Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2001. / Vita. Includes bibliographical references. Available also from UMI/Dissertation Abstracts International.

Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2001. / Vita. Includes bibliographical reference. Available also in a digital version from Dissertation Abstracts.

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Dissertation (Ph.D.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2006. / Vita. Bibliography: pp. 409-414

Le noyau benzofuro[2,3-b]indoline est une structure complexe que l’on retrouve dans différentes substances naturelles telles que l’azonazine, la voacalgine A, la bipleiophylline ou encore le diazonamide A. Ces produits naturels possèdent une activité biologique intéressante et plus particulièrement le diazonamide A avec un IC50 inférieur à 15ng/mL sur plusieurs lignées cellulaires cancéreuses. De plus, certaines de ces substances n’ont jamais été synthétisées à ce jour. Lors de la biogénèse de ces composés, il est supposé que le motif benzofuroindoline est créé par un couplage oxydant entre un indole et un phénol. Nous avons ainsi entrepris de développer différentes méthodologies de synthèse biomimétiques du motif benzofuroindoline. Inspiré par les biosynthèses de l’azonazine et du diazonamide A, nous avons développé une arylation diastéréodivergente du tryptophane par la tyrosine. Les diverses méthodologies de synthèse de benzofuroindolines existantes effectuant ce couplage ne permettent pas un contrôle stéréosélectif. Nous avons remédiés à ce problème en réalisant une réaction de Friedel-Crafts entre une tyrosine protégée et des exo- et endo-bromopyrroloindolines issues stéréosélectivement du tryptophane. Cette réaction procède avec rétention de configuration et nous permettent une synthèse diastéréodivergente de précurseurs potentiels du diazonamide et de l’azonazine. Une méthodologie générale de synthèse de benzofuroindolines par un couplage oxydant direct entre des indoles 2,3-disubstitués et des phénols a été développée. Cette réaction implique l’oxydation de l’indole par du N-iodosuccinimide. L’iodoindolénine intermédiaire réagit par action d’un sel d’argent, via une réaction de Friedel-Crafts avec le phénol pour donner la benzofuroindoline en une étape. Une bibliothèque de diverses benzofuroindolines a pu être obtenue par cette stratégie.Cette dernière méthodologie a été appliquée à la synthèse de modèles hexacycliques complexes de la voacalgine A et de la bipleiophylline à partir d’indoles apparentées à la pleiocarpamine que nous avons synthétisés. Une autre stratégie de synthèse du motif benzofuroindoline de la voacalgine A et de la bipleiophylline impliquant l’oxydation d’un catéchol en orthoquinone a également été étudiée. / The benzofuro[2,3-b]indoline core is a complex structure present in several natural products such as azonazine, voacalgine A, bipleiophylline and diazonamide A. These products possess an interesting biological activity and especially diazonamide A with an IC50 below 15ng/mL on different cancer cells lines. Some of these compounds have never been synthesize. It is postulated that the biogenesis of the benzofuroindolines natural products implies an oxidative coupling between indoles and phenols. Therefore, we wished to develop a bioinspired synthesis of benzofuroindoline core.Inspired by the biosynthesis of azonazine and diazonamide A, we developed an diastereodivergent arylation of tryptophan by tyrosine. The existing synthetic methodology of benzofuroindoline involving an oxidative coupling do not allow a stereoselective control. We solved this problem by doing a Friedel-Crafts reaction between a protected tyrosine and the exo-, and endo-bromopyrroloindolines obtained stereoselectively from tryptophan. This reaction witch proceeds with a retention of configuration allowed us to access selectively azonazine and diazonamide A precursors. A general methodology of benzofuroindoline synthesis by an oxidative coupling between 2,3-disubstituted indoles and phenols has then been developed. This reaction proceeds by oxidation of the indole with N-iodosuccinimide. The resulting iodoindoline was then engaged in a Friedel-Crafts reaction with a phenol in presence of a silver salt to form the desired benzofuroindoline in a one-pot operation. Through this method, a library of several benzofuroindolines has been created.This last methodology has been applied to the synthesis of complex hexacyclic voacalgine A and bipleiophylline analogs from pleiocarpamine-like indoles. Another strategy towards the voacalgine A and bipleiophylline benzofuroindoline core has also been studied and involves the oxidation of a catechol into an orthoquinone which can react with an indole.

Le diazonamide A, molécule naturelle extraite d’une ascidie marine, présente une activité antitumorale très importante (IC₅₀ < 5 nM) selon un mode d’action tout à fait original. Des études ont en effet prouvé que cette molécule inhibait une enzyme, l’Ornithine-d-aminotransferase, intervenant dans la réplication cellulaire des cellules cancéreuses faisant d’elle un poison du fuseau mitotique très sélectif. Cette molécule présente en son sein un cœur benzofuroindoline qui serait issu, d’un point de vue biogénétique, d’un couplage oxydant entre un noyau indole et un noyau phénol. Afin de développer une méthode générale de synthèse d’analogues simplifiés du diazonamide A, nous avons mis au point une voie d’accès efficace et simple au noyau benzofuroindoline. Ce projet nous a permis de mettre en place une stratégie en 3 étapes à partir d’indoles acétylés et de phénols qui permettent l’obtention de benzofuroindolines. La première étape est une réaction d’hydroarylation sur la double liaison C₂-C₃ de l’indole médiée par le trichlorure de fer. Cette première étape met en avant une réactivité tout à fait inhabituelle du noyau indole en rendant la position 3 de cet hétérocycle, électrophile. Grâce à cette stratégie, nous avons pu obtenir une librairie importante de benzofuroindolines dont certaines présentent une activité biologique encourageante. La seconde partie de ces travaux de thèse ont porté sur une étude plus approfondie de la réaction d’hydroarylation de l’indole. Une étude intensive du champ d’application de cette réaction ont permis de mettre en avant une haute tolérance de groupements fonctionnels. De plus l’étude des nucléophiles aromatiques tels que des polyaromatiques ou des hétérocycles ont permis d’obtenir un grand nombre de 3-arylindolines avec une diversité structurale très importante. Ces travaux ayant porté sur l’umpolung de l’indole, des études mécanistiques ont finalement été menées afin d’expliquer cette réactivité. Des études de marquage isotopique, d’infra-rouge in-situ ainsi que l’établissement d’une relation de Hammett ont permis de proposer un mécanisme réactionnel plausible. / The benzofuroindoline core is a unique motif found in the natural products diazonamide A bipleiophylline and azonazine. From a biosynthetic point of view, we can assume that the benzofuroindoline skeleton arises from the oxidative coupling of an indole and a phenol.The benzofuroindoline motif represents an opportunity for the discovery of new antitumor agents. Diazonamide A is a very potent anticancer agent that has received considerable attention owing to its high antitumor activity (IC₅₀ < 5nm) and its unique mode of action the inhibition of a newly discovered role for the ornithine-δ-aminotransferase. It is suggested that this natural product may have clinical utility for cancer therapy because it is as active in vitro as widely used antimitotic drugs such as taxanes and vinca alkaloids, but does not have their toxicity in normal dividing tissue. Owing to the high potential of diazonamide A and its scarce availability, it is highly desirable to identify simplified benzofuroindoline analogues as promising as the natural product, but more synthetically accessible.We report herein the C3-regioselective hydroarylation of N-acetyl indoles with phenols mediated by FeCl ₃ featuring a rare example of the electrophilic reactivity of the indole core in a Friedel–Crafts reaction. The indole Umpolung, followed by an oxidation step, allows us direct access to the tetracyclic benzofuroindoline motif found in the natural product diazonamide A.Moreover, this activation of N-acetylindoles with iron(III) chloride allows the C-H addition of other aromatic substrates than phenols to the C ₃ =C₂ double bond of the indole nucleus generating a quaternary center at C ₃ and leading regioselectively to 3-arylated indolines. Optimization, scope, practicability (gram scale, air atmosphere, room temperature) and mechanistic insights of this process are presented in this study.

Abstract Die Phorbazole und Diazonamide sind Naturstoffe marinen Ursprungs. Als strukturelle Gemeinsamkeiten zeichnen sie sich durch einen oder mehrere Oxazol-Ringe sowie durch das Vorhandensein von Chloratomen aus. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals eine Totalsynthese von Phorbazol C entwickelt, ausgehend von p-Hydroxybenzaldehyd und 2- Methylpyrrol-5-carbonsäureethylester. In den Schlüsselschritten wurden die Bausteine über eine Amidbindung verknüpft und der Oxazolring durch Cyclodehydratisierung aufgebaut. Für das 4-Chloroxazol-haltige Phorbazol A wurde ein alternativer Syntheseweg gewählt. Dieser führte jedoch wegen einer unerwarteten Umlagerungsreaktion zu einem neuem Konstitutionsisomeren der Zielstruktur. Für das komplex aufgebaute Diazonamid A wurde eine Retrosynthese entwickelt und entsprechende Modellreaktionen durchgeführt. Dabei wurden Indolyl-4-Chloroxazole mit verschiedenen Substituenten synthetisiert. Für die Synthese von 2,2-Diarylessigsäureestern erwiesen sich Chromarenkomplexe als geeignete Elektrophile. Die Einführung eines weiteren Substituenten zum Aufbau des quartären Kohnelstoffatoms gelang in nur mäßigen Ausbeuten. Hier führten Bleiarylverbindungen zum Erfolg. / Abstract Phorbazoles and Diazonamides are marine natural products. They share one or more oxazole rings and the presence of chloro atoms as common structural features. The present thesis describes the first total synthesis of Phorbazole C, starting from p-hydroxybenzaldehyde and 2-methylpyrrol-5-ethylcarboxylate. As key step the building blocks were connected as amide. The oxazole-ring was formed via cyclo- dehydration. An alternative synthetic approach was chosen for Phorbazole A that contains a 4-chloro- oxazole. This led to a new constitutional isomer of the lead structure due to an usual rearrangement. For the complex structure of Diazonamide A a retrosynthetic approach was developed. Different key structures were examined by model reactions. As a result, indolyl-4- chlorooxazoles with various substituents were synthesized. A second arene ring was introduced into 2-aryl-acetic acid by chromium fluoroarene complexes as electrophiles. The introduction of another substituent in order to establish the quaternary carbon atom was accomplished in low yields. Lead aryl compounds turned out to be advantageous in this reaction.