Conception de nouveaux catalyseurs polyfonctionnels chiraux and leur application en catalyse asymétrique

par Guillaume Levitre

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Géraldine Masson.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes , en partenariat avec Institut de Chimie des Substances Naturelles (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    La catalyse métallo-assistée et la catalyse par les enzymes ont longtemps dominé le champ de la catalyse et en particulier de la catalyse énantiosélective. Depuis une quinzaine d'année, l'organocatalyse qui utilise uniquement des petites molécules organiques comme catalyseurs, connait un succès grandissant.(1) En particulier, les acides phosphoriques dérivés du BINOL sont actuellement les catalyseurs les plus employés en catalyse asymétrique.(2) Bien que ces acides de Brønsted chiraux aient donnés de très bons résultats dans une variété de transformations asymétriques, des progrès restent encore à faire, notamment dans l'activation de substrats peu ou pas activés.(3) En se basant sur notre expérience en catalyse asymétrique ,(4) notre équipe s'intéresse actuellement à concevoir une nouvelle famille originale de nouveaux acides de Brønsted chiraux plus efficaces et plus sélectifs permettant l'activation de fonctionnalités peu réactives dans des réactions énantiosélectives. Ainsi, de nouvelles structures à chiralités axiales, et possédant une ou plusieurs fonctions acide(s) de Brønsted ainsi qu'une base de Lewis ont été sélectionnées. Ces nouveaux acides de Brønsted chiraux seront évalués en premier dans des réactions connues afin d'évaluer l'efficacité de ces deniers. Puis, de nouvelles réactions énantiosélectives seront développées avec ces derniers. La première partie de ce projet de thèse est basé sur des résultats préliminaires prometteurs alors que la seconde partie est plus prospective, avec le développement de nouvelles réactions et de nouveaux catalyseurs. Des études de mécanisme utilisant la DFT seront réalisées afin de fournir une meilleur compréhension des processus catalytiques et d'améliorer le « design » de nos catalyseurs. Enfin, ces méthodes seront appliquées à la synthèse énantiosélective de produits pharmaceutiques ou de produits naturels d'intérêts biologiques.

  • Titre traduit

    Development of Novel polyfonctional acid catalysts and Their Application in Asymmetric Catalysis


  • Résumé

    Metal- and enzyme-catalysis have dominated the field of asymmetric catalysis. Since about fifteen years, organocatalysis that use of small organic molecules to catalyze organic transformations became a growing success.(1) In particular, chiral phosphoric acids derived from axially chiral biaryls are currently the most widely used catalysts in asymmetric catalysis.(2) Although excellent results have been reported in enantioselective reaction catalyzed by these Brønsted acid catalysts, only limited success has been reported with little or no activated substrates.(3) Based on our experience in asymmetric catalysis,(4) we are interested to develop a novel family of chiral Brønsted acids, which enable to activate challenging substrates in asymmetric transformations. In that sense, the central hypothesis driving our work is the development of new and distinct classes of Brønsted acid catalysts possessing axial chirality with one or more acid functions and a Lewis base function. The newly designed chiral Brønsted catalysts will be examined on established methodology to allow calibration of these catalysts. Much of the effort, however, will be on the discovery of new enantioselective reactions using the newly developed Brønsted acid catalysts. Some part of this Ph-D project is supported by promising preliminary results, whereas others represent new directions in either catalyst or methodology development. Mechanistic and computational studies will provide an understanding of the catalytic processes and steer the development of more effective catalysts. The application of our findings to the construction of pharmaceutical drugs or even to the synthesis of natural products will be a logical subsequent step.