Hémiaminals trifluorométhylés dérivés de l'acide (L)-tartrique : synthèse et réactivité

par Abdelkhalek Ben jamaa

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Fabienne Grellepois.

Soutenue le 03-03-2017

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (ICMR) Institut de Chimie Moléculaire de Reims (laboratoire) .

Le président du jury était Richard Plantier-Royon.

Le jury était composé de Fabienne Grellepois.

Les rapporteurs étaient Vincent Dalla, Benoit Crousse.

mots clés

• Chimie organique
• Méthodologie de synthèse
• Chimie du fluor
• Fluor -- Composés organiques
• Tartrique, Acide

Résumé

L’acide (L)-tartrique, co-produit de l’industrie vinicole, est une petite molécule chirale, polyfonctionnelle et peu coûteuse. L’association de la chiralité de ce synthon aux propriétés physico-chimiques de l’atome de fluor a permis d’accéder à des hétérocycles azotés polyfonctionnels énantiopurs contenant un groupement trifluorométhyle porté par un carbone quaternaire.Les synthons de départ, les hémiaminals cycliques trifluorométhylés dérivés de l’acide (L)-tartrique diversement substitués, ont été obtenus par deux voies de synthèse : l’une basée sur une réaction de cyclisation d’un céto-amide trifluorométhylé en présence d’une amine ; l’autre sur une réaction de trifluorométhylation nucléophile d’un imide cyclique.Les dérivés de ces hémiaminals sont des précurseurs d’ions N-acyliminiums dans diverses réactions d’α-amidolakylations diastéréosélectives. Toutefois, l’addition de nucléophiles carbonés a été réalisée avec une efficacité variable. L’addition hautement diastéréosélective de nitriles selon une variante de la réaction de Ritter sur ces hémiaminals a permis de synthétiser divers oxazolines et (amido)pyrrolidin-2-ones originaux, énantiopurs, porteur d’un carbone chiral trifluorométhylé.Mots-clés : Acide tartrique, Trifluorométhylation nucléophile, Synthèse asymétrique, Hémiaminal, N-acyliminium, Carbinamide, Réaction de Ritter.

mots clés

• Organic Chemistry
• Synthesis methodology
• Fluorine Chemistry

Titre traduit

Trifluoromethylated hemiaminals derived from (L)-tartaric acid : synthesis and reactivity

Résumé

(L)-tartaric acid, a by-product of the wine industry, is a small chiral and polyfunctional molecule, affordable at low cost. Its chirality combined with the physical and chemical properties of fluorine enabled to afford original polyfunctional and optically pure nitrogen-containing heterocycles, incorporating a quaternary trifluoromethylated carbon.Our starting materials, the variously substituted trifluoromethylated cyclic hemiaminals derived from the (L)-tartaric acid, have been synthesized using two different methods : one is based on the cyclization of a trifluoromethylated keto amide in the presence of an amine, and the other one consists in a nucleophilic trifluoromethylation of a cyclic imide.These hemiaminal derivatives constitute N-acyliminium precursors in various diastereoselective α-amidoalkylations. However, the addition of C-nucleophiles has shown varying efficacy. The highly diastereoselective addition of nitriles on these hemiaminals, according to a Ritter-type reaction, led to the synthesis of original and optically pure oxazolines and (amido)pyrrolidin-2-ones including a chiral trifluoromethylated carbon.Key-words : Tartaric acid, Nucleophilic trifluoromethylation, Asymmetric synthesis, Hemiaminal, N-acyliminium, Carbinamide, Ritter reaction.