Synthèse de nouveaux composés chiraux à partir d'isosorbide et d'isomannide : applications en catalyse asymétrique

Synthesis of new chiral compounds from isosorbide and isomannide : applications in asymmetric catalysis

• Auteur / Autrice : Houssein Ibrahim
• Direction : Giang Vo-Thanh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 26/09/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de catalyse moléculaire
• Jury : Président / Présidente : Henri B. Kagan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Giang Vo-Thanh, Henri B. Kagan, Jacques Rouden, Jacques Andrieu, Angela Marinetti, Martial Toffano
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Rouden, Jacques Andrieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thiourée

Phosphine

Catalyse asymétrique

Mots clés libres

Isosorbide

Isomannide

Catalyse asymétrique

Activation micro-ondes

Monophosphine

Composés azotés

Thiourée

Hydrogénation asymétrique

Réaction de cyclisation

Transfert d’hydrogène asymétrique

Addition de Michael

Réaction de Friedel-Crafts

Addition conjuguée

Isosorbide

Isomannide

Asymmetric catalysis

Microwave activation reaction

Monophosphine

Nitrogen compounds

Thiourea

Asymmetric hydrogenation

Cyclisation reaction

Asymmetric transfer hydrogenation

Michael addition

Friedel-Crafts reaction

Conjugate addition reaction

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la synthèse de nouveaux composés chiraux à partir de l’isosorbide et de l’isomannide en vue de leurs applications en catalyse asymétrique. Dans une première partie, de nouvelles monophosphines ont été synthétisées et appliquées en tant que ligands dans la réaction d'hydrogénation asymétrique d’oléfines. Des excès énantiomériques jusqu’à 96% ont été observés. Elles ont également été employées en tant que catalyseurs organiques dans les réactions de cyclisation [3 +2]. De bonnes activités catalytiques et des excès énantiomériques modestes sont obtenus. Dans une deuxième partie, une série de composés azotés chiraux a été synthétisée en 3 à 4 étapes avec de bons rendements globaux. Ils ont été testés en tant que ligands dans la réaction de réduction de cétones aromatiques par transfert d’hydrogène. Des excès énantiomériques jusqu’à 73% ont été obtenus. La réaction d’addition de phénylacétylène sur d’imines a également été étudiée. Les complexes formés se sont montrés actifs mais pas très énantiosélectifs. Ces composés azotés ont également été utilisés en tant que catalyseurs organiques dans la réaction d’addition de Michael de cétones aromatiques sur le nitrostyrène. Toutefois, ils n’ont permis de conduire qu’à de faibles énantiosélectivités. Dans une dernière partie, des composés de type thiourée ont été synthétisés en 5 étapes. Ces thiourées ont été appliquées en catalyse organique dans la réaction d’alkylation de type Friedel-Crafts entre différents substrats indoliques et nitrooléfines, et dans la réaction d’addition conjuguée des hydroxylamines sur des pyrazoles pour la synthèse de dérivés β-aminoacides. Ces catalyseurs se sont révélés actifs mais peu énantiosélectifs.

The Thesis deals with the synthesis of new chiral compounds derived from isosorbide and isomannide and their applications to asymmetric catalysis. The first part of this work consisted in perfecting the chemical and enantioselective hydrogenation conditions of olefins using chiral monophosphines as ligands (up to 96% ee). These phosphines were also used as organocatalysts for [3+2] cyclisation reactions showing good catalytic activity and moderate enantioselectivity. The second part turned to the synthesis of a series of chiral nitrogen compounds which were evaluated in the asymmetric transfer hydrogenation of aromatic ketones giving good enantioselectivity (up to 73% ee). The complexes formed with amine ligands were also applied to the addition reaction of phenylacetylene to imines. Good catalytic activity but low enantioselectivity were observed. These nitrogen compounds were also used as organocatalysts in the Michael addition reaction of aromatic ketones to the nitrostyrene. Again, low enantiomeric excess was obtained. The last part of this work consisted in preparing new chiral thiourea compounds which were applied as organocatalysts to the Friedel-Crafts alkylation reaction of different indoles with nitroolefines, and to the conjugate addition reaction of hydroxylamines to pyrazoles derivatives for the synthesis of β-amino acids. In two cases, these catalysts have proved active but not enantioselective.