Photochemical studies toward the synthesis of natural products

Abstract

Els derivats de ciclobutà son uns compostos remarcables no nomes com productes naturals, com el en camp de les feromones on moltes estructures contenen un ciclobutà, però també alguns ciclobutans juguen un paper molt important en l’àrea farmacèutica, com en el cas de molts anàlegs de nucleòsid que tenen una gran activitat contra la replicació d’alguns virus (Herpès o VIH). La fotoquímica en síntesi orgànica ha proporcionat un mètode extremadament potent per la conversió de substrats senzills a productes més complexos. Diverses dificultats van associar amb l'actuació de les fotoreaccions en l'escala gran ha estat percebuda per ser un problema seriós per ser solucionat abans de la seva aplicació rutinària. Aquesta tesi ha estat enfocada en l'estudi del potencial de diferent 2(5H)-furanones substituïdes com precursors de pirà a través de la formació de compostos bicíclic que podrien donar accés a una família d'específic tetrahidropirans trisubstituïts Hem desenvolupat una ruta fotoquímica per accedir a THP estereocontrollats des de una furanone en dues passos de síntesi. També hem investigat el potencial de diferent maleimides substituïdes com a precursor de derivats d'aminoàcid amb conformació restringida i a azepà gracies a la formació de compostos tricíclic per una reacció de fotoquímica. Hem sintetitzat diferents precursors d’anàleg d'aminoàcid. No vam acomplir la síntesi de derivats d’azepà, però els derivats d’amino àcid sintetitzat des dels derivats de ciclobutè i de ciclobutà, poden tenir una activitat biològica en contra algunes tumor d’esser humà. Finalment, les femelles del poll blanc, és una plaga mundial, principalment trobat en les zones tropicals i subtropical, que causa un debilitament general de l'arbre i deterioració severa de la fruita. L'ús de la seva feromona sexual per interferir en la comunicació entre el mascle i la femella controlarà la població en l'àrea infectada. Per aconseguir aquest control, és de primera importància de ser capaç de sintetitzar el compost actiu de la feromona sexual. Aquesta feromona presenta les característiques estructurals comunes a (+)-grandisol, molècula sintetitzada en el nostre grup de recerca, com per exemple dos de les cadenes acícliques van enllaçar al ciclobutà la configuració del centre estereogenic. Aquestes semblances ens van suggerir la possibilitat d'adaptar la ruta sintètica anteriorment dissenyat per (+)-grandisol a la feromona sexual d’Aspidiotus nerii. La modificació principal de la síntesi anterior del grandisol serà la introducció del cadena terpènica en l’anell de ciclobutà. Hem sintetitzat dos intermedis avançats cap a la síntesi de la feromona sexual.

Cyclobutane derivatives are remarkable compounds not only as attractive natural products, as in the pheromone field where several structures bearing a cyclobutane ring are known, but also some cyclobutanes play a crucial role in the pharmaceutical field, as it is the case of several nucleoside analogues that present a strong activity against the replication of some viruses (eg Herpes or HIV). Synthetic organic photochemistry has provided an extremely powerful method for the conversion of simple substrates into more complex products. Several difficulties associated with the performance of preparative photoreactions on large scale have been perceived to be a serious problem to be solved before their routine application. The present thesis has been focused on the study of the potential of different substituted 2(5H)-furanones as precursors of pyran through the formation of bicyclic compounds which could give access to a family of specific trisubsituted tetrahydropyrans. We have developed a photochemical route to access stereocontrolled 2,3,5-trisubstituted THP’s from furanone in a two step synthesis. Also we have investigated the potential of different substituted maleimides as precursor of conformationally restricted amino acid derivatives and azepane throught the formation of tricyclic compounds by photochemistry. We have synthesized different precursors of amino acid analogues from substituted maleimide, we did not accomplished the synthesis of azepane derivatives, but the amino acid derivatives, synthesized from tricyclic cyclobutene and cyclobutane derivatives, can have a biological activity against panel of human tumour cell lines. Finally, Oleander scales’ females, is a cosmopolitan pest, mainly found in tropical and subtropical areas, that causes a general weakening of the tree, dicoloration of leaves, and severe deterioration of the fruit. The use of its sexual pheromone to interfere the communication between the male and female will control the population in the infected area. To achieve this control, it is of first importance to be able to synthesize the sexual pheromone active compound. This pheromone presents structural characteristics common to (+)-grandisol, synthesized in our research group, such as two of the acyclic chains linked to the cyclobutane and the configuration of the stereogenic centres. These similarities suggested us the possibility of adapting the synthetic pathway previously designed for (+)-grandisol to the sexual pheromone of Aspidiotus nerii. The principal modification of the former synthesis of grandisol will be the introduction of the terpenic chain in the cyclobutane ring. We have synthesized two advanced intermediates toward the synthesis of the sexual pheromone.