Nouveaux complexes chiraux d'yttrium pour l'hydroamination intramoléculaire asymétrique des aminoalcènes

par Yulia Chapurina

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Emmanuelle Schulz et de Alexandre Trifonov.


  • Résumé

    Les hétérocycles azotés chiraux représentent une classe importante de composés biologiquement actifs. L’hydroamination asymétrique intramoléculaire correspond parfaitement au concept d’économie d’atomes et permet l’accès direct à la formation de nouvelles liaisons carbone-azote. Le développement de catalyseurs pour la formation de pyrrolidines et piperidines reste cependant une tâche importante. Le thème de cette thèse est l’étude de nouveaux complexes chiraux binaphthylamide d’yttrium facilement accessibles et leur application pour promouvoir la réaction d’hydroamination/cyclisation des amines primaires liées à des alcènes stériquement encombrés.Des complexes chiraux binaphthylamidure alkyl ate d’yttrium ont été développés. Ces systèmes catalytiques ont été préparés in situ par une réaction simple stœchiométrique en présence d’un précurseur d’yttrium [Li(THF)4][Y(CH2SiMe3)4] connu et d’une variété de ligands chiraux binaphthyldiamine substitués. Les complexes chiraux hétéroleptiques obtenus se sont révélés actifs et énantiosélectifs pour la réaction d’hydroamination asymétrique intramoléculaire des aminoalcènes 1,2-disubstitués conduisant à la formation d’hétérocycles azotés avec cinq et six châinons. Les catalyseurs d’yttrium préparés à partir du ligand (R)-N-anthrylmethyl-binaphthylamine H2L13 et des ligands (R)-benzyl N-para-substitués H2L4 or H2L6 se sont révélés les plus énantiosélectifs à 70-110°C pour la réaction d’hydroamination/cyclisation des aminoalcènes encombrés. Un excès énantiomérique de 77% a été obtenu comme valeur la plus élevée décrite jusqu’à présent pour l’hydroamination asymétrique intramoléculaire des amines comportant des alcènes 1,2-disubstitués. Les premiers exemples de la réaction d’hydroamination intramoléculaire asymétrique des aminoalcènes 1,1,2-trisubstitués ont été rapportés. Les complexes ate alkyl d’yttrium ont fourni les produits hétérocycliques avec des centres quaternaires énantiomériquement enrichis dans des conditions réactionelles plus sévères que la cyclisation des aminoalcènes 1,2-disubstitués et avec des énantiosélectivités prometteuses atteignant 55%. Les complexes alkyl d’yttrium contenant une molécule de chlorure de lithium [{(R)-C20H12(NSiMe3)2}Y{CH2SiMe3}{LiCl(THF)2}] and [{(R)-C20H12(NC5H9)2}Y{CH2SiMe3}{LiCl(THF)2}] ont été préparés et comparés aux mêmes complexes sans LiCl. Ils se sont révélés être des catalyseurs efficaces pour la réaction d’hydroamination intramoléculaire des aminoalcènes terminaux.

  • Titre traduit

    New chiral yttrium complexes for asymmetric intramolecular hydroamination of aminoalkenes


  • Résumé

    Chiral nitrogen-containing heterocycles represent an important class of biologically active compounds. The asymmetric intramolecular hydroamination perfectly matches the concept of sustainable chemistry and allows the formation of new nitrogen-carbon bonds in an ideal atom efficiency and economy, starting from non activated substrates. The development of catalysts for formation of enantioenriched pyrrolidines and piperidines derivatives remains however a challenging task. The topic of this dissertation is the study of new easily accessible chiral yttrium binaphthylamide complexes and their application for promoting the hydroamination/cyclisation of primary amines tethered to sterically demanding alkenes. Chiral binaphthylamido alkyl ate yttrium complexes have been investigated. These catalytic systems have been prepared by a facile in situ stoichiometric reaction of a well-known yttrium precursor [Li(THF)4][Y(CH2SiMe3)4] with a variety of chiral substituted (R)-binaphthylamine ligands. These chiral heteroleptic complexes are shown to be efficient catalysts for the enantioselective intramolecular hydroamination of 1,2-disubstituted aminoalkenes leading to the formation of five and six-membered N-heterocycles. Yttrium catalysts prepared from (R)-N-anthrylmethyl-binaphthylamine ligand H2L13 and (R)-N-para-substituted benzyl ligands H2L4 or H2L6 proved to be the most enantioselective catalysts at 70-110°C for the hydroamination/cyclisation of challenging aminoalkenes. An enantiomeric excess value of 77 % was indeed disclosed as the highest value reported so far for the asymmetric intramolecular hydroamination of amines tethered to 1,2-disubstituted alkenes. The first examples of asymmetric intramolecular hydroamination of 1,1,2-tri-substituted aminoalkenes have been reported. The alkyl ate yttrium complexes produced the heterocyclic compounds with enantioenriched quaternary centres under harsher reaction conditions than the cyclisation of the corresponding 1,2-disubstituted alkenes, and with promising enantioselectivities of up to 55 %.The neutral alkyl yttrium complexes containing one molecule of lithium chloride [{(R)-C20H12(NSiMe3)2}Y{CH2SiMe3}{LiCl(THF)2}] and [{(R)-C20H12(NC5H9)2}Y{CH2SiMe3}{LiCl(THF)2}] have been prepared and compared with the same complexes lacking LiCl. They have been revealed as efficient catalysts for intramolecular hydroamination of terminal aminoalkenes.


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