Conception, synthèse et applications de nouveaux organocalyseurs chiraux bifonctionnels iminophosphorane - thiourée. Addition organophotocatalytique d'énolates de silicone sur des alcènes non-activés

Design, synthesis and applications of new chiral bifunctional iminophosphorane - thiourea organocatalysts. Organophotocatalytic addition of unactivated alkenes with silicon enolate

• Auteur / Autrice : Julie Kong
• Direction : Giang Vo-Thanh, Shu Kobayashi, Chloée Bournaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 08/04/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) - The University of Tōkyō. Department of Chemistry, Graduate School of Science.
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Belmont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Gillaizeau, Jean-François Brière, Angela Marinetti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Gillaizeau, Jean-François Brière

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyseurs bifonctionnels

Alcènes

Réactions de transfert de protons

Photocatalyse

Iminophosphoranes

Thiourée

Proline

Catalyse asymétrique

Organocatalyse

Mots clés libres

Organocatalyse asymétrique

Catalyseurs chiraux bifonctionnels

Iminophosphorane

Thiourée

L-Proline

Photocatalyse

Asymmetric organocatalysis

Bifunctional chiral catalysts

Iminophosphorane

Thiourea

L-Proline

Photocatalysis

Résumé

Ce travail de thèse porte sur le développement de nouveaux organocatalyseurs chiraux bifonctionnels et leurs applications en organocatalyse asymétrique. Pour ce faire, nous avons d'abord étudié la conception et la synthèse de nouveaux organocatalyseurs chiraux possédant une fonction iminophosphorane, d'une part et une fonction donneuse de liaison hydrogène, d'autre part. Ainsi, plusieurs familles d'organocatalyseurs chiraux bifonctionnels à base de L-proline et d'acide (S)-pyroglutamique ont été synthétisées en quelques étapes avec des rendements globaux modérés à bons. Ces nouveaux catalyseurs ont été évalués par la suite dans diverses réactions asymétriques. Le grand potentiel de ces catalyseurs a été démontré dans la synthèse d'α-acyloxythioester par transfert d'acyle suivi d'une protonation énantiosélective via l'intermédiaire énolate d'α-acyloxy-β-cétosulfure. De très bons rendements (jusqu'à 94 %) et énantiosélectivités (jusqu'à 98 %) ont été obtenus. Le catalyseur le plus performant a été ensuite immobilisé sur support résine et évalué dans la même réaction. D'une manière générale, les réactions se sont bien déroulées conduisant à la formation des produits attendus avec de bons rendements et énantiosélectivités. Au cours de ce travail, l'exploration d'une nouvelle méthodologie pour la fonctionnalisation d'alcènes non-activés par voie organophotocatalytique a été étudiée. Les oléfines représentent une grande classe de composés chimiques. De nombreuses méthodes ont été développées pour la fonctionnalisation d'alcènes activés. Cependant, la fonctionnalisation des alcènes non-activés reste un challenge synthétique. Par conséquent, développer de nouveaux outils synthétiques pour résoudre ce problème reste un défi pour les chimistes organiciens.

The PhD work focuses on the development of new bifunctional chiral organocatalysts and their applications in asymmetric organocatalysis. For this purpose, we first studied the design and synthesis of new chiral organocatalysts possessing an iminophosphorane function, on the one hand, and a hydrogen bond donor function, on the other hand. Thus, several families of bifunctional chiral organocatalysts based on L-proline and (S)-pyroglutamic acid have been synthesized in a few steps with moderate to good overall yields. These new catalysts were subsequently evaluated in various asymmetric reactions. The great potential of these catalysts has been demonstrated in the synthesis of α-acyloxythioester through enantioselective acyl transfer /protonation of α-acyloxy-β-ketosulfides. Very good yields (up to 94%) and enantioselectivities (up to 98%) were obtained. The best performing catalyst was then immobilized on a resin support and evaluated in the same reaction. Generally speaking, the reactions worked well leading to the formation of the expected products in good yields and enantioselectivity. During this work, the exploration of a new methodology for the functionalization of non-activated alkenes by organophotocatalytic route was studied. Olefins represent a large class of chemical compounds. Several methods have been developed for the functionalization of activated alkenes. However, the functionalization of non-activated alkenes remains a synthetic challenge. Therefore, developing new synthetic tools to solve this problem remains a challenge for organic chemists.