Oxidative Coupling between Indoles and Phenols towards the Synthesis of Natural Benzofuroindolines

Le noyau benzofuro[2,3-b]indoline est une structure complexe que l’on retrouve dans différentes substances naturelles telles que l’azonazine, la voacalgine A, la bipleiophylline ou encore le diazonamide A. Ces produits naturels possèdent une activité biologique intéressante et plus particulièrement le diazonamide A avec un IC50 inférieur à 15ng/mL sur plusieurs lignées cellulaires cancéreuses. De plus, certaines de ces substances n’ont jamais été synthétisées à ce jour. Lors de la biogénèse de ces composés, il est supposé que le motif benzofuroindoline est créé par un couplage oxydant entre un indole et un phénol. Nous avons ainsi entrepris de développer différentes méthodologies de synthèse biomimétiques du motif benzofuroindoline. Inspiré par les biosynthèses de l’azonazine et du diazonamide A, nous avons développé une arylation diastéréodivergente du tryptophane par la tyrosine. Les diverses méthodologies de synthèse de benzofuroindolines existantes effectuant ce couplage ne permettent pas un contrôle stéréosélectif. Nous avons remédiés à ce problème en réalisant une réaction de Friedel-Crafts entre une tyrosine protégée et des exo- et endo-bromopyrroloindolines issues stéréosélectivement du tryptophane. Cette réaction procède avec rétention de configuration et nous permettent une synthèse diastéréodivergente de précurseurs potentiels du diazonamide et de l’azonazine. Une méthodologie générale de synthèse de benzofuroindolines par un couplage oxydant direct entre des indoles 2,3-disubstitués et des phénols a été développée. Cette réaction implique l’oxydation de l’indole par du N-iodosuccinimide. L’iodoindolénine intermédiaire réagit par action d’un sel d’argent, via une réaction de Friedel-Crafts avec le phénol pour donner la benzofuroindoline en une étape. Une bibliothèque de diverses benzofuroindolines a pu être obtenue par cette stratégie.Cette dernière méthodologie a été appliquée à la synthèse de modèles hexacycliques complexes de la voacalgine A et de la bipleiophylline à partir d’indoles apparentées à la pleiocarpamine que nous avons synthétisés. Une autre stratégie de synthèse du motif benzofuroindoline de la voacalgine A et de la bipleiophylline impliquant l’oxydation d’un catéchol en orthoquinone a également été étudiée.The benzofuro[2,3-b]indoline core is a complex structure present in several natural products such as azonazine, voacalgine A, bipleiophylline and diazonamide A. These products possess an interesting biological activity and especially diazonamide A with an IC50 below 15ng/mL on different cancer cells lines. Some of these compounds have never been synthesize. It is postulated that the biogenesis of the benzofuroindolines natural products implies an oxidative coupling between indoles and phenols. Therefore, we wished to develop a bioinspired synthesis of benzofuroindoline core.Inspired by the biosynthesis of azonazine and diazonamide A, we developed an diastereodivergent arylation of tryptophan by tyrosine. The existing synthetic methodology of benzofuroindoline involving an oxidative coupling do not allow a stereoselective control. We solved this problem by doing a Friedel-Crafts reaction between a protected tyrosine and the exo-, and endo-bromopyrroloindolines obtained stereoselectively from tryptophan. This reaction witch proceeds with a retention of configuration allowed us to access selectively azonazine and diazonamide A precursors. A general methodology of benzofuroindoline synthesis by an oxidative coupling between 2,3-disubstituted indoles and phenols has then been developed. This reaction proceeds by oxidation of the indole with N-iodosuccinimide. The resulting iodoindoline was then engaged in a Friedel-Crafts reaction with a phenol in presence of a silver salt to form the desired benzofuroindoline in a one-pot operation. Through this method, a library of several benzofuroindolines has been created.This last methodology has been applied to the synthesis of complex hexacyclic voacalgine A and bipleiophylline analogs from pleiocarpamine-like indoles. Another strategy towards the voacalgine A and bipleiophylline benzofuroindoline core has also been studied and involves the oxidation of a catechol into an orthoquinone which can react with an indole