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Synthèse de précurseurs soufrés pour le radiomarquage au fluor-18 de sondes d'hypoxie à motifs perfluorés

by Lacroix, Simon

Abstract (Summary)
Ce projet s'inscrit dans le développement d'une nouvelle stratégie de radiomarquage au fluor-18 de motifs perfluorés incorporés dans des sondes chimiques (EF3, EF5) visant à détecter et quantifier l'hypoxie tumorale de manière non invasive par tomographie par émis-sion de positrons. La méthode sélectionnée s'est portée sur des précurseurs soufrés (dithioester, dithiocétal) ou azotés qui, mis en présence d'un agent de perfluoration et d'un oxydant adéquats, génèrent un groupement trifluorométhyle ou difluorométhyle par fluorodésulfurisation oxydative. Cette méthode est efficace sur des composés comportant une fonction phtalimide. Des travaux antérieurs ayant validé cette stratégie pour le groupement CF3, notre tra-vail a tout d'abord consisté à synthétiser des précurseurs adéquats pour le radiomarquage du motif C2F5. Les premiers essais de radiomarquage ont également pu être effectués. Enfin, la dernière partie de notre travail s'est attachée à valoriser les résultats de synthèse obtenus en série fluorée. Deux procédures ont été envisagées: marquage au niveau du CF3 (précurseur difluo-ré) et marquage au niveau du CF2 (précurseurs dithiocétal et oximes trifluorés). La synthèse du précurseur difluoré (Beta-phtalimido-alpha,alpha-difluoro-dithioester) nous a amené à développer une nouvelle voie d'accès à l'alpha,alpha-difluoro-beta-alanine (3 étapes), ainsi que la première synthèse de 3,3-difluoro-azétidine-2-ones N-protégées non substituées en position C4 (3 étapes). Nous avons également mis au point une nouvelle méthode de synthèse de dithioesters au départ de thio-w-lactames. Le précurseur difluoré a été obtenu en 7 étapes avec un rendement global de 7%. Les précurseurs trifluorés ont pu être obtenus facilement à partir de la trifluoromé-thylcétone correspondante (3 étapes au total). Ces produits ont été obtenus avec des rende-ments globaux de 56 à 84 %. Les radiosynthèses effectuées ne nous ont pas permis d'atteindre le composé penta-fluoré voulu. Nous avons pu identifier des produits marqués tétrafluorés, mais sommes resté impuissant à introduire le dernier atome de fluor. Enfin, nous avons étendu les résultats de synthèse obtenus en série fluorée. Nous avons ainsi développé une nouvelle voie de synthèse pratique et efficace pour la préparation d'w-amino-dithioesters non fluorés, protégés sous formes de dérivés N-benzoyle ou N-p-nitrophényle, au départ de ?-, ?-, and ?-lactames. Cette méthode a ensuite pu être étendue au départ d'un lactame. / The aim of this study was to develop a new strategy for the fluorine-18 radiolabelling of perfluorinated groups incorporated in chemical probes (EF3, EF5), in order to assess non-invasively tumoral hypoxia by means of positron emission tomography. This technique uses sulfur (dithioesters and dithioketals) and nitrogen precursor-which, in combination with the right perfluorination agent and the right oxidant, lead to trifluoromethyl or difluoromethyl groups via oxidative fluorination. This strategy has proved efficient on aliphatic compounds bearing a phtalimide group. Since previous studies have already validated this approach for the CF3 group, we first aimed at synthesizing adequate precursors for the radiolabelling of the C2F5 moiety. First attempts of radiolabelling have also been carried out. Finally, the last part of our work was devoted to highlighting the synthesis results obtained for fluorinated compounds. Two strategies have been considered: labelling at the CF3 level (difluorinated precur-sor) and labelling at the CF2 level (trifluorinated dithioketal and oxime precursors). The synthesis of the difluorinated precursor (Beta-phtalimido-alpha,alpha-difluoro-dithioester) brought us to develop a new way to access alpha,alpha-difluoro-beta-alanine (3 steps), and the first synthesis of N-protected 3,3-difluoro-azetidin-2-ones bearing no subtituents in C4 position. We also developped a new synthesis of dithioesters, starting from thiolactams. The difluorinated precursor was obtained in 7 steps, with an overall yield of 7%. The trifluorinated precursors could be easily obtained from the corresponding trifluoromethylketone (3 steps in total). These compounds were produced with overall yields ranging from 56 to 84%. The radiosynthesis performed did not allow us to gain acces to the targetted penta-fluorinated compound. With sulfur precursors, we have been able to identify labelled tetra-fluorinated compounds, but our attempts to introduce the last fluorine atom were unsuccesful. In the end, we have expanded the scope of the dithioester synthesis developped for fluorinated compounds to non-fluorinated products. We thus disclosed a novel and practical route for preparing w-amino dithioesters, protected as N-benzoyl or N-p-nitro-phenyl and trifluoroacetyl derivatives, starting from ?-, ?-, and ?-lactams. It was subsequently possible to apply this method to lactam precursors.
Bibliographical Information:

Advisor:

School:Université catholique de Louvain

School Location:Belgium

Source Type:Master's Thesis

Keywords:perfluoration 18f perfluorination radiomarquage dithioester radiolabeling

ISBN:

Date of Publication:03/21/2006

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