WO2012062975A1 - Nouveaux radicaux triarylméthyle: leur préparation et application - Google Patents

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WO2012062975A1
WO2012062975A1 PCT/FR2011/000577 FR2011000577W WO2012062975A1 WO 2012062975 A1 WO2012062975 A1 WO 2012062975A1 FR 2011000577 W FR2011000577 W FR 2011000577W WO 2012062975 A1 WO2012062975 A1 WO 2012062975A1
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WO
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group
och
tam
radical
linear
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PCT/FR2011/000577
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English (en)
Inventor
Michel Stephan
Ulrich Günther
Original Assignee
Phosphoenix Sarl
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D339/00—Heterocyclic compounds containing rings having two sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D339/02—Five-membered rings
    • C07D339/06—Five-membered rings having the hetero atoms in positions 1 and 3, e.g. cyclic dithiocarbonates

Definitions

  • the main subject of the present invention is new C-centered triarylmethyl organic radicals (TAM), in which at least one aryl group is a 2,3- (dialkoxy group not linked together) phenyl substituted in particular at the 5,6-positions. - by two oxygen (O) or sulfur (S) atoms, their preparation and application in chemical analysis, in particular the analysis and identification of organic molecules and products of interest to basic and clinical research.
  • TAM triarylmethyl organic radicals
  • PDN nuclear dynamic polarization
  • NMR Nuclear Magnetic Resonance
  • New triarylmethyl organic radicals and their precursors in which at least one aryl group is a 2,3- (dialkoxy group not linked together) phenyl substituted in particular at positions 5,6- by two sulfur atoms (S ), have been prepared.
  • These TAM radicals as well as their precursors can be easily functionalized leading to a variety of derivatives having interesting properties.
  • These radicals TAM are easy to handle thanks to their stability vis-à-vis air and water.
  • NMR Nuclear Magnetic Resonance
  • PDN Nuclear Dynamic Polarization
  • ⁇ 63 Ox63 or Oxo63 is the tris [8-carboxy-radical 2,2,6,6-tetrakis (2-hydroxyethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl] methyl trisodium salt) and its close analogue with 2,2,6,6-tetramethyl, which are symmetrical derivatives of trityl (PNAS 2003, 100, 10158).
  • NMR B C signals using the new TAM radicals of the invention compared to 4000 using ⁇ 63 under the same conditions. This increase significantly reduces the acquisition time of the NMR analysis and allows easier detection of the substances present at low concentration.
  • TAM radicals are broad and encompasses NMR and magnetic resonance imaging (MRI) spectroscopies, EPR spectroscopic and imaging methods, oximetry studies, the study of numerous physiological processes and their kinetics, diagnostic medicine, particle physics, multifunctional materials (such as molecular threads), etc. (PNAS 2002, 99, 2216, Magn Reson Med 2004, 52, 885). TAM radicals have been found useful in identifying / confirming the detailed molecular structure of organic molecules and biomolecules, as well as their mode of interaction. In particular, the technique of hyperpolarization-PDN-NMR analysis
  • this method of analysis expands the scope of NMR by reducing data acquisition times, increasing the overall sensitivity, and extending the range of nuclei and molecules that can be examined.
  • the technique of PDN hyperpolarization is based on the use of a paramagnetic radical TAM at a certain concentration, whose unpaired free electron is strongly polarized under the magnetic field leading to a polarized TAM radical (polarizing agent). and this spin polarization may be transferred by a mechanism (such as microwave irradiation at a suitable frequency) to an atomic nucleus of less polarized interest nearby in the array, for subsequent use or analysis of the magnetized sample.
  • an organic substance possibly labeled with isotopes such as urea, alanine, glutamine, glutamate, glucose, bicarbonate, pyruvate, acetate, fumarate, citrate, and succinate, marked with the isotope 13 C, or urea and choline marked with the isotope 15 N
  • a polarized hyperpolarized TAM radical can be used in analysis such as medical imaging (PNAS 2003, 100, 10435).
  • the radical TAM is the key agent for the polarization transfer mechanism.
  • the central carbon atom of methyl radicals TAM carries most of the spin density of the unpaired electron, with the exact amount depending on the
  • TAM triarylmethyl organic radicals
  • Ar 1 represents a substituted phenyl group of general formula (II)
  • X is an oxygen atom (O), sulfur (S), or a sulphonyl group (S0 2 ),
  • R 1 and R 2 independently of one another are not bonded to each other and represent a linear, branched or cyclic C 1-7 hydrocarbon chain, optionally substituted and / or interrupted by deuterium atoms (D), O, and / or Si; preferably R 1 and R 2 are
  • R 3 and R 4 independently of one another represent a linear, branched or cyclic hydrocarbon chain Qg, optionally substituted and / or interrupted by
  • R 3 and R 4 are linked together to form a 1,2-ethanediyl bridge
  • R 6 and R 7 independently of one another represent a linear or branched C 1-7 hydrocarbon chain, optionally substituted and / or interrupted by D, O, Si, and / or F atoms;
  • R 6 and R 7 represent, for example, Me, CD 3 , Et, CH 2 OR 8 , CD 2 OR 8 , CH 2 CH 2 OR 8 , CH 2 CD 2 OR 8 , CD 2 CH 2 OR 8 , CD 2 CD 2 OR 8 in which R 8 represents a hydrogen atom
  • TDS dimethyl-hexylsilyl
  • R 6 and R 7 are the same;
  • R 3 and R 4 are preferably identical and represent a Me, CD 3 , Et, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, neopentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, MeOCH 2 , MeOCH 2 CH 2 ,
  • R 5 represents:
  • a linear or branched C1 - 6 hydrocarbon chain optionally substituted with D, O, N, S, F and / or Si atoms, such as:
  • R 9 represents: a hydrogen atom
  • R 10 represents: a hydrogen atom
  • R n , R 12 and R 13 independently of each other represent: an H atom, a Ci alkyl chain -5 linear or branched optionally substituted by O atoms, or R 11 and R 12 are bonded together to form with the N atom a cyclic amino group such morpholino,
  • R 5 also represents a group of atoms attached to the aryl by an atom O, S, N, Si, B, or P such:
  • OR 9 OP (O) (OR 10 ) 2 , OSO 3- cation (cation of Li, Na, K, Ca, or Mg), preferably the group of atoms attached to aryl by an O atom is an OR 9 like OMe, OCD 3 , EO, OCH 2 OMe, OCH 2 OEt, OCH 2 OCH 2 CH 2 OMe, OCH 2 CH 2 OR 9 , OCH 2 CH (Me) OH, OCH 2 CH (OH) CH 2 OH, OCH 2 C (O) OR 0 , OCH (Me) C (O) OR 10 , OC (Me 2 ) C (O) OR 10 ,
  • NHSO 2 R 13 preferably the group of atoms attached to aryl by an N atom is NR 1 or NHSO 2 R 13 such as NH 2 , NMe 2 , NEt 2 , NHC (O )Me,
  • a silyl group preferably the group of atoms attached to the aryl by an Si atom is a SiMe 3 , SiEt 3 ,
  • boronate group B (OR 10 ) 2 preferably the group of atoms attached to aryl by an atom of B is a B (OH) 2 , B (OMe) 2 , B (OEt) 2 ,
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are as previously defined, - Ar 2 and Ar 3 independently of one another represent a substituted phenyl group of general formula (II) (with (x 2 ) and / or (x 3 ) then represented by (x 1 )) independently of Ar 1 , or a substituted phenyl group
  • Z 1 represents a hydrogen or a group OR 2a (where R 2a is as defined previously for R 2 independently of R 2 ),
  • Z 2 represents a hydrogen or a group OR a (where R 4a is as defined previously for R 4 independently of R 4 ),
  • R, R 3a and R 5a are respectively as defined above for R 1, R 3 and R 5, respectively, independently of R, R and R
  • Ar 1 and Ar 2 are identical, or Ar 2 and Ar 3 are identical, and more preferably Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are identical; preferably Ar 1 , Ar 2 and / or Ar 3 are chosen from the following aryls:
  • R 8 , R 5 and R 5a are as previously defined, preferably R 8 is H, Me, CD 3 , Et, tBu, C (O) H, C (O) Me, C (O) CF 3 , TBDMS, TDS; R 5 is OMe, C (O) OR 10
  • R represents: H, Me, and, Li, Na or K cation
  • R ja is H, Me, OMe.
  • Ar 2 -Li (Ar 2 ) 2 CO Ar 'XAr OH aryls (XArV using aryllithians (Ar'-Li, Ar 2 -Li and / or Ar 3 -Li) of the following general formulas:
  • R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R a, R 3a, R 5a, X, Z 1, and Z are as defined previously, and compatible with the formation of the corresponding aryllithian (for the generation of aryllithians, see: Organolithium methods, BJ Wakefield, Academy Press Ltd, London, 1988, for protective groups compatible with aryllithians, see: Greene's protective groups in organic synthesis, PGM Wuts, TW Greene, 4 Ed., John Wiley & Sons, Inc., 2007),
  • (Ar'HA 2 O), or ( ⁇ ' ⁇ 2 ) 2 O according to methods known in the art for the formation of other types of TAM radicals: Aryllithians (Ar'-Li, Al-Li and Ar 3- Li), diarylketones ((Ar ) ) 2 CO and (Ar 1 CO)), and triarylmethanols ((Ar 1 ) 3 COH, (Ar'MAr) COH, and
  • (Ar 1 ) (Ar 2 ) 2 COH) therefore constitute precursors or intermediates of the radicals TAM of general formula (I); the aryls may be optionally modified before the radical formation step or after its formation according to methods known in the art for the preparation of other types of TAM radicals (for example, WO91 / 12024; WO98 / 39277).
  • the experimental procedures adopted for the preparation of the compounds of Scheme 1 and Scheme 2 are generally dictated by the chemical nature of the starting material. The realization of this type of reaction is within the skill of those skilled in the art.
  • Another subject of the present invention is the use of the radicals TAM of general formula (I) in chemical analysis, in particular in the analysis of organic molecules and materials, as polarizing agents for example in PDN-based technologies such as PDN-NMR.
  • the analysis can be carried out with the radicals TAM of the general formula (I) or in their polarized form, in the presence of the substance to be analyzed under known conditions, or which can be determined by those skilled in the art according to described protocols with other types of TAM radicals (US2009 / 214432, PNAS 2003, 100, 10158, Angew Chem Int.Ed. 2010, 49, 3360);
  • the PDN-NMR method used consists of the following steps:
  • the radical TAM is mixed with the sample to be analyzed contained in a suitable matrix (solvent, solvent mixture or material which form a solid material during freezing or crystallization),
  • the sample mixture is polarized in the PDN polarizer magnet (generally at a temperature between 1.2-1.5K),
  • a microwave irradiation is applied to the sample at a determined frequency and duration adapted to the power of the polarizer's magnetic field and to the nature of the sample,
  • the polarized sample is analyzed at a certain temperature by recording the NMR spectrum of the nucleus of interest with an NMR spectrometer.
  • the amount of the TAM radical can be readily determined by those skilled in the art.
  • Suitable organic molecules that can be analyzed using the TAM radicals of the invention, and which contain a core, C, 15 N, 31 P, and / or 1H, and / or other active core NMR include- but are not limited to small molecules, solvents, drug metabolites and natural metabolites.
  • the PDN-NMR analysis was carried out, as an illustration and without limitation, on model substrates. The present invention is described in more detail by the following EXAMPLES, which should not be considered as limiting.
  • a 1M aqueous solution NaOH (0.55 mmol) is added to compound 7 (0.05 mmol) and the mixture is left stirring vigorously for 12 h, then acidified with 1M HCl and the dark precipitate is filtered, rinsed with a small amount of water. To this, 0.01 M NaOH is added until pH 7 and the mixture is freeze-dried giving a black powder.
  • the polarization is carried out at a temperature of 12K in a magnetic field of 3.35T with a microwave frequency of 94GHz (adjusted to take into account the resonant frequencies of the radical and the nucleus of interest) at a power of 200m W. applied for 2 hours.
  • the dissolution is carried out with a 70:30 H 2 0 MeOH mixture, and the obtained sample is transferred to a 500 MHz (proton frequency) NMR magnet (magnetic field power 11 75T) where the acquisition of an NMR spectrum 1 This is started within 4.5 seconds after dissolution.
  • the 13 C NMR spectra were recorded after a single scan and with 20 ppm scanning width at a temperature of 303K.
  • the sample is prepared with 1M aspirin (natural abundance) and 20mM radical (radical TAM 7 or 0x63) in a matrix DMSO-d ⁇ / 13 C (2) -acetone / D 2 O 1: 1: 1. The same conditions were applied for both radicals.
  • the comparison of the analysis data shows that a 20-30% higher polarization occurred, which corresponds to an increase factor of the analysis of about 5000 1 C NMR signals using the new TAM radicals of the invention compared to 4000 using 1'x63 under the same conditions.
  • the growth factors obtained are compared to the analysis without radical and without PDN. Therefore, this increase significantly reduces the acquisition time of the analysis data and allows easier detection of the substances present at low concentration.
  • good sensitivity can be obtained after a large number of scans (30000-40000 scans) after 20-65 hours (see also, PNAS 2003, 100, 10158).
  • an increase factor of the analysis of at least 40000 is obtained for this signal after a single scan (SI spectrum) in 1-2 seconds.

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

L'invention concerne de nouveaux radicaux organiques type triarylméthyle (TAM) dans lesquels au moins un groupe aryle est un groupe 2,3-(dialcoxy non liés entre eux)phényle substitué en particulier en positions 5,6- par deux atomes d'oxygène (O) ou de soufre (S), leur préparation et application dans l'analyse chimique en particulier l'analyse et l'identification de molécules organiques et de produits qui intéressent la recherche fondamentale et clinique. Les nouveaux radicaux TAM présentent des propriétés supérieures en analyse, par exemple en Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) améliorée par la Polarisation Dynamique Nucléaire (PDN), par rapport à des radicaux TAM de référence comme l'Οx63.

Description

Nouveaux radicaux triarylméthyle: leur préparation et application
La présente invention a pour objet principal de nouveaux radicaux organiques C- centrés type triarylméthyle (TAM), dans lesquels au moins un groupe aryle est un groupe 2,3- (dialcoxy non liés entre eux)phényle substitué en particulier en positions 5,6- par deux atomes d'oxygène (O) ou de soufre (S), leur préparation et application dans l'analyse chimique en particulier l'analyse et l'identification de molécules organiques et de produits qui intéressent la recherche fondamentale et clinique. Par exemple, ces radicaux sont utiles pour les techniques basées sur la Polarisation Dynamique Nucléaire (PDN), fournissant une sensibilité et analyse rapide surtout en Résonance Magnétique Nucléaire (RMN).
De nouveaux radicaux organiques type triarylméthyle (TAM) et leurs précurseurs dans lesquels au moins un groupe aryle est un groupe 2,3-(dialcoxy non liés entre eux)phényle substitué en particulier en positions 5,6- par deux atomes de soufre (S), ont été préparés. Ces radicaux TAM ainsi que leurs précurseurs peuvent être aisément fonctionnalisés conduisant à une variété de dérivés possédant des propriétés intéressantes. Ces radicaux TAM sont faciles à manipuler grâce à leur stabilité vis-à-vis de l'air et de l'eau. Ils présentent des propriétés supérieures en analyse, en particulier en Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) améliorée par la Polarisation Dynamique Nucléaire (PDN), par rapport à des radicaux TAM de référence comme Οχ63 (Ox63 ou Oxo63 est le radical tris[8-carboxy-2,2,6,6-tétrakis(2- hydroxyéthyl)benzo[l,2-d:4,5-d']bis(l,3)dithiol-4-yl]méthyle sel trisodique) et son proche analogue avec 2,2,6,6-tétraméthyle, qui sont des dérivés symétriques du trityle (PNAS 2003, 100, 10158). Par exemple, en analyse RMN13C de l'acide O-acétylsalicylique (aspirine) améliorée par la PDN, nous avons obtenu une polarisation 20-30% plus élevée qui correspond à un facteur d'accroissement de l'analyse d'environ 5000 des signaux RMNBC utilisant les nouveaux radicaux TAM de l'invention par rapport à 4000 utilisant Οχ63 dans les mêmes conditions. Cet accroissement réduit significativement le temps d'acquisition de l'analyse RMN et permet une détection facilitée des substances présentes à faible concentration. Par conséquent, l'accès à une grande diversité structurale de nouveaux radicaux TAM plus performants à partir d'une structure commune, permet le réglage fin des caractéristiques du radical pour une application déterminée (par exemple, pour la compatibilité avec la matrice de polarisation ou le genre d'échantillon, amélioration de son étroite largeur de ligne en Résonance Paramagnétique Electronique (RPE), réduction de son temps de relaxation et alors le temps de polarisation, réduction de sa cytotoxicité pour les applications in vivo, etc.), une quantité réduite du radical TAM est requise, et le résultat est obtenu plus rapidement et avec une précision accrue.
L'application des radicaux TAM est large englobant les spectroscopies RMN et IRM (Imagerie par Résonance Magnétique), les méthodes RPE spectroscopiques et de l'imagerie, les études oxymétriques, l'étude de nombreux processus physiologiques et leur cinétique, la médecine diagnostique, la physique des particules, les matériaux multifonctionnels (comme les fils moléculaires), etc. (PNAS 2002, 99, 2216; Magn. Reson. Med. 2004, 52, 885). Les radicaux TAM se sont avérés utiles dans l'identification/confirmation de la structure moléculaire détaillée des molécules organiques et biomolécules, ainsi que leur mode d'interaction. En particulier, la technique de l'hyperpolarisation-analyse PDN-RMN
(composée d'un aimant polariseur PDN avec un spectromètre RMN, utilisant pour la polarisation et l'analyse RMN le même aimant ou deux aimants séparés) est une technique efficace, rapide et rentable qui surmonte les obstacles pratiques de la RMN (dus à la faible différence d'énergie entre les états de spin des noyaux 1H, I3C, 15N, 31P et autres noyaux actifs en RMN) par l'amélioration de plusieurs ordres de grandeur de la sensibilité (détection du signal, accroissement du rapport signal/bruit par unité de temps) et de la résolution spectrale avec détection directe (Chemistry & Industry 5 Sep 2005, 21). Par conséquent, cette méthode d'analyse élargit le champ d'application de la RMN en réduisant les temps d'acquisition des données, augmentant la sensibilité globale et étendant la gamme des noyaux et des molécules qui peuvent être examinés. La technique de l'hyperpolarisation par PDN est basée sur l'emploi d'un radical paramagnétique TAM à une certaine concentration, dont l'électron libre non-apparié se polarise fortement sous le champ magnétique conduisant à un radical TAM polarisé (agent polarisant) et cette polarisation du spin peut être transférée par un mécanisme (tel une irradiation micro-ondes à une fréquence appropriée) à un noyau atomique d'intérêt moins polarisé à proximité dans la matrice, pour une utilisation ou analyse ultérieure de l'échantillon aimanté. En outre, une substance organique éventuellement marquée par des isotopes (comme l'urée, l'alanine, la glutamine, le glutamate, le glucose, le bicarbonate, le pyruvate, l'acétate, le fumarate, le citrate, et le succinate, marqués par l'isotope 13C, ou l'urée et la choline marquées par l'isotope 15N) hyperpolarisée par un radical TAM polarisé peut être utilisée en analyse comme l'imagerie médicale (PNAS 2003, 100, 10435). Ainsi, le radical TAM est l'agent clef pour le mécanisme de transfert de la polarisation.
Malgré tous les progrès, et afin de maximiser les avantages des applications des radicaux TAM en particulier dans l'analyse chimique, il est crucial de concevoir de nouveaux radicaux TAM possédant des fonctions chimiospécifiques améliorées comme il existe un manque de diversité structurale. Peu de groupes de recherche se sont penchés sur leur préparation (W091/12024; W096/39367; W098/39277; J. Org. Chem. 2002, 67, 4635; J. Org. Chem. 2006, 71, 7268). Le radical TAM typique utilisé dans la plupart des analyses et en particulier en PDN-RMN avantageusement à basses températures (<1.5K), est Οχ63 et ses proches analogues; cependant, une polarisation médiocre de certaines molécules importantes (comme l'aspirine) a été obtenue avec l'Ox63.
L'atome de carbone central du méthyle des radicaux TAM porte la plupart de la densité du spin de l'électron non-apparié, avec la quantité exacte dépendant de la
conformation géométrique globale du radical. La torsion hors-plan des aryles influence profondément la répartition de la densité électronique et l'aptitude/importance du radical à interagir avec son environnement (solvant, molécules), ce qui impacte le temps de relaxation. Il a été trouvé dans ΓΟχ63 que le doublet d'électron sur les hétéroatomes vicinaux protège le radical et induit un radical persistant de longue durée de vie; cette dernière propriété favorise des temps longs de relaxation. Suite à leur résultats des tests avec ΓΟχ63, des chercheurs ont souligné l'importance de sa partie 2,3,5 ,6-bis-(isopropylidènedithio)phènyle pour atteindre des résultats favorables. Cependant, aucune étude sur la modification de ce groupe bi(hétérocycle fusionné)phényle a été entreprise. Comme décrit dans cette invention, une amélioration remarquable par exemple des résultats globaux de la PDN-RMN a été obtenue en remplaçant au moins une des parties isopropylidènedithio par deux groupes alcoxy non liés entre eux. Ce résultat démontre que l'efficacité de ces radicaux est renforcée par
l'introduction d'un degré de liberté aux substituants d'au moins deux hétéroatomes consécutifs et vicinaux de l'aryle.
Notre invention concerne des radicaux organiques triarylméthyle (TAM) de formule générale (I), leur préparation et utilisation dans l'analyse chimique en particulier l'analyse de molécules organiques et de matériaux, par exemple dans les technologies améliorées par la PDN comme pour la RMN,
Figure imgf000004_0001
dans laquelle:
- C* représente l'atome de carbone central avec l'électron non-apparié du radical,
- (x1), (x2) et (x3) représentent les liaisons entre l'atome de carbone central du radical et les groupes aryles Ar1, Ar2 et Ar3, respectivement,
- Ar1 représente un groupe phényle substitué de formule générale (II)
Figure imgf000005_0001
5 dans laquelle:
- X est un atome d'oxygène (O), de soufre (S), ou un groupe sulfonyle (S02),
- R1 et R2 indépendamment l'un de l'autre ne sont pas liés entre eux et représentent une chaîne hydrocarbonée C1-7 linéaire, ramifiée ou cyclique, éventuellement substituée et/ou interrompue par des atomes de deutérium (D), O, et/ou Si; préférablement R1 et R2 sont
10 identiques et représentent un méthyle (Me), CD3, éthyle (Et), propyle (Pr), isopropyle (iPr), butyle (Bu), isobutyle (iBu), néopentyle, cyclopentyle, cyclohexyle, MeOCH2, EtOCH2, MeOCH2CH2OCH2, MeOCH2CH2, EtOCH2CH2, tBuOCH2CH2, HOCH2CH2;
- R3 et R4 indépendamment l'un de l'autre représentent une chaîne hydrocarbonée Q-g linéaire, ramifiée ou cyclique, éventuellement substituée et/ou interrompue par des atomes de
15 D, O, Si, et/ou F; ou R3 et R4 sont liés entre eux pour former un pont 1,2-éthanediyle
(CH2CH2 éventuellement substitué par Me), ou un pont méthylène (R6, R7)-disubstitué de formule générale (ΠΙ),
Figure imgf000005_0002
u dans laquelle:
- R6 et R7 indépendamment l'un de l'autre représentent une chaîne hydrocarbonée C1-7 linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée et/ou interrompue par des atomes de D, O, Si, et/ou F; R6 et R7 représentent par exemple un Me, CD3, Et, CH2OR8, CD2OR8, CH2CH2OR8, CH2CD2OR8, CD2CH2OR8, CD2CD2OR8 dans lesquels R8 représente un atome d'hydrogène
^ (H), une chaîne hydrocarbonée d-5 linéaire ou ramifiée (éventuellement substituée par des atomes de D) comme Me, CD3, Et, tert-butyle (tBu), ou un groupe protecteur tel formyle, un groupe alkylcarbonyle Ci-5 linéaire ou ramifié tel CH3C(0), ou un perfluoroalkylcarbonyle CM linéaire tel CF3C(0), un groupe silyle tel tert-butyldiméthylsilyle (TBDMS),
diméthylthexylsilyle (TDS); ou R6 et R7 sont liés entre eux pour former un cycle avec le
30 groupe méthylène tel C(CH2)4, C(CH2)5, C(CH2CH2OCH2CH2), C(CH2OCMe2OCH2),
C(CD2OCMe2OCD2), C(CD2OC(CD3)2OCD2); préférablement R6 et R7 sont identiques; R3 et R4 sont préférablement identiques et représentent un Me, CD3, Et, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, néopentyle, cyclopentyle, cyclohexyle, MeOCH2, MeOCH2CH2,
EtOCH2CH2, tBuOCH2CH2, HOCH2CH2, et lorsque R3 et R4 sont liés entre eux, ils
35 représentent un CH2CH2, CMe2, C(CD3)2, CEt2, C(CH2OR8)2, C(CD2OR8)2, C(CH2CH2OR8)2, C(CD2CH2OR8)2, C(CH2CD2OR8)2, C(CD2CD2OR8)2, C(CH2)4, C(CH2)5, C(CH2CH2OCH2CH2), C(CH2OCMe2OCH2), C(CD2OCMe2OCD2), C(CD2OC(CD3)2OCD2); dans lesquels R8 représente un atome H, un groupe Me, CD3, Et, tBu, C(0)H, C(0)Me, C(0)CF3, TBDMS, TDS;
- R5 représente:
- un atome d'hydrogène, D, halogène (F, Cl, Br, ou I),
- une chaîne hydrocarbonée Ci -6 linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée par des atomes de D, O, N, S, F, et/ou Si, telle:
Me, CD3, Et, CH2CF3,
CH2OR9, CH(Me)OR9, C(Me2)OR9, CH2CH(OH)CH2OH, CH2CH2OR9,
CH2C(0)OR10, CH(Me)C(0)OR10, C(Me2)C(0)OR10, CH2CH2C(0)OR10,
CH2C(0)NRnR12, CH(Me)C(0)NRnR12, C(Me2)C(0)NRuR12,
CH2NRnR12, CH2N(CH2CH2OR9)2, CH2N(CH2C(O)OR10)2, CH2N(RnR,2R13)-anion (où anion représente un halogénure tel chlorure, bromure, ou iodure, ou un groupe anionique tel triflate),
CH2S02Me, CH2S02Et, CH2S02NMe2, CH2S02NEt2,
CHO, C(0)OR10, C(0)NRnR12, CN, CH2CH2CN,
dans lesquels:
R9 représente: un atome d'hydrogène,
une chaîne alkyle Ci -4 linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée par des atomes de D, O, N, et/ou S,
un groupe acyle C1-4 linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par des atomes O et/ou
N,
R10 représente: un atome d'hydrogène,
une chaîne alkyle C linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée par des atomes de O et/ou N,
un cation (tel le cation métallique du Li, Na, K, Ca, Mg ou un ammonium d'une aminé), et Rn, R12 et R13 indépendamment les uns des autres représentent: un atome H, une chaîne alkyle Ci-5 linéaire ou ramifiée éventuellement substituée par des atomes de O, ou R11 et R12 sont liés entre eux pour former avec l'atome d'N un groupe aminé cyclique tel morpholino,
- R5 représente aussi un groupement d'atomes attaché à l'aryle par un atome O, S, N, Si, B, ou P tel:
OR9, OP(O)(OR10)2, OSO3-cation (cation du Li, Na, K, Ca, ou Mg), préférablement le groupement d'atomes attaché à l'aryle par un atome d'O est un OR9 comme OMe, OCD3, OEt, OCH2OMe, OCH2OEt, OCH2OCH2CH2OMe, OCH2CH2OR9, OCH2CH(Me)OH, OCH2CH(OH)CH2OH, OCH2C(O)OR!0, OCH(Me)C(O)OR10, OC(Me2)C(O)OR10,
OCH2CH2NRnR12, OCH2C(O)NR"R12, OCH(Me)C(O)NRnR12, OC(Me2)C(O)NRHR12,
SR9, SO2R10, SO2NRHR12, SO3H, SO3-cation (cation du Li, Na, ou K), préférablement le groupement d'atomes attaché à l'aryle par un atome de S est un SR9, SO2R10 ou SO2NRuR12 comme SMe, SEt, SCH2CH2OH, SCH2C(O)OR10, SCD2C(O)OR10, SCH(Me)C(O)OR10, SC(Me2)C(O)OR10, SCH2C(O)NRnR12, SCH(Me)C(O)NRHR12, SC(Me2)C(O)NRnR12, SCH2C(O)N(CH2CH2OH)2, S(CH2)nSO3Na (où n= 1 ou 2), SO2Me, SO2Et, SO2-cation (cation du Li, Na, ou K), SO2NMe2,
NR5^1 ', NHSO2R13, préférablement le groupement d'atomes attaché à l'aryle par un atome d'N est un NR 1 ou NHSO2R13 comme NH2, NMe2, NEt2, NHC(O)Me,
N(CH2CH2OH)2, N(CH2C(O)OR10)2, NHSO2Me, NHSO2Et,
un groupe silyle, préférablement le groupement d'atomes attaché à l'aryle par un atome de Si est un SiMe3, SiEt3,
un groupe boronate B(OR10)2, préférablement le groupement d'atomes attaché à l'aryle par un atome de B est un B(OH)2, B(OMe)2, B(OEt)2,
un groupe phosphonate P(OXOR10)2,
dans lesquels R9, R10, R11, R12 et R13 sont comme définis précédemment, - Ar2 et Ar3 indépendamment l'un de l'autre représentent un groupe phényle substitué de formule générale (II) (avec (x2) et/ou (x3) alors représentés par (x1)) indépendamment de Ar1, ou un groupe phényle substitué
Figure imgf000007_0001
dans laquelle:
- (x) représente (x2) et/ou (x3) comme définis précédemment,
- Z1 représente un hydrogène ou un groupe OR2a (où R2a est comme défini précédemment pour R2 indépendamment de R2),
- Z2 représente un hydrogène ou un groupe OR a (où R4a est comme défini précédemment pour R4 indépendamment de R4),
- Rla, R3a et R5a sont respectivement comme définis précédemment pour R1, R3 et R5, respectivement indépendamment de R , R et R ,
préférablement Ar1 et Ar2 sont identiques, ou Ar2 et Ar3 sont identiques, et plus préférablement Ar1, Ar2 et Ar3 sont identiques; préférablement Ar1, Ar2 et/ou Ar3 sont choisis parmi les aryles suivants:
Figure imgf000008_0001
dans lesquels R8, R5 et R5a sont comme définis précédemment, préférablement, R8 est un H, Me, CD3, Et, tBu, C(0)H, C(0)Me, C(0)CF3, TBDMS, TDS; R5 est un OMe, C(0)OR10
5a
(avec R représente: un H, Me, Et, un cation Li, Na ou K), et Rja est un H, Me, OMe.
L'invention est illustrée par un procédé de préparation des radicaux TAM de formule générale (I) selon le Schéma 1 ou le Schéma 2 :
SCHEMA 1 Ar*-Li
I ]
V-Li - (Ar^CO ou (Ar oH (Ar^C
1. Eventuelle modification
des aryles
Ar3-Li 2. Formation du radical
3. Eventuelle modification
(Ar1)2(Ar3)COH des aryles
1. Eventuelle modification
des aryles
Figure imgf000008_0002
2. Formation du radical
3. Eventuelle modification
des aryles
SCHEMA 2 1. Eventuelle modification
des aryles
2. Formation du radical
3. Eventuelle modification
Arl-Li
Ar2-Li (Ar2)2CO (Ar'XAr OH des aryles ( XArV faisant appel à des aryllithiens (Ar'-Li, Ar2-Li et/ou Ar3-Li) de formules générales suivantes:
Figure imgf000008_0003
dans lesquelles R1, R2, R3, R4, R5, Rla, R3a, R5a, X, Z1, et Z sont comme définis précédemment, et compatibles avec la formation de l'aryllithien correspondant (pour la génération d'aryllithiens, voir: Organolithium methods, B. J. Wakefield, Académie Press Ltd, London, 1988; pour des groupes protecteurs compatibles avec les aryllithiens, voir: Greene's protective groups in organic synthesis, P.G.M. Wuts, T.W. Greene, 4 Ed., John Wiley & Sons, Inc., 2007),
pour former intermédiairement des diaryleétones ((Ar1)2CO ou (Ar^CO) de formules suivantes:
Figure imgf000009_0001
qui sont transformées en des triarylméthanols ((Ar!)3COH, (Ar1)2(Ar3)COH ou
(Ar'XAr^COH),
ou bien pour former directement des triarylméthanols ((Ar'^COH) de formules suivantes:
Figure imgf000009_0002
et la transformation des triarylméthanols de formules (Ar1)3COH, (Ar1)2(Ar3)COH, ou (Ar )(Ar )2COH, en des radicaux TAM de formule générale (I) comme (Ar )3C%
(Ar'HA ^O, ou (ΑΓ'ΧΑΓ2)20, selon des procédés connus dans l'art pour la formation d'autres types de radicaux TAM; les aryllithiens (Ar'-Li, Ai^-Li et Ar3-Li), diaryleétones ((Ar])2CO et (Ar^CO)), et triarylméthanols ((Ar1)3COH, (Ar'MAr^COH, et
(Arl)(Ar2)2COH) constituent donc des précurseurs ou intermédiaires des radicaux TAM de formule générale (I); les aryles peuvent être éventuellement modifiés avant l'étape de formation du radical ou bien après sa formation selon des procédés connus dans l'art pour la préparation d'autres types de radicaux TAM (par exemple, WO91/12024; WO98/39277). Les procédures expérimentales adoptées pour la préparation des composés des Schéma 1 et Schéma 2 sont en général dictées par la nature chimique du produit de départ. La réalisation de ce type de réactions relève des compétences de l'homme de l'art.
Un autre objet de la présente invention est l'utilisation des radicaux TAM de formule générale (I) dans l'analyse chimique en particulier dans l'analyse de molécules organiques et matériaux, en tant qu'agents polarisants par exemple dans les technologies basées sur la PDN comme la PDN-RMN. L'analyse peut être conduite avec les radicaux TAM de la formule générale (I) ou sous leur forme polarisée, en présence de la substance à analyser sous des conditions connues, ou qui peuvent être déterminées, par l'homme de l'art selon des protocoles décrits avec d'autres types de radicaux TAM (US2009/214432; PNAS 2003, 100, 10158; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3360); la méthode PDN-RMN utilisée consiste en les étapes suivantes:
- Le radical TAM est mélangé avec l'échantillon à analyser contenu dans une matrice appropriée (solvant, mélange de solvants ou matériau qui forment une matière solide lors de la congélation ou la cristallisation),
- le mélange d'échantillon est polarisé dans l'aimant du polariseur PDN (généralement à une température entre 1.2-1.5K),
- une irradiation micro-ondes est appliquée à l'échantillon à une fréquence et une durée déterminées adaptées à la puissance du champ magnétique du polariseur et à la nature de l'échantillon,
- l'échantillon polarisé est analysé à une certaine température en enregistrant le spectre RMN du noyau d'intérêt avec un spectromètre RMN.
Pour une amélioration optimale et minimisation de l'élargissement du signal dû à la concentration, la quantité du radical TAM peut être facilement déterminée par l'homme de l'art. Les molécules organiques appropriées qui peuvent être analysées utilisant les radicaux TAM de l'invention, et qui renferment un noyau , C, 15N, 31P, et/ou 1H, et/ou un autre noyau actif en RMN, comprennent- mais ne sont pas limitées aux- petites molécules, solvants, métabolites de médicaments et métabolites naturels. L'analyse PDN-RMN a été réalisée, à titre illustratif et non limitatif, sur des substrats modèles. La présente invention est décrite plus en détail par les EXEMPLES suivants, qui ne doivent pas être considérés comme limitatifs.
Préparation des radicaux triarylméthyle et leurs précurseurs
Toutes les opérations ont été conduites sous atmosphère d'N2 ou Ar avec des solvants anhydres et dégazés. Les spectres ΡνΜΝΉ (400 MHz, Me4Si interne), and RMN13C (100 MHz, CDC13 interne), ont été enregistrés avec des solutions dans le CDCI3 sauf autre indication.
Schéma réactionnel relatif aux composés 1 à 10.
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0002
Exemple 1. 2,2-Di(éthoxycarbonylméthyl)-5,6-diméthoxy-benzo[l,3]dithiole (1).
A une solution de 4,5-dimercapto-vératrole (4.00 g, mmol) (préparé selon Phosphorus and
Sulfur 1988, 36, 261) dans le CH2C12, 1,3-acétonedicarboxylate d'éthyle (1.25 équiv) est ajouté à 0 °C suivi par HBF4 Et20 (1.1 équiv) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Le mélange est filtré sur un lit de silice surmonté de Na2S04 et concentré. La cristallisation dans Et20/hexane a fourni des cristaux incolores (7.09 g, 93%). RMN1H: 1.27 (t, 6H, J= 7.1 Hz); 3.51 (s, 4H), 3.82 (s, 6H), 4.17 (q, 4H; J= 7.1 Hz), 6.73 (s, 2H); RMN13C: 14.1, 43.5, 56.2, 60.9, 65.4, 106.5, 127.5, 147.8, 169.8; HRMS (ESI) m/z calculée pour C17H2206S2Na [MNa]+ 409.0769, obtenue 409.0753.
Exemple 2. 2,2-Di(2-hydroxyéthyl)-5,6-diméthoxy-benzo[l,3]dithiole (2).
A une solution du composé 1 (4.28 g, 11 mmol) dans le THF à 0 °C, L1AIH4 (4 équiv) est ajouté en portions. Après 12 h de chauffage à 60 °C, la réaction est hydrolysée par ajout à 0 °C d'EtOH et H20 puis concentrée. Le résidu est partagé entre CH2C12/H20 puis HC1 concentré est ajouté afin de dissoudre le précipité. La phase organique est séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution CH2Cl2/AcOEt. Cristaux incolores (3.0 g, 89.5%). RMN1H: 2.14 (1 s, 2H), 2.44 (t, 4H; J= 5.9 Hz), 3.82 (s, 3H), 3.95 (t, 4H, J= 5.9 Hz), 6.73 (s, 2H); RMN13C: 43.3, 56.2, 60.2, 72.1, 106.7, 128.0, 147.8; HRMS (ESI) m/z calculée pour CBHi804S2Na [MNa
5 325.0544, obtenue 325.0551.
Exemple 3. 2,2-Di(2-tert-butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-benzo[l,3]dithiole (3).
A une solution du composé 2 (2.80 g, 9.2 mmol) dans le CH2C12 à -30 °C dans un tube de pression, un excès d'isobutène est introduit suivi d'une quantité catalytique de H2S04 concentré et le mélange est abandonné à température ambiante. Le progrès de la réaction est
10 suivi par CCM (CH2Cl2/AcOEt 1:1). L'acide est neutralisé avec du Na2C03 solide,
l'isobutène est évaporé et la solution est filtrée à travers un lit de silice. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec CH2C12 fournissant une substance sirupeuse incolore (3.45 g, 90%). RMN'H: 1.19 (s, 18H, 2x tBu), 2.34 (t, 4H, 2x CH2; J= 6.7 Hz), 3.59 (t, 4H, 2x CH2; J= 6.7 Hz), 3.81 (s, 6H, 2x OMe), 6.72 (s, 2H, Ar-H); RMN13C: 27.5, 41.2, 56.2,
15 58.6, 71.8, 73.0, 106.6, 128.8, 147.4; IR: 2972, 1487, 1363, 1265, 1208, 1042.
Exemple 4. Bis[2,2-di(2-tert-butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-benzo[l,3]dithiol-4-yl] cétone (4). Au 2,2-di(2-tert-butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-4-lithio-benzo[l,3]dithiole (1 mmol) préformé dans l'Et20 est ajouté du carbonate d'éthyle (0.48 mmol) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et
20 le mélange concentré. Le résidu est partagé entre CH2C12/H20, la phase organique séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution CH2Cl2/AcOEt fournissant une mousse jaune. RM 1H: 1.16 (s, 18H), 2.32 (m, 4H), 3.52 et 3.65 (chevauchement s et m, 7H), 3.79 (s, 3H), 6.89 (s, 2H); RMN13C: 27.5, 39.9 (m), 41.9 (m), 56.3, 58.6 (m), 61.6, 70.3, 72.9, 109.9, 129.6, 130.1, 134.5, 146.5, 150.4,
2 193.5 (CO).
Exemple 5. Tris[2,2-di(2-tert-butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-benzo[l ,3]dithiol-4-yl]méthanol (5)·
a) Mode direct utilisant 3: Au 2,2-di(2-tert-butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-4-lithio- benzo[l,3]dithiole (1 mmol) préformé dans PEt20 est ajouté du carbonate d'éthyle (0.2
30 mmol) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et le mélange concentré. Le résidu est partagé entre CH2C12/H20, la phase organique séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution CH2Cl2/AcOEt fournissant un produit vitreux jaune-orange.
35 b) Mode indirect utilisant 4: A la cétone 4 (0.5 mmol) dans l'Et20 est ajouté 2,2-di(2-tert- butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-4-lithio-benzo[l,3]dithiole (1 mmol) préformé dans l'Et2O et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et le mélange concentré. Le résidu est partagé entre
CH2Cl2/¾0, la phase organique séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par 5 chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution CH2Cl2/AcOEt fournissant un produit vitreux jaune-orange.
RMN1H: 1.2 (m, 54H), 2.3 (m, 12H), 3.5 (m, 30H), 6.7-6.9 (m, 3H); RMNnC NMR: 27.5, 38.3 (m), 40.8 (m), 43.0 (m), 56.4 (m), 58.1 (m), 59.1 (m), 60.8 (m), 61.5 (m), 66.0 (m), 69.8 (m), 73.0 (COH), 106.8-1 10.5 (m), 128.1-130.8 (m), 134.8 (m), 150.4 (m).
0 Exemple 6. Tris[2,2-di(2-tert-butoxyéthyl)-5,6-diméthoxy-7-éthoxycarbonyl- benzo[l,3]dithiol-4-yl]méthanol (6).
BuLi (2.5 mmol) est ajouté au composé 5 (0.5 mmol) dans l'Et20 et ce mélange réactionnel est cannulé à un excès de carbonate d'éthyle (50 mmol) dans l'Et20. Après 3 jours d'agitation, une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et le mélange concentré. Le5 brut est partagé entre 0¾¾/Η20, la phase organique est séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution
CH2Cl2/AcOEt fournissant un produit vitreux jaune-orange.
RMN1H: 0.98-1.39 (m, 63H), 2.3 (m, 12H), 3.2-4.0 (m, 30H), 4.18 (q, 6H).
Exemple 7. Tris[2,2-di(2-formyloxyéthyl)-5,6-diméthoxy-7-(éthoxycarbonyl)-° benzo[l,3]dithiol-4-yl]-méthyle radical (7).
Le composé 6 (0.1 mmol) est dissout dans l'HC02H concentré et abandonné 12 h sous agitation à température ambiante, puis la solution est concentrée. Les traces de HC02H sont éliminées par co-évaporation avec l'MeCN anhydre. Le résidu est dissout dans l'MeCN et de l'acide triflique (0.15 mmol) est ajouté à 0 °C suivi d'une solution de SnCl2 (0.1 mmol) dans5 le THF. Après quelques minutes, de l'AcOEt est ajouté sous agitation suivi par 2M NaH2P04 aq. La phase organique est cannulée sur un lit de Na2S04 et concentrée fournissant une poudre noire-violette.
Exemple 8. Tris[2,2-di(2-hydroxyéthyl)-5,6-diméthoxy-7-carboxy-benzo[l,3]dithiol-4-yl]- méthyle radical sel de sodium (8).
0 Une solution aqueuse 1M NaOH (0.55 mmol) est ajoutée au composé 7 (0.05 mmol) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation vigoureuse, puis acidifié avec 1 5M HC1 et le précipité sombre est filtré, rincé avec une petite quantité d'eau. A ceci, 0.01 M NaOH est ajoutée jusqu'à pH 7 puis le mélange est lyophilisé fournissant une poudre noire.
Exemple 9. 2,2-Diméthyl-5,6-diméthoxy-benzo[l,3]dithiole (9)
5 A une solution de 4,5-dimercapto-vératrole (2.50 g, 12.36 mmol) (préparé selon Phosphorus and Sulfur 1988, 36, 261) dans le CH2C12, de l'acétone (1.3 équiv) est ajouté à 0 °C suivi par HBF4 Et20 (1.1 équiv) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Le mélange est filtré sur un lit de silice surmonté de Na2S04 et concentré. La cristallisation dans l'hexane a fourni des cristaux incolores (2.66 g, 89%). RMN1H: 1.91 (s, 6H), 3.83 (s, 6H), 6.79 (s, 2H); RMN13C: 31.1, 56.2, 66.2, 106.9, 129.1, 147.5; HRMS (ESI) m/z calculée pour CnH1402S2Na [MNa]+ 256.0333, obtenue 256.0332.
Exemple 10. Tris[2,2-diméthyl-5,6-diméthoxy-benzo[l,3]dithiol-4-yl]méthanol (10).
BuLi (2.5 mmol) est ajouté au composé 9 (0.5 mmol) dans l'Et20 et ce mélange réactionnel est cannulé à un excès de carbonate d'éthyle (50 mmol) dans l'Et20. Après 3 jours d'agitation, une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et le mélange concentré. Le brut est partagé entre CH2C12/H20, la phase organique est séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution
CH2Cl2/AcOEt fournissant un produit vitreux jaune. RMN1H: 1.2-2.1 (m, 18H), 3.0-4.0 (m, 18H), 6.4-7.0 (m, 3H).
Exemple 11. Bis(2,3,5,6 .
Figure imgf000014_0001
11
Au 2,3,5,6-tétraméthoxyphényllithium (1 mmol) préformé dans l'Et20 est ajouté du carbonate d'éthyle (0.48 mmol) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et le mélange concentré. Le résidu est partagé entre CH2C12/H20, la phase organique est séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution
CH2Cl2/AcOEt fournissant un solide. RMN1H: 3.63 (s, 12H), 3.89 (s, 12H), 6.61 (s, 2H). Exemple 12. Bis(pentaméthoxyphényl)cétone (12)
Figure imgf000014_0002
12
Au pentaméthoxyphényllithium (1 mmol) préformé dans l'Et20 est ajouté du carbonate d'éthyle (0.48 mmol) et le mélange est abandonné 12 h sous agitation à température ambiante. Une solution aqueuse saturée de KH2P04 est ajoutée et le mélange concentré. Le résidu est partagé entre CH2C12/H20, la phase organique est séchée sur Na2S04 et concentrée. Le brut est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient d'élution
CH2Cl2/AcOEt fournissant un solide.
RMN1H: 3.70 (s, 12H), 3.87 (s, 12H), 3.99 (s, 6H).
Analyse PDN-RMN utilisant les radicaux TAM de l'invention
La polarisation est effectuée à une température de 1 2K dans un champ magnétique de 3.35T avec une fréquence micro-ondes de 94GHz (ajustée pour tenir compte des fréquences de résonance du radical et du noyau d'intérêt), à une puissance de 200m W appliquée pendant 2 heures. La dissolution est effectuée avec un mélange H20 MeOH 70:30, et l'échantillon obtenu est transféré à un aimant RMN de 500MHz (fréquence proton) (puissance du champ magnétique 11 75T) où l'acquisition d'un spectre RMN1 C est démarrée dans un délai de 4.5 secondes après la dissolution. Les spectres RMN13C ont été enregistrés après un seul scan et avec 20 ppm de largeur de balayage à une température de 303K.
Exemple 13. PDN et analyse RMN13C de l'acide O-acétylsalicylique (aspirine)
Représentation moléculaire de l'acide O-acétylsalicylique (aspirine):
Figure imgf000015_0001
L'échantillon est préparé avec 1M aspirine (abondance naturelle) et 20mM radical (radical TAM 7 ou 0x63) dans une matrice DMSO-dô/13C(2)-acétone/D2O 1 : 1 : 1. Les mêmes conditions ont été appliquées pour les deux radicaux.
Figure imgf000015_0002
134 133 132 131 130 129 128 127 128 125
13, C lppm] Spectre RMN13C enregistré
ux atomes de indiqués) de en présence du
Figure imgf000016_0001
134 133 132 131 130 129 128 127 126 125 124
C [ppm]
La comparaison des données d'analyse montre qu'une polarisation 20-30% plus élevée a eu lieu, ce qui correspond à un facteur d'accroissement de l'analyse d'environ 5000 des signaux RMN1 C utilisant les nouveaux radicaux TAM de l'invention par rapport à 4000 utilisant I'0x63 dans les mêmes conditions. Les facteurs d'accroissement obtenus sont comparés à l'analyse sans radical et sans PDN. Par conséquent, cet accroissement réduit significativement le temps d'acquisition des données d'analyse et permet une détection facilitée des substances présentes à faible concentration.
Exemple 14. PDN et analyse RMN13C du 13C(l)-pyruvate de sodium
Représentation moléculaire du C( 1 )-pyruvate de sodium:
Figure imgf000016_0002
La polarisation est effectuée sous des conditions identiques au cas de l'aspirine (voir exemple précédent) utilisant 0.1M 13C(l)-pyruvate de sodium. Spectres RMN C enregistrés
(partie cétonique relative à l'atome de carbone 13CA indiqué) du 13C(l)-pyruvate de sodium après polarisation en présence du nouveau radical TAM 7 (spectre SI) et en
Figure imgf000017_0001
son absence (spectre S2 agrandi par un
Hauteur 50 S2
facteur de 50, c.-à-d. Hauteur x 50).
10
Le spectre RMN C obtenu en absence du nouveau radical TAM 7 (et sans PDN), montre un signal visible du CA avec un rapport signal/bruit très faible après 1 scan (spectre S2 agrandi par un facteur de 50, c.-à-d. Hauteur x 50). Cependant, une bonne sensibilité peut être ^ obtenue après un grand nombre de scans (30000-40000 scans) après 20-65 heures (voir aussi, PNAS 2003, 100, 10158). Par ailleurs, avec l'emploi du nouveau radical TAM 7 et avec PDN, un facteur d'accroissement de l'analyse d'au moins 40000 est obtenu pour ce signal après un seul scan (spectre SI) dans 1-2 secondes.
^ Ces résultats démontrent que l'emploi des nouveaux radicaux TAM de la présente invention, conduit à une augmentation remarquable de la sensibilité avec rapidité de l'analyse des molécules organiques par PDN-RMN.
25
30
35

Claims

REVENDICATIONS
1) Composés radicaux organiques triarylméthyle (TAM) caractérisés par la formule générale (I),
Figure imgf000018_0001
dans laquelle:
- C' représente l'atome de carbone central avec l'électron non-apparié du radical,
- (x1), (x2) et (x3) représentent les liaisons entre l'atome de carbone central du radical et les groupes aryles Ar1, Ar2 et Ar3, respectivement,
- Ar1 représente un groupe phényle substitué de formule générale (II)
Figure imgf000018_0002
dans laquelle:
- X est un atome d'oxygène (O), de soufre (S), ou un groupe sulfonyle (S02),
- R et R indépendamment l'un de l'autre ne sont pas liés entre eux et représentent une chaîne hydrocarbonée Cj-7 linéaire, ramifiée ou cyclique, éventuellement substituée et/ou interrompue par des atomes de deutérium (D), O, et/ou Si;
- R3 et R4 indépendamment l'un de l'autre représentent une chaîne hydrocarbonée C1-8 linéaire, ramifiée ou cyclique, éventuellement substituée et/ou interrompue par des atomes de D, O, Si, et/ou F; ou R3 et R4 sont liés entre eux pour former un pont 1,2-éthanediyle
(CH2CH2 éventuellement substitué par Me), ou un pont méthylène (R6, R7)-disubstitué de formule générale (III),
Figure imgf000018_0003
dans laquelle:
- R6 et R7 indépendamment l'un de l'autre représentent une chaîne hydrocarbonée C1-7 linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée et/ou interrompue par des atomes de D, O, Si, et/ou F; ou R 6 et R 7 sont liés entre eux pour former un cycle avec le groupe méthylène,
- R5 représente:
- un atome d'hydrogène, D, halogène (F, Cl, Br, ou I), - une chaîne hydrocarbonée
Figure imgf000019_0001
linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée par des atomes de D, O, N, S, F, et/ou Si,
- un groupement d'atomes attaché à Paryle par un atome O, S, N, Si, B, ou P tel:
OR9, OP(O)(OR10)2, OSO3-cation (cation du Li, Na, K, Ca, ou Mg),
SR9, SO2R10, SO2NR* lR , SO3H, SO3-cation (cation du Li, Na, ou K),
NR^ NHSO^13,
un groupe silyle,
un groupe boronate B(OR10)2,
un groupe phosphonate P(O)(OR10)2,
dans lesquels:
R9 représente: un atome d'hydrogène,
une chaîne alkyle C1-4 linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée par des atomes de D, O, N, et/ou S,
un groupe acyle C1-4 linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par des atomes de O, et/ou N,
R10 représente: un atome d'hydrogène,
une chaîne alkyle Ομ linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée par des atomes de O, et/ou N,
un cation (tel le cation métallique du Li, Na, K, Ca, Mg ou un ammonium d'une aminé), et R11, R12 et R13 indépendamment les uns des autres représentent: un atome H, une chaîne alkyle Ci-5 linéaire ou ramifiée éventuellement substituée par des atomes O, ou R11 et R12 sont liés entre eux pour former avec l'atome d'N un groupe aminé cyclique,
- Ar2 et Ar3 indépendamment l'un de l'autre représentent un groupe phényle substitué de formule générale (II) (avec (x2) et/ou (x3) alors représentés par (x1)) indépendamment de Ar1, ou un groupe phényle substitué
Figure imgf000019_0002
dans laquelle:
- (x) représente (x ) et/ou (x ) comme définis précédemment,
- Z1 représente un hydrogène ou un groupe OR2a (où R2a est comme défini précédemment pour R2 indépendamment de R2),
- Z2 représente un hydrogène ou un groupe OR a (où R4a est comme défini précédemment pour R4 indépendamment de R4),
- Rla, R3a et R5a sont respectivement comme définis précédemment pour R1, R3 et R5, respectivement indépendamment de R 1 , R3 et R 5. 2) Composés radicaux TAM selon la revendication 1 caractérisés en ce que:
R1 et R2 sont identiques et représentent un méthyle (Me), CD3, éthyle (Et), propyle (Pr), isopropyle (iPr), butyle (Bu), isobutyle (iBu), néopentyle, cyclopentyle, cyclohexyle, MeOCH2, EtOCH2, MeOCH2CH2OCH2, MeOCH2CH2, EtOCH2CH2, tBuOCH2CH2, HOCH2CH2.
3) Composés radicaux TAM selon Tune des revendications 1 ou 2 caractérisés en ce que:
R3 et R4 sont identiques et représentent un méthyle, CD3, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, néopentyle, cyclopentyle, cyclohexyle, MeOCH2, MeOCH2CH2, EtOCH2CH2, tBuOCH2CH2, HOCH2CH2, et lorsque R3 et R4 sont liés entre eux, ils représentent un CH2CH2, ou un groupe de une formu
Figure imgf000020_0001
dans laquelle:
R6 et R7 sont identiques et représentent un Me, CD3, Et, CH2OR8, CD2OR8, CH2CH2OR8, CH2CD2OR8, CD2CH2OR8, CD2CD2OR8 dans lesquels R8 représente un atome d'hydrogène (H), une chaîne hydrocarbonée Ci-5 linéaire ou ramifiée (éventuellement substituée par des atomes de D), un groupe protecteur tel un formyle, un groupe alkylcarbonyle C1- linéaire ou ramifié, un perfluoroalkylcarbonyle C linéaire, un groupe silyle; ou R et R sont liés entre eux pour former avec le groupe méthylène un C(CH2)4, C(CH2)5, C(CH2CH2OCH2CH2), C(CH2OCMe2OCH2), C(CD2OCMe2OCD2), C(CD2OC(CD3)2OCD2).
4) Composés radicaux TAM selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisés en ce que pour R5 : - la chaîne R5 hydrocarbonée C^ linéaire ou ramifiée, est un:
Me, CD3, Et, CH2CF3,
CH2OR9, CH(Me)OR9, C(Me2)OR9, CH2CH(OH)CH2OH, CH2CH2OR9,
CH2C(0)OR10, CH(Me)C(0)OR10, C(Me2)C(0)OR10, CH2CH2C(0)OR10,
CH2C(0)NRnR12, CH(Me)C(0)NRnR12, C(Me2)C(0) RnR12,
CH2NRnR12, CH2N(CH2CH2OR9)2, CH2N(CH2C(O)OR10)2, CH2N(RnR12R13)-anion (où anion représente un halogénure tel chlorure, bromure, ou iodure, ou un groupe anionique tel triflate),
CH2S02Me, CH2S02Et, CH2S02NMe2, CH2S02NEt2,
CHO, C(0)OR10, C(0)NRuR12, CN, CH2CH2CN,
- le groupement d'atomes attaché à l'aryle OR9 est un OMe, OCD3, OEt, OCH2OMe, OCH2OEt, OCH2OCH2CH2OMe, OCH2CH2OR9, OCH2CH(Me)OH, OCH2CH(OH)CH2OH, OCH2C(0)OR10, OCH(Me)C(0)OR10, OC(Me2)C(O)OR]0, OCH2CH2NRnR12,
OCH2C(0)NRnR12, OCH(Me)C(0)NRuR12, OC(Me2)C(0)NRuR12,
le groupement d'atomes attaché à l'aryle SR9, S02R10 ou S02NRHR12 est un SMe, SEt, SCH2CH2OH, SCH2C(0)OR10, SCD2C(0)OR10, SCH(Me)C(0)OR10, SC(Me2)C(0)OR10, SCH2C(0)NRnR12, SCH(Me)C(0)NRuR'2, SC(Me2)C(0)NRnR12,
SCH2C(0)N(CH2CH2OH)2, S(CH2)„S03Na (où n= 1 ou 2), S02Me, S02Et, S02-cation (cation du Li, Na, ou K), S02NMe2,
le groupement d'atomes attaché à l'aryle NR9RU ou NHS02R13 est un NH2, NMe2, NEt2, NHC(0)Me, N(CH2CH2OH)2, N(CH2C(O)OR10)2, NHS02Me, NHS02Et,
le groupement silyle attaché à l'aryle est un SiMe3, SiEt3,
le groupement boronate B(OR10)2 attaché à l'aryle est un B(OH)2, B(OMe)2, B(OEt)2, dans lesquels R9, R10, R11, R12 et R13 sont comme définis en revendication 1.
5) Composés radicaux TA selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisés en ce que:
Ar1 et Ar2 sont identiques, ou Ar2 et Ar3 sont identiques, et Ar1, Ar2 et Ar3 sont choisis parmi les aryles suivants:
Figure imgf000021_0001
6) Composés radicaux TAM selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisés en ce que: Ar1, Ar2 et Ar3 sont identiques et sont choisis parmi les aryles suivants:
Figure imgf000022_0001
7) Composés radicaux TAM selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisés en ce que:
R8 est un H, Me, CD3, Et, tBu, C(0)H, C(0)Me, C(0)CF3, tert-butyldiméthylsilyle
(TBDMS), ou diméthylthexylsilyle (TDS); R5 est OMe ou C(O)OR10 (avec R10 est un H, Me, Et, un cation Li, Na ou K), et R5a est H, Me, ou OMe.
8) Composés précurseurs des composés radicaux TAM selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisés en ce qu'ils répondent à n'importe laquelle des formules suivantes:
Figure imgf000022_0002
l'une des revendications 1 à 7. 9) Composés radicaux TAM polarisés caractérisés en ce qu'ils sont des composés radicaux TAM comme définis dans l'une des revendications 1 à 7 qui ont été polarisés dans un champ magnétique. 10) Une composition chimique destinée à l'analyse chimique caractérisée en ce qu'elle renferme au moins un composé comme défini dans l'une des revendications 1 à 7 et 9.
11) Utilisation d'un composé tel que défini dans l'une des revendications 1 à 7, 9 et 10 caractérisée en ce qu'une analyse chimique de molécules organiques, biomolécules ou matériaux, est effectuée.
12) Utilisation d'un composé selon la revendication précédente caractérisée en ce que l'analyse est améliorée par la technique de la Polarisation Dynamique Nucléaire (PDN). 13) Utilisation d'un composé selon l'une des revendications 11 et 12 caractérisée en ce que l'analyse est effectuée par la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN).
14) Utilisation d'un composé selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisée en ce que des molécules renfermant un noyau 13 C, 15¾i, 31 P, et/ou 1 H, et/ou un autre noyau actif en RMN, sont analysées.
15) Une méthode d'utilisation d'un composé tel que défini dans l'une des
revendications 1 à 7, 9 et 10 caractérisée en ce qu'elle comprend n'importe laquelle des étapes suivantes:
- Le radical TAM est mélangé avec l'échantillon à analyser contenu dans une matrice appropriée,
- le mélange d'échantillon est polarisé (éventuellement à basse température) dans un aimant d'un polariseur PDN,
- une irradiation micro-ondes est appliquée au mélange d'échantillon à une fréquence et une durée déterminées,
- l'échantillon polarisé est analysé en enregistrant le spectre RMN du noyau d'intérêt avec un spectromètre RMN.
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