Synthèse de C-sialosides par samariation réductrice : approches inter- et intramoléculaires

C-Sialosides synthesis using samarium diiodide : inter- and intramolecular approaches

• Auteur / Autrice : Justine Pezzotta
• Direction : Gilles Doisneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 27/05/2014
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Praly
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Doisneau, Jean-Pierre Praly, Nadège Lubin-Germain, Arnaud Haudrechy, Jean-Marie Beau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nadège Lubin-Germain, Arnaud Haudrechy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides sialiques

Hémagglutinines

Samarium

Mots clés libres

Diiodure de samarium

Dérivés C-sialylés

Réaction de Reformatsky

Sialylspirolactones

.β-C-sialosides

Samarium diiodide

C-sialylated derivatives

Reformatsky's reaction

Sialylspirolactones

.β-C-sialosides

Résumé

Les acides ulosoniques constituent une famille de monosaccharides complexes dont les glycoconjugués présentent des propriétés biologiques importantes. L’acide sialique ou acide N-acétylneuraminique (Neu5Ac), membre le plus couramment rencontré de cette famille joue notamment un rôle dans l’infection par le virus Influenza. La liaison α-O-glycosylée des résidus naturels de Neu5Ac est cependant sensible à l’hydrolyse chimique et enzymatique. La synthèse d’analogues C-glycosylés qui présentent l’avantage d’être non-hydroysables, constituent alors un axe de recherche de grand intérêt. Les dérivés C-sialylés peuvent être préparés de manière rapide et efficace selon une méthode de couplage de type Reformatsky promue par le diiodure de samarium. Le travail réalisé au cours de cette thèse propose de nouvelles méthodes impliquant l’utilisation de ce métal divalent et permettant un accès rapide à des structures C-sialylées originales. Les réactions de samariation réductice réalisées sur des substrats sialylés fonctionnalisés par un groupement amide ont sélectivement conduit, après réduction d’un acétate anomère à l’obtention d’α-C-sialosides. Ces réactions sont réalisées dans les conditions de Barbier et d’excellents rendements ont été obtenus lorsque des cétones cycliques sont utilisées comme partenaire électrophile. Nous avons également montré qu’il était possible d’appliquer la samariation réductrice à la formation d’α-C-sialylspirolactones. La cyclisation est assurée par réaction de l’intermédiaire réactionnel sur un piège anionique de type cétone introduit sur le sucre grâce à la fonction acide carboxylique en position 2. Cette réaction peut être effectuée au départ de précurseurs porteurs de groupements réductibles acétate ou 2-thiopyridyle. Finalement, un travail méthodologique nous a permis de développer pour la première fois une synthèse sélective de β-C-sialosides. Sous l’action du samarium divalent en présence d’électrophile, la structure figée ⁵C₂ du dérivé lactonique bicylique de l’acide sialique identifié par Ogura en 1988, conduit sélectivement à des produits de couplage de configuration β. Les résultats obtenus par réduction d’un groupement anomère de type tosylate sont les plus encourageants.

Ulosonic acids are a complex monosaccharide family whose glycoconjugates present important biological properties. Sialic acid or N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac), the most widespread member of this family, plays a crucial role in the infection with the virus Influenza. As the α-O-glycosidic bond of Neu5Ac conjugates is sensitive towards chemical and enzymatic hydrolysis, the synthesis of carbonated analogs that are not hydrolysable represents an important subject of research. The aim of our project was to develop new synthetic methods using samarium diiodide in order to obtain original C-sialylated structures. These derivatives can be easily prepared using Reformatsky coupling reactions promoted by this very efficient reductive reagent. Reductive samariation conditions applied to sialylated substrates functionalized by an amide group, selectively led to α-C-sialosides, via the reduction of the anomeric acetate group. These reactions were performed at room temperature under Barbier conditions and excellent yields of coupling products were obtained using ketones as electrophilic partner. We have also demonstrated that reductive samariation could be applied to the synthesis of α-C-sialylspirolactones. The Sm(II) mediated cyclizations were enable by reactions of the anomeric organometallic intermediates with keto anionic traps linked to the sugar via esterification of the carboxylic acid function of sialic acid derivatives. These reactions were conducted starting from sugar derivatives either with acetate or 2-thiopyridyle reductible groups in anomeric position. Finally, we have developed a new and selective synthesis of β-C-sialosides. Submitted to samarium diiodide in presence of electrophile, the conformationaly restricted ⁵C₂ bicyclic lactonic silalyl derivative described by Ogura in 1988, selectively led to β-coupling products. Our last results obtained from reductions of the anomeric tosylale group were the most promising.