Total synthesis and stereochemical assignment of miharamycins

par Filipa Margarida Marcelo

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Amélia Pilar Rauter, Pierre Sinaÿ et de Jorge Gerra Justino.

Soutenue en 2008

à Paris 6 en cotutelle avec l'Universidade de Lisboa .

mots clés

• Antibiotiques
• Produits naturels
• Nucleéosides
• Structure elecudation
• Miharamycines, synthèse totale

Titre traduit

Synthèse totale et élucidation de la stéréochimie de la miharamycine

Résumé

La synthèse totale de la miharamycine B a été entrepise dans ce travail et la construction complète de son squelette a été réalisé avec succès pour la première fois. L'unique partie bicycline portant un acide aminé a été élaboré à l'aide de la chimie du Sml2 pour réaliser le couplage d'un cétoalcyne suivie de l'élongation de sa position 6 en utilisant une méthode non stéréosélective d'extension de chaine. L'absence de stéréocontrôle a permis la synthèse des deux épimètres en position 6' pour des études de structure-activité. La conversion du sucre-acide aminé bicyclique en un bon donneur de glycosyle a permis de réaliser une N-glycosylation régio et stéréosélective avec la 2-aminopurine pour fournir la partie nucléoside des miharamycines. Le couplage peptidique final avec la L-arginine a permis de générer le squelette de la miharamycineB. La débenzylation par hydrogénation s'est révélée ensuite problématique pour le sucre-acide aminé bicyclique, le peptide bicyclique et un analogue nucléosidique moins complexe et n'a pu être réalisé de façon satisfaisante. Il est à noter que la configuration du carbonne C-6' de la miharamycine A a été élucidé pour la première fois par RMN et démontré comme étant S. Une analyse conformationnelle par RMN a de plus suggéré un repliement du bras arginique de la miharamycine A au dessus du cycle du sucre vers la 2-aminopurine. Enfin, les sous-unités clés des miharamycines (sucre bicyclique et dérivés, nucléosides, partie peptidique, épimères en C-6') ont été synthétisés et leur activité antimicrobienne évalué sur HuBChe. Ces composés, en particulier les N7-nucléosides ont montré de bonnes activités.

Résumé

In the present work the total synthesis of miharamycin B has been investigated, and the unprecedented construction of its core was successfully achieved. The unique bicyclic sugar amino acid moiety has been elaborated by means of a Sml2-based keto-alkyne coupling, followed by elongation of its C-6 position using a non-stereoselective chain extension methodology. The lower degree of stereocontrol allowed the synthesis of both epimers at C-6' for SAR purposes. Conversion of the bicyclic sugar amino acid into a suitable glycosyl donor efficient regio- and stereoselective N--glycosylation with 2-aminopurine to take place furnishing the nucleoside moiety of miharamycins. Final peptide coupling with L-arginine afforded for the first time the skeleton of miharamycin B. Debenzylation of this scaffold proved to be inefficient under hydrogenation conditions optimized for the bicyclic sugar amino acid, for the bicyclic peptide and for a structurally less complex nucleoside. Noteworthy, the configuration at C-6' of the nucleoside antibiotic miharamycin A has beenelucidated for the first time by NMR spectroscopy and proved to be S. NMR conformational analysis further suggested a folding of the aginine appendage above the sugar ring towards the 2-aminopurine nucleobase. The key subunits of miharamycins antibiotics such as the bicyclic sugar moiety, the elongated sugar amino acid, the nucleoside and the peptid unitn as well as the corresponding epimers at C-6', were successfully synthetized and their microbial activity evaluated. However, the new synthetic compounds, in particular the benzyl protected N7-nucleosides, revealed to be potent inhibitors of HuBChE.