No description available.

No description available.

Durante los últimos años, en nuestro grupo de investigación se han desarrollado reacciones de activación de alquinos catalizadas por metales de transición. Uno de los objetivos de esta tesis ha sido el desarrollo de nuevos catalizadores quirales para realizar una ciclación [4+2] intramolecular de aril eninos, obteniéndose un sistema catalítico de Au(I) capaz de formar el producto ciclado con un exceso enantiomerico del 88%. Los otros capítulos de este manuscrito tratan de la aplicación de reacciones catalizadas por Au(I) en la síntesis de productos naturales: las (-)-englerinas A y B, compuestos naturales que presentan una potente actividad biológica contra el cáncer de riñón y la schisanwilsonena A, un terpeno dotado de una actividad antiviral contra la hepatitis B. / Over the last years, our research group reported several methodologies dealing with the activation of alkynes using gold as a catalyst. One of the objectives of this Thesis was the development of a new catalytic system for the intramolecular [4+2] cycloaddition of aryl enynes. After screening of different ligands and several optimizations, up to 88% ee could be obtained by using a bulky chiral gold phosphite. The two other chapters of this Thesis are dealing with the synthesis of natural products involving a gold-catalyzed transformation as a key step in the synthesis. The total synthesis of (-)-englerins A and B is reported and a study towards the synthesis of Schisanwilsonene A is also described.

Tant els subproductes com els residus d'origen biològic de la indústria són susceptibles de ser aprofitats i, no obstant això, alguns són destruïts per falta d'usos viables i altres són emprats en la producció d'energia per incineració, producció de biogàs o transformació per alimentació animal entre altres. Poc a poc es van afegint noves idees per reciclar aquests residus i aprofitar-los més eficientment per tal d'obtenir productes d'alt valor afegit. Amb la finalitat d'augmentar la sostenibilitat i trobar noves aplicacions a subproductes com és el cas del glicerol provinent del biodièsel, en aquesta memòria, dividida en una introducció i tres capítols, es presenten diferents reaccions en les quals participa el glicerol com a reactiu amb l'objectiu d’obtenir compostos o precursors de substàncies d'alt valor afegit. En la introducció d'aquesta memòria es descriu breument l'inici de la química sostenible o química verda, així com els principis utilitzats com a marc de referència per assolir els seus objectius. Igualment s'exposa la relació existent entre química verda, biomassa i bio-refineria, i s'aborda d'aquesta manera l'aprofitament del glicerol com a matèria primera renovable procedent de la producció del biodièsel. En el capítol 1, es descriu la síntesi de diversos èsters de l’1,3-dicloropropil a partir del glicerol i diversos àcids carboxílics per observar la influència que els substituents poden tenir sobre la reacció. Addicionalment es descriu la síntesi de diazides emprant alguns dels èsters de l’1,3-dicloropropil obtinguts. En el capítol 2, es mostren els resultats obtinguts per a la síntesi de monoèsteres de l’3-cloro-2-hidroxi-1-propil mitjançant dues aproximacions metodològiques que comprenen I) la dessimetrització de l’èster de l’1,3-dicloropropil i II) la síntesi a partir del glicerol, àcid carboxílic i una font de clorurs en medi àcid. Finalment en el capítol 3, es mostra una primera aproximació a la síntesi assimètrica d'èsters de l’3-cloro-1,2-propanodiol derivats del glicerol emprant resolució cinètica i resolució cinètica dinàmica. / Tanto subproductos como residuos de origen biológico de la industria son susceptibles a ser aprovechados y, sin embargo, algunos son destruidos por falta de usos viables y otros son empleados en la producción de energía por incineración, producción de biogás o transformación para alimentación animal entre otros. Poco a poco se van sumando nuevas ideas para reciclar estos residuos y aprovecharlos más eficientemente con el fin de obtener productos de alto valor añadido. Con la finalidad de aumentar la sostenibilidad y en busca de nuevas aplicaciones para subproductos como es el caso del glicerol proveniente biodiesel, en esta memoria, dividida en una introducción y tres capítulos, se presentan diferentes reacciones en las cuales participa el glicerol como reactivo con el objetivo de obtener compuestos o precursores de sustancias de alto valor añadido. En la introducción de esta memoria se describe brevemente el inicio de la química sostenible o química verde, así como los principios usados como marco de referencia para alcanzar sus objetivos. Igualmente se advierte la relación existente entre química verde, biomasa y bio-refinería, y se aborda de esta forma el aprovechamiento del glicerol como materia prima renovable procedente de la producción del biodiésel. En el capítulo 1, se describe la síntesis de varios ésteres de 1,3-dicloropropilo a partir de glicerol y diversos ácidos carboxílicos para observar la influencia que los sustituyentes pueden tener sobre la reacción. Adicionalmente se describe la síntesis de diazidas empleando algunos de los ésteres de 1,3-dicloropropilo obtenidos. En el capítulo 2, se muestran los resultados obtenidos para la síntesis de monoésteres de 3-cloro-2-hidroxi-1-propilo mediante dos aproximaciones metodológicas que comprenden I) la desimetrización de éster de 1,3-dicloropropilo y II) la síntesis a partir de glicerol, ácido carboxílico y una fuente de cloruros en medio ácido. Finalmente en el capítulo 3, se muestra una primera aproximación a la síntesis asimétrica de ésteres de 3-cloro-1,2-propanodiol derivados de glicerol empleando resolución cinética y resolución cinética dinámica. / Both industrial by-products and agrochemical wastes might be an advantageous source of compounds and materials. However, some of them are destroyed for lack of viable uses while others are used in energy production by incineration, biogas production or processing animal feed, etc. New ideas to most efficiently recycle and use this waste are emerging leading to value-added products. In order to increase sustainability and looking for new applications for by-products from biodiesel production such as glycerol, in this doctoral dissertation, organized in an introduction and three chapters, different synthetic reactions are shown using glycerol as starting material with the aim to obtain value-added building blocks. In the introduction of this memory a brief description is presented related to the state of the art of green chemistry. Also, the green chemistry principles, used as reference to achieve the goals of the project, have been described. Further, the relationship between green chemistry, biomass and bio-refinery and the use of glycerol as a renewable raw material from biodiesel production have been shown. In the first chapter, the synthesis of several 1,3-dichloropropyl esters from glycerol and various carboxylic acids has been described studying the influence of the substituents on the reaction. This chapter

La utilización de aldolasas como biocatalizadores para la formación de enlaces C-C con estereoquímica definida depende esencialmente del descubrimiento de nuevas aldolasas y de la capacidad de disponerlas en el mercado para demostrar su poder en la síntesis de sintones quirales. El presente trabajo de tesis doctoral es una aportación al campo de las síntesis asimétricas basadas en el uso de enzimas a través de la clonación de nuevas aldolasas naturales, así como del desarrollo de procesos de obtención de aldolasas recombinantes dependientes de DHAP, de glicina y de acetaldehído para su utilización en la síntesis de compuestos complejos con dos nuevos centros quirales de estereoquímica definida y complementaria. La enzimas objetivo de este trabajo son las cuatro adolasas dependientes de DHAP (ramnulosa 1-fosfato aldolasa, fuculosa 1-fosfato aldolasa, fructosa 1,6 bifosfato aldolasa, tagatosa 1,6 bifosfato aldolasa), dos aldolasas dependientes de glicina (treonina aldolasas) y aldolasas dependientes de acetaldehído (desoxiribosa 1- fosfato aldolasa). En concreto, este trabajo se resume en cinco puntos básicos:Primero, se han clonado siete aldolasas procariotas de diversas fuentes microbianas, aunque principalmente de E. coli, en una plataforma homogénea, sencilla y versátil que permite la sobreexpresión soluble intracelular de estas enzimas como proteínas de fusión a una cola de hexahistidinas.Segundo, se ha desarrollado una estrategia general de purificación que permite obtener el producto funcional en un mínimo número de etapas con un alto rendimiento y estabilidad. Tercero, se han puesto a punto las metodologías necesarias para la determinación de las actividades aldolásicas específicas en base a ensayos enzimáticos espectrofotométricos fundamentados en la reacción con el sustrato natural de cada una. Cuarto, se ha seleccionado el sistema de producción de ramnulosa 1-fosfato aldolasa (RhuA) como modelo para definir un proceso reproducible a escala productiva, optimizando los aspectos básicos que condicionan la sobreexpresión de proteínas recombinantes en E. coli.Quinto, se ha trabajado en el desarrollo de una estrategia de cultivo semicontinuo adecuado para la obtención de cultivos de alta densidad celular, optimizando los criterios de inducción de la expresión de la proteína recombinante para maximizar la producción y productividad de RhuA.Finalmente, utilizando técnicas de biología molecular, se ha trabajado en la mejora de la plataforma de expresión para prescindir del uso de antibióticos como marcadores de selección, siempre pensando en su aplicación a escala industrial. En concreto, se ha desarrollado un plásmido de complementación de una auxotrofía para glicina que permite el crecimiento de E. coli en medios definidos sin necesidad del uso de antibióticos. Este nuevo sistema permitirá diseñar futuras estrategias de cultivo más económicas para la producción de proteínas recombinantes con un menor impacto ambiental. / Enzymes are increasingly recognized as valuable tools for organic synthesis. One of the main assets of enzymes is their ability to perform reactions in a stereoselective way, which is difficult to achieve employing protective group chemistry methods. Their high regio and stereoselectivity and catalytic efficiency make enzymes especially useful for the synthesis of complex molecules like carbohydrates, which play an important role in metabolism, as well as in cellular recognition, adhesion, molecular signalling and other relevant biological functions. In this context, aldolases constitute one of the most interesting groups of enzymes employed in biocatalysis due to their ability to catalyze the formation of C-C bonds with a defined stereochemistry leading to enantiomerically pure products, even when the starting materials are non-chiral substrates.This work represents a contribution to the field of the asymmetric synthesis based on the uses of enzymes through the clonation of new aldolasas, as well as the development and optimization of upstream and downstream processes for obtaining recombinant aldolases for its uses in the synthesis of complex compounds. The target enzymes of this work are the four DHAP dependent adolasas (rhamnulose 1-phosphate aldolasa, fuculose 1-phosphate aldolasa, fructose 1,6 biphosphate aldolase, tagatose 1,6 biphosphate aldolase), two glycine dependent aldolases (threonine aldolases) and acetaldehyde dependent aldolasas (desoxyribose 1-phosphate aldolase or DERA), all from microbial sources.In concrete, this work is summarized in five basic points: First, seven aldolases form diverse microbial sources has been cloned, mainly from E. coli, in a homogeneous, simple and versatile platform that allows its intracellular overexpression as fusion proteins to a hexahistidine tag.Second, a general strategy of purification has been developed that allows obtaining the functional product in a short number of stages with a high recovery yield and stability. Third, the methodologies for the determination of specific enzyme activities has been established based on enzymatic spectrophotometrics assays with their own natural substrates.Fourth, the production system of rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) has been selected as a model to define a productive process, optimizing basic aspects that could condition recombinant protein expression in E. coli. Fifth, Fed-batch culture techniques were employed to grow E. coli at high cell densities for the intracellular production of recombinant rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) under the transcriptional control of the strong promoter T5. A predetermined exponential feeding strategy at constant specific growth rate was selected using a defined medium, optimizing the induction conditions in order to maximize the production and productivity of RhuA. Finally, using molecular biology techniques, an alternative approach to the use of antibiotic selection marker for preventing plasmid loss based on an aminoacid auxotrophy complementation has been developed, always thinking of their application to industrial scale. This new system will allow the design of future and more economic cultivation strategies for the production of recombinant proteins with a lower environmental impact.

vegeu pdf

No description available.

Els extractes d’abundants plantes de la família Stemonaceae han estat llargament utilitzades als països asiàtics davant diferents malalties i també per les seves propietats antiparasitàries. Els constituents més significatius d’aquests extractes són una sèrie de metabòlits secundaris relacionats estructuralment, anomenats alcaloides d’Stemona. Tots els alcaloides d’Stemona són policíclics i molts d’ells presenten un sistema central pirrolo[1,2-a]azepina com a característica estructural. La majoria també incorpora, com a mínim, una estructura d’α-metil-γ-butirolactona, que pot estar unida al nucli azabizíclic en forma espirànica, fusionada o be com a substituent. L’objectiu d’aquesta tesi era avançar en la seqüència cap a (-)-stenine i sessilifoliamides B i C, como a part d’un projecte que persegueix la síntesi d’alcaloides d’Stemona a través d’una aproximació estereoselectiva i flexible, on diversos alcaloides podrien sintetitzar-se a partir d’intermedis comuns. A la primera part de la tesi, el nucli típic de pirroloazepinona va ser sintetitzat a través d’una reacció de cicloaddició 1,3-dipolar entre una nitrona quiral i una olefina, seguit d’una reducció de l’enllaç N-O, i una posterior ciclació 7-exo-trig. Diferents transformacions sobre aquest intermedi bicíclic van conduir a un compost que mostrava l’esquelet complert de carbonis dels alcaloides objectiu, no obstant, la ciclació final per arribar a l’estructura tetracíclica no es va poder aconseguir. A la segona part, els intermedis clau van ser preparats a través d’una aproximació diferent, partint de succinimides i fent ús d’una reacció de metàtesis de tancament d’anell i d’una Morita-Baylis-Hillman com a transformacions clau per construir el nucli azabicíclic. Estudis preliminars duts a terme amb material de partida racèmic, va permetre l’obtenció d’un compost amb l’estructura de les sessilifoliamides B i C. / The extracts of several plants of the Stemonaceae family have long been used in Asian countries against different diseases and for their antiparasitic properties. Significant constituents of these extracts are a series of structurally related secondary metabolites named as Stemona alkaloids. All the Stemona alkaloids are polycyclic and most of them present a central pyrrolo[1,2-a]azepine system as a characteristic structural feature. The majority also incorporate at least one substructure of α-methyl-γ-butyrolactone, which can be linked to the azabicyclic core in a spiro or fused manner or as a substituent. The aim of this thesis was to advance in the sequence towards (-)-stenine and sessilifoliamides B and C, as part of a project that pursues the synthesis of Stemona alkaloids through a stereoselective and flexible approach, where several alkaloids could be synthesized from common intermediates. In the first part of the thesis, the typical pyrroloazepine core was synthesized through a 1,3-dipolar cycloaddition reaction between a chiral nitrone and an olefine, followed by reduction of the N-O bond, and subsequent 7-exo-trig cyclization. The bicyclic intermediate was elaborated to a compound displaying the complete carbon skeleton of the target alkaloids, but the final cyclization to the tetracyclic structure could not be accomplished. In the second part, the key intermediates were prepared though a different approach, starting from succinimides and making use of ring closing metathesis and Morita-Baylis-Hillman processes as the key transformations to construct the azabicyclic core. Preliminary studies performed with racemic starting material led to the preparation of a compound with the structure of sessilifoliamides B and C.

Vegeu gtvresum1de1.pdf

En la present tesi doctoral s'han estudiat reaccions d'addició de fosfinodiazoalcans i fosfinocarbens, amb l'objectiu general d'explorar la seva reactivitat enfront d'olefines i aldehids. La versió asimètrica també ha estat considerada, tant pel que fa a la utilització de substrats com de reactius quirals. Els resultats d'aquests estudis s'han utilitzat per posar a punt mètodes sintètics per preparar diferents tipus de productes. En la primera part s'ha portat a terme un estudi comparatiu de la reactivitat i la selectivitat, respecte diazometà, de les cicloaddicions 1,3-dipolars de fosfinodiazoalcans a olefines quirals electrodeficients. S'ha observat que el diazometà és sempre més reactiu que el fosfinodiazoalcà considerat, i s'ha racionalitzat l'origen de la diferent reactivitat i diastereoselectivitat -facial observada en cada cas mitjançant càlculs teòrics.En una segona etapa s'ha dedicat a l'estudi de l'addició de [bis(diisopropilamino)fosfino](trimetilsilil)carbè a carbonils d'aldehids aromàtics, heteroaromàtics i alifàtics. En el cas de la reacció amb aldehids aromàtics i heteroaromàtics s'ha posat a punt la síntesi d'epòxids altament substituïts, amb bons rendiments i manera totalment estereoselectiva. Quan s'han usat aldehids alifàtics s'ha observat l'aparició d'una reacció competitiva, una addició de tipus [2+2], que després de passar per un intermedi oxafosfetènic que no s'aïlla, condueix a la formació de vinilfosfonamides. També s'ha estudiat la versió asimètrica de la reacció, utilitzant-se aldehids alifàtics quirals. D'aquesta manera s'han sintetitzat epòxids i vinilfosfonamides òpticament purs i de manera totalment diastereoselectiva.En una tercera part s'ha realitzat un estudi i una racionalització mitjançant càlculs teòrics de la reactivitat del carbè estudiat anteriorment enfront de benzaldehid i acetaldehid. En el cas de l'acetaldehid s'ha pogut explicar el comportament observat experimentalment, tant pel que fa a les dues reaccions competitives com pel que fa a l'estereoselectivitat de la reacció.En la quarta etapa s'ha abordat la síntesi i l'estudi de la reactivitat de nous aminofosfino(silil)diazocompostos quirals i dels seus carbens corresponents. En algun dels casos s'ha pogut sintetitzar un ciclopropà òpticament actiu i de manera totalment diastereoselectiva. Finalment es discuteix la síntesi i la reactivitat de [bis(dimetilamino)fosfino](trimetilsilil)-diazometà. La reacció d'aquest diazocompost amb aldehids condueix a la síntesi de derivats acetilèncis i de -hidroxifosfondiamides mitjançant una reacció iniciada per un atac nucleòfil del fòsfor al carboni carbonílic de l'aldehid. S'ha estudiat el mecanisme de la reacció i s'han realitzat reaccions complementàries que mostren el comportament ambifílic del diazocompost de partida i la seva enorme aplicabilitat sintètica. / Addition reactions of phosphinodiazoalkanes and phosphinocarbenes to olefins and aldehydes have been studied in this doctoral thesis. The assymetric version of the reaction has also been considered, either by using chiral substrates or chiral reactants. The results of these studies have been used to set up new synthetic methods to prepare a variety of products.In the first chapter, a comparative study on the reactivity and selectivity of 1,3-dipolar cycloadditions of phosphinodiazoalkanes and diazomethane to chiral electron-deficient olefins has been carried out. Diazomethane has been shown to be more reactive than the considered phosphinodiazoalkanes. The origin of the different reactivity and of the -facial diastereoselectivity observed in all cases has been rationalized using theoretical calculations.The second chapter is devoted to the study of the addition of [bis(diisopropylamino)phosphino](trimethylsilyl)carbene to the carbonyl group of aromatic, heteroaromatic and aliphatic aldehydes. When aromatic and heteroaromatic aldehydes have been used, highly substituted epoxides have been synthesized with good yields and in a total stereoselective manner. When aliphatic aldehydes have been used, a competitive reaction has been observed. This competitive reaction is a [2+2]-like addition that, after rearrangement of a transient oxaphosphetene that cannot be isolated, leads to the formation of vinylphosphonamides. The assymetric version of the reaction has also been studied by using chiral aliphatic aldehydes. In such a way, optically pure epoxides and vinylphosphonamides have been synthesized.A study and a rationale of the reactions considered in the previous chapter has been done in the third chapter using theoretical calculations. Benzaldehyde and acetaldehyde have been used as models. The reactivity referring to the two competitive reactions and the stereoselectivity observed when using acetaldehyde has been fully explained.