Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present work reports the synthesis of homoallylic alcohols derived from trihaloacetyl/trifluormethyl substituted azoles employing a simple methodology, with excellent cost benefit and able to furnish the desired products with satisfactory yields. The synthetic approach involved the increase of the scope of a previous work of the research group NUQUIMHE, where three new pyrazoles containing a dimethyl acetal aldehyde function bonded to the carbon 3 of the heterocycle (5a-c) were synthetized from cyclocondensation reactions between methyl, phenyl and tert-butyl hydrazine and the 4,6,6-trimethoxy-1,1,1-trifluorohex-3-en-2-one (3f) in alcoholic medium. The compounds were obtained like oils, with yields in the range of 89 98 %. In a next step, was performed the deprotection of the acetal moiety of the pyrazoles (5a-c), in order to obtain the corresponding aldehydes (6a-c). To this, it was employed a solution of CHCl3 and aqueous trifluoroacetic acid under reflux for a reactional time of 4 hours. This methodology allowed isolating the desired products with yields in the range of 68 87 %. These compounds were employed to optimize the reactional conditions used in the synthesis of the homoallylic alcohols described in this dissertation. The allylation reaction of pyrazoles 6a-c was performed using allylaluminum reagents generated in situ from the catalytic insertion of aluminum to allyl bromides. The methodology was effective to synthetize the allylic alcohols 7a-c, which were obtained like oils, in the range of 84 90%. Of an analogue way, were realized the allylations of trihaloacetyl substituted 1,2,3-triazoles (4a-f). These precursors, obtained from 1,3 dipolar cycloadditions between the 2,6-difluorobenzyl azide (1) and trihalomethyl substituted enones (3a-f), were reacted with allylaluminum nucleophiles derived from allyl and crotyl bromides, furnishing the corresponding homoallylic alcohols with yields in the range of 85 94 %. In view of accessible price and exquisite chemical reactivity, the employed allylaluminum reagents proved to be an excellent choice for the allylations reactions of the azole 4 and 6, furnishing the desired products in good yield (85 94%). / O presente trabalho teve como objetivo a síntese de álcoois homoalílico derivados de azóis trialoacetil/trifluormetil substituídos empregando uma metodologia simples, com considerável custo benefício e capaz de fornecer rendimentos satisfatórios. A metodologia empregada envolveu a ampliação de um estudo prévio do grupo de pesquisa NUQUIMHE, onde três pirazóis inéditos contendo uma função acetal ligada ao carbono 3 do heterociclo (5a-c) foram sintetizados através de reações de ciclocondensação entre metil, fenil e tert-butil hidrazina e a 4,6,6-trimetoxi-1,1,1-trifluorhex-3-em-2-ona (3g) em meio alcoólico. Os compostos foram obtidos sob a forma de óleos, com rendimentos de 89 98 %. Em uma etapa posterior, foi realizado a desproteção da função acetal presente nos pirazóis (5a-c), visando à obtenção dos aldeídos correspondentes (6a-c). Para isto, empregou-se uma solução de CHCl3 e ácido trifluoroacético aquoso sob refluxo, por um tempo reacional de 4 horas, metodologia que possibilitou a obtenção dos produtos desejados com rendimentos na faixa de 68 87 %. Estes compostos foram empregados na otimização da metodologia reacional utilizada para a síntese dos álcoois homoalílicos descritos nesta dissertação. As alilações dos pirazóis 6a-c foram realizadas empregando reagentes alilalumínio gerados in situ a partir da inserção catalítica de alumínio a brometos alílicos. A metodologia mostrou-se eficiente para a obtenção dos álcoois homoalílicos 7a-c, os quais foram obtidos como óleos com rendimentos na faixa de 84 90%. De forma análoga, foram realizadas as alilações de 1,2,3-triazóis trialoacetil substituídos (4a-f). Estes precursores, obtidos a partir de cicloadições 1,3 dipolares entre a 2,6-difluorbenzil azida (1) e enonas trialometil substituídas (3a-f), foram submetidos a reação com alilalumínio derivados de brometos de alila e crotila, fornecendo os álcoois correspondentes com rendimentos de 85 94 %. Tendo em vista o preço acessível e a ótima reatividade química, os alílalumínios empregados mostraram-se uma excelente escolha para a realização das alilações dos azóis 4 e 6, fornecendo os produtos desejados em bons rendimentos (85 94%).

Chez les plantes, la subérine est un biopolymère constitué de composés aliphatiques etaromatiques déposés au niveau de la paroi des cellules de plusieurs tissus comme l’endodermeet le périderme des racines ou encore le manteau des graines. La subérine forme une barrièrehydrophobe permettant entre autres de contrôler les flux d’eau et de solutés, et de protéger laplante de stress environnementaux comme la sécheresse ou les pathogènes. Grâce à desanalyses en LC-MS/MS et en GC-MS, nous avons pu montrer que la majorité des alcools grasprésents dans la fraction soluble de racines d’Arabidopsis thaliana est sous forme d’alkylcaféates et d’alkyl coumarates. De plus, nous avons montré que ces cires associées aupolymère de subérine sont présentes dès les premiers stades du développement de la racine.Une étude de la distribution des chaînes acyles des racines nous a permis de mettre enévidence la contribution majeure des alcools gras dans la composition de la subérine ainsi quel’importance de la subérine dans le métabolisme lipidique des racines. Afin d’identifier desacteurs impliqués dans l’export des précurseurs de la subérine vers l’espace extracellulaire,nous avons mené une approche de génétique inverse en utilisant des lignées mutées pour desgènes codant notamment pour des ABCG transporteurs co-exprimés avec des gènes connuspour participer à la biosynthèse de la subérine. Les résultats de ces analyses ont confirmé quele processus d’export fait intervenir plusieurs protéines pouvant avoir des fonctionsredondantes et ont suggéré l’implication d’un nouveau transporteur dans l’export desprécurseurs de subérine. / In plants, suberin is a complex biopolymer made of aliphatic and aromatic compounds.It is deposited in the cell wall of tissues such as the endoderm and the periderm of roots or thecoat of the seeds. Suberin forms a hydrophobic barrier controlling the flow of water andsolutes, and protecting the plant from environmental stresses such as drought or pathogens.Through LC-MS/MS and GC-MS analyses, we have shown that the majority of the fattyalcohols present in the soluble fraction of Arabidopsis roots is in the form of alkyl caffeatesand alkyl coumarates. Such waxes, most probably associated with the suberin polymer, arealready detected at early stages of root development. A study of the distribution of all acylchains present in roots allowed us to highlight the major contribution of fatty alcohols in thecomposition of suberin and the importance of suberin in the global lipid metabolism of theroots. To identify proteins involved in the export of suberin precursors to the extracellularspace, we conducted a reverse genetic approach using lines mutated in genes coding forseveral ABCG transporters which were co-expressed with genes known to participate in thebiosynthesis of suberin. The results of these analyses confirmed that the export processinvolves several proteins that can have redundant functions, and supported the involvement ofa new transporter in the export of the suberin precursors.

Nous nous sommes attachés à trouver de nouvelles applications de la réaction de transfert O-N acylique pour la synthèse de peptides et de polypeptides. Nous avons mis au point une nouvelle voie pour la synthèse de peptide alcool sur support solide. Cette méthodologie a permis de préparer 3 peptides alcool modèles comme l'Octréotide avec de bons rendements et d'excellentes puretés. Nous avons développé une nouvelle stratégie pour la synthèse de polyamide à partir de polyester via une réaction de multi-transfert O-N acylique. Pour cela, nous avons isolé trois générations de polymères : les polyesters Z-protégés après polymérisation, les polyesters hydrosolubles après le clivage des groupements Z et les polyamides après multi-transfert O-N acylique dans des conditions basiques organiques et à pH physiologique. Cette stratégie a été appliquée à la synthèse de polyamide de sérine et de sérine gamma-homologuée. Maintenant, nous développons une nouvelle stratégie de polymérisation de séquence peptidique contenant une sérine N-protégée en position N-terminale. Comme décrit précédemment pour les polysérines, les objectifs de cette étude sont de synthétiser in fine des polypeptides à partir des polypeptides/esters correspondants. / We founded some news applications of the O-N acyl transfer, notably for the synthesis of peptides and polypeptides. We optimized a new general voice for the preparation of peptides alcohol on solid support. This methodology permits to synthesize 3 peptides alcohol with yield and purity, notably Octreotide. We developed a new strategy for the synthesis of polyamide from polyester using an O-N acyl multi-transfer reaction. We have isolated 3 generations of polymers: the Z-protected polyesters after polymerization (polycondensation and ROP), the unprotected water-soluble polyesters after the cleavage of the protection Z and the polyamides after the O-N acyl multi-transfer in basic organic condition or in phosphate buffer. This methodology was applied to the synthesis of the polyamide serine and gamma-homologated serine. Currently, we are developing a new methodology for the polymerization peptide sequence containing an N-protected serine in N-terminal position. As previously described on polyserine, the objectives of this polymerization are to generate polypeptides from the corresponding polypeptides/esters.

Dans la présente étude, la compatibilité de molécules polyfonctionnelles a été évaluée en oxydation catalytique aérobie. L'oxydation du géraniol en citral a été réalisée dans un mélange t-BuOH/eau à 40°C en présence de Pt/C et Pt-Bi/C. A 90°C, l'oxydation sélective du 8-Chloro-1-Octanol en acide 8-Chlorooctanoïque a été réalisée. Par contre, d'autres substrats n'ont pas pu être transformés sélectivement en aldéhyde ou en acide à cause de leur sensibilité vis-À-Vis de l'oxygène (alcool-A) ou de leur réactivité particulière (5-Chloro-1-Pentanol qui est cyclisé en produits non désirés). En conditions anaérobies, le transfert d'H alcool / accepteur a été développé, à partir du géraniol (alcool allylique) comme substrat modèle : il convient de réaliser soit la déshydrogénation sélective de sa fonction alcool, soit son isomérisation lorsque la fonction alcool est déshydrogénée en même temps que la C=C allylique est hydrogénée. Les catalyseurs au Cu supporté ont montré un potentiel beaucoup plus prometteur que les métaux nobles, et de nombreux supports ont été évalués. Le styrène utilisé comme accepteur d'H ne permet pas d'obtenir sélectivement le produit de déshydrogénation du géraniol (citral), par contre l'utilisation d'un accepteur d'H confidentiel permet d'obtenir sélectivement le citral sans former de citronellal (produit d'isomérisation de la fonction alcool allylique) en présence de catalyseur au cuivre sur un support ex-Hydrotalcite. En l'absence d'accepteur, ce catalyseur permet l'isomérisation sélective de différents alcools allyliques avec des sélectivités jusqu'à 90 % en cétones saturées / In this study, we evaluated the compatibility of polyfunctional alcohols with catalytic aerobic oxidation systems. Geraniol dehydrogenation was carried out in mild conditions (t-BuOH / water mixture as solvent, 40°C) in the presence of Pt / C (promoted with Bi to avoid leaching). These catalysts are efficients for the oxidation of 8-Chloro-1-Octanol into corresponding acid at 90°C. However, other reactants were not selectively transformed into aldehyds or acids because of their oxygen sensivity (alcool-A) or their particular reactivity toward cyclization products (5-Chloro-1-Pentanol). In parallel, H transfer dehydrogenation was developed in anaerobic conditions. Geraniol was choosen as a model molecule since it can be selectively dehydrogenated or isomerizd (a reducible function on the substrate is hydrogenated when alcohol function is dehydrogenated). Some noble metals were evaluated for these reactions (Pd in the presence of alkene as H acceptor or Ag for acceptorless dehydrogenation), but performances and selectivities are quite low. Copper catalysts showed better results, and a lot of supports were evaluated. Selectivity toward dehydrogenation product (citral) is not total when styrene is used as hydrogen acceptor, but the use of another H acceptor (confidential) in the presence of copper supported on modified hydrotalcite catalyst allows selective dehydrogenation of geraniol without isomerization intro citronellal. Without H acceptor, this catalyst leads to selective isomerization of secondary allylic alcohols into saturated ketones (90 % selectivity)

L’importance des oligosaccharides, et plus particulièrement des β-glucanes et des mannanes, dans les processus biologiques, confère à ces familles de biomolécules des propriétés riches et variées. Celles-ci permettent d’envisager des applications potentielles dans de nombreux domaines, et notamment dans le cas de problèmes de santé publique majeurs, tels que les maladies cardiovasculaires, le cancer ou encore les infections. Néanmoins, malgré les énormes avancées faites en glycochimie, la synthèse d’oligosaccharides à longue chaîne reste un défi synthétique important. La synthèse de glycomimétiques, proches structurellement des sucres naturels et accessibles via une chimie efficace, nous a semblé judicieuse. Inspirés du design des glycomimétiques existants, nous avons élaboré la synthèse de deux mimes du centre anomérique : le premier de type phosphonate et le second de type hydroxylamine.Le lien phosphonate a été choisi car il nous permet de garder un centre stéréogène sur la position anomérique, donnant ainsi la possibilité de créer les deux configurations α et β. Ceci nécessite cependant l’élaboration d’une synthèse stéréosélective. Le lien inter-résidus a donc été construit par couplage stéréosélectif entre une espèce phosphonite-borane diastéréopure et un alcool de type phostone, suivi d’une oxydation stéréospécifique de la fonction phosphonite-borane en phosphonate. Les phosphonite-boranes ont été obtenus en cinq étapes à partir du D-glucal (Schéma 2). L’étape clé de couplage passe par un mécanisme faisant intervenir deux activations successives de la fonction phosphorée apportant la réactivité nécessaire pour une attaque de l’alcool. Des stéréosélectivités variables ont été obtenues en fonction des conditions réactionnelles et du groupement protecteur en position 2 du substrat de départ. Cependant, seuls des alcools primaires peuvent être introduits. Trois dimères phostone-phostone possédant un lien (1→6) ont ainsi été obtenus. Le choix du lien hydroxylamine a été motivé par le fait que la barrière d’inversion de l’azote dans ce type de fonction est faible, ce qui implique que l’atome d’azote n’est pas stéréogène. Cette particularité permet d’éviter une synthèse stéréosélective du centre anomérique. De plus, les hydroxylamines étant peu basiques, elles ne seront pas protonées en milieu physiologique et pourraient donc être de bons mimes des glycanes naturels. Le lien inter-résidus a été construit via une double amination réductrice entre un dialdéhyde et une hydroxylamine portée par une pipéridine polyhydroxylée. Ces deux composés ont été obtenus par un processus diastéréo- et énantiosélectif à partir du cyclopentadiénylure de sodium. La combinaison de deux groupements protecteurs Boc sur l’hydroxylamine s’est révélée être la plus adéquate pour le bon déroulement de l’étape clé de double amination réductrice. Cette séquence implique deux étapes « one-pot » consistant en la formation d’une dioxime, qui subit dans un second temps une réduction, pour former l’hétérocycle. Ce processus de création du lien inter-résidus a pu être réitéré avec succès pour la synthèse d’un dimère / The importance of oligosaccharides in biological processes and particularly β-glucanes and mannanes, gives to these families of biomolecules numerous properties. These natural polymers may find potential applications in many areas, particularly in the case of major public health problems such as cardiovascular disease, cancer or infections.Despite many advances in this field, many challenges remain particularly pertaining to the assembly of higher oligosaccharides. The synthesis of glycomimetics, structurally close to natural sugars and accessible via an efficient chemistry could be an alternative. Inspired by the known glycomimetics, we have elaborated the synthesis of two new mimetics of the anomeric center: cyclic phosphonate (phostone) and hydroxylamine. The phosphonate linkage was chosen because it contains a stereogenic center on the anomeric position, with the possibility to create the two configurations α and β via a stereoselective synthesis. The linkage was built by a stereoselective coupling step between a diastereopure phosphonite-borane and a phostone-type alcohol, followed by a stereospecific oxidation of the phosphonite-borane function into phosphonate. The phosphonite-boranes were obtained in five steps from D-glucal (Scheme 2). The mechanism of the key coupling step involves two successive activations of the phosphorus function for the alcohol attack. Different stereoselectivities were obtained depending on the reaction conditions and the protecting group on the position 2. However, only primary alcohols can be introduced. Three phostone-phostone dimers possessing a (1→6) linkage were synthesized.The choice of the hydroxylamino linkage was motivated by the fact that the nitrogen barrier of inversion in this type of function is low, which means that the nitrogen is not stereogenic. This characteristic avoids a stereoselective synthesis of the anomeric center. Moreover, hydroxylamines being weakly basic, they won’t be protonated in physiological conditions and could be good mimetics of natural glycans. The linkage was built via a double reductive amination between a dialdehyde and a hydroxylamine carried by a polyhydroxylated piperidine. These two compounds were obtained by a diastereo- and enantioselective process from sodium cyclopentadienylide. The combinaison of two Boc protecting groups on the hydroxylamine proved to be the most appropriate for the key double reductive amination. This process consists in a « one-pot » two-steps sequence consisting in the formation of a dioxime, followed by its reduction to form the heterocycle. This process could be successfully reiterated for dimer and trimer synthesis

Cette thèse présente la synthèse stéréosélective de plusieurs nouveaux acides aminés et alcools secondaires en utilisant la biocatalyse. Le travail est divisé en deux parties principales. La première partie est consacrée à la synthèse stéréosélective des alanines hétéroaryles en utilisant deux différents biocatalyseurs avec le même énantiopréférence, l'aminocatalyse I et la levure de boulanger (Saccharomyces cerevisiae). A l'aide de ces deux biocatalyseurs, les L-alanines ont été obtenus avec des excès énantiomériques et rendements élevé. La deuxième partie est consacrée à la synthèse des deux énantiomètres des alcools secondaires (hétéro)aryles en utilisant les lipases comme biocatalyseurs. Cette partie est divisée en deux sous-chapitres, un pour la synthèse stéréosélective de différents (thiazole-2-yl) - méthanols C-substitués et leurs dérivés acylés. Ces composés ont été obtenus par l'acylation enzymatique stéréosélective des alcools racémiques et par l'hydrolise enzymatique de leurs dérivés acylés. / This PhD thesis presents the stereoselecticve synthesis of several novel amino acids and secondary alcohols using biocatalysis. The work is divided in two main parts.The first part is dedicated to the stereoselective synthesis of novel heteroaryl alanines using two different biocatalysts with the same enantiopreference, the aminoacylase I and the baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae). Using these two biocatalysts the L-alanines were obtained with a high enantiometric excess and yields.The second part is dedicated to the syntehsis of the txo enantiomers of the novel (hetero)aryl secondary alcohols using lipases as the biocatalysts. This part is divided in two sub-chapters, one for the stereoselective synthesis of (S)- and (R)-1-aryl-3-chloro propanols and the other for the streoselective synthesis of different (thiazole-2-yl)-methanols C-substituted and their acylated derivatives. These compounds were obtained by the stereoselective enzymatic acylation of the racemic alcohols and the enzymatic hydrolisis ot their acylatic derivatives.

Orchideoid mycorrhizal symbiosis (OM) can be found in nearly one tenth of higher plant species. This symbiosis is absolutely critical for orchids as they are unable to grow from seeds without external energy which is in nature provided by symbiotic fungi. The mechanism of transport between symbionts remains unknown. It is supposed that trehalose is one of the substances transported from fungi to plants as the source of energy. This thesis mainly aims to find out which other fungal saccharides could contribute to the process. The ability to utilize selected compounds was tested on protocorms of the common marsh orchid, Dactylorhiza majalis. The results showed that arabitol, erythritol, mannitol and sucralose are not utilized, while xylitol, sorbitol, glycerol and mannose are. Glutamin, an amino acid also suspected of participation in the OM transport, does not suffice as a source of energy. In orchids there were identified three groups of sequences coding for manitol dehydrogenase and two groups of sequences coding for sorbitol dehydrogenase. Key words: orchideoid mycorrhizal symbiosis, sugar alcohols, mannose, glutamine, carbon flow, energy flow, sorbitol dehydrogenase, in vitro

Yeast plasma membrane transporters play crucial roles in many cellular processes, including detoxification and build-up and maintenance of the plasma membrane potential (ΔΨ). The former development of the diS-C3(3) fluorescence assay by the Biophysics Group of the Institute of Physics, Charles University, enabled us to conveniently study both, including their changes, using a simple fluorescent probe diS-C3(3). Many studies carried out on both animal and yeast cells have revealed that ethanol and other alcohols inhibit the functions of various membrane channels, receptors and solute transport proteins, and a direct interaction of alcohols with these membrane proteins has been proposed. Using the diS- C3(3) assay for multidrug-resistance pump inhibitors in a set of isogenic yeast pdr5 and snq2 deletion mutants we found that n-alcohols (from ethanol to hexanol) exhibit an inhibitory effect on both pumps, increasing with the length of the alcohol carbon chain. The inhibition is not connected with loss of plasma membrane structural or functional integrity and is fully reversible. This supports a notion that the inhibitory action does not necessarily involve only changes in the lipid matrix of the membrane but may entail a direct interaction of the alcohols with the pump proteins. Tok1p is a highly specific...

Cette thèse présente le devenir atmosphérique de trois alcools saturés CH3(CH2)4OH, CH3CH2CH2CH(OH)CH3 et (C2H5)2CHOH, de trois esters CH3CH2CH2C(O)OC2H5, CH3CH2C(O)OC2H5 et CH3CH2C(O)OCH2CH2CH3 ainsi que d’un HFC insaturé (CF3)2C=CH2 avec OH et Cl. La constante de vitesse de la réaction avec OH de ces composés a été déterminée en fonction de la température (253 – 373 K), en utilisant la technique Photolyse Laser Pulsée couplée à la Fluorescence Induite par Laser (PLP-FIL). La constante de vitesse de la réaction de OH et de Cl avec les alcools, les esters et l’hexafluoroisobutène (HFIB) a été également déterminée à température ambiante en utilisant la chambre de simulation atmosphérique. Pour la réaction du radical OH avec le HFC et de l’atome Cl avec les esters et le HFC, il s’agit d’une première détermination des constantes de vitesse. Les constantes de vitesse obtenues sont comparées à la littérature, la réactivité des alcools et des esters a été discutée. Enfin, le calcul des durées de vie de ces composés ainsi que la recherche de leurs produits éventuels ont permis d’évaluer l’impact atmosphérique de ces composés sur l’environnement. / In this thesis we report the atmospheric fate of three saturated alcohols: CH3(CH2)4OH, CH3CH2CH2CH(OH)CH3 and (C2H5)2CHOH, three esters: CH3CH2CH2C(O)OC2H5, CH3CH2COOC2H5 and CH3CH2COOCH2CH2CH3 and an unsaturated HFC with OH radicals and Cl atoms. The rate coefficients of OH reactions with these compounds have been measured over the temperature range 253 – 373 K, using the Pulsed Laser Photolysis – Laser Induced Fluorescence technique (PLP-LIF). Moreover the rate coefficients of OH and Cl reactions with alcohols, esters and hexafluoroisobutene (HFIB) have been determined at room temperature, using smog chambers. For the reaction of OH radicals with HFIB and Cl atoms with esters and HFIB, the rate coefficients obtained in this study present the first determination. The results have been compared with the literature and the reactivity of the compounds has been discussed. Finally, the atmospheric lifetimes of these compounds have been determined and the OH oxidation products have been identified, which allows us to estimate the atmospheric impact of these compounds.

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