Le traitement par AgOTf et la tétraméthylurée en solution dans un mélange éther-DCM permet d’obtenir l’anomère α désiré, qui peut alors être aisément séparé de l’anomère β par chromatographie

Síntesi en dissolució i fase sòlida de nous derivats primidínics amb una alta diversitat molecular

En aquest treball s'ha desenvolupat una metodologia eficaç envers la síntesi de diferents derivats pirimidínics amb un alt grau de diversitat molecular. Aquesta metodologia es basa en la S-alquilació selectiva dels 2-tiouracils (2) utilitzats com a material de partida. Aquesta reacció es realitza amb bromur de benzil quan es treballa en dissolució, o bé amb la reïna de Merrifield quan la química és sobre suport sòlid. Seguidament, s'alquila selectivament l'àtom d'oxigen de les benzilsulfanilpirimidinones (3) mitjançant la reacció de Mitsunobu, o bé utilitzant diferents halurs d'alquil en presència d'una base. Amb les 4-alcoxipirimidines (4) es realitzen diverses transformacions químiques, per exemple, addicions de Grignard, reducció i posterior metilació del grup carbonil (quan R2 = CH2COPh), etc. Posteriorment, s'oxida el grup sulfanil a sulfona utilitzant m-CPBA. Finalment es desplaça la funció sulfona amb diversos nucleòfils. Gràcies a aquesta metodologia s'han preparat diferents 2-amino-4-alcoxipirimidines (7, Nu = RR'N) en dissolució i sobre suport sòlid. Mitjançant algunes variacions s'han pogut obtenir altres derivats pirimidínics: - 4(3H)-pirimidinones 2,6-disubstituïdes (8, Nu = RR'N, ArO, RR'R''C), preparades a partir de la hidròlisi del grup alcòxid (OR5) dels compostos (7) en medi àcid. - imidazo[1,2-a]pirimidinones (9 o 10, n = 1) i pirimido[1,2-a]pirimidinones (9 o 10, n = 2). Els compostos (9) s'han obtingut selectivament a través d'una ciclació intramolecular de les pirimidines (7, Nu = aminoalcohols) utilitzant àcid sulfúric. Quan s'han ciclat els compostos (8, Nu = aminoalcohols) mitjançant una reacció de Mitsunobu intramolecular, s'han obtingut els regioisòmers (9) i (10) en diferents proporcions en funció dels grups presents en l'anell. - pirimidines funcionalitzades amb restes d'-arilglina (11). La funció arilglicina s'ha preparat mitjançant la condensació d'amines (4, R2 = CH2CHR3NHR4) amb àcid glioxàlic i àcids arilborònics (reacció de Petasis). L'oxidació del grup sulfanil dels compostos (11) a sulfona utilitzant m-CPBA ha provocat també l'oxidació de l'àtom de nitrogen de l'arilglicina. Alguns d'aquests derivats pirimidínics han mostrat ser inhibidors del Mycobacterium tuberculosis.

Enantioselektive Organokatalyse in Epoxidierungen und Cyanhydrinbildungen

In der vorliegenden Arbeit mit dem Titel „Enantioselektive Organokatalyse in Epoxidierungen und Cyanhydrinbildungen“ wurde die Synthese zweier Cyclophan-carbaldimine durchgeführt. Beide Verbindungen bestehen aus einem Glykosyl-Baustein und einem Paracyclophan-Baustein, die über eine Imin-Bindung verbrückt sind. Die Cyclophan-carbaldimine wurden dann als Katalysatoren in einer Reihe von enantioselektiven Reaktionen verwendet. Enantioselektive Reaktionen bilden von zwei spiegelbildlichen Produkten stets eines im Überschuss. Zu diesen Reaktionen zählen die in dieser Arbeit durchgeführten enantioselektiven Epoxidierungen und enantioselektiven Cyanhydrinsynthesen. Die enantioselektiven Epoxidierungen waren dabei als Teil der Totalsynthesen der Naturstoffe Dasyscyphin D und Caripyrin geplant. Diese beiden Naturstoffe zeigten in biologischen Tests am Institut für Biotechnologie und Wirkstoffforschung (IBWF) in Kaiserslautern Aktivität gegen den Reisbrand-Pilz Magnaporthe grisea, der für Ernteverluste in beträchtlichem Ausmaß verantwortlich ist. Das Caripyrin selbst beinhaltet eine Epoxidstruktur. Mittels der oben angeführten Katalysatoren wurde versucht, diese Epoxidstruktur selektiv einzuführen. Dies gelang nicht, aber der Naturstoff konnte mittels Epoxidierung durch m-Chlorperbenzoesäure erstmals dargestellt werden. In mehreren biologischen Vergleichstests am IBWF Kaiserslautern zeigte auch das synthetische Caripyrin mit dem natürlichen Caripyrin vergleichbare biologische Aktivität.rnDas Dasyscyphin D an sich trägt keine Epoxidfunktion. Dennoch spielt sie auch hier eine wichtige Rolle. Innerhalb der geplanten Totalsynthese von Dasyscyphin D sollte die Farnesylseitenkette eines aromatischen Ringes selektiv epoxidiert werden. Durch einen elektrophilen Angriff an dieses Epoxid sollte im Anschluss eine Cyclisierung zum Dasyscyphin-Grundgerüst eingeleitet werden, aus dem dann Dasyscyphin D dargestellt werden sollte. Im Gegensatz zur Caripyrin-Synthese, bei der die selektive Epoxidierung nicht gelang, scheint sie in der Synthese von Dasyscyphin D sattgefunden zu haben, allerdings ist eine Isolierung des Reaktionsproduktes noch nicht gelungen. Folglich konnte das Dasyscyphin D noch nicht erfolgreich synthetisiert werden.rnDie Versuche zur enantioselektiven Cyanhydrin-Synthese waren nicht Bestandteil einer Totalsynthese. Die Cyanhydrine wurden zuerst als Racemate synthetisiert und gaschromatographisch vermessen, um auf diese Weise die exakten Retentionszeiten der einzelnen Enantiomere zu ermitteln. Anschließend wurden die Cyanhydrine dann enantioselektiv dargestellt und ebenfalls gaschromatographisch vermessen. Durch den Vergleich mit den racemischen Cyanhydrinen konnte dabei direkt aus der Reaktionslösung gemessen werden, was erforderlich war, da eine Isolierung der Cyanhydrine unter den gewählten Reaktionsbedingen nicht gelang. Aus den gaschromatographischen Messungen konnten Enantiomerenüberschüsse von bis zu 95 % ermittelt werden. Weiterhin ergaben die Messungen, dass der Arabinosyl-Katalysator im Vergleich mit dem Galactosyl-Katalysator eine geringere Enantioselektivität induziert, was vermutlich auf leichte räumliche Differenzen der beiden Katalysatoren zurückzuführen ist. Ein weiteres wichtiges Ergebnis war, dass beide Katalysatoren, wie geplant, unterschiedliche Enantiomere im Überschuss bilden. Die Glykosyl- und Paracyclophan-Bausteine der beiden Katalysatoren waren so gewählt worden, dass beide Katalysatoren pseudo-Enantiomere bilden. Auf diese Weise sollte eine Einflussnahme auf das gebildete Enantiomer durch die Wahl des entsprechenden Cyclophan-carbaldimin-Katalysators möglich gemacht werden, was, wie bereits erwähnt, gelang.rn

Covalent attachment of chiral manganese(III) salen complexes onto functionalised hexagonal mesoporous silica and application to the asymmetric epoxidation of alkenes

Two modified Jacobsen-type catalysts were anchored onto an amine functionalised hexagonal mesoporous silica (HMS) using two distinct anchoring procedures: (i) one was anchored directly through the carboxylic acid functionalised diimine bridge fragment of the complex (CAT1) and (ii) the other through the hydroxyl group on the aldehyde fragment of the complex (CAT2), mediated by cyanuric chloride. The new heterogeneous catalyst, as well as the precedent materials, were characterised by elemental analyses, DRIFT, UV-vis, porosimetry and XPS which showed that the complexes were successfully anchored onto the hexagonal mesoporous silica. These materials acted as active heterogeneous catalysts in the epoxidation of styrene, using m-CPBA as oxidant, and α-methylstyrene, using NaOCl as oxidant. Under the latter conditions they acted also as enantioselective heterogeneous catalysts. Furthermore, when compared to the reaction run in homogeneous phase under similar experimental conditions, an increase in asymmetric induction was observed for the heterogenised CAT1, while the opposite effect was observed for the heterogenised CAT2, despite of CAT2 being more enantioselective than CAT1 in homogeneous phase. These results indicate that the covalent attachment of the Jacobsen catalyst through the diimine bridge leads to improved enantiomeric excess (%ee), whereas covalent attachment through one of the aldehyde fragments results in a negative effect in the %ee. Using α-methylstyrene and NaOCl as oxidant, heterogeneous catalyst reuse led to no significant loss of catalytic activity and enantioselectivity. © 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Asymmetric epoxidation of alkenes by a chiral manganese(III) salen complex anchored onto a functionalised hexagonal mesoporous silica

A Jacobsen-type catalyst was anchored onto an amine functionalised hexagonal mesoporous silica (HMS) through the diimine bridge fragment of the complex. The new heterogeneous catalyst, as well as the precedent materials, were characterised by elemental analyses, FTIR-DRIFT, UV-vis, porosimetry and XPS which showed that the complex was successfully anchored. This material was active in the epoxidation of styrene and α-methylstyrene in dichloromethane at 0°C using, respectively, m-CPBA/NMO and NaOCl. With the former substrate no asymmetric induction was found in the epoxide, whereas with the latter substrate higher %ee was found than in homogeneous phase. Using the latter experimental conditions, catalyst reuse led to no significant loss of catalytic activity and enantioselectivity. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hydroxyamidinates et polymères de coordination : suspicions et valences mixtes

Dans un contexte où l’énergie représente un enjeu majeur pour les pays et organisations à économies émergentes et développées, la recherche de nouvelles sources renouvelables et la démocratisation des vecteurs énergétiques permettant l’approvisionnement mondial de façon durable constitue un devoir pour la communauté scientifique internationale. D’ailleurs, il serait essentiel que les nombreuses disciplines de la chimie concertent leurs efforts. Plus particulièrement, la croissance de la recherche en chimie de coordination orientée vers la photosynthèse artificielle ainsi que le développement de matériaux fonctionnels démontre l’importance indéniable de ce champ de recherche. Ce travail présente dans un premier temps l’étude des différentes voies de synthèse d’hydroxyamidines, un ligand chélatant aux propriétés de coordination prometteuses ne recevant que très peu d’attention de la part de la communauté scientifique. Dans un deuxième temps, nous présenterons le développement d’une stratégie d’assemblage de leurs complexes supramoléculaires impliquant des métaux de transition abondants et peu dispendieux de la première rangée. Dans un troisième temps, il sera question de l’investigation de leurs propriétés photophysiques et électrochimiques à des fins d’applications au sein de matériaux fonctionnels. Pour ce faire, les différentes voies de synthèse des hydroxyamidines et de leurs amidines correspondantes qui ont précédemment été étudiées par les membres du groupe seront tout d’abord perfectionnées, puis investiguées afin de déterminer leur versatilité. Ensuite, les propriétés de complexation des amox résultantes comportant des motifs sélectionnés seront déterminées pour enfin étudier les propriétés photophysiques et électrochimiques d’une série de complexes de métaux de transition de la première rangée. En somme, plusieurs designs qu’offrent les amox et bis-amox sont étudiés et les propriétés des architectures résultantes de leur auto-assemblage sont déterminées.

Hydroxyamidinates et polymères de coordination : suspicions et valences mixtes

Dans un contexte où l’énergie représente un enjeu majeur pour les pays et organisations à économies émergentes et développées, la recherche de nouvelles sources renouvelables et la démocratisation des vecteurs énergétiques permettant l’approvisionnement mondial de façon durable constitue un devoir pour la communauté scientifique internationale. D’ailleurs, il serait essentiel que les nombreuses disciplines de la chimie concertent leurs efforts. Plus particulièrement, la croissance de la recherche en chimie de coordination orientée vers la photosynthèse artificielle ainsi que le développement de matériaux fonctionnels démontre l’importance indéniable de ce champ de recherche. Ce travail présente dans un premier temps l’étude des différentes voies de synthèse d’hydroxyamidines, un ligand chélatant aux propriétés de coordination prometteuses ne recevant que très peu d’attention de la part de la communauté scientifique. Dans un deuxième temps, nous présenterons le développement d’une stratégie d’assemblage de leurs complexes supramoléculaires impliquant des métaux de transition abondants et peu dispendieux de la première rangée. Dans un troisième temps, il sera question de l’investigation de leurs propriétés photophysiques et électrochimiques à des fins d’applications au sein de matériaux fonctionnels. Pour ce faire, les différentes voies de synthèse des hydroxyamidines et de leurs amidines correspondantes qui ont précédemment été étudiées par les membres du groupe seront tout d’abord perfectionnées, puis investiguées afin de déterminer leur versatilité. Ensuite, les propriétés de complexation des amox résultantes comportant des motifs sélectionnés seront déterminées pour enfin étudier les propriétés photophysiques et électrochimiques d’une série de complexes de métaux de transition de la première rangée. En somme, plusieurs designs qu’offrent les amox et bis-amox sont étudiés et les propriétés des architectures résultantes de leur auto-assemblage sont déterminées.