No description available.

Le travail présenté dans ce manuscrit concerne la synthèse du fragment C12-C25 de la Thuggacine A, macrolide antibiotique, par deux voies de synthèse. La première voie de synthèse nous a permis de créer 4 des 5 centres stéréogéniques à partir du (R)-glycéraldéhyde acétonide. L'étape-clé d'induction asymétrique a montré que les 3 centres C18 à C20 présentent une configuration relative syn présente dans la Thuggacine A mais que les centres C17-C18 sont anti-configurés, configuration confirmée par cristallographie du composé 84. Les faibles rendements ainsi qu'un contrôle insuffisant de la diastéréosélectivité de ces 4 centres asymétriques nous ont conduit à étudier une stratégie de synthèse alternative. La deuxième voie de synthèse nous a permis d'obtenir le fragment C13-C25 en 10 étapes linéaires et avec un très bon contrôle de la stéréochimie des 5 centres stéréogéniques créés. Les 4 centres asymétriques C-17 à C-20 ont été construits grâce à deux réactions d'aldolisations type Evans, tandis que l'addition d'un allényl-stannane a permis l'introduction stéréosélective du centre C-16. / The herein presented study is concerned by the synthesis of the C12-C25 fragment of Thuggacine A, a potent antibiotic macrolide, through two distinct synthetic pathways. The first synthetic pathway enabled us to form 4 among 5 stereogenic centers from (R)-glyceraldehyde acetonide. The key induction asymmetric step showed that the 3 chiral centers C18-C20 were formed with a syn-configuration as in Thuggacine A and the C17-C18 stereocenters were anti-configurated, a result confirmed by X-ray cristallography of compound 84. Low yields and low diastereocontrol of these four chiral centers led us to envisage an alternative synthetic strategy. The second synthetic pathway enabled us ti obtain the C13-C25 fragment within ten linear steps and a high diastereocontrol of the five required stereogenic centers. The 4 chiral centers C-17 to C-20 were formed through two Evans's aldolization steps while the stereochemistry of the C16 center was secured by an allenyl-stannane homologation.

Faculty of Science; School of Chemistry; PhD Thesis / The synthesis of nitrogen containing ring systems has been one of the interests of this research group at the University of the Witwatersrand for a long time. These systems form part of a group of compounds called alkaloids, whose structural diversity is rivalled only by their distribution in nature. A small sub-set of the alkaloids is the fused 5 and 6 membered bicyclic frames with nitrogen at one bridgehead. Having developed a unique method of synthesising these indolizidine alkaloids, we examined various aspects of this methodology and there remained one crucial question – what is the best way to control the stereochemical outcome of the ring-forming steps? This project looks at this question from the view of a model natural product, the indolizidine alkaloids (+)- and (–)-tashiromine. The synthesis of tashiromine and related compounds was examined using chiral auxiliaries such as the Oppolzer sultam and the Evans oxazolidinone, as well as the use of chirally modified reductants. The efficacies of the chiral auxiliaries were studied using molecular modelling techniques, and certain modifications were suggested from these results.

Ce mémoire décrit le développement d’une nouvelle méthodologie d’expansion de cycle irréversible à partir de N-alkyl-3,4-déhydroprolinols pour former des N-alkyl tétrahydropyridines 3-substituées en passant par un intermédiaire aziridinium bicyclique. Cette méthode permet l’introduction d’un vaste éventail de substituants à la position 3 et tolère bien la présence de groupements aux positions 2 et 6, donnant accès à des pipéridines mono-, di- ou trisubstituées avec un excellent diastéréocontrôle. De plus, il est démontré que l’information stéréogénique du 3,4-déhydroprolinol de départ est totalement transférée vers le produit tétrahydropyridine. Additionnellement, une méthodologie fut dévelopée pour la préparation des produits de départ 3,4-déhydroprolinols en forme énantiopure, avec ou sans substituants aux positions 2 et 5, avec un très bon stéréocontrôle. Le premier chapitre présente un résumé de la littérature sur le sujet, incluant un bref survol des méthodes existantes pour la synthèse de pipéridines 3-substituées, ainsi qu’une vue d’ensemble de la chimie des aziridiniums. L’hypothèse originale ainsi que le raisonnement pour l’entreprise de ce projet y sont également inclus. Le second chapitre traite de la synthèse des N-alkyl-3,4-déhydroprolinols utilisés comme produits de départ pour l’expansion de cycle vers les tétrahydropyridines 3-substituées, incluant deux routes synthétiques différentes pour leur formation. Le premier chemin synthétique utilise la L-trans-4-hydroxyproline comme produit de départ, tandis que le deuxième est basé sur une modification de la réaction de Petasis-Mannich suivie par une métathèse de fermeture de cycle, facilitant l’accès aux précurseurs pour l’expansion de cycle. Le troisième chapitre présente une preuve de concept de la viabilité du projet ainsi que l’optimisation des conditions réactionnelles pour l’expansion de cycle. De plus, il y est démontré que l’information stéréogénique des produits de départs est transférée vers les produits. iv Au quatrième chapitre, l’étendue des composés pouvant être synthétisés par cette méthodologie est présentée, ainsi qu’une hypothèse mécanistique expliquant les stéréochimies relatives observées. Une synthèse énantiosélective efficace et divergente de tétrahydropyridines 2,3-disubstituées est également documentée, où les deux substituants furent introduits à partir d’un intermédiaire commun en 3 étapes. / This thesis describes the development of a novel methodology of irreversible ring expansion from N-alkyl-3,4-dehydroprolinols to N-alkyl-3-substituted tetrahydropyridines through a bicyclic aziridinium ion intermediate. This method allows a wide variety of substituents at the 3-position, and also permits substitution at the 2- and 6-positions of the tetrahydropyridine giving mono-, di- or tri-substituted piperidines with excellent diasterocontrol. Complete transfer of the stereogenic information of the 3,4- dehydroprolinol to the tetrahydropyridine product is demonstrated. Also, a methodology was developed to prepare the 3,4-dehydroprolinol starting materials in enantiopure form, with the possibility of substitution at the 2- and 5-positions with excellent diasterocontrol. The first chapter presents the literature background, including a brief summary of methodologies for the synthesis of 3-substituted piperidines, and an overview of aziridinium ion chemistry. Also presented is the original hypothesis of the project, and our reasoning for undertaking this project. The second chapter describes the synthesis of N-alkyl-3,4-dehydroprolinols used as precursors for the ring expansion to 3-substituted tetrahydropyridines, including two different synthetic routes. The first route route converts L-trans-4-hydroxyproline to enantioenriched N-benzyl-3,4-dehydroprolinol in 6 steps. The second synthetic route was developed using a variant of the Petasis-Mannich reaction and a ring closing metathesis,making the precursors more readily available and simple to synthesize. The third chapter presents the proof of concept of the viability of the project and optimization studies. Moreover, the transfer of stereogenic information to the resulting product is demonstrated. The fourth chapter demonstrates the broad scope of the ring expansion and mechanistic insight is given based on the relative configuration of the products. An expedient divergent enantioselective synthesis of a 2,3-disubstituted tetrahydropyridine is also shown, with both substituents being chosen from a common intermediate in 3 steps.

Les phosphinosucres appelés aussi « phostines » sont des analogues phosphorés des sucres pyranoses et des C-arylglycosides. L'évaluation biologique de ses composés a révélé une activité anticancéreuse des phosphinosucres sur les cellules de glioblastome multiforme, un cancer particulièrement malin et invasif qui ne possède pas de solution thérapeutique. Dans le but de comprendre les mécanismes d'action des phosphinosucres et la stéréo-dépendance de leur activité biologique, la caractérisation des diastéréomères de « phostines » a été menée. Suite à cette détermination structurale, le développement de synthèses diastéréosélectives a permis d'obtenir un mélange fortement enrichi en diastéréomère le plus actif par une séquence réactionnelle qui a mis en jeu une réaction d'oxydation de phosphinosucres -hydroxylés en α-cétophosphinosucres, suivie d'une réduction diastéréosélective. Afin d'améliorer l'activité antiproliférative des phosphinosucres, une diversification chimique a été réalisée. Les variations du groupement aryle lié à l'atome de phosphore nous ont amené à développer une synthèse des aryl-hydrogénophosphinates qui a permis d'obtenir une large variété de ces composés. Par la suite, les aryl-hydrogénophosphinates obtenus ont été engagés dans la synthèse des « phostines ». De plus, des variations chimiques sur le carbone en position α de l'atome de phosphore ont été entreprises et ont permis l'élaboration de plusieurs composés (triflate, azido, amino, déoxy et triazolyles), puis finalement à l'analogue phosphinosucre du N-acétylglucosamine qui a présenté une importante activité anticancéreuse in vitro. / Phosphinosugars also called « phostines » are new cyclic phosphinates, analogs of carbohydrates and C-aryglycosides, with phosphorus atom mimicking the anomeric carbon. Biological screening tests of these compounds revealed an anticancer activity against glioblastoma multiform, a highly invasive and malignant tumor without curative therapy.With the aim of understanding the phosphinosugars mode of action and their stereo-dependent biological activity, characterization of four phosphinosugars diastereomers formed during the chemical process has been performed. After their structural determination, diastereoselective synthesis enabled us to obtain an enriched mixture of the most active diastereomer based on an oxidation of -hydroxyled phosphinosugars in corresponding -keto phosphinosugars followed by a diastereoselective reduction. Thereafter, antiproliferative activity of phoshinosugars was performed by chemical diversification. Modification of the aryl group linked to phosphorus atom led us to develop aryl-hydrogenophosphinate synthesis to create a broad variety of these structures. Then, the expected aryl-hydrogenophosphinates were used for phostines preparation. Furthermore, chemical modifications on the carbon in α position of phosphorus atom were led and furnished several new compounds (triflate, azido, amino, deoxy and triazolyl), as well as the phosphinosugar analog of N-acetylglucosamine which presented in vitro a high anticancer activity.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Ce mémoire décrit le développement d’une nouvelle méthodologie d’expansion de cycle irréversible à partir de N-alkyl-3,4-déhydroprolinols pour former des N-alkyl tétrahydropyridines 3-substituées en passant par un intermédiaire aziridinium bicyclique. Cette méthode permet l’introduction d’un vaste éventail de substituants à la position 3 et tolère bien la présence de groupements aux positions 2 et 6, donnant accès à des pipéridines mono-, di- ou trisubstituées avec un excellent diastéréocontrôle. De plus, il est démontré que l’information stéréogénique du 3,4-déhydroprolinol de départ est totalement transférée vers le produit tétrahydropyridine. Additionnellement, une méthodologie fut dévelopée pour la préparation des produits de départ 3,4-déhydroprolinols en forme énantiopure, avec ou sans substituants aux positions 2 et 5, avec un très bon stéréocontrôle. Le premier chapitre présente un résumé de la littérature sur le sujet, incluant un bref survol des méthodes existantes pour la synthèse de pipéridines 3-substituées, ainsi qu’une vue d’ensemble de la chimie des aziridiniums. L’hypothèse originale ainsi que le raisonnement pour l’entreprise de ce projet y sont également inclus. Le second chapitre traite de la synthèse des N-alkyl-3,4-déhydroprolinols utilisés comme produits de départ pour l’expansion de cycle vers les tétrahydropyridines 3-substituées, incluant deux routes synthétiques différentes pour leur formation. Le premier chemin synthétique utilise la L-trans-4-hydroxyproline comme produit de départ, tandis que le deuxième est basé sur une modification de la réaction de Petasis-Mannich suivie par une métathèse de fermeture de cycle, facilitant l’accès aux précurseurs pour l’expansion de cycle. Le troisième chapitre présente une preuve de concept de la viabilité du projet ainsi que l’optimisation des conditions réactionnelles pour l’expansion de cycle. De plus, il y est démontré que l’information stéréogénique des produits de départs est transférée vers les produits. iv Au quatrième chapitre, l’étendue des composés pouvant être synthétisés par cette méthodologie est présentée, ainsi qu’une hypothèse mécanistique expliquant les stéréochimies relatives observées. Une synthèse énantiosélective efficace et divergente de tétrahydropyridines 2,3-disubstituées est également documentée, où les deux substituants furent introduits à partir d’un intermédiaire commun en 3 étapes. / This thesis describes the development of a novel methodology of irreversible ring expansion from N-alkyl-3,4-dehydroprolinols to N-alkyl-3-substituted tetrahydropyridines through a bicyclic aziridinium ion intermediate. This method allows a wide variety of substituents at the 3-position, and also permits substitution at the 2- and 6-positions of the tetrahydropyridine giving mono-, di- or tri-substituted piperidines with excellent diasterocontrol. Complete transfer of the stereogenic information of the 3,4- dehydroprolinol to the tetrahydropyridine product is demonstrated. Also, a methodology was developed to prepare the 3,4-dehydroprolinol starting materials in enantiopure form, with the possibility of substitution at the 2- and 5-positions with excellent diasterocontrol. The first chapter presents the literature background, including a brief summary of methodologies for the synthesis of 3-substituted piperidines, and an overview of aziridinium ion chemistry. Also presented is the original hypothesis of the project, and our reasoning for undertaking this project. The second chapter describes the synthesis of N-alkyl-3,4-dehydroprolinols used as precursors for the ring expansion to 3-substituted tetrahydropyridines, including two different synthetic routes. The first route route converts L-trans-4-hydroxyproline to enantioenriched N-benzyl-3,4-dehydroprolinol in 6 steps. The second synthetic route was developed using a variant of the Petasis-Mannich reaction and a ring closing metathesis,making the precursors more readily available and simple to synthesize. The third chapter presents the proof of concept of the viability of the project and optimization studies. Moreover, the transfer of stereogenic information to the resulting product is demonstrated. The fourth chapter demonstrates the broad scope of the ring expansion and mechanistic insight is given based on the relative configuration of the products. An expedient divergent enantioselective synthesis of a 2,3-disubstituted tetrahydropyridine is also shown, with both substituents being chosen from a common intermediate in 3 steps.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La trypanosomiase humaine africaine, la maladie de Chagas et les leishmanioses sont des maladies parasitaires qui représentent un problème majeur de santé publique dans de nombreux pays et notamment ceux en voie de développement. Afin de trouver de nouveaux candidat-médicaments contre ces parasites, deux séries chimiques ont été étudiées : les diarylidèneacétones et les 2,6-diaryl-4H-tetrahydrothiopyranones.Précédemment initiée au laboratoire, l'étude approfondie de la série diarylidèneacétone a nécessité la mise au point et l'optimisation de protocoles. Une nouvelle méthodologie de synthèse des (hétéro)diarylidèneacétones dissymétriques par palladocatalyse a ainsi été développée en collaboration avec le Pr. T. J. Müller (Université de Düsseldorf). En dépit d'excellentes activités antiparasitaires, la plupart des diarylidèneacétones synthétisées se sont révélées trop toxiques sur les cellules humaines.Les 2,6-diaryl-4H-tétrahydrothiopyranones et leurs S-oxydes ont été conçues pour résoudre ce problème de toxicité. Agissant comme prodrogues, ces molécules sont susceptibles de régénérer les diarylidèneacétones parentes par β-élimination du groupement soufré intracyclique. Peu décrite dans la littérature, la synthèse diastéréosélective de ces structures a été intégralement mise au point et généralisée à de nombreuses substitutions. Les résultats obtenus prouvent que la toxicité des produits a été grandement diminuée tout en maintenant une activité antiparasitaire importante, ce qui valide l'approche de la stratégie prodrogue. / Human African trypanosomiasis, Chagas disease and leishmaniasis are parasitic diseases that significantly affect the populations and thus the economy of many developing countries. With the aim of developing new therapeutic agents to cure these diseases, we focused our research on two series: the diarylideneacetone and the 2,6-diaryl-4H-tetrahydrothiopyranone series.To complete and expend preliminary results that had been previously obtained in our laboratory, a generalization and an optimization of the protocols was intended. Thus, a novel Palladium-catalyzed synthesis of (hetero)dissymmetric diarylideneacetones was developed and optimized in collaboration with Prof. T. J. Müller (University of Düsseldorf). In spite of excellent antiparasitic activities, most of the diarylideneacetones were toxic toward human cells.2,6-Diaryl 4H-tetrahydrothiopyranones and their related S-oxides were designed to cope with major toxicity issues. Acting as prodrugs, these molecules are prone to undergo β-elimination of the sulfurated intracyclic group, regenerating the parent diarylideneacetone. The diastereoselective synthesis of this scaffold is not extensively described in the literature. Consequently, novel diastereoselective methodologies have been developed and generalized to a wide panel of substitution patterns. Results of the biological assays demonstrated that sulfide and S-oxide prodrugs displayed a lowered toxicity while the potency was maintained, thus confirming the validity of the prodrug strategy.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1989190 bytes, checksum: 883070176caa740fdfb17ea349bcf0ca (MD5) Previous issue date: 2010-12-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We developed in this study the total synthesis of new potential ligands and / or chiral organocatalysts to be initially used in the Morita- Baylis-Hillman reaction and / or in other enantioselective reactions. The preparation of four new chiral unpublished compounds (31, 32, 33, 34) derivatives of pyridine and of R-(+)-camphor (21a) were performed. The chiral aldol adducts (31 and 32) were obtained by the reaction between 21a and aldehyde 35 or 36 in god chemical yields (80%-85%).The synthesis of 31 was done in 86% of diastereoisomeric excess. The new diois 33 and 34 were prepared from diastereoselective reduction of the corresponding aldol of 31 and 32 in high yield (88-90%) and 33 was prepared in de=77%. Determination of were performed from hydrogen NMR studies. We also present here, a toughly studies from spectroscopic techniques of 1H and 13C NMR, including COSY H,H; HETCOR and NOESY. The preliminary evaluation of 31 as organocatalysts was investigated from the Morita-Baylis-Hillman reaction between the methyl acrylate or acrylonitrile and p-nitrobenzaldehyde. This theory opens borders, for our group of researches, in the area of synthesis enantiosselective. / Desenvolvemos neste trabalho a síntese de novos ligantes e / ou organocatalisadores quirais em potenciais para serem inicialmente utilizados na reação de Morita-Baylis-Hillman e / ou em outras reações enantiosseletivas. As preparações dos quatro compostos quirais inéditos (31, 32, 33, 34) foram realizadas a partir dos aldeídos piridinicos comerciais derivados e da R-(+)-cânfora (21a). Os adutos quirais (31 e 32) foram obtidos pela reação entre 21a e o aldeído 35 ou 36 em bons rendimentos químicos (80%-85%). A síntese de 31 foi feita em 86% de excesso de diastereoisomérico. Os novos Dióis 33 e 34 foram preparados a partir da redução diastereosseletiva dos correspondentes aldóis 31 e 32, em altos rendimentos (88-90%) e 33 foi preparado em d.e. = 77%. A determinação dos excessos diastereoisoméricos foi feita a partir de estudos de RMN de hidrogênio. Apresentamos também aqui, estudos espectroscópicos de forma rigorosa, a partir de técnicas de espectroscopia de 1H e 13C, incluindo COSY H,H; HETCOR e NOESY. A avaliação preliminar de 31 como organocatalisador foi investigado através da reação de Morita-Baylis-Hillman entre o acrilato de metila ou acrilonitrila e o pnitrobenzaldeído. Esta tese abre fonteiras , para o nosso grupo de pesquisas, na área de síntese enantiosseletiva.