Application de la réaction de métathèse d'oléfines à l'obtention de molécules d'intérêt biologique

par Ludovic Raffier

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Olivier Piva.

Soutenue le 07-11-2012

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) .

Le président du jury était Olivier Baudoin.

Les rapporteurs étaient David Aitken, Jean-François Poisson.


  • Résumé

    La formation de liaisons C-C constitue un sujet de recherche primordial en chimie organique. Parmitoutes les techniques existantes, la métathèse d’oléfines a constitué une véritable révolution, notamment grâceau développement de catalyseurs efficaces et tolérants vis-à-vis de bon nombre de groupements fonctionnels.Cette réaction a été envisagée ici sur trois cibles d’intérêt biologique : la diospongine A, la nhatrangine A et leberkeleyamide A.De nombreuses molécules naturelles bioactives appartiennent aux familles des 1,7-diarylheptanoïdes et1,9-diarylnonanoïdes. Issue de la première, la diospongine A a dévoilé des propriétés anti-ostéoporotiquesprometteuses. A l’inverse, aucun produit naturel 1,8-diaryloctanoïde n’a encore été rapporté. Désireux d’étudier lapotentielle activité de tels composés, plusieurs séries d’homologues de la diospongine A ont été synthétisées,impliquant la formation d’intermédiaires tétrahydropyraniques communs par cyclisation de Prins, suivi d’uneséquence métathèse croisée / oxydation de Wacker, permettant ainsi l’introduction de la diversité chimique.La nhatrangine A, récemment isolée de la cyanobactérie Lyngbya majuscula, a montré une potentielleactivité contre la lignée cancéreuse CoL-2. Aucune synthèse n’ayant encore été rapportée, quatre déconnectionsont ici été envisagées, impliquant respectivement une métathèse cyclisante, une métathèse croisée, une additionde Michael énantiosélective organocatalysée ou encore une alkylation diastéréosélective selon Myers commeétape clé. Toutes ces approches ont en commun l’utilisation d’une réaction de trans aldolisation. Un intermédiaireavancé a ainsi pu être synthétisé.Le berkeleyamide A, isolé du champignon Penicillium rubrum, est une molécule possédant une activitéinhibitrice micromolaire des enzymes MMP-3 et caspases-1, impliquées notamment dans la croissance descellules cancéreuses. Trois synthèses de ce composé sont déjà décrites dans la littérature, toutes démarrant dupool chiral. Deux approches « rétron » sont ici proposées, impliquant notamment une allylation diastéréosélectived’imine, une métathèse croisée et une cyclisation de type Heck. Le squelette carboné de la molécule a ainsi étéobtenu.

  • Titre traduit

    Application of the olefin metathesis reaction to obtain molecules of biological interest


  • Résumé

    C-C bond formation constitutes a key research field of organic chemistry. Among all existing techniques, olefinmetathesis turned out to be a revolution, especially since efficient and functional groups tolerant catalysts havebeen developed. Herein, the application of this reaction has been considered to three targets of biological interest:diospongin A, nhatrangin A and berkeleyamide A.Numerous bioactive natural products belong to 1,7-diarylheptanoïd or 1,9-diarylnonanoïd families.Springing from the first one, diospongin A revealed promising anti-osteoporotic properties. Conversely, no naturalproduct from 1,8-diaryloctanoïds has been reported to date. Willing to study the potential activity of suchcompounds, several diospongin A homologues series have been synthesized, involving especially a Prinscyclisation for the formation of a common tetrahydropyran scaffold, followed by a cross metathesis / Wackeroxidation sequence, for the introduction of the chemical diversity.Nhatrangin A, recently isolated from the cyanobacteria Lyngbya majuscula, has showed a potentialactivity against the CoL-2 human cancer cell line. As no total synthesis of this molecule has been reported todate, four disconnections have been considered herein, respectively involving a ring closing metathesis, a crossmetathesis, an enantioselective organocatalysed Michael addition or a Myers diastereoselective alkylation as keystep. All these approaches have in common the use of a trans aldol reaction. An advanced intermediate has thusbeen obtained.Berkeleyamide A, isolated from the fungus Penicillium rubrum, possess a micromolar inhibitive activitytoward MMP-3 and caspases-1 enzymes, taking part in particular in cancer cells growth. Three total synthesis ofthis molecule have already been reported, all sharing to start from the chiral pool. Two “retron” approaches havebeen considered herein, involving especially an imine diastereoselective allylation, a cross metathesis and a Hecktype cyclisation. This led to the obtaining of the carbon backbone of the molecule.


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