Synthèse et études cinétiques de substrats analogues et d'inhibiteurs de l'étape d'acylation de la [gamma]-glutamyl transpeptidase

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Каталітичне карбон-карбон та карбон-гетероатом спряжене приєднання n-заміще- них малеїнімідів до 4н-1,2,4-триазол-3-тіолів, 2-аміно-1,3-тіазолів, 1н-імідазолу та 2-фе- ніліндолізину в присутності кислот льюїса

In the paper the cheap and effective method of the synthesis of 3-heteryl substituted succinimides via catalytic Michael addition are presented. Lewis acids have been found to be effective catalysts for conjugate addition of N-aryl substituted maleimides to the heterocycles with donor-heteroatoms or CH-active function. Catalytic reactions proceed in mild conditions without formation of by-products that are often present in the classical Michael reaction. The compounds synthesized are promising and interesting substrates for biological evaluation since numerous natural products, drugs and drug candidates bear the succinimide core. Moreover, regioselectivity of addition of ambident heterocyclic nucleophiles such as 4H-1,2,4-triazole-3-thiole, 1H-imidazole and 2-amino- 1,3-thiazole to maleimides have been investigated. Lewis acids such as aluminium chloride, zinc chloride and lithium perchlorate have been tested on different heterocyclic substrates as catalysts. Interestingly, depending on nucleophilicity of the substrate different Lewis acids have shown significantly varying efficacy. In this respect aluminium chloride was identified as the most effective catalyst for C–C addition among the Lewis acids tested. Lithium perchlorate appears to be the most efficient in the case of C–N addition with the endocyclic nitrogen atom of the hererocycle. Zinc chloride shows a good catalytic efficacy in addition of maleimides to the exocyclic amino group of 2-aminothiazole. Finally, the advantages of the catalytic approach developed such as mild reaction conditions, easy handling, low toxicity of the catalysts and their low cost make this method useful for the synthesis of new 3-heteryl substituted succinimides, which, in turn, are interesting substrates in medicinal chemistry.В настоящей статье представлен простой и эффективный экономный метод синтеза 3-гетарилзамещенных пирролидин-2,5-дионов с помощью каталитической реакции Михаэля. В качестве катализаторов были использованы кислоты Льюиса, которые показали высокую каталитическую активность в реакциях присоединения N-арилзамещенных малеинимидов к донорным гетероциклам. Представленные реакции протекают в большинстве случаев при комнатной температуре и мягких условиях, что позволяет избегать образования нежелательных побочных продуктов. Синтезированные соединения являются перспективными в области медицинской химии, поскольку хорошо известно, что производные пиролидин-2,5-дионов обладают антибактериальной, антиэпилептической и противотуберкулезной активностью. Также известны продукты природного происхождения, содержащие сукцинимидное ядро, которые являются эффективными и селективными антибиотиками. В представленной работе была исследована региоселективность присоединения малеинимидов к гетероциклическим субстратам. В качестве катализаторов были использованы хлориды алюминия, цинка и перхлорат лития. Оказалось, что апробированные кислоты Льюиса имеют разную каталитическую активность на разных субстратах, что, вероятно, зависит от нуклеофильности гетероцикла. Наиболее эффективным катализатором для С–С присоединения оказался хлорид алюминия, тогда как перхлорат лития показал высокую каталитическую активность при С–N присоединении, а хлорид цинка позволил получить высокие выходы аддуктов в случае присоединения малеинимидов к экзоциклической аминогруппе 2-аминотиазола. Представленный здесь оптимизированный каталитический метод позволяет синтезировать новые 3-гетарилзамещенные пирролидин-2,5-дионы.В даній публікації представлений простий та економний метод синтезу похідних 3-гетерилзаміщених піролідин-2,5-діонів за допомогою каталітичної реакції Міхаеля. В якості каталізаторів були використані кислоти Льюїса, які показали високу каталітичну ефективність у реакціях приєднання N-арилзаміщених малеїнімідів до донорних та СН-активних гетероциклів. Представлені реакції перебігають в основному при кімнатній температурі і м’яких умовах, що дозволяє уникнути утворення небажаних по-бічних продуктів. Синтезовані речовини є цікавими та перспективними об’єктами з точки зору медичної хімії, оскільки відомо, що сполуки із сукцинімідним ядром проявляють антибактеріальну, протитуберкульозну та антиепілептичну активність. Відомі також природні сполуки з піролідин-2,5-діоновим фрагментом, що використовуються як ефективні та селективні антибіотики. У даній роботі було досліджено регіоселективність приєднання малеїнімідів до гетероциклічних субстратів з двома альтернативними донорними центрами. В якості каталізаторів були використані хлориди алюмінію та цинку, а також літію перхлорат. Було виявлено, що випробувані кислоти Льюїса проявляють різну каталітичну активність на різних субстратах, що вочевидь залежить від нуклеофільності гетероциклу. Найбільш ефективним каталізатором для С–С приєднання виявився алюмінію хлорид. У свою чергу, літію перхлорат показав високу каталітичну активність для С–N приєднання, а цинку хлорид був ідентифікований, як найбільш ефективний у випадку приєднання малеїнімідного кільця до екзоциклічної аміногрупи 2-амінотіазолу. Перевагами даного каталітичного методу є м’які реакційні умови, низька токсичність каталізаторів та їх низька ціна, що робить даний підхід синтетично вигідним для отримання 3-гетерилзаміщених піролідин-2,5-діонів

Synthesis of Potential Inhibitors of InhA with Pyrrolidine-2,5-dione Core Fragment and Evaluation of their Biological Activity

We report here the discovery, synthesis and screening results of the series of 3-bulky substituted pyrrolidine-2,5-dione derivatives as a novel class of potential inhibitors on InhA, a key enzyme involved in the fatty acid biosynthesis pathway (type II) of M. tuberculosis as well as inhibitors of Mycobacterium tuberculosis H37Rv

Synthesis and evaluation of β-hydroxytriazoles and related compounds as antitubercular agents

A new series of β-hydroxytriazoles were synthesized and evaluated as Mycobacterium tuberculosis inhibitors. Our strategy implied the synthesis of alkyne precursors through a Barbier reaction between benzaldehydes and propargyl bromide followed by click chemistry to afford substituted β-hydroxyl benzyltriazoles. These compounds are also key intermediates either for oxidation reactions leading to α,β-diketotriazoles or for elimination reactions affording styryl triazoles. Evaluation of all new compounds for in vitro antitubercular activity against Mycobacterium tuberculosis H37Rv resulted in compounds with MIC up to 7 μM

The Urea Carboxylase and Allophanate Hydrolase Activities of Urea Amidolyase Are Functionally Independent

Urea amidolyase (UAL) is a multifunctional biotin-dependent enzyme that contributes to both bacterial and fungal pathogenicity by catalyzing the ATP-dependent cleavage of urea into ammonia and CO2. UAL is comprised of two enzymatic components: urea carboxylase (UC) and allophanate hydrolase (AH). These enzyme activities are encoded on separate but proximally related genes in prokaryotes while, in most fungi, they are encoded by a single gene that produces a fusion enzyme on a single polypeptide chain. It is unclear whether the UC and AH activities are connected through substrate channeling or other forms of direct communication. Here, we use multiple biochemical approaches to demonstrate that there is no substrate channeling or interdomain/intersubunit communication between UC and AH. Neither stable nor transient interactions can be detected between prokaryotic UC and AH and the catalytic efficiencies of UC and AH are independent of one another. Furthermore, an artificial fusion of UC and AH does not significantly alter the AH enzyme activity or catalytic efficiency. These results support the surprising functional independence of AH from UC in both the prokaryotic and fungal UAL enzymes and serve as an important reminder that the evolution of multifunctional enzymes through gene fusion events does not always correlate with enhanced catalytic function