Synthèse stéréosélective de dérivés cyclopropaniques di-accepteurs par catalyse avec des complexes de rhodium(II)

Les dérivés cyclopropaniques di-accepteurs représentent des intermédiaires synthétiques précieux dans l’élaboration de structures moléculaires complexes, ayant des applications dans plusieurs domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse de ces unités sous forme énantioenrichie en utilisant la cyclopropanation d’alcènes par catalyse avec des complexes de Rh(II) utilisant des composés diazoïques di-accepteurs comme substrats. Suite au développement initial d’une méthode de cyclopropanation d’alcènes catalytique asymétrique utilisant des nitro diazocétones, de multiples études expérimentales quant au mécanisme de stéréoinduction dans ce type de réaction ont été effectuées. Nous avons alors pu identifier le groupement p-méthoxyphénylcétone du substrat et le catalyseur Rh2(S-TCPTTL)4 comme étant une combinaison clé pour l’atteinte de diastéréosélectivités et d’excès énantiomères élevés. Ceci a mené au développement de deux autres méthodes de cyclopropanation stéréosélectives distinctes, utilisant soit une cyano diazocétone ou un céto diazoester. Nous avons démontré l’utilité des dérivés cyclopropaniques énantioenrichis obtenus par ces trois méthodes dans une panoplie de manipulations synthétiques, dont l’addition nucléophile d’amines et de cuprates, la cycloaddition formelle avec un aldéhyde, et la synthèse de dérivés cyclopropaniques importants en chimie médicinale. Une étude structurelle approfondie des complexes de Rh(II) chiraux nous a permis de déterminer les facteurs responsables de leur pouvoir d’énantioinduction dans notre système réactionnel, ce qui a d’énormes implications dans d’autres méthodologies utilisant ces mêmes catalyseurs. Le dévoilement d’une conformation inattendue dite ‘All-up’, ainsi que de la présence d’interactions stabilisantes régissant la rigidité de cet arrangement se sont avérés cruciaux dans notre compréhension du mécanisme. Dans le cadre de cette investigation, nous avons développé une méthode générale pour la synthèse de complexes de Rh(II) hétéroleptiques, multipliant ainsi le nombre de catalyseurs accessibles dans l’élaboration éventuelle de nouvelles réactions stéréosélectives, et nous permettant d’effectuer une étude structurelle plus détaillée. De plus, nous avons développé une méthode particulièrement efficace pour la synthèse d’un autre type de dérivé cyclopropanique di-accepteur par catalyse avec des complexes de Rh(II), les cyano-cyclopropylphosphonates. Les produits de cette transformation sont obtenus avec des énantiosélectivités élevées, et sont des substrats intéressants pour des réactions tandem d’ouverture de cycle par addition nucléophile / oléfination de composés carbonylés. De plus, ces composés sont des précurseurs de molécules utiles en chimie médicinale tels que les acides aminocyclopropylphosphoniques.

Réaction d’amination intramoléculaire de liens C-H à partir de N-mésyloxycarbamates catalysée par des complexes de rhodium et d’autres métaux de transition : s ynthèse verte d’oxazolidinones

La réaction d’amination de liens C-H, impliquant la transformation directe d’un lien C-H en lien C-N constitue une approche synthétique d’avenir pour la préparation de composés azotés. L’application de cette stratégie de manière intramoléculaire apparaît comme une approche puissante pour la synthèse de composés hétérocycliques. En particulier, les oxazolidinones, carbamates cycliques à cinq chaînons, constituant une nouvelle classe d’antibiotiques très prometteuse, pourraient être synthétisées par cette méthode. Il y a moins d’une dizaine d’années, notre groupe de recherche a travaillé sur le développement de méthodologies utilisant des espèces nitrènes métalliques pour l’amination intra et intermoléculaire. Les N-tosyloxycarbamates, en présence d’une base et d’un catalyseur dimère de rhodium (II) tétracarboxylate sont les précurseurs de ces espèces nitrènes métalliques, capables de faire l’insertion de liens C(sp3)-H. Dans ces travaux de thèse, nous avons travaillé sur le développement d’une méthode plus « verte » d’amination intramoléculaire. Les N-mésyloxycarbamates, plus légers que leurs homologues N-tosyloxycarbamates, ont été identifiés comme d’excellents précurseurs de nitrènes. La méthodologie développée ne nécessite que 3 mol % de dimère de rhodium Rh2(tpa)4 et de 1,5 équivalents de solution aqueuse saturée de K2CO3, le tout dans l’acétate d’éthyle et donne de bons rendements de cyclisation. Une étude de l’étendue réactionnelle a été effectuée, montrant la tolérance et les limitations de notre système catalytique : les hétéroatomes ne posent pas de problèmes hormis l’atome d’azote, qui doit être protégé afin de garantir la transformation. En outre, nous avons constaté que les liens C-H aliphatiques secondaires sont moins réactifs que les liens tertiaires. Après avoir tenté de développer des conditions réactionnelles spécifiques aux liens C-H non activés, nous avons montré la possibilité d’aminer des liens C-H propargyliques de manière chimiosélective ; la triple liaison C-C peut ensuite être dérivatisée efficacement, donnant accès à la formule saturée correspondante ainsi qu’à d’autres motifs. Dans un désir de substituer les complexes de rhodium par d’autres complexes de métaux plus abondants et moins dispendieux, nous nous sommes tournés, dans un premier temps, vers les complexes de fer et par la suite, vers les pinceurs de nickel. Les phtalocyanines de fer ont été identifiées comme étant de bons catalyseurs de l’amination intramoléculaire de N-mésyloxycarbamates. Le chlorure de phtalocyanine de fer (III), en présence d’un sel de AgBF4 et de K2CO3, dans le 1,1,2,2-tétrachloroéthane anhydre, permet l’obtention de la 4-phenyloxazolidin-2-one avec 63% de rendement. En outre, il est possible d’atteindre un rendement de 49% à partir du même substrat N-mésyloxycarbamate, par catalyse avec un pinceur de nickel de type POCN, en présence d’un sel de mésylate. Des indices sur le mécanisme des ces deux transformations ont pu être recueillis lors de la courte étude de ces systèmes.

Réaction d’amination intramoléculaire de liens C-H à partir de N-mésyloxycarbamates catalysée par des complexes de rhodium et d’autres métaux de transition : s ynthèse verte d’oxazolidinones

La réaction d’amination de liens C-H, impliquant la transformation directe d’un lien C-H en lien C-N constitue une approche synthétique d’avenir pour la préparation de composés azotés. L’application de cette stratégie de manière intramoléculaire apparaît comme une approche puissante pour la synthèse de composés hétérocycliques. En particulier, les oxazolidinones, carbamates cycliques à cinq chaînons, constituant une nouvelle classe d’antibiotiques très prometteuse, pourraient être synthétisées par cette méthode. Il y a moins d’une dizaine d’années, notre groupe de recherche a travaillé sur le développement de méthodologies utilisant des espèces nitrènes métalliques pour l’amination intra et intermoléculaire. Les N-tosyloxycarbamates, en présence d’une base et d’un catalyseur dimère de rhodium (II) tétracarboxylate sont les précurseurs de ces espèces nitrènes métalliques, capables de faire l’insertion de liens C(sp3)-H. Dans ces travaux de thèse, nous avons travaillé sur le développement d’une méthode plus « verte » d’amination intramoléculaire. Les N-mésyloxycarbamates, plus légers que leurs homologues N-tosyloxycarbamates, ont été identifiés comme d’excellents précurseurs de nitrènes. La méthodologie développée ne nécessite que 3 mol % de dimère de rhodium Rh2(tpa)4 et de 1,5 équivalents de solution aqueuse saturée de K2CO3, le tout dans l’acétate d’éthyle et donne de bons rendements de cyclisation. Une étude de l’étendue réactionnelle a été effectuée, montrant la tolérance et les limitations de notre système catalytique : les hétéroatomes ne posent pas de problèmes hormis l’atome d’azote, qui doit être protégé afin de garantir la transformation. En outre, nous avons constaté que les liens C-H aliphatiques secondaires sont moins réactifs que les liens tertiaires. Après avoir tenté de développer des conditions réactionnelles spécifiques aux liens C-H non activés, nous avons montré la possibilité d’aminer des liens C-H propargyliques de manière chimiosélective ; la triple liaison C-C peut ensuite être dérivatisée efficacement, donnant accès à la formule saturée correspondante ainsi qu’à d’autres motifs. Dans un désir de substituer les complexes de rhodium par d’autres complexes de métaux plus abondants et moins dispendieux, nous nous sommes tournés, dans un premier temps, vers les complexes de fer et par la suite, vers les pinceurs de nickel. Les phtalocyanines de fer ont été identifiées comme étant de bons catalyseurs de l’amination intramoléculaire de N-mésyloxycarbamates. Le chlorure de phtalocyanine de fer (III), en présence d’un sel de AgBF4 et de K2CO3, dans le 1,1,2,2-tétrachloroéthane anhydre, permet l’obtention de la 4-phenyloxazolidin-2-one avec 63% de rendement. En outre, il est possible d’atteindre un rendement de 49% à partir du même substrat N-mésyloxycarbamate, par catalyse avec un pinceur de nickel de type POCN, en présence d’un sel de mésylate. Des indices sur le mécanisme des ces deux transformations ont pu être recueillis lors de la courte étude de ces systèmes.

Les esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques et les dérivés cyclopropaniques 1,2,3-substitués : synthèses et applications

Les cyclopropanes sont des motifs d’une grande importance puisqu’ils sont présents dans plusieurs molécules biologiquement actives en plus d’être de puissants intermédiaires dans la synthèse de molécules complexes. Au cours de cet ouvrage, nous avons développé une nouvelle méthode générale pour la synthèse d’ylures d’iodonium de malonates, soit d’importants précurseurs d’esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques. Ainsi, à l’aide de ces ylures, une méthode très efficace pour la synthèse d’esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques racémiques a été développée. Des travaux ont aussi été entrepris pour la synthèse énantiosélective de ces composés. Par ailleurs, les esters cyclopropane-1,1-dicarboxyliques ont été utilisés dans le développement de deux nouvelles méthodologies, soit dans une réaction de cycloaddition (3+3) avec des imines d’azométhines et dans la formation d’allènes par l’addition-1,7 de cuprates. Nous avons aussi poursuivi l’étude synthétique du cylindrocyclophane F impliquant l’utilisation de cyclopropanes pour le contrôle des centres chiraux. Ainsi l’addition-1,5 d’un cuprate sur un ester cyclopropane-1,1-dicarboxylique a été utilisée comme l’une des étapes clés de notre synthèse. L’autre centre chiral a pu être contrôlé par l’hydrogénolyse sélective d’un cyclopropylméthanol. Ces études ont, par ailleurs, mené au développement d’une nouvelle réaction d’arylcyclopropanation énantiosélective utilisant des carbénoïdes de zinc générés in situ à partir de réactifs diazoïques. Cette méthode permet d’accéder très efficacement aux cyclopropanes 1,2,3-substitués. De plus, nous avons développé la première réaction de Simmons-Smith catalytique en zinc menant à un produit énantioenrichi.

Vers des assemblages de complexes métalliques oligonucléaires, servant d’antenne solaire au niveau moléculaire

Les fichiers additionnels sont les données cristallographiques en format CIF. Voir le site de la Cambridge Crystallographic Data Centre pour un visualiseur: http://www.ccdc.cam.ac.uk

Intramolecular carbenoid insertions : the reactions of [alpha]-diazoketones derived from furanyl, thienyl, benzofuranyl and benzothienyl acetic acids with rhodium (II) acetate /

A number of synthetically useful ring systems can be prepared via the intramolecular insertion of a metal-stabilized carbenoid into a heteroaromatic systems. The chemical outcome of these reactions are dependent not only on the nature of the heteroatom but also on the length of the aliphatic tether linking the carbenoid moiety with the aromatic fragment. Our work with furanyl and thienyl systems containing a single methylene tether have allowed for some rather atypical chemistry. For example, treatment of l-diazo-3-(2-thienyl)-2-propanone (6) with catalytic rhodium (II) acetate yields 5,6- dihydro-4^-cyclopenta[Z>]thiophen-5-one (3) while, the isomeric l-diazo-3-(3-thienyl)-2- propanone(15) gives a spiro-disulphide (20). Novel chemistry was also exhibited in the analogous furanyl systems. While treatment of l-diazo-3-(3-furanyl)-2-propanone (52) with Rh2(OAc)4 resulted in the expected 2-(4-Oxo-2-cyclopentenyliden)acetaldehyde (54), isomeric l-diazo-3-(2- furanyl)-2-propanone (8) undergoes vinylogous Wolff rearrangement to give a mixture of 6a-methyl-2,3,3a,6a-tetrahydrofuro[2,i-^>]furan-2-one (44) and 2-(2-methyl-3-furyl)acetic acid (43). Rhodium acetate catalyzed decomposition of l-diazo-3-(3-benzofuranyl)-2- propanone (84) and l-diazo-3-(2-benzofuranyl)-2-propanone (69)also allows for vinylogous Wolff rearrangement, a chemistry unseen in benzofuranyl systems with longer tethers. A number of interesting products were isolated from the trapping of intermediate ketenes. Decomposition of l-diazo-3-(3-benzothienyl)-2-propanone (100) resulted in the formation of 2,3-dihydro-l//-benzo[^]cyclopenta[^thiophen-2-one (102). However, in addition to (102), a dimer was also generated from the decomposition of l-diazo-3-(2- benzothienyl)-2-propanone (109). The insight into the mechanistic underpinnings of the above reactions are provided by molecular modeling at a PM3 level.

Synthesis, spectroscopy and spectroelectrochemistry of chlorocarbonyl {1,2-bis[(2,6-diisopropylphenyl)imino]-acenaphthene-kappa(2)-N,N '}rhodium (I)

Reaction of the dinuclear complex [{Rh(CO)(2)}(2) (mu-Cl)(2)]with an alpha-diimine ligand, 1,2- bis[(2,6-diisopropylphenyl) imino] acenaphthene (iPr(2)Ph-bian), produces square-planar [RhCl(CO)(iPr(2)Ph-bian)]. For the first time, 2: 1 and 1: 1 alpha-diimine/dimer reactions yielded the same product. The rigidity of iPr(2)Ph-bian together with its flexible electronic properties and steric requirements of the 2,6-diisopropyl substituents on the benzene rings allow rapid closure of a chelate bond and replacement of a CO ligand instead of chloride. A resonance Raman study of [RhCl(CO)(iPr(2)Ph-bian)] has revealed a predominant Rh-to-bian charge transfer (MLCT) character of electronic transitions in the visible spectral region. The stabilisation of [RhCl(CO)(iPr(2)Ph-bian)] in lower oxidation states by the pi-acceptor iPr(2)Ph-bian ligand was investigated in situ by UV-VIS, IR and EPR spectroelectrochemistry at variable temperatures. The construction of the novel UV-VIS-NIR-IR low-temperature OTTLE cell used in these studies is described in the last part of the paper.

Synthesis and characterization of the [Ru(3)O(CH(3)COO)(6)(py)(2)(BPE)Ru(bpy)(2)Cl](PF(6))(2) dimer

The polymetallic [Ru(3)O(CH(3)COO)(6)(py)(2)(BPE)Ru( bpy)(2)Cl](PF(6))(2) complex (bpy = 2,2`-bipyridine, BPE = trans- 1,2-bis(4-pyridil) ethylene and py = pyridine) was assembled by the combination of an electroactive [Ru(3)O] moiety with a [ Ru( bpy) 2( BPE) Cl] photoactive centre, and its structure was determined using positive ion electrospray (ESI-MS) and tandem mass (ESI-MS/MS) spectrometry. The [Ru(3)O(CH(3)COO)(6)(py)(2)(BPE)Ru(bpy)(2)Cl] (2+) doubly charged ion of m/z 732 was mass-selected and subject to 15 eV collision-induced dissociation, leading to a specific dissociation pattern, diagnostic of the complex structure. The electronic spectra display broad bands at 409, 491 and 692 nm ascribed to the [Ru(bpy)(2)(BPE)] charge-transfer bands and to the [Ru(3)O] internal cluster transitions. The cyclic voltammetry shows five reversible waves at - 1.07 V, 0.13 V, 1.17 V, 2.91 V and - 1.29 V (vs SHE) assigned to the [Ru(3)O](-1/0/+ 1/+ 2/+3) and to the bpy (0/-1) redox processes; also a wave is observed at 0.96 V, assigned to the Ru (+2/+ 3) pair. Despite the conjugated BPE bridge, the electrochemical and spectroelectrochemical results indicate only a weak coupling through the pi-system, and preliminary photophysical essays showed the compound decomposes under visible light irradiation.

Ligand Reduces Galectin-1 Sensitivity to Oxidative Inactivation by Enhancing Dimer Formation

Galectin-1 (Gal-1) regulates leukocyte turnover by inducing the cell surface exposure of phosphatidylserine (PS), a ligand that targets cells for phagocytic removal, in the absence of apoptosis. Gal-1 monomer- dimer equilibrium appears to modulate Gal-1-induced PS exposure, although the mechanism underlying this regulation remains unclear. Here we show that monomer- dimer equilibrium regulates Gal-1 sensitivity to oxidation. A mutant form of Gal-1, containing C2S and V5D mutations (mGal-1), exhibits impaired dimerization and fails to induce cell surface PS exposure while retaining the ability to recognize carbohydrates and signal Ca(2+) flux in leukocytes. mGal-1 also displayed enhanced sensitivity to oxidation, whereas ligand, which partially protected Gal-1 from oxidation, enhanced Gal-1 dimerization. Continual incubation of leukocytes with Gal-1 resulted in gradual oxidative inactivation with concomitant loss of cell surface PS, whereas rapid oxidation prevented mGal-1 from inducing PS exposure. Stabilization of Gal-1 or mGal-1 with iodoacetamide fully protected Gal-1 and mGal-1 from oxidation. Alkylation-induced stabilization allowed Gal-1 to signal sustained PS exposure in leukocytes and mGal-1 to signal both Ca(2+) flux and PS exposure. Taken together, these results demonstrate that monomer-dimer equilibrium regulates Gal-1 sensitivity to oxidative inactivation and provides a mechanism whereby ligand partially protects Gal-1 from oxidation.

Ictal technetium-99 m ethyl cysteinate dimer single-photon emission tomographic findings in epileptic patients with polymicrogyria syndromes: A Subtraction of ictal-interictal SPECT coregistered to MRI study

Purpose To describe the ictal technetium-99 m-ECD SPECT findings in polymicrogyria syndromes (PMG) during epileptic seizures. Methods We investigated 17 patients with PMG syndromes during presurgical workup, which included long-term video-electroencephalographic (EEG) monitoring, neurological and psychiatry assessments, invasive EEG, and the subtraction of ictal-interictal SPECT coregistered to magnetic resonance imaging (MRI) (SISCOM). Results The analysis of the PMG cortex, using SISCOM, revealed intense hyperperfusion in the polymicrogyric lesion during epileptic seizures in all patients. Interestingly, other localizing investigations showed heterogeneous findings. Twelve patients underwent epilepsy surgery, three achieved seizure-freedom, five have worthwhile improvement, and four patients remained unchanged. Conclusions Our study strongly suggests the involvement of PMG in seizure generation or early propagation. Both conventional ictal single-photon emission computed tomography (SPECT) and SISCOM appeared as the single contributive exam to suggest the localization of the epileptogenic zone. Despite the limited number of resective epilepsy surgery in our study (n=9), we found a strong prognostic role of SISCOM in predicting surgical outcome. This result may be of great value on surgical decision-making of whether or not the whole or part of the PMG lesion should be surgically resected.

Electrochemical porperties of (H5-C5Me5)-rhodium and – iridium complexes Bis(pyrazolyl)alkane ligands

The electrochemical properties of rhodium(III) 1-3 and iridium(III) 4-6 complexes containing bis(pyrazolyl)alkane ligands [MCp*Cl(R2C(3,5-R'2pz)2)]X (M = Rh (1) or Ir (4), R = R' = H, X = Cl; M = Rh (2) or Ir (5), R=H,R'=Me,X=Cl;M=Rh(3) or Ir (6), R=Me,R'=H,X=OTf;pz=pyrazolyl;Cp*=η5-C5Me5) were investigated by cyclic voltammetry and controlled potential electrolysis. They exhibit two sequential irreversible reductions assigned to the MIII → MII and MII → MI reductions, which are dependent on the methylation of the bis(pyrazolyl)alkane ligands.

Sensitive label-free electron chemical capacitive transducer signal for D-dimer electroanalyses

Supplementary data associated with this article can be found, in the online version, at: http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2015.09.169.

Serum Potassium Levels Inversely Correlate with D-Dimer In Patients with Acute-Onset Atrial Fibrillation

Background: D-dimer values are frequently increased in patients with atrial fibrillation (AF) compared to subjects in sinus rhythm. Hypokalemia plays a role in several cardiovascular diseases, but little is known about the association with AF. Objective: D-dimer values are frequently increased in patients with atrial fibrillation (AF) compared with subjects in sinus rhythm. Hypokalemia plays a role in several cardiovascular diseases, but little is known about the association with AF. The aim of this study was to investigate correlations between D-dimer and serum potassium in acute-onset AF (AAF). Methods: To investigate the potential correlation between the values of serum potassium and D-dimer in patients with AAF, we retrospectively reviewed clinical and laboratory data of all emergency department visits for AAF in 2013. Results: Among 271 consecutive AAF patients with D-dimer assessments, those with hypokalemia (n = 98) had significantly higher D-dimer values than normokalemic patients (139 versus 114 ng/mL, p = 0.004). The rate of patients with D-dimer values exceeding the diagnostic cut-off was higher in the group of patients with hypokalemia than in those with normal serum potassium (26.5% versus 16.2%; p = 0.029). An inverse and highly significant correlation was found between serum potassium and D-dimer (r = −0.21; p < 0.001), even after adjustments for age and sex (beta coefficient −94.8; p = 0.001). The relative risk for a positive D-dimer value attributed to hypokalemia was 1.64 (95% CI, 1.02 to 2.63; p = 0.040). The correlation remained statistically significant in patients free from antihypertensive drugs (r = −0.25; p = 0.018), but not in those taking angiotensin-receptor blockers, angiotensin-converting enzyme inhibitors, or diuretics. Conclusions: The inverse correlation between values of potassium and D-dimer in patients with AAF provides important and complementary information about the thromboembolic risk of these patients.