Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1941. / Typescript. Includes abstract and vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D. (Organic Chemistry))--Mahidol University, 1984.

La présente thèse adresse plusieurs sujets dont les réactions « domino » du laboratoire et leurs utilisation en synthèse totale des produits naturelles à activité biologique importante. La réaction « domino » consiste dans une séquence de réactions en une étape, faisant intervenir un clivage oxydant, une cycloaddition [4 + 2] , une addition électrophile du plomb sur l'ene-acetal cyclique (éther d'énol tricyclique) formé, une expansion de cycle et finalement une acétylation réalisable avec un réactif, le Pb(OAc)4 ou même deux, l'PhI(OAc)2 et le Pb(OAc)4 en un seul pot. Un des objectifs était d'optimiser les réactions de type domino utilisant le Pb(OAc)4, puisque les stratégies de synthèses que nous avons ensuite entrepris étaient basées sur la construction des noyaux cyclohexaniques convenablement substitués. L'objectif central de ma thèse a été la synthèse totale de l'Iridal et de l'acide Galbanique, deux composés A-seco terpéniques, jamai! s synthétisés, en employant la réaction « domino » comme réaction clé pour la formation des structures cyclohexaniques de ces composés. Pour la synthèse de l'acide Galbanique, nous avons opté pour l'utilisation de la (R)–pulégone comme produit de départ, suite à des difficultés rencontrées dans la construction de la double liaison exocyclique tetrasubstituée. En fait, la synthèse a été courte, et efficace jusqu'à la dernière étape, le couplage de la coumarine avec le noyau cyclohexanique. Cette dernière étape s'est avérée problématique, et nous avons de nouveaux fait appel aux micro-ondes. La synthèse de l'antipode de l'acide galbanique nous a permis de confirmer la première structure proposée par Bagirov en 1980 et aussi la configuration absolue. L'Iridal (molécule mère de la famille «iridaceae» et plusieurs autres membres), avec des valeurs IC50 comparables à celles du taxol et de la doxorubicine et moins affectés par des lignées cancéreuses qui développent une résistance multi-drogues, ainsi que des analogues synthétiques, ont été abordés avec succès. Ces cibles ont été choisies pour l'emploi effectif des stratégies de synthèse de cyclohexanes hautement substitués, déjà développées au laboratoire dans la synthèse taxoïde. Le présent travail a permis la construction énantiosélective de plusieurs membres de la famille des iridals, et aussi des analogues de toutes sorte dans les séries iridal et acide galbanique, secodriol, secodrial etc.

Nous avons réalisé une réaction domino qui a conduit à une diversité moléculaire importante avec de bons rendements et une large gamme de groupes fonctionnels. De plus, un contrôle total de la stéréochimie est exercé sur les centres introduits, ce qui a permis en particulier, la synthèse stéréocontrôlée de deux centres quaternaires adjacents.<br />Une amélioration a pu être apportée afin de diminuer la toxicité de la réaction, en remplaçant la moitié du tétra-acétate de plomb par du diacétate de iodo-benzène moins toxique.<br />Cette réaction permet ainsi l'élaboration de cyclohexanes hautement fonctionnalisés comportant jusqu'à cinq centres définis.<br />La famille des iridals (comportant plus de 30 représentants) s'est alors révélée une cible de choix pour l'utilisation de notre réaction domino en synthèse totale. Les iridals sont des triterpènes qui possèdent des propriétés biologiques importantes, principalement contre le cancer (un brevet a été déposé par une équipe de Montpellier). Les iridals ont tous en commun un noyau cyclohexane comportant quatre centres asymétriques adjacents, dont deux quaternaires, ce qui en fait des cibles synthétiques intéressantes.<br />Nous avons choisi l'iridal, molécule mère de la famille, comme première cible et nous proposons une approche de sa synthèse. La construction de la chaîne homofarnésyle est particulièrement traitée.

Among nature's creation, terpenoids are more versatile and exciting natural products. In a remarkable display of synthetic ingenuity and creativity, nature has endowed terpenes, more so sesquiterpenes, with a bewildering array of carbocyclic frameworks with unusual assemblage of rings and functionality. This phenomenal structural diversity of this class of natural products makes them ideal targets for developing and testing new synthetic strategies for efficient articulation of carbocyclic frameworks. The present thesis entitled "Synthesis of sesquiterpenes containing two vicinal quaternary carbon atoms" describes the synthesis of a number of herbertane sesquiterpenoids, antimicrobial sesquiterpenes enokipodins A and Bf and spirocyclic sesquiterpenes acorone and isoacorones based on ring-closing metathesis reaction. In the thesis, the compounds are sequentially numbered (bold), and references are marked sequentially as superscript and listed at the end of thesis. All the figures included in-the thesis were obtained by DIRECT XEROX OF THE ORIGINAL NMR SPECTRA, and in some of them uninformative areas have been cut to save the space. The herbertane sesquiterpenes are relatively a new class of aromatic sesquiterpenes, containing sterically crowded l-aryl-l,2,2-trimethylcyclopentane carbon framework incorporating two vicinal quaternary carbon atoms on a cyclopentane ring. The sterically crowded molecular framework coupled with the novel biological properties associated with the phenolic herbertanes made the herbertenoids challenging synthetic targets. In the present investigations, to begin with, a formal total synthesis of (±)-herbertenediol and (±)~ mastigophorenes A-D was developed starting from vanillin, based on a combination of Wacker oxidation and intramolecular aldol reactions. A general ring-closing metathesis (RCM) based methodology was developed for a-cuparenone and the herbertane sesquiterpenes herbertene, a-herbertenol, f)~herbertenol and herbertenediol starting from the appropriately substituted acetophenones. The acetophenones on Horner-Wadsworth-Emmons reaction followed by regioselective reduction generated 5-arylbut-2-enols, which on Claisen rearrangement furnished 3~aryl-3-methylpent-4-enals. Grignard reaction with vinylmagnesium bromide followed by RCM reaction and oxidation transformed 3-aryl-3-methylpent~4-enals into 4~aryl-4-methylcylopentenones, which were further transformed into 3-aryl-2,2,3-trimethylcyclopentanones, thus, completing the formal synthesis of the sesquiterpenes (±)-a-cuparenone, (±)-herbertene, (±)-a-herbertenol, (±)-pherbertenol and (±)'herbertenediol. In continuation of the synthesis of herbertane sesquiterpenes, a Claisen rearrangement and RCM reaction based strategy was developed for the synthesis of (±)~lt14-herbertenediol and (±)-71-epi-herbertenolide, and marine sesquiterpenes {£)-tochuinyl acetate and (±)-dihydrotochuinyl acetate. Ortho ester Claisen rearrangement of 3-arylbut-2~ enols generated 3-aryl~3-methylpent-4-enoates, which on allylation and RCM reactions generated 2~methyl-2-arylcyclopent-3-encarboxylates. Stereoselective alkylation followed by functional group manipulations transformed 2-methyl'2-arylcyclopent'3-encarboxylates into the marine sesquiterpenes (±)-tochuinyl acetate and (±)-dihydrotochuinyl acetate, (±)-ll-epiherbertenolide and (±)~l,,14-herbertenediol. Total synthesis of (±)-lt13-herbertenediol has been accomplished employing an RCM reaction as the key step. The requisite starting material 2-methoxy-5-methylphenyl acetate was obtained from p-cresol. Two sequential allylation reactions followed by RCM reaction transformed 2-methoxy-5-methylphenyl acetate into 1 -arylcyclopent-3-en-l-carboxylate. Allylic oxidation and alkylation followed by functional group manipulation transformed I-arylcyclopent-3-en-l-carboxylate into (±)-U3-herbertenediol. For the enantiospecific synthesis of (+)-a-herbertenol, an aromatic Claisen rearrangement based strategy was developed starting from the readily available monoterpene (R)-limonene. To begin with, limonene was converted into 5-isopropenyl-2-methylcyclopent-l-enemethanol which on Mitsunobu reaction with p-cresol followed by Claisen rearrangement of the resultant aryl ether generated a mixture of3-isopropenyl-3a,7,8b-trimethyl-2,3,3a,8b-tetrahydro-1H-cyclopenta[b]benzofurans. Degradation of the isopropenyl group and cleavage of the central ether ring transformed the major cyclopentabenzofuran into 3-aryl-2,3-dimethylcyclopentanone, which was further elaborated into (+)-a-herbertenol. The general RCM reaction methodology developed for the herbertenoids has been further extended to the first total synthesis of the antimicrobial sesquiterpenes (±)~ enokipodins A andB, and a formal total syntheses of (±)-cuparene-l,4-diol, (±)-cuparene-lt4-quinone and (±)~HM-1 methyl ether star*w« from 2,5~dimethoxy~4-methylacetophenone. It has been further extended to the formal synthesis of spirocydic sesquiterpenes (±)-acorone and (±)-isoacorones starting from cyclohexane-1,4-dione.