La (+)-pulegona, I, reducida con sodio y éter-agua da, además de mentoles, productos de condensación, siendo uno de ellos un reductodímero de fórmula C(20)H(36)O(2) con los dos oxígenos en forma de hidroxilo. La oxidación demuestra que uno de ellos es de carbinol secundario, rasando el producto de partida a un cetol de fórmula C20H3402 (1a). Si la reducción de la (+)-pulegona se hace con amalgama de aluminio se forma directamente un cetol de la misma fórmula, pero distinto del anterior, transformable en otros y uno de ellos el citado. La reducción con amalgama de aluminio se ha trabajado en el Laboratorio de un modo multindicativo y exhaustivo (1f), permitiéndonos transformar un 30% de la pulegona en cetoles cristalinos. Hasta el presente se han obtenido así cuatro cetoles en cantidades suficientes para trabajarlos, y también en muy pequeña cantidad un 5º cetol. En las varias publicaciones y tesis doctorales proce-dentes del Laboratorio sobre el tema (1a-1f) se ha fijado como estructura de todos estos cetoles la representada en las fórmulas III y IV, explicándose su formación por la se¬cuencia 1. En cuanto a la configuración, la tienen fija y R los átomos de carbono 4 y 5', por ser la de los mismos átomos en la pulegona de origen, mientras se configuran durante el proceso los átomos de carbono 1, 6 y 7, explicando que pueden ser varios, hasta 8, los cetones en cuestión.

Tesi realitzada a l'Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRBB) / Els compostos de fòsfor han mostrat propietats úniques com a lligands per a la catàlisi asimètrica. El nostre grup de recerca ha estat dedicat a la síntesi de compostos P-estereogènics durant els darrers 5 anys. La present tesi doctoral ha estat dedicada al disseny i la síntesi de nous lligands P-estereogènics i a la seva aplicació en catàlisi asimètrica. S’ha sintetitzat una nova família de difosfines amb quiralitat a l’àtom de fòsfor anomenades ThaxPHOS. Aquests lligands han estat complexats a cobalt i s’ha estudiat les propietats dels catalitzadors obtinguts per a la reacció de Pauson-Khand asimètrica i catalítica entre norbornadiè i alquins terminals. Com a resultat d’aquest estudi s’ha obtingut les enones corresponents amb resultats sense precedents fins al moment. Seguidament s’ha desenvolupat una metodologia versàtil per a la síntesi de nous lligands P-estereogènics a partir d’aminofosfines òpticament pures. Mitjançant la hidròlisi àcida d’aminofosfines s’ha obtingut els àcids fosfinosos coresponents els quals han estat subjectes a la substitució nucleòfila a l’àtom de fòsfor. Mitjançant aquesta metodologia s’ha sintetitzat una nova família de lligands P-estereogènics. Per tal de mostrar la utilitat de la nova metodologia desenvolupada s’ha sintetitzat una nova família de lligands fosfino-oxazolina, 5, els quals han estat emprats per a la hidrogenació asimètrica catalitzada per iridi. Els catalitzadors obtinguts han mostrat una elevada activitat per a aquest tipus de reacció, donant els productes hidrogenats amb elevada selectivitat en alguns casos. Publicacions: - S. Orgué, T. León, A. Riera, X. Verdaguer, Org. Lett. 2015, 17, 250–253. - A. Flores-Gaspar, S. Orgué, A. Grabulosa, A. Riera, X. Verdaguer, Chem. Commun. 2015, 51, 1941–1944. / Phosphorus compounds have demonstrated unique properties as ligands for asymmetric catalysis. Our group has been devoted to the synthesis of P-stereogenic ligands in the last 5 years. The present doctoral thesis is devoted to the design and synthesis of new P-stereogenic ligands and its application in asymmetric catalysis. We synthesized a new family of P-stereogenic diphosphines called ThaxPHOS. These ligands were complexed to cobalt and the resulting catalysts have been studied for the catalytic and asymmetric Pauson-Khand reaction between norbornadiene and different terminal alkynes. As a result of this study the corresponding enones were obtained with unprecedented results so far. Next, we have developed a versatile method for the synthesis of new P-stereogenic ligands from optically pure aminophosphines. The acidic hydrolisis of aminophosphines was performed giving rise to phosphinous acid boranes. This compounds were used as electrophiles for nucleophilic substitutions at the P centre. Using this methodology it was synthesized a new family of P estereogenic ligands. In order to show the usefulness of the new methodology developed, it was synthesized a new family of phosphine-oxazoline ligands, 5, which have been used for iridium catalysed asymmetric hydrogenation. The catalysts obtained showed high activity for this type of reaction, giving rise to the hydrogenated products with high selectivity in some cases. Publications ; - S. Orgué, T. León, A. Riera, X. Verdaguer, Org. Lett. 2015, 17, 250–253. - A. Flores-Gaspar, S. Orgué, A. Grabulosa, A. Riera, X. Verdaguer, Chem. Commun. 2015, 51, 1941–1944.

En aquest treball s’ha desenvolupat un mètode en dues etapes per a l’obtenció d’extractes rics en monoglicèrids a partir de llavors de soja i de sèsam. La primera etapa consisteix en una hidròlisi i esterificació directa amb glicidol i solketal dels triglicèrids continguts en les llavors, catalitzada amb miceli liofilitzat de Rhizopus oryzae en absència de solvent. La segona etapa ha estat la desprotecció del glicerol protegit en forma de 1,2-acetonid (solketal) amb catalitzadors àcids. El rendiment màxim d’obtenció de monoglicèrids a l’extracte final de reacció ha estat del 81 %, amb les següents condicions: Temps d’hidròlisi de 24 h i d’esterificació de 6 h emprant solketal, a una temperatura de reacció de de 50 °C per a la primera etapa i utilitzant com a solvent una barreja acetonitril:HCl 1M en proporció 4:1 (v/v), amb un temps de reacció de 6 h a temperatura ambient per a la segona etapa. / En este trabajo se ha desarrollado un método en dos etapas para la obtención de extractos ricos en monoglicéridos a partir de semillas de soja y de sésamo. La primera etapa consta de una hidrólisis y esterificación directa con glicidol y solketal de los triglicéridos de las semillas, catalizada con micelio liofilizado de Rhizopus oryzae en ausencia de solvente. La segunda etapa ha consistido en la desprotección del grupo 1,2-acetonido (solketal), empleando catalizadores ácidos. El rendimiento máximo de obtención de monoglicéridos en el extracto final de reacción ha sido del 81 %, empleando las siguientes condiciones: tiempo de hidrólisis de 24 h y de esterificación de 6 h utilizando solketal, a una temperatura de reacción de 50 °C para la primera etapa y utilizando como solvente una mezcla de acetonitrilo:HCl 1M en proporción 4:1 (v/v), con un tiempo de reacción de 6 h a temperatura ambiente para la segunda etapa. / In this work, a two-step method has been developed to prepare monoglyceride enriched extracts from soybean and sesame seeds. In the first step, direct extraction, hydrolysis and esterification of triglycerides from seeds is performed with glycidol and solketal. Reactions are catalyzed with lyophilized mycelium of Rhizopus oryzae in solvent-free conditions. The second step is the cleavage of solketal ring (1,2-acetonide structure) using acid catalysts. The maximum yield of monoglycerides in the two-step reaction process is 81 % using the following conditions: reaction time of 24 h for hydrolysis and 6 h for esterification using solketal, at a temperature of 50 °C in the first step and using a solvent mixture of acetonitrile:1 M HCl in 4:1 (v/v) with a reaction time of 6 h at room temperature in the second step.

El problema de la resistència bacteriana ha esdevingut un problema de salut pública global. Cada cop apareixen més soques bacterianes resistents a dos o més fàrmacs i és especialment preocupant la manca d'antibiòtics en el mercat per a combatre les infeccions que aquests provoquen. És per això que un dels grans objectius del descobriment de nous fàrmacs antibiòtics és la recerca de nous compostos capaços de combatre aquests microorganismes. Els pèptids antimicrobians són una classe d'antibiòtics que en el darrers anys han despertat interès degut al seu particular mecanisme d'acció: actuen principalment sobre la membrana bacteriana, i són menys susceptibles de generar resistència per part del bacteris. Destaquem entre aquests pèptids antimicrobians, la polimixina, antibiòtic natural produït pel Bacillus polymyxa. És un compost antibacterià actiu contra bacteris Gram-negatius, però que presenta l'inconvenient de ser tòxic a nivell renal i neuronal. En aquesta tesi es descriu el disseny, la síntesi i l'activitat d'anàlegs de polimixina. Es va simplificar l'esquelet peptídic del producte natural, de manera que fos mes assequible la síntesi química dels anàlegs, la preparació a gran escala, i una potencial reducció de toxicitat. Les modificacions que es van dur a terme van ser substituïr l'enllaç lactàmic que tanca el cicle, per un enllaç disulfur, l'àcid gras natural ramificat, es va substituir per un de lineal, i es van fer substitucions d'alguns aminoàcids per observar l'efecte que provocaven en l'activitat bacteriana. També es van sintetitzar anàlegs retroenantiòmers, per tal de veure la implicació de l'esquelet peptídic en la interacció amb les membranes, i finalment es va preparar un compost conjugat d'un anàleg de polimixina i l'espermina, una poliamina de cadena llarga. Es va estudiar la seva activitat antibiòtica in vitro amb assajos de concentració mínima inhibitòria (CMI). I posteriorment es van realitzar estudis d'activitat biofísica, realitzant assajos amb models de membrana bacteriana, com són els liposomes i les monocapes lipídiques. Aquesta tesi demostra que és possible simplificar l'estructura de la polimixina, obtenint-se compostos antibiòtics actius in vitro que mostren propietats biofísiques similars a les del producte natural. / The problem of bacterial resistance has become a global public health issue. Bacterial strains are becoming resistant to existing drugs and it is particularly worrying lack of antibiotics on the market to fight the infections they cause. That is why one of the major goals of antibiotic drug discovery today is the search for new compounds capable of combating these microorganisms. Antimicrobial peptides are a class of antibiotics that have raised particular interest these recent years due to its mechanism of action: they act primarily on the bacterial membrane, and are less likely to generate resistance by the bacteria. Among these antimicrobial peptides, the polymyxins, natural antibiotic produced by Bacillus polymyxa takes special interest for us. This antibacterial compound is active against Gram-negative bacteria, but it is nephrotoxic an neurotoxic. This thesis describes the design, synthesis and activity of polymyxin analogues. We report a simplified peptide structure, with a chemically accessible scaffold and upscalable, that might show potential toxicity reduction. The modifications that were carried out were substitution of the lactam bond that closes the heptapeptide cycle by a disulphide bond; branched natural fatty acid, was replaced by a linear one, and they were made some amino acid substitutions in order to observe the effect in the bacterial activity. We also synthesize analogues retroenantiomers, to see the involvement of the peptide scaffold when binding to bacterial membranes, and finally it was prepared a conjugate compound of an analogue of polymyxin and spermine, a long chain polyamine. We carried out assays of minimum inhibitory concentration (MIC) in vitro and also studies of biophysics activity, conducting tests with bacterial membrane models, such as liposomes and lipid monolayers. This thesis shows that it is possible to simplify the structure of polymyxin, obtaining active compounds in vitro with biophysical properties that are similar to the natural product.

c-Src is the leading member of the Src family of non-receptor tyrosine kinases, which are involved in many signaling pathways. Its deregulation affects cell migration, proliferation and survival. c-Src is composed of the intrinsically disordered N-terminal SH4 and Unique domains, of the folded SH3, SH2, kinase domains and of a C-terminal tail. c-Src is myristoylated at its N-terminal region and anchored to membranes via cooperative electrostatic and hydrophobic interactions. Weak interactions with lipids in the Unique and SH3 domains and intramolecular interactions between them were recently found in the non-myristoylated form. These interactions involve the Unique Lipid Binding region (ULBR) in the Unique domain, and the RT and nSrc loops in the SH3 domain. Our objective consisted in obtaining and characterizing the myristoylated form of the Unique and SH3 domains (MyrUSH3). Protocols for the efficient production of myristoylated proteins were developed. The incorporation of shorter acyl chains was characterized as a general problem in the preparation of myristoylated proteins, and conditions enabling to minimize their formation were found, in particular in the case of expression in minimum media. A well-defined myristoylation-induced cleavage site was identified and characterized in the Unique Lipid Binding Region of the Unique Domain of c-Src. Conditions to obtain degradation-free samples for structural studies were established. The kinetics of MyrUSH3 binding to liposomes was followed using surface plasmon resonance (SPR) and revealed two MyrUSH3 populations, a dominant form binding with relatively fast association and dissociation, and a minor persistently bound (PB) population not described earlier. This PB form was studied in an assay involving detection by a secondary antibody and the model better explaining the experimental results described these PB species to be dimer forms of MyrUSH3. In a construct in which the SH3 domain was replaced by the GFP protein, single molecule photobleaching experiments of these PB species bound to supported lipid bilayers were conducted. A major population of dimers over the bilayer surface was detected. When binding of the myristoylated SH4 (MyrSH4) peptide to liposomes by SPR, a PB population was also observed. Monitoring of the surface activity of MyrSH4 revealed the micelar behavior of the peptide at low concentrations. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) measurements permitted to study the effect of the myristoyl group on the intramolecular interactions between the Unique and SH3 domains, as well as on the binding of the ULBR and RT loops to liposomes when the protein was anchored in the bilayer. 1H-15N spectra of the myristoylated Unique domain (MyrUSrc) confirmed the propensity of the ULBR to bind liposomes, but in a different manner depending on the nature of the lipid in the bilayer. These measurements of MyrUSrc also pointed out some intermolecular propensities in the MyrSH4 domain. 1H-15N spectra of MyrUSH3 in solution revealed the presence of a myristoyl binding site has been found in the RT loop. Interaction of the myristoyl chain with lipids results in the loss of other lipid binding interactions in the Unique and SH3 domains that were observed in the non-myristoylated form. The interaction between the SH4 and the SH3 domains that restricts the conformational space of the Unique domain was preserved in the myristoylated forms and in the presence of lipids. The SPR and single molecule fluorescence studies revealed the formation of self-associated complexes of limited size upon binding of MyrUSH3 or MyrUGFP to liposomes, possibly driven by the presence of the MyrSH4 domain. The NMR data highlighted the interplay between the lipid binding regions of the Unique and SH3 domains, in presence or absence of liposomes. Therefore, the myristoylated intrinsically disordered Unique domain may act in c-Src regulation at the lipid bilayer interface. / c-Src es miembro de una importante familia de tirosina quinasas, que está involucrada en la transducción de señales en las células. c-Src está formada por una región N-terminal desordenada (compuesta de los dominios SH4 y Único), por los dominios plegados SH3, SH2, SH1 (el dominio quinasa), y por una cola C-terminal. c-Src es una proteína miristoilada en su extremo N-terminal, lo cual permite su unión a membranas, unión reforzada por la interacción del dominio SH4 polibásico con los lípidos cargados negativamente. En ausencia del grupo miristoilo, se encontraron zonas de unión a lípidos y de interacciones intramoleculares en los dominios Único y SH3. El objetivo de este trabajo es la obtención y la caracterización de la forma miristoilada de los dominios Único y SH3 (MyrUSH3). Se desarrollaron protocolos que permitieron la producción de proteínas miristoiladas. La cinética de unión de MyrUSH3 a liposomas se estudió con resonancia de plasmones superficiales. Se observó una población mayoritaria con una asociación y una disociación relativamente rápidas, y una población minoritaria con una unión persistente a liposomas. Esta segunda especie se estudió por detección secundaria via un anticuerpo y se dedujo que estaba posiblemente formada por dímeros. El dominio SH3 se remplazó por una proteína verde fluorescente (MyrUGFP) y se estudió la unión de MyrUGFP a liposomas, mediante su observación con microscopía confocal, usando la técnica de fotoblanqueo de moléculas individuales. Se observó una población mayoritaria de dímeros. A continuación, se estudió la proteína MyrUSH3 con resonancia magnética nuclear, en solución o unida a liposomas. En solución, se encontró un sitio de unión al grupo miristoil en el dominio SH3. Tras la inserción del grupo miristoil en la bicapa lipídica, se perdió la capacidad de unión a lípidos en los dominios Único y SH3 (excepto el dominio SH4), y algunas interacciones intramoleculares fueron afectadas.

Tradicionalmente, los péptidos se han considerado como malos candidatos para convertirse en fármacos, sin embargo, cada vez más se está cambiando está visión y se están ampliando los esfuerzos para incrementar sus aplicaciones dentro del campo terapéutico. Para ello es necesario llevar a cabo modificaciones que permitan minimizar sus desventajas como pueden ser la rápida degradación por enzimas, o la poca capacidad de traspasar membranas biológicas. La química juega un papel crucial en este sentido, ya que mediante una gran variedad de modificaciones en las estructuras peptídicas (ciclación, modificación de extremos, unión a biomoléculas) se pueden mejorar su perfil como potenciales fármacos. La presente tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo de metodologías sintéticas para la preparación de péptidos, tanto lineales como cíclicos, y otros derivados peptídicos. En concreto, se ha trabajado en una estrategia basada en la unión de los aminoácidos al soporte sólido a través de su cadena lateral. Habitualmente, este tipo de aproximación está reservada a aminoácidos con cadenas laterales con grupos funcionales fácilmente modificables, sin embargo, este trabajo se ha centrado en los aminoácidos triptófano y fenilalanina. Desde el punto de vista del triptófano se ha desarrollado un tipo de unión al soporte polimérico basada en un enlace hemiaminal. Para ello, se han derivatizado los soportes poliméricos con espaciadores de tipo dihidropiranilo y se llevado a cabo la reacción con un derivado de triptófano (Fmoc-Trp-OAlilo). Una vez optimizadas las condiciones, tanto de acoplamiento del aminoácido como de su posterior liberación por tratamiento acidolítico, con bajas concentraciones de TFA, se ha llevado a cabo la síntesis de diferentes péptidos modelo para demostrar la versatilidad de la metodología. Se han preparado una dicetopiperacina (Brevianamida F), el octapéptido cíclico Axinelina B y el heptapéptido cíclico Unguisina A. En relación a la fenilalanina, ésta se ha unido a un soporte polimérico de tipo piperacino (amina secundaria) utilizando el derivado Fmoc-Phe(pNH2)-OAlilo, mediante la formación de un enlace triaceno. Desde el punto de vista sintético, el triaceno es considerado a la vez como un posible espaciador que no deja traza y también como un espaciador multifuncional. Estos dos conceptos se han aplicado a la síntesis de diferentes péptidos modelo (lineales, cíclicos, modificados en N- o C-terminal). En cuanto al primer concepto, se ha comprobado que tras la liberación de los productos anclados a la resina en condiciones acidolíticas, con bajas concentraciones de TFA, se obtienen las correspondientes sales de diazonio que, tras reducirlas con Fe2SO4.7H20, permiten regenerar el anillo de fenilalanina sin modificación alguna que indique cuál ha sido el punto de unión del aminoácido. Por otra parte, respecto al concepto multifuncional, también se ha comprobado que, únicamente variando las condiciones de desanclaje, es posible obtener derivados con diferentes funcionalizaciones en la posición para del anillo de fenilalanina. Concretamente se han preparado los derivados H, OH, OMe, N , I, F. 3 Finalmente, también se ha evaluado la versatilidad de esta metodología basada en la fenilalanina para preparar un tipo de derivados conocidos como peptinas, unas moléculas estructuralmente muy complicadas que se caracterizan por tener un sistema tricíclico de carácter peptídico, además de varios centros quirales, y que presentan actividades biológicas como ligandos de receptores acoplados a proteínas G (GPCRs). Se ha sintetizado una quimioteca con diferentes análogos de peptina, sus precursores lineales y también los correspondientes conjugados con dos estructuras privilegiadas como son la indoloquinolicidina y el (1S,2R)‐1‐amino‐2‐indanol y se ha testado su actividad biológica frente a diferentes GPCRs, concretamente receptores de adenosina, dopamina y serotonina. / This doctoral thesis has focused on the development of synthetic methodology for the solid phase synthesis of peptides, based on the attachment of the first amino acid to the resin by its side chain. This methodology is usually applied to amino acids with side chain functional groups which are easily modified. However, this work is focused in two residues which are not included in this group: tryptophan and phenylalanine. Regarding the tryptophan, it has been coupled to dihydropyranyl-modified solid supports by the formation of a hemiaminal bond using the derivative Fmoc-Trp-OAllyl. After the optimization of both the coupling of the amino acid and the cleavage step, using low concentrations of TFA, a synthesis of several model peptides has been carried out. These peptides include a diketopiperazine (Brevianamide F) a cyclic octapeptide (Axinelin B) and a cyclic heptapeptide (Unguisin). Considering the phenylalanine residue it has been coupled to piperazino-modified solid supports by the formation of a triazene bond using the derivative Fmoc-Phe(pNH2)-OAllyl. From the chemical point of view, the triazene linkage is considered both a traceless linker and a multifunctional linker. About the first concept, it has been observed that after the cleavage of the products from the resin, using low TFA concentrations, the corresponding diazonium salts are obtained, which can be reduced by treatment with Fe2SO4.7H20, thus regenerating the phenylalanine ring with no chemical traces of the position used to link the residue to the resin. On the other hand, concerning the multifunctional concept, it has been possible to obtain several derivatives with different functional groups (H, OH, OMe, N3, F, I) at the para position of the phenylalanine ring, simply by changing the cleavage conditions. Finaly, the abovementioned methodology has been used to prepare some cyclic peptide derivatives known as peptines, which are structurally very complex and synthetically demanding. A chemical library including peptines, their linear precursors, and their corresponding conjugates with indoloquinolicidine and (15,2R)-1-amino-2-indanol moieties has been synthesized, and the activity of the compounds as GPCR ligands (adenosine, dopamine, serotonine receptors) has been tested.

La recerca en el nostre grup està centrada principalment en el desenvolupament de noves transformacions i metodologies catalitzades per or i la seva aplicació en la síntesis de productes naturals. Així doncs, la metodologia desenvolupada prèviament per a la heterohidroarilació intramolecular d’alquins catalitzada per or, es va considerar com una potencial estratègia per a la síntesis de les lundurines A–C. L’elaboració d’un mètode eficient per generar el centre estereogènic present al C20 va conduir al desenvolupament d’una reacció tàndem de condensació / lactamització / reordenament Claisen. El gran nivell d’enantioselectivitat d’aquesta transformació es va aconseguir mitjançant l’ optimització de l’auxiliar quiral. L’elevada selectivitat observada en la reacció d’ hidroheteroarilació emprant Au(I) com a catalitzador va ser utilitzada per a la formació de l’anell “polihidroazocí”. A més, es va descobrir una nova ciclopropanació intramolecular d’ indols mitjançant la formació d'una pirazolina i la posterior formació d'enllaços C-C a través de la pèrdua de dinitrogen i àcid toluenosulfínic. En el curs de les nostres investigacions, es va observar una migració olefínica que té lloc a través d'un reordenament vinilciclopropà retro-ene / ene i es va aplicar a la síntesi d'aquesta família d'alcaloides. Les síntesis totals racèmica i enantioselectiva de les lundurines A-C va dur-se a terme a partir d’un precursor d’alquí comú. Va ser possible assignar la configuració absoluta de lundurina C com (5aR, 5bS, 6aR, 12aR) a partir de l'estructura cristal·lina de raigs X de la seva sal d'amoni N-Me. La reacció totalment diastereoselectiva de cicloisomerització d’ 1,5–enins catalitzada per or es va aplicar com el pas clau en la síntesi total de cannabimovone i anhydrocannabimovone (9). També es va revisar l'estereoquímica de la fusió de l'anell de l’ anhydrocannabimovone per cristal·lografia de raigs X i càlculs DFT. / La investigación en nuestro grupo se centra principalmente en el desarrollo de nuevas transformaciones y metodologías empleando catálisis de oro y su aplicación en la síntesis de productos naturales. Así, se consideró la heterohidroarilación intramolecular de alquinos catalizada por oro(I), previamente desarrollada, como una estrategia prometedora para la síntesis de las lundurinas A–C. La elaboración de un método eficaz para generar el centro estereogénico C20 requerido resultó en el desarrollo de una condensación / lactamización / transposición de Claisen tandem. La buena enantioselectividad de esta transformación se consiguió mediante la optimización del auxiliar quiral. Se aprovechó la alta selectividad de la hidroheteroarilación 8-endo-dig usando oro(I) como catalizador para construir el anillo de polihidroazocina. Se ha descubierto una nueva ciclopropanación intramolecular de indoles que transcurre mediante la formación de una pirazolina y consiguiente formación del enlace C–C con pérdida de dinitrógeno y ácido toluensulfónico. A lo largo de nuestras investigaciones, se ha encontrado una migración de olefinas remarcablemente fácil a través de una transposición retro-eno / eno de un vinilciclopropano, y se ha aplicado en la síntesis de esta familia de alcaloides. En la síntesis total tanto racémica como enantioselectiva de las lundurinas A–C se ha desarrollado y aplicado con éxito una estrategia unificada. La configuración absoluta de la lundurina C se ha asignado como (5aR,5bS,6aR,12aR) por difracción de rayos X de la estructura cristalina de su sal de amonio N-Me. La cicloisomerización completamente diastereoselectiva de 1,5-eninos sencillos catalizada por oro(I) se aplicó como paso clave en la síntesis total de cannabimovone y anhydrocannabimovone. También se revisó la estereoquímica de la fusión de anillos de anhydrocannabimovone mediante cristalografía de rayos X y cálculos DFT. / Research in our group is focused primarily upon the development of new transformations and methodologies employing gold catalysis and on their application to the total synthesis of natural products. Thus, the previously developed gold(I)-catalyzed intramolecular hydroheteroarylation of alkynes was considered a promising strategy for the synthesis of lundurines A–C. The elaboration of an efficient method to generate the required C20 stereocenter resulted in the development of a tandem condensation / lactamization / Claisen rearrangement. The good level of enantioselectivity for this transformation was achieved by optimization of the chiral auxiliary. We took advantage of a highly 8-endo-dig selective hydroheteroarylation using gold(I) as the catalyst in order to build the polyhydroazocine ring. A new intramolecular cyclopropanation of indoles by formation of a pyrazoline and subsequent C–C bond formation through loss of dinitrogen and toluenesulfinic acid has been discovered. In the course of our investigations, a remarkably facile olefin migration through a vinylcyclopropane retro-ene / ene rearrangement was found and applied to the synthesis of this family of alkaloids. A unified has been developed and successfully applied to the racemic and enantioselective total syntheses of lundurine A–C. The absolute configuration of lundurine C has been assigned as (5aR,5bS,6aR,12aR) by the X-ray crystal structure of its N-Me ammonium salt. The fully diastereoselective gold(I)-catalyzed cycloisomerization of simple 1,5-enynes was applied as the key step in the total synthesis of cannabimovone and anhydrocannabimovone. We also revised the stereochemistry of the ring fusion of anhydrocannabimovone by X-ray crystallography and DFT calculations.

El presente trabajo está centrado en la síntesis enantioselectiva de la cadena polihidroxílica presente en los productos marinos oscillariolida y formidolidas. Estas moléculas se pueden dividir en tres fragmentos; la cadena polihidroxílica, el macrociclo y el ácido graso. El presente trabajo está centrado en la síntesis enantioselectiva de la cadena polihidroxílica y el estudio en la unión del poliol y el macrociclo. La parte central del poliol se construye utilizando diferentes estrategias basadas en adiciones aldólicas. En la primera etapa se estudian auxiliares quirales como oxazolidinonas. El mejor resultado se observa con la (R)-4­benciloxazolidinona consiguiendo el aldol deseado con un exceso diatereomérico excelente y con buenos rendimientos. En la siguiente adición aldólica la inducción asimétrica es dirigida por los sustratos y se elabora un estudio para conseguir los aldoles de interés con excesos diasteroméricos y rendimientos satisfactorios. Se realizan adiciones aldólicas tipo acetato utilizando diferentes ácidos de Lewis como derivados de B o Ti, se aplica la variación de la las adiciones aldólicas tipo Mukaiyama y se prueba la adición de ácidos de Lewis quirales. Los mejores resultados se obtuvieron con el ácido de Lewis quiral DIP (bis(isopinocanfenil)cloroborano) rindiendo el aldol deseado con un excelente exceso diasteomérico y rendimientos moderados. La configuración absoluta del nuevo estereocentro se realiza utilizando el modelo de Mosher. A continuación, se lleva a cabo la reducción estereoselectiva de ß­hidroxicetonas a un compuesto dihidroxílico utilizando el catecolborono y se llega al intermedio 1,3-sin dihidroxílico con rendimientos y excesos diatereoméricos excelentes. De esta manera se sintetiza el fragmento central de la cadena polihidroxílica. En todo el proceso sintético cabe destacar la importancia de la ortogonalidad de los grupos protectores ya que es imprescindible la buena planificación para las desprotecciones selectivas y compatibilidad con las reacciones futuras. Partiendo del fragmento central de la cadena polihidroxílica, en un extremo se adiciona un derivado de la acroleína mediante la reacción de Barbier para conseguir un intermedio precursor al bromoéter de enol derivado. En el otro extremo, se estudia la adición de derivados organometálicos sobre aldehídos para poder dar como finalizada la síntesis total de la cadena polihidroxílica. Adicionalmente, se ha estudiado la unión del poliol con el macrociclo utilizando substratos modelo. La investigación se basa en la adición de un vinil metal derivado a un formil THF derivado. Se estudian tres metodologías diferentes: control por quelación con metales, carboaluminación y Nozaki­Hiyama-Kishi (NHK). En el estudio se consiguen identificar las mejores condiciones para obtener el producto de la adición con buenos rendimientos y excesos diastereoméricos. En todo este proceso sintético han sido imprescindibles técnicas como RMN (1D y 2D), HPLC, MS e IR. / There are an important number of marine origin molecules with promising bioactivity. The group of polyketide macrolides is an interesting family of molecules where oscillariolide and phormidolide are included. These two molecules contain a common polyhydroxy chain linked to a THF ring. First, oscillariolide was isolated from Oscillatoria sp. which allowed the structural elucidation of the polyhydroxy chain. After that, phormidolide was isolated and that permit the determination of the absolute configuration of the eight polyol stereocenters, which was not achieved until that moment. Although the structure of the polyol has been known during several years, the molecule has not been synthesized yet. The aim of this work is the asymmetric synthesis of the chain. Our target molecules can be separated in three different fragments: a polyhydroxy chain, a macrocycle and a fatty acid. One of the objectives of this work is the synthesis of the polyhydroxy chain and the study of the bond formation between the polyol and the macrocycle. Firstly, aldol condensations using different chiral auxiliaries were studied. Evans auxiliaries such as oxazolidinones and oxazolinthiones were studied. The reactions were performed using different chelating metals, bases, aldehyde protecting groups, and with different reaction times and temperatures. On the other hand, a metal based aldol condensation was carried out between a chiral aldehyde and a ketone. An important influence of the protecting group in the ß-position of the aldehyde on the stereochemical outcome of this transformation is suspected. The elongation of the chain was achieved using strategies bases on addition of organometallic reagents, as Barbier reaction and Reformatsky type reaction. Finally, the bond formation between the polihidroxy chain and the macrocycle of the natural products was studied. This study was carried out using model molecules. Three main methodologies were applied to study the vinylorganometilic reagents additions to chiral 2-formylTHF: chelated controlled organometallic addition, carboalumination and Nozaki-Hiyama-Kishi (NHK) reaction.

Tesi realitzada a l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC) / Oxidative stress is one of the most important factors in degenerative diseases like cancer, Alzheimer or in episodes like ischemia. During these processes, reactive species of oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) are generated. This fact can cause the chemical modification of important biomolecules, in particular lipids and proteins. The strategy that involves the use of antioxidants and neuroprotective agents to fight against the lesive effects of these species stumbles over the blood-brain-barrier (BBB). This barrier protects the brain from the action of a wide variety of organic molecules and drugs. Thus, it is important to develop novel antioxidant agents with good delivery through the BBB. In our group it was discovered the antioxidant agent 3,4-dihydro-2,2-dimethyl-7-metoxy-1-(2H)-benzopyran (CR-6), an analogue of alpha- and gamma-tocopherols (Figure 1), which is currently used in dermopharmacy and it is also in a phase II trials for anticancer treatment (combined with other drugs). In our present project, one of the main goals is the synthesis of a short library of CR-6 analogues that could improve the pass through the BBB. Accordingly, fourteen novel CR-6 analogues have been synthesized introducing essential nutrients for brain that work as BBB-shuttles at C2 of CR-6 scaffold. The antioxidant activity was evaluated to assure that it does not change by the incorporation of variability at C2 position (the DPPH assay and the in vitro CAA were used). In addition, the BBB permeability was evaluated to compare the BBB bioavailability of these new antioxidant agents with the references CR-6 and Trolox (PAMPA, Caco-2 and BBCEC assays were used). / El estrés oxidativo es uno de los factores etiológicos más importantes en las enfermedades degenerativas como el cáncer, el Alzheimer o en episodios de isquemia. Durante estos procesos, se generan especies reactivas de oxigeno (ROS) y de nitrógeno (RNS) que provocan modificaciones de las biomoléculas como los lípidos, las proteínas y el ADN. El uso de agentes antioxidantes y neuroprotectores ayudan a reducir los efectos lesivos que el estrés oxidativo tiene en el cerebro, por ejemplo. La barrera hematoencefálica o BBB protege al cerebro de la acción de una amplia variedad de moléculas orgánicas y fármacos. Por ello, existe un gran interés en el desarrollo de nuevos agentes antioxidantes con un buen transporte a través de la BBB. En nuestro grupo de investigación se ha desarrollado el agente antioxidante 3,4-dihidro-2,2-dimetil-7-metoxi-1-(2H)-benzopirano (CR-6), un análogo de alfa- y gamma-tocoferol, que en la actualidad se emplea en dermofarmacia y se encuentra en ensayos de fase II para el tratamiento del cáncer (combinado con otros fármacos). En este proyecto se persigue la síntesis de una colección de análogos del CR-6 que mejoren el paso a través de la BBB. De este modo, se han sintetizado catorce compuestos derivados del CR-6 introduciendo nutrientes esenciales del cerebro que actúan como transbordadores de la BBB. La actividad antioxidante de todos estos compuestos se ha evaluado para asegurar que ésta se mantiene al introducir variabilidad en la posición C2 mediante los ensayos del DPPH y el in vitro CAA. A su vez, la permeabilidad de la BBB se ha evaluado para compararla con los compuestos de referencia CR-6 y Trolox a partir de los ensayos in vitro Caco-2, PAMPA y BBCEC.

Tesi realitzada a l'Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRBB) / Prolyl oligopeptidase (POP) is an 81-KDa bidomain enzyme which hydrolyses short proline-containing peptides. This enzyme is involved in mnemonic and cognitive processes, and the dysregulation of POP activity is related to mental diseases. Probably, POP modulates the phosphoinositide signalling pathway through protein-protein interactions (PPI). Hence, the development of POP inhibitors is an area of great interest for the treatment of cognitive deficits associated with mental and neurodegenerative diseases. Recently, it has been found that the administration of POP inhibitors increases the clearance of a-synuclein aggregates in vivo, indicating that POP can be related to some extend with the pathogenic conditions of Parkinson’s disease (PD). Probably, this increase in the a-synuclein catabolism might be a consequence of a direct interaction between the two proteins. For this reason, POP inhibitors might be drug candidates for the preventive treatment of PD. Although the X-ray structure of POP is well studied, it is not clear which are the conformational fluctuations responsible for the circulation of substrates and products during the catalytic cycle. Several studies suggest that loops surrounding the active site are involved in a gating mechanism, while others postulate that interdomain separation might expose the active site. Moreover, such conformational transitions might be essential for the recognition events of POP. The elucidation of the conformational landscape of POP is a challenging task due to the high molecular weight of the enzyme. In this PhD thesis we have used a combination of robust biophysical tools (in particular, NMR and SAXS) together with molecular dynamics simulations (MD) in order to decipher the conformational dynamics of POP in solution. In addition, POP was also analysed by ion mobility mass spectrometry, an emerging biophysical tool in structural biology. Finally, we performed preliminary studies of the interaction between POP and a-synuclein by NMR. The results obtained in this PhD thesis demonstrated that POP exists in solution in a slow conformational exchange between open and closed conformations. The conformational transitions involved the periodic separation of the two domains in a hinge-type motion. Relaxation dispersion experiments showed that this long range conformational transition was better described by several independent motions of different amplitudes, stressing the highly dynamic behaviour of POP. Moreover, the analysis of SAXS data complemented by MD simulations found that the interdomain separation caused the inactive arrangement of the active site. This suggests that the separation between domains might be critical for substrate recruitment and product release. Of interest, inhibitors caused the total displacement of this equilibrium towards the stabilized closed conformation, therefore quenching dynamics and the catalytic activity. The study of the interaction between POP and a-synuclein by NMR disclosed that both proteins might be involved in a weak and transient interaction. Of interest, this interaction showed more affinity in the case of POP bound to inhibitors. In this case, interaction specially affected a broad segment of the C-terminal region of a-synuclein. This result suggested that the recognition between the two proteins depends on the conformational state of POP. Therefore, modulating the conformational landscape of POP by inhibitors might control this interaction. In summary, the results obtained in this PhD thesis demonstrated that POP undergo slow exchange between open and closed conformations in solution, and found that inhibitors have deep effects in the native conformational landscape of POP. Of interest, these conformational transitions might be essential for regulating the PPI necessary for the biological function of POP. Hence, the in vivo effects of POP inhibitors might result as a consequence of the alterations in the recognition events of POP. / La prolil oligopeptidasa (POP) es un enzim de 81 KDa que hidrolitza pèptids curts amb contingut en prolina. La POP actua en el sistema nerviós central mitjançant interaccions proteïna-proteïna (IPP), i la seva funció biològica està relacionada amb la memòria i els processos cognitius. Per aquesta raó, els inhibidors de la POP són compostos d’interès terapèutic per al tractament dels dèficits cognitius. Recentment, s’ha descobert que els inhibidors de la POP poden prevenir la patogènesis de la malaltia de Pàrkinson, probablement a través d’una interacció directa entre la POP i l’a-sinucleïna (la principal proteïna causant dels processos neurodegeneratius de la malaltia de Parkinson). Tot i que l’estructura cristal·logràfica de la POP està ben definida, no es sap quines són les transicions conformacionals que permeten completar el cicle catalític de la POP. Probablement, aquesta riquesa conformacional també té un paper rellevant en el control de les IPP. Malauradament, l’estudi conformacional complet de la POP és tot un repte degut al seu elevat pes molecular. En aquesta tesis doctoral s’ha emprat una combinació de tècniques biofísiques avançades (en concret, la resonància magnètica nuclear, la dispersió de raigs X de baix angle, i l’espectrometria de masses de mobilitat iònica) conjuntament amb simulacions de dinàmica molecular, per tal d’analitzar la dinàmica conformacional de la POP en solució. A més, s’ha estudiat la possible interacció entre la POP i l’a-sinucleïna mitjançant experiments de RMN. Els resultats obtinguts en aquesta tesi doctoral han demostrat que la POP es troba en solució en un equilibri conformacional lent entre conformacions obertes i tancades, originades a partir de la separació entre dos dominis. Els inhibidors de la POP causen una gran estabilització de la conformació tancada, amb la qual cosa l’equilibri dinàmic es desplaça totalment cap a aquesta conformació. A més, es va poder detectar una interacció dèbil i transitòria entre la POP i l’a-sinucleïna, que esdevenia especialment afavorida en la presència d’inhibidors. Així, els nostres resultats suggereixen que la diversitat conformacional de la POP es necessària per a la seva funció, i que els inhibidors poden desencadenar la seva funció biològica desplaçant l’equilibri conformacional.