Study of the reactivity of aminopentadienals toward N-acyliminium ions : application to the synthesis of nicotine and analogs

Synthèse biomimétique du cœur tricyclique d'un alcaloïde marin de la famille des manzamines : la saraïne AEtude de la réactivité des aminopentadiènals vis à vis des ions N-acyliminium : application à la synthèse de la nicotine et d'analogues

• Auteur / Autrice : Sabrina Peixoto
• Direction : David Crich
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie. Synthèse organique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cyclisation (chimie)

Nicotine

Alcaloïdes

Mots clés libres

Sels de glutaconaldéhyde

Sels de pyridinium

Aminonitriles

Sels de 2,3-dihydropyridinium

6,11-diazatricylo[5. 4. 0. 0 4,8]undecane

Anabasine

Résumé

La plupart des alcaloïdes de la famille des manzamines, possèdent une structure polycyclique complexe et d'intéressantes activités biologiques. Une stratégie générale pour la synthèse de ces molécules a été développée en partant de briques moléculaires communes et en suivant des hypothèses de biogenèse. Celles-ci font intervenir des aminopentadiènals en tant qu'intermédiaires-clés. La première partie de ce travail est dédiée à la préparation de ces espèces ainsi qu'à l'analyse de leur réactivité vis-à-vis des électrophiles. Plus précisément, cette étude concerne l'addition de 5-alkylaminopenta-2,4-diènals sur des ions N-acyliminium, générés in situ à partir d'α-hydroxycarbamates. Cette étude nous a menés à la formation de sels de pyridinium substitués en position 3 par un hétérocycle azoté saturé. A partir de ces pyridiniums, une synthèse originale de la (±)-nicotine et d'analogues a pu être réalisée. La deuxième partie de ce manuscrit concerne la synthèse du cœur de la saraïne A, un alcaloïde marin appartenant à la famille des manzamines, suivant les hypothèses de biogenèse élaborées au laboratoire. A partir de ces hypothèses, nous avons imaginé et testé deux voies pour la synthèse du cœur de cet alcaloïde. La première voie met en œuvre un sel de 2,3-dihydropyridinium fonctionnalisé sur lequel est additionné un sel de glutaconaldéhyde afin de former un système bicyclique. Cependant, les tests de cyclisation se sont révélés problématiques. Dans la seconde stratégie testée, l'élaboration d'un système bicyclique hautement fonctionnalisé nous a permis de réaliser la synthèse biomimétique du système 6,11-diazatricylo[5. 4. 0. 0 4,8]undecane comme modèle de la saraïne A.

Most of the manzamine alkaloids, extracted from marine sponges, have complex polycyclic structures and interesting biological activities. A general strategy to synthesize these molecules, from common molecular bricks, has been developed following a biogenetical proposal involving aminopentadienals as key intermediates. The topic of the first part of this work is dedicated to the preparation of these species and to the analysis of their reactivity towards electrophiles. More precisely, this study concerns the addition of 5-alkylaminopenta-2,4-dienals onto N-acyliminium ions, generated from α-hydroxycarbamates, which allowed the formation of pyridinium salts substituted at their 3-position by a saturated nitrogen heterocycle. Starting from those pyridinium salts, an original synthesis of nicotine and analogs was achieved. The second part of this manuscript is dedicated to the synthesis of the tricyclic core of sarain A, a manzamine alkaloid, according to the biosynthesis hypothesis elaborated in our laboratory. Following this proposal, we imagined and tested two pathways in order to obtain the tricyclic core of this alkaloid. The first route involves the elaboration of a functionalized dihydropyridinium salt which was then condensed with a glutaconaldehyde salt in order to form a bicyclic system. However, cyclization tests turned out to be problematic. The success of the second strategy did not prompt us to pursue this route. Ln the second route tested, the elaboration of a highly functionalized bicyclic system allowed us to achieve, through a biomimetic and therefore original route, the synthesis of a 6,11-diazatricylo[ 5. 4. 0. 0 4,8]undecane system as a model for sarain A core.