Chiral thioureas, thiourea-phosphines and amines derived from biomass : synthesis and applications in asymmetric organocatalysis

par Thi Thuy Duong Ngo

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Giang Vo-Thanh et de Martial Toffano.

  • Titre traduit

    Thiourées, thiourée-phosphines et amines chirales dérivées de la biomasse : synthèse et applications en organocatalyse asymétrique


  • Résumé

    Cette thèse porte sur la préparation de nouveaux catalyseurs chiraux à partir de composés naturels issus de la biomasse, et leurs applications en organocatalyse asymétrique. La première partie décrit la synthèse de thiourées énantiomériquement pures dérivées de l'isosorbide et l’isommanide. Ces thiourées ont été évaluées comme catalyseurs organiques dans des réactions asymétriques de Friedel-Crafts, d’alkylation, d’addition de type aza-Michael, d’hydroamination et de type Morita-Baylis-Hillman (MBH). Les meilleurs résultats en termes de réactivité et d’induction asymétrique, ont été obtenus dans le cas de la réaction de Friedel-Crafts. La deuxième partie est consacrée à la conception et la synthèse de thiourée-phosphines chirales à partir de la L-proline. Ces thiourée-phosphines sont capables de promouvoir la formation de liaisons C-N et C-S, selon un processus de substitution allylique énantiosélectif d’adduits modifiés de MBH. De très bons rendements (jusqu’à 98%) et énantiosélectivités (jusqu'à 93%) ont été obtenus. Dans la troisième partie, nous avons développé le premier exemple de cyclisation [4 + 2] entre un allénoate et un alcène tétrasubstitué, catalysée par une amine tertiaire. Nous avons montré que des composés de type 4H-pyranniques peuvent être sélectivement obtenus, avec d’excellents rendements, en utilisant le DABCO comme catalyseur. Dans le cas de catalyseur organique de type alcaloïde, le β-ICD conduit sélectivement aux composés 2H-pyranniques avec des excès énantiomériques jusqu’à 71 % ee.


  • Résumé

    The thesis focused on the preparation of new chiral catalysts derived from biomass and their applications in asymmetric organocatalysis. The first part described the synthesis of chiral thioureas derived from isosorbide and isomanide, naturally renewable resource, in moderate to good overall yields. These thioureas were evaluated in asymmetric reactions such as Friedel-Crafts alkylation, aza-Michael addition, hydroamination, Morita-Baylis-Hillman reaction. Good yields and enantioselectivities were obtained. The second part of our work went on the design and synthesis of chiral thiourea-phosphines from L-Proline. These thiourea-phosphines promoted C-N and C-S bond formation via the asymmetric allylic substitution of tert-butoxycarbonyloxy adducts. Good yields (up to 98 %) and enantioselectivities (up to 93 %) were observed. In the third part, we have developed the first example [4+2] annulation of allenoate and all-carbon tetrasubstituted alkenes catalyzed by an amine. In the case of DABCO catalyst, 4H-pyrans were isolated exclusively in good to excellent yield under mild reaction conditions. While employing β-ICD as catalyst, the enantioenriched 2H-pyran derivatives were obtained with enantiomeric excess up to 71 % ee.


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