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Nouvelles synthèses par catalyse de composés organosilicés et leur transformation en fragments de polycétides / New catalytic syntheses of organosilicon compounds and their transformation into polyketide fragments

Ruiz, Johal 19 November 2015 (has links)
La réaction d'aldolisation est une des méthodes les plus importantes et plus utilisées pour former des liaisons C-C. La réaction tandem d'isomérisation-aldolisation catalytique d'alcools allyliques permet d'effectuer cette réaction avec de nombreux avantages synthétiques et nous avons préparé par ce moyen des beta-hydroxyacylsilanes à partir d'alpha-hydroxyallylsilanes. Tout d'abord, nous avons cherché à mettre au point une version catalytique asymétrique de cette réaction tandem et nous avons aussi synthétisé des beta-hydroxyacylsilanes par aldolisation directe. Ensuite, nous avons utilisé des alpha-hydroxyallylsilanes pour préparer des aldolsalpha-silylés au moyen de réactions d'époxydation. Dans une troisième partie, nous avons synthétisé des aldols à partir de beta-hydroxyacylsilanes protégés de manière simple et efficace, ce qui nous a permis d'effectuer des réactions d'aldolisation itératives. Nous avons illustré le potentiel de cette méthode par la synthèse d'un fragment de (±)-pironetine. Enfin, nous avons synthétisé, à partir des mêmes beta-hydroxyacylsilanes protégés, des éthers d'énol silylés qui ont été ensuite utilisés avec succès comme substrats pour des réactions de Mukaiyama. / The aldol reactions is one of the most important and commonly used methods to form C-C bonds. The catalytic tandem isomerization-aldol reaction of allylic alcohols allows to perform this reaction with many synthetic advantages. Thus, we have prepared by this method beta-hydroxyacylsilanes from alpha-hydroxyallylsilanes. First, we have attempted to develop a catalytic asymmetric version of this reaction, and also to synthesize beta-hydroxyacylsilanes by direct aldol reaction. Then, we used alpha-hydroxyallylsilanes to prepare alpha-silyl aldols trough epoxidation reactions. Next, we synthesized aldols from protected beta-hydroxyacylsilanes in a simple and efficient fashion which allowed us to perform iterative aldol reactions. We have illustrated the potential of this method by the synthesis of a fragment of (±)-pironetine. Finally, we have synthesized, from the same protected beta-hydroxyacylsilanes, silyl enol ethers that next have been used successfully as substrates for Mukaiyama aldol reactions.
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Total Synthesis of the Putative Structure of Tridachiahydropyrone

Jeffery, David William, david.jeffery@awri.com.au January 2005 (has links)
Polypropionate marine natural products have emerged as a class of compounds that display a high degree of structural diversity. Specifically, metabolites such as that reported as tridachiahydropyrone (7), isolated from sacoglossan molluscs, display novel ring systems. The introductory chapter gives some background on tridachione marine natural products and outlines the isolation of metabolites from several species of sacoglossan mollusc. Chapter One also gives examples of the utility of the tandem conjugate addition-Dieckmann condensation approach being applied to the synthesis of these compounds. Chapter Two describes the development of the tandem conjugate addition-Dieckmann condensation and subsequent trans methylation approach to cyclohexenone rings. The synthetic strategy utilised chiral, functionalised cyclohexenone rings as synthons in the formation of bicyclic ring systems, so development of the carbocyclic ring formation was of vital importance to the overall strategy. Examples are given which confirm the viability of the proposed synthetic route to cyclohexenones such as 91, 92 and 104 from the reaction of [alpha,beta]-unsaturated carbonyl compounds 39 and 59 with dialkyl and dialkenyl Gilman cuprates. Chapter Three describes the incorporation of chiral cyclohexenone 117 into the bicyclic framework of model compound 105, analogous to the marine natural product reported as tridachiahydropyrone (7). The chapter explores the use of cyclohexenone precursor 43 that contained the total carbon framework of the bicyclic core of the desired pyrone. Once again, a tandem conjugate addition-cyclisation reaction was employed using a dialkyl Gilman cuprate, followed by trans methylation to give the requisite cyclohexenone synthon 117. A novel Eaton’s reagent-promoted intramolecular cyclisation of acid 122 to pyrone 123 was then effected. Subsequent O-methylation afforded [alpha]-methoxy-[beta]-methyl-[gamma]-pyrone 105 as a single enantiomer, which had the identical core structure to the natural product. The structure, including relative stereochemistry of 105, was confirmed by single crystal X-ray analysis. Chapter Four builds on the previous two chapters and describes the conjugate addition-cyclisation with a higher order Gilman cuprate derived from vinyl bromide 44, which would deliver the vinyl side-chain required for the synthesis of reported natural product 7. The same acyclic precursor 43 as used in Chapter Three was cyclised and methylated to yield yet another cyclohexenone synthon 41. A single crystal X-ray analysis of related alcohol 162 confirmed the relative stereochemistry and structure. Another novel P2O5-mediated intramolecular cyclisation was achieved to give pyrone 168 and O-methylation provided a compound with the reported structure of natural product 7 as a single enantiomer. The structure of synthetic 7 was established unequivocally through extensive NMR studies. Comparisons of spectral data confirmed that natural tridachiahydropyrone was not the same as synthetic compound 7, so revision of the assigned natural product structure is warranted. Several other analogues were also synthesised using this methodology, highlighting the versatility of the method under development.
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Synthèse stéréosélective de motifs polypropionates via la chimie des radicaux : application à l'élaboration de l'hémisphère ouest de la narasine

Brazeau, Jean-François 08 1900 (has links)
Cet ouvrage traite principalement de la synthèse de motifs polypropionates de type stéréopentade ainsi qu’une application à la synthèse d’une molécule naturelle possèdant des propriétés biologiques. La stratégie envisagée pour l’élaboration de ces motifs récurrents dans plusieurs structures d’origine naturelle fait appel à la chimie des radicaux. Cette thèse se divise en différents chapitres dans lesquels la versatilité de la méthodologie développée sera démontrée. En premier lieu, il sera question de présenter l’importance de la synthèse de motifs polypropionates. Le domaine couvert par la chimie de ces molécules complexes hautement fonctionnalisées a contribué énormément à l’avancement de nos connaissances en synthèse organique, particulièrement dans le contexte des réactions impliquant des molécules acyliques. Une brève description des méthodes connues est présentée afin de saisir l’étendue des défis restants pour construire efficacement tous les isomères possibles des polypropionates de type stéréopentade. La stratégie proposée est basée sur une approche contrôlée entièrement par le substrat. Ce contrôle s’appuie sur le choix judicieux de l’acide de Lewis activant les deux réactions impliquées, soit la réaction de Mukaiyama et le transfert d’hydrogène. La seconde section de cette thèse concerne principalement le développement d’une réaction de Mukaiyama impliquant un éther d’énol silylé portant un lien pouvant être homolytiquement brisé dans la réaction suivante et un aldéhyde de type propionate. Le contrôle de l’aldolisation provient de la nature de l’acide de Lewis. Une espèce monodentate (BF3·OEt2) génère une relation 3,4-syn selon le modèle dit Felkin-Anh tandis que les acides de Lewis bidentates mènent à la relation 3,4-anti via un état de transition définit comme Cram-chélate. Une optimisation des conditions réactionnelles en variant l’acidité et la stoechiométrie de l’acide de Lewis de titane a permis de construire diastéréosélectivement le produit de Mukaiyama ayant une relation 3,4-anti. En outre, la nature des complexes impliqués dans ces réactions a été élucidée par des études RMN 13C à basse température. Une fois les précurseurs radicalaires synthétisés, notre méthodologie de réduction par transfert d’hydrogène contrôlée également par les acides de Lewis s’avère très efficace. Les acides de Lewis dérivés d’aluminium mènent sélectivement à la relation 2,3-syn selon un contrôle endocyclique tandis que les acides de Lewis de bore permettent la création des relations 2,3-anti en se basant sur une stabilisation par les divers facteurs de contrôle de molécules acycliques. Cette stratégie novatrice nous a ainsi permis de construire efficacement les 16 diastéréoisomères possibles. Le chapitre suivant concerne l’application de cette méthodologie à la synthèse de l’hémisphère ouest de la salinomycine et de la narasine. Plusieurs défis synthétiques ont été relevés à cette occasion par la présence de nombreux centres stéréogènes contigus. Nous avons réalisé que la relation stéréochimique 2,3-anti de la salinomycine n’est pas accessible sélectivement par la chimie des radicaux via l’effet exocyclique. Des études ont été entreprises afin de comprendre cette perte de sélectivité. Les conclusions suggèrent que les substituants sur le cycle imposent un biais conformationnel conduisant à des faibles sélectivités. Une alternative utilisant un réactif de crotylsilane chiral a été développée pour arriver à la molécule cible. Cette situation est différente dans le cas de la narasine où la présence du méthyle sur le carbone en position β du radical bloque efficacement l’approche d’une des faces d’attaque par l’hydrure. Des sélectivités impressionnantes nous ont permis de construire le fragment C1-C9 de la narasine de manière expéditive et efficace. Finalement, l’élongation sélective utilisant à nouveau la séquence d’aldolisation de Mukaiyama/réduction radicalaire suivie d’un couplage de type aldol stéréosélectif conduit au fragment C1-C17 de la narasine (hémisphère ouest)en 19 étapes avec un rendement global de l’ordre de 7 %. En dernier lieu, nous nous sommes penchés sur la réactivité des α-bromo-β- alkoxycétones lors de transfert d’hydrogène. Nous avons découvert que la chimie de ces derniers pourrait s’avérer utile dans le contexte de la synthèse de motifs complexes polypropionates. La présence d’un centre stéréogène de l’autre coté de la cétone semble avoir un impact sur la sélectivité. / This thesis focuses on a new methodology for the synthesis of polypropionate stereopentads with an application to the synthesis of a natural molecule that possess interesting biological properties. The key steps of our strategy to elaborate those motifs will use radical chemistry previously developped in our group. First, the importance of synthesizing polypropionate motifs is presented. In recent years, polypropionate systems have stimulated extensive interest due to their association with a broad spectrum of biologically active targets with proven or potential use in medicine, including those with antibiotic and anticancer properties. Many of the approaches reported used chiral reagents and took advantage of double asymmetric induction. Not surprisingly, mismatched scenarios were at times noticed and yet, no single strategy has been reported leading directly to all 16 stereopentad diastereoisomers. Thus, the rapid and facile assembly of the polypropionate framework would be very beneficial and is still an active area of research. The second section of this work describes our contribution to this area with the development of a fully substrate-controlled sequence of Mukaiyama aldol reaction followed by a hydrogen transfer reaction on aldehydes having the stereotriad array. The aldol reaction can be performed under Felkin-Anh or Cram-chelate pathway to give either the 3,4-syn or 3,4-anti relationship, respectively. This reaction was optimized using different Lewis acids to give excellent yield and diastereoselectivity. We found that an excess of TiCl3(OiPr) in our Mukaiyama reactions increased the chelating ability of the Lewis acid, thus leading to improved diastereoselectivity. Low temperature 13C NMR was performed to obtain more information on the complexes present in solution. Once the radical precursors were obtained, the hydrogen transfer step was performed. Aluminum-containing Lewis acids led to the exclusive formation of the 2,3- syn isomer under the endocyclic effect while controlling factors described for acyclic molecules were sufficient enough to give the 2,3-anti as a sole diastereoisomer, such as cases in which a boron-containing Lewis acid was added prior to the tin hydride. One limitation was observed with this scenario and resolved using the exocyclic effect to access all 16 polypropionate stereopentad motifs. To further demonstrate the synthethic potential of our methodology, we engaged on the synthesis of the western hemisphere of both salinomycin and narasin. The synthetic challenges related with these molecules are numerous due to the large number of adjacent stereogenic centers. We realized that the 2,3-anti stereochemical relation of salinomycin was not selectively accessible via radical chemistry under the exocyclic effect. Different substrates were tested to understand this limitation and we concluded that the substituents on the ring impose a conformationnal bias unfavorable to good selectivty. Still, we found an alternative employing a chiral crotylsilane to access this 2,3-anti relationship α to the six-membered ring. This situation is different in the case of narasin where the β-methyl substituent blocks efficiently the hydride attack from the upper face. Impressive selectivities were observed and the synthesis of the C1-C9 fragment of narasin was accomplished in an expeditive manner. Finally, the elongation using a second sequence of stereoselective Mukaiyama aldol reaction/radical reduction followed by an aldol coupling led to the construction of the western hemisphere of narasin in 19 synthethic steps with an overall yield of 7 %. Finally, we decided to focus our attention to the chemistry of α-bromo-β- alkoxyketones in hydrogen transfer reactions. We found that their ability to give selective transformations could be beneficial in the context of synthesizing complex polypropionate motifs. The presence of a stereogenic center on the other side of the ketone seemed to have a great impact on the selectivity.
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Synthèse diastéréosélective du fragment C1-C13 de la zincophorine par approche combinée utilisant une séquence d'aldolisation de Mukaiyama suivie d'une réduction radicalaire

Godin, François January 2008 (has links)
Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.
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Synthèse diastéréosélective du fragment C1-C13 de la zincophorine par approche combinée utilisant une séquence d'aldolisation de Mukaiyama suivie d'une réduction radicalaire

Godin, François January 2008 (has links)
Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal
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Synthèse diastéréosélective des motifs polypropionate à partir des aldéhydes 2,3-syn via une séquence d'aldolisation de Mukaiyama suivie d'une réduction radicalaire contrôlées à l'aide d'acides de Lewis

Brazeau, Jean-François January 2004 (has links)
Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.
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Nouvelle méthodologie de synthèse de polypropionates dérivés d'un motif anti, anti : synthèses formelles de la zincophorine

Mochirian, Philippe January 2007 (has links)
Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.
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Approches synthétiques du (+)-discodermolide et du dolabélide A par hydrogénation asymétrique à l'aide de complexes chiraux de ruthénium

Roche, Christophe 19 December 2008 (has links) (PDF)
L'océan est un vaste réservoir de molécules potentiellement anticancéreuses. Ce manuscrit présente l'approche synthétique de deux molécules naturelles cytotoxiques : le (+)-discodermolide et le dolabélide A. Les motifs polypropionates de ces molécules ont été construits par l'association de trois réactions : la condensation de Claisen pour introduire le motif β-cétoester, l'hydrogénation asymétrique du β-cétoester catalysée par des complexes chiraux de ruthénium puis la méthylation diastéréosélective du β-hydroxyester. Pour le (+)-discodermolide, trois fragments avancés ont été élaborés et 12 des 13 centres stéréogènes mis en place, dont 8 par hydrogénation asymétrique ou méthylation diastéréosélective avec d'excellentes stéréosélectivités. Pour le dolabélide A, deux fragments avancés ont été préparés, et 7 des 8 groupements hydroxyles ont été installés par hydrogénation asymétrique avec des stéréosélectivités supérieures à 95 %.
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Synthèse biomimétique de motifs polypropionates par hydrogénation asymétrique à l'aide de complexes chiraux du ruthénium. Application aux synthèses du Dolabélide A et du (+)-Discodermolide

Le Roux, Rémi 27 June 2007 (has links) (PDF)
Ce manuscrit présente le développement d'une méthode de synthèse de motifs polypropionates et son application à la synthèse totale de deux molécules naturelles cytotoxiques : le Dolabélide A et le (+)-Discodermolide. Cette méthode, par analogie avec les voies de biosynthèse des polypropionates, permet la synthèse séquentielle et itérative de ces motifs par l'association de trois réactions : l'hydrogénation asymétrique de béta-cétoesters et de béta-hydroxycétones catalysée par des complexes chiraux du ruthénium, la méthylation diastéréosélective de Fráter-Seebach et la condensation de Claisen. Pour le Dolabélide A, deux fragments avancés ont été préparés, et 7 des 11 centres stéréogènes ont été installés par hydrogénation asymétrique avec des sélectivités supérieures à 95 %. Pour le (+)-Discodermolide, trois fragments intermédiaires ont été élaborés et 10 centres stéréogènes mis en place dont 7 par hydrogénation asymétrique ou méthylation diastéréosélective, ici encore avec des sélectivités supérieures à 95 %.
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Synthetic Studies Towards the Tridachione Family of Marine Natural Products

Kasprzyk, Milena, milena.kasprzyk@freehills.com January 2008 (has links)
Since the middle of the 20th century, significant interest has evolved from the scientific community towards the polypropionate family of marine natural products. A number of these compounds have been shown to possess significant biological activity, and this property, as well as their structural complexity, has driven numerous efforts towards their synthesis. The first chapter provides an introduction into the world of polypropionates, with a discussion on synthetic studies into a number of members of the tridachiapyrone family. Fundamental synthetic concepts utilised in this thesis towards the preparation of polyketides are also described, with a focus on their application towards the synthesis of 9,10-deoxytridachione, anti tridachiahydropyrone and syn tridachiahydropyrone. Chapter 2 describes the work undertaken towards the total synthesis of 9,10-deoxytridachione. The novel tandem conjugate addition-Dieckmann condensation of complex enones developed previously in the Perkins group was used to generate anti methylated cyclohexenones as key synthetic intermediates. The conversion of the cyclohexenones into the corresponding cyclohexadienes via allylic alcohols was attempted, utilising a Grignard-mediated reaction to achieve the selective 1,2-reduction. Studies into the Grignard-mediated reduction were also undertaken on seven additional cyclohexenones, in order to investigate the utility and scope of the reaction. The extension of the methodology previously developed for the synthesis of cyclohexenones is the subject of Chapter 3. This section describes investigations into the synthesis of stereochemically-diverse cyclohexenones from complex enones. The conjugate addition-Dieckmann condensation strategy was extended successfully towards the synthesis of a syn methylated cyclohexenone, which allowed the synthesis of the proposed true structure of tridachiahydropyrone to be pursued. The methodology developed in Chapter 3 was utilised in Chapter 4 to synthesise a model system of syn tridachiahydropyrone. A comparative analysis of the NMR data of the syn model, an anti model and anti tridachiahydropyrone with the natural product indicated that the true structure of tridachiahydropyrone may indeed have syn stereochemistry. The synthesis of syn tridachiahydropyrone was attempted, and to this end a suitable cyclohexanone was successfully synthesised. However, the subsequent methylation-elimination cascade failed to furnish the desired syn methylated cyclohexenone, producing only an anti methylated cyclohexanone. The stereochemistry of the methylation was deduced using high and low variable temperature NMR coupled with selective irradiation NOESY.

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