Synthèse et réactivité des disilanes : applications vers la synthèse de la 10-silatestostérone

par Audrey Giros

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Luis Blanco.

Soutenue le 18-12-2012

à Paris 11 , dans le cadre de Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud , en partenariat avec Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (laboratoire) .


  • Résumé

    Les travaux rapportés dans ce mémoire concernent la synthèse et la réactivité des disilanes, en vue de leur application vers la synthèse de la 10-silatestostérone. Dans un premier temps, l’intérêt potentiel de la cible choisie, la 10-silatestostérone, a été étayé au moyen d’exemples de molécules d’intérêt biologique présentant un atome de silicium, issus de la littérature. L’objectif de la silasubstitution serait d’empêcher la biotransformation de la molécule en composé aromatique potentiellement cancérigène. Enfin, la substitution en position 10 de l’atome de carbone quaternaire permet d’éviter l’introduction de substituants supplémentaires, susceptibles d’affecter l’activité hormonale de la molécule. Dans un second temps, nous avons optimisés les outils nécessaires à la synthèse de la 10-silatestostérone. Une nouvelle stratégie pour accéder à des disilanes non symétriques a été développée par réaction de déphénylation chlorative. Puis l’étude de la réaction de coupure hétérolytique de la liaison Si-Si de phényldisilanes non symétriques par piégeages des silylures ainsi générés et par une analyse par RMN ¹H a permis de mettre en évidence une sélectivité en faveur du phénylsilylure. Enfin cette réaction a été appliquée pour accéder à des composés carbonylés β-silylés par réaction d’addition-1,4 de silylcuprolithiens sur des composés carbonylés α,β-éthyléniques tels que le cyclohexènecarboxylate de méthyle, un modèle simplifié de l’ester bicyclique que nous envisageons d’utiliser pour apporter la partie C&D de la 10-silatestostérone. Enfin le troisième chapitre porte sur la synthèse des précurseurs de la 10-silatestostérone. Dans une première partie un disilane hautement fonctionnalisé, le 1-isopropényl-1-(3-oxopropyl)disilane a pu être préparé en mettant à profit la réaction de déphénylation chlorative. Puis la réaction ène intramoléculaire de cet aldéhyde a conduit au 1-méthyl-1-triméthylsilyl-2-méthylidène-1-silacyclohexan-4-ol précurseur du cycle A de la 10-silatestostérone ainsi qu’au 1,2-diméthyl-2-triméthylsilyl-1-silacyclohexane-1,4-diol issu d’un réarrangement hautement diastéréosélectif. Dans une seconde partie, est présentée la synthèse énantiosélective de la partie C&D de la 10-silatestostérone par une réaction clé de carboxylation de la dicétone d’Hajos-Parrish. L’étape suivante consistera à réaliser la coupure sélective du disilane porteur du cycle A, et à additionner le silylure ainsi généré sur l’ester α,β-insaturé bicyclique.

  • Titre traduit

    Synthesis and study of the reactivity of disilanes : application to the 10-silatestosterone synthesis


  • Résumé

    This thesis is devoted to the synthesis and the study of the reactivity of disilanes in order to involve them in the 10-silatesosterone synthesis. The first part focuses on the usefulness of 10-silatestosterone by developing some relevant examples, from the literature, of biologically active molecules containing a silicon atom. Thus in the testosterone field, the substitution of a carbon atom by a silicon one is supposed to avoid aromatization of the molecule during its biotransformation. Moreover the 10 position of the silasubstitution prevents from the introduction of new groups, which is known to affect the biological activity of the molecule. In the second part the chemical tools for the 10-silatestosterone synthesis are described. A new strategy has been developed to obtain non symmetrical disilanes by a chlorinative dephenylation sequence. The heterolytic cleavage of the Si-Si bond of non symmetrical phenyldisilanes has been studied by trapping the generated silylanion and by ¹H NMR experiments. Selectivity for the phenylsilylanion formation has been established. Finally this reaction was fully exploited to access to β-silylated carbonyl compounds after 1,4-addition of silylcuprates on α,β-unsaturated carbonyl compounds as methylcyclohexenecarboxylate, model of the C&D rings of 10-silatesosterone. The third part presents the 10-silatestosterone precursors synthesis. At First high functionalized 1-isopropenyl-1-(3-oxopropyl)disilane has been obtained by using the previously performed chlorinative dephenylation reaction. Then intramolecular ene reaction of this aldehyde leads to a mixture of 1-methyl-1-trimethylsilyl-2-methylidene-1-silacyclohexan-4-ol, which corresponds to the 10-silatestosterone A ring and 1,2-dimethyl-2-trimethylsilyl-1-silacyclohexane-1,4-diol coming from diastereoselective rearrangement. Eventually, enantioselective synthesis of 10-silatestosterone C&D rings was achieved through a sequence involving a Hajos-Parrish ketone carboxylation key step. Further work would consist on a selective cleavage of A ring disilane followed by the 1,4-addition of the generated silylanion on α,β-unsaturated bicyclic ester.


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