Invention de réactions radicalaires utiles en synthèse organique

par Robyn S. Hay-Motherwell

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Derek Harold Richard Barton.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Désamination radicalaire
• Réarrangement de Wharton
• Amination
• Complexes de fer
• Réactions radicalaires
• Hydrocarbures
• Alcènes

Résumé

Les réactions radicalaires en chaîne de désamination par réduction à l’aide de tri-n-butylstannane des isonitriles ont été étudiées par des substrats stéroïdiques et glucidiques. La présence des groupements usuellement rencontrés dans la chimie des hydrates de carbone ne perturbe pas la réaction. Les diisonitriles vicinaux et les isonitriles xanthates subissent cependant une fragmentation conduisant sous des conditions douces aux oléfines. Le mécanisme de cette dernière réaction a été étudié en détail. L’extension de ce type de réaction radicalaire en chaîne à la réduction des dérivés α,β-époxy-10 thiocarbonylimidazolides d’alcools conduit par ouverture de l’oxiranne à la formation d’un radical alkoxy allylique. Un choix judicieux des conditions expérimentales permet soit la capture d’un atome d’hydrogène du stannane par ce radical (réarrangement de type WHARTON), soit un réarrangement de ce radical. Un complexe chloramine – T / chlorure ferreux, préparé in situ a été utilisé pour fonctionnaliser les liaisons C-H d’hydrocarbures non activées. La réaction appliquée à l’adamantane peut être contrôlée de telle sorte que soient obtenus les dérivés mono ou di-tosyl-amino en positions tertiaires. Par contre, le mésitylène donne un dérivé chloré tandis que le naphtalène fournit la diimine N,N’-bis-(p-toluènesulfonyl)-1,4 naphtoquinone. Ce complexe, en présence de diverses oléfines, conduit à la fois aux produits d’addition cis et trans mais également à des dérivés fonctionnalisés en position allylique. La complexité des mélanges de produits obtenus indique que plusieurs mécanismes essentiellement radicalaires interviennent en même temps.

Titre traduit

Invention of free radical reactions useful for organic synthesis

Résumé

Radical, chain deamination reactions proceeding via tri-n-butyl-stannane reduction of the derived isonitriles have been studied using steroidal and carbohydrate substrates. The reaction is unaffected by the presence of the normally encountered functional groups of carbohydrate chemistry. Vicinal diisonitriles and isocyanide xanthates do however undergo smooth fragmentation to olefins. The mechanism of this latter reaction has been studied in detail. Extension of this type of radical chain reaction to the reduction of an α,β-epoxy-0-thiocarbonylimidazolide derivative of an alcohol led via oxiran ring opening to the formation of an allylic alkoxy radical. With a suitable choice of experimental conditions, this radical could be quenched by hydrogen atom transfer from the stannane (WHARTON type rearrangement) or allowed to undergo further rearrangement. A ferrous chloride – chloramine T complex, generated in situ, was used to introduce a functional group into the inactivated C-H bond. Reaction of adamantane could be controlled to give either the mono – or di-tertiary tosylamino derivative. Contrastingly, mésitylène afforded a chlorinated product whereas naphthalene gave N,N’-bis(toluene p-sulphonyl)-1,4 naphtoquinone di-imine. A variety of olefinic substrates underwent both cis and trans addition to the double bond as were as allylic functionalization. The complexity of the reaction product mixtures indicated a diversity of mechanisms with some radical character.