TIPS-Diazoacétone : nouveau synthon pour l’élaboration de chaînes diazocarbonylées C-silylées – Application à la synthèse d’oxacycles silylés à 5 chaînons

par Sigrid Gavelle

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Catherine Gaulon-Nourry et de Gilles Dujardin.

Soutenue le 18-12-2019

à Le Mans , dans le cadre de École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) , en partenariat avec Institut des Molécules et Matériaux du Mans (Le Mans) (laboratoire) et de Institut des Molécules et Matériaux du Mans / IMMM (laboratoire) .


  • Résumé

    Les composés α-diazocarbonylés sont des intermédiaires de synthèse importants en chimie organique. La décomposition de la fonction diazo promeut un large panel de réactions (insertions X-H, migrations ou réarrangements). Peu de voies de synthèse existent pour accéder à ces composés α-diazocarbonylés hautement valorisables. Dans ce contexte, le potentiel synthétique de la TIPS-diazoacétone comme synthon diazoté à 3 atomes de carbone a été étudié pour élaborer des chaînes diazocarbonylées silylées inédites par réaction d’aldolisation "methyl-side". Le groupement TIPS permet d’accéder, via décomposition du diazo, à des molécules silylées originales. La 1ère partie de ces travaux a concerné la mise au point d’une méthode de synthèse de la diazoacétone, précurseur de la TIPS-diazoacétone, évitant la manipulation d’azotures organiques à caractère explosif. Une synthèse monotope en 3 étapes a ainsi été développée avec formation in-situ de l’azoture intermédiaire. La transposition de cette méthode en flux continu a parallèlement été étudiée. L’étude de l’aldolisation "methyl-side" de la TIPS-diazoacétone a ensuite constitué le cœur de ce projet. L’optimisation des paramètres réactionnels a permis de former les diazoaldols C-silylés originaux avec de bons rendements reproductibles, en utilisant une base lithiée. La transformation des nouveaux motifs diazoaldols C-silylés obtenus en composés silylés originaux par décomposition du groupement diazo a été amorcée dans la 3ème partie de ce projet. Des réactions d'insertion O-H intramoléculaire et de réarrangement de Wolff ont pu être menées, sous catalyse acide, pour conduire à divers hétérocycles oxygénés C- ou O-silylés originaux.

  • Titre traduit

    TIPS-diazoacetone : new building-block for the elaboration of C-silylated diazocarbonyl chains – Application to the synthesis of silylated five-membered O-heterocycles


  • Résumé

    Α-diazocarbonyl compounds are important synthetic intermediates in organic chemistry. Decomposition of the diazo functionality promotes a wide range of synthetic transformations (X-H insertions, migrations or rearrangements). Few synthetic pathways are available to access these highly valuable α-diazocarbonyl scaffolds. In this context, our objective was to study the synthetic potential of the three-carbon building-block TIPS-diazoacetone to elaborate a range of original C-silyl diazocarbonylated compounds, through methyl-side aldol addition. More than a protective group for the diazo carbon, the TIPS moiety is a structural element allowing the access to original silylated molecules via diazo decomposition. The first part of this work was devoted to the development of a safe method to access diazoacetone, the direct precursor of TIPS-diazoacetone, without handling potentially explosive organic azides. A convenient one-pot, three-step procedure was implemented, involving in-situ formation of the intermediate organic azide. Transposition of the method to continuous flow process was also studied. The methyl-side aldolisation of TIPS-diazoacetone was then explored. Several parameters were investigated, providing conditions which allowed the synthesis of the expected original C-silylated aldols in good yields and in a reproducible way. Transformation of our C-silylated diazoaldols into original silylated compounds, through diazo decomposition, was initiated in the third part of the project. Intramolecular O-H insertion and Wolff rearrangement could be be achieved under acid catalysis to provide original C- or O-silylated five-membered O-heterocycles.

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