Mechanical activation and microwaves : applications in organic and peptide synthesis

Micro-ondes et activation mécanique : applications en synthèse organique et peptidique

• Auteur / Autrice : Pierrick Nun
• Direction : Frédéric Lamaty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Micro-ondes

Mécanosynthèse

Écologie chimique

Biosynthèse

Mots clés libres

Synthèse sans solvant

Chimie verte

Activation mécanique

Micro-ondes

Unca

Résumé

La chimie verte ou chimie pour le développement durable est un domaine en pleine expansion depuis quelques années. La nécessité de limiter l'impact des activités humaines sur l'environnement et la santé, de trouver de nouvelles ressources pour les réactifs et les solvants nous oblige à envisager une nouvelle manière de faire de la chimie. Parmi tous les domaines de la chimie verte, nous avons choisi de travailler sur le développement de nouvelles méthodes permettant d'effectuer des réactions en conditions sans solvant. Parmi ces méthodes, nos travaux se sont particulièrement portés sur les micro-ondes et l'activation mécanique. Nous avons ainsi développé une méthode sans solvant pour la réaction de Pétasis, permettant de préparer une large variété de tricycles en une seule étape et avec un lavage basique pour seule purification. Nous avons aussi montré qu'il était possible de réaliser un couplage de Suzuki en 10 min à 110°C sans utiliser de support solide tel que l'alumine et avec un nouveau catalyseur, le PEPPSI. Utilisant l'activation mécanique, nous avons montré tout l'intérêt de cette méthode pour la préparation de nitrones et d'hydrazones, composés obtenus après condensation d'une amine sur un carbonyle. Les hydrazones ont aussi pu être N-alkylées en conditions basiques. Nous avons aussi montré l'applicabilité de l'activation mécanique dans la synthèse de di et tripeptides en utilisant des aminoacides activés sous forme d'Uréthane N-carboxyanhydrides (UNCA). Les peptides sont obtenus par simple broyage en conditions basiques d'un UNCA avec un chlorhydrate d'aminoester. Enfin nous avons réalisé l'un des premiers exemples d'application en synthèse asymétrique de broyage sans solvant pour l'alkylation de bases de Schiff en présence de sels de cinchonidine, permettant d'obtenir des aminoacides

Green or Sustainable chemistry has become a growing area in the last few years. The necessity to limit the impact of human activities on environment and health, to find new resources for reactants and solvents drives us to develop a new way to perform chemistry. For this purpose, we have chosen to work on the development of new methods allowing us to perform solvent-free reactions. Among all these methods, mechanical and microwaves activations were specifically studied. Using microwaves, we first developed solvent-free Petasis reactions, giving a large variety of tricycles in one step and with a basic aqueous wash as the only purification step. We also showed that the Suzuki coupling could be performed in 10 min at 110°C without any solid support such as alumina and using a new NHC-Pd catalyst, the PEPPSI. Using mechanical activation, the interest of this method for the synthesis of nitrones and hydrazones was proven, the compounds were obtained after condensation of an amine on a carbonyle. Hydrazones could also be N-alkylated in a second step in basic conditions. The applicability of mechanical activation to prepare di- and tri-peptides using activated aminoacids, Urethane N-carboxyanhydrides (UNCA), was also shown. Peptides were obtained after ball-milling a UNCA with an aminoester chlorhydrate in basic conditions. Finally, one of the first applications of a ball-mill in asymmetric synthesis was realized, in order to prepare aminoacids after alkylation of Schiff bases in presence of cinchonidinium salts