Synthèse totale d'un précurseur biomimétique des chalasines polycyliques et développement d'une méthodologie de photooxygénation bioinspirée

Total synthesis of a biomimetic precursor towards polycyclic chalasans and development of a bioinspired photoxygenation methodology

• Auteur / Autrice : Benjamin Laroche
• Direction : Bastien Nay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Organique
• Date : Soutenance le 03/10/2016
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris Centre (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Molécules de communication et adaptation des microorganismes (Paris ; 2011-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cyril Ollivier, Jean-Pierre Vors
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Delphine Joseph, Jean-Marc Campagne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diterpènes

Synthèse totale

Métathèse (chimie)

Mots clés libres

Synthèse totale

Chalasines polycycliques

Diterpènes

Bioinspiration

Métathèse

Photooxygénation

Polycyclic chalasans

Diterpenes

Enyne metathesis

Résumé

Le phénomène d'oxygénation tardive des produits naturels a été investigué sur deux modèles d'études : les chalasines polycycliques et les diterpènes résiniques. Pour les chalasines, les cibles de synthèse envisagées étaient la trichoderone A et la trichodermone, deux chalasines d'origine fongique isolées récemment du champignon endophyte Trichoderma gamsii. En plus de leurs structures fascinantes, ces chalasines ont montré une inhibition modérée contre la lignée cellulaire tumorale humaine HeLa. Les études rétrosynthétiques de la trichoderone A et de la trichodermone, basées sur les hypothèses de biosynthèse des PKS-NRPS, ont dévoilé la possibilité d'un précurseur biomimétique commun par l'intermédiaire d'oxygénations bio-inspirées fréquentes in vivo. Ces travaux de thèse décrivent la synthèse totale de ce précurseur biosynthétique à travers le développement d'une nouvelle méthodologie de métathèse d'ényne cyclisante, suivie d'un réarrangement [3,3] d'Ireland-Claisen. La construction du squelette polycyclique repose sur une stratégie de Diels-Alder intramoléculaire, accédant ainsi au précurseur desiré. Des résultats préliminaires encourageants d'oxygénation bio-inspirées sont également décrits, en vue de l'accès vers les chalasines naturelles trichoderone A et trichodermone. Concernant les acides résiniques, une nouvelle méthodologie de photooxygénation bioinspirée a été développée. A l'aide d'un montage simple et efficace, des réactions de photooxygénations couplées à des réarrangements de Hock et de Kornblum-DeLaMare ont permis la formation de produits naturels ainsi que des molécules originales montrant des des activités antibactériennes prometteuses.

The late-stage oxygenation of natural products has been investigated on two studies templates: the polycyclic chalasans, the main topic of this thesis, and onto resinic diterpenes. Concerning the polycyclic chalasans, the envisaged synthetic targets were trichoderone A and trichodermone, two fungal secondary metabolites recently isolated from the endophytic fungus Trichoderma gamsii. In addition to their fascinating structures, these chalasans showed a moderate inhibition against human tumor HeLa cell line, which makes them very attractive for total synthesis. Based on the biosynthesis of PKS-NRPS compounds, the retrosynthetic studies of trichoderone A and trichodermone suggested the possibility of a common biomimetic precursor through bioinspired oxygenations frequently occurring in vivo. This thesis developed the total synthesis of this biomimetic precursor including the development of a new ring-closing enyne metathesis methodology, followed by a [3,3] Ireland-Claisen rearrangement. The construction of the polycyclic skeleton is based on an intramolecular Diels-Alder strategy, affording the desired precursor. Encouraging preliminary results have also been described towards the access to the natural chalasans trichoderone A and trichodermone, which have never been synthesized so far. On the subject of resinic diterpenes, a new bioinspired photooxygenation methodology has been developed. Thanks to a simple and efficient experimental set-up, photooxygenation reactions coupled with Hock and Kornblum-DeLaMare rearrangements allowed the formation of already isolated natural products, as well as novel molecules exhibiting promising antibacterial activities.