Nouveaux systèmes réducteurs utilisant des hydrosiloxanes comme substituts des hydrures d’aluminium et de bore : application à la réduction des fonctions amides et nitriles

New reducing systems using hydrosiloxanes as substitutes for aluminum and boron hydrides : application to the reduction of amides and nitriles

• Auteur / Autrice : Stéphane Laval
• Direction : Marc Lemaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 30/09/2011
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICBMS - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires - UMR 5246 (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Baudoin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Delbrayelle, Gérard Mignani, Wissam Dayoub
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Virginie Vidal, André Vioux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amines

Amides

Nitriles

Réduction (chimie)

Mots clés libres

1,1,3,3-tétraméthyldisiloxane

Polyméthylhydrosiloxane

Tétraisopropylate de titane(IV)

Triisopropylate d’oxyde de vanadium(V)

Réduction

Nitriles

Amides

Amines

1,1,3,3-tetramethyldisiloxane

Polymethylhydrosiloxane

Titanium(IV) tetraisopropoxide

Vanadium(V) triisopropoxide oxide

Reduction

Nitriles

Amides

Amines

Résumé

Ces dernières années, les recherches industrielles et académiques ont connu des bouleversements sans précédents liés à la notion de Développement Durable. Les exigences en matière de santé et d’environnement ont poussé les chimistes à concevoir des produits et procédés chimiques qui permettent de réduire ou d’éliminer les substances dangereuses. Les travaux de recherche décrits dans cette thèse s’inscrivent dans ce contexte et concernent la mise au point de nouveaux systèmes réducteurs utilisant des hydrosiloxanes comme substituts des hydrures d’aluminium et de bore. Dans cet objectif, des systèmes associant le 1,1,3,3-tétraméthyldisiloxane (TMDS) ou le polyméthylhydrosiloxane (PMHS) avec des complexes de titane ou de vanadium ont été développés pour la réduction des fonctions amides et nitriles. La nature de l’association hydrosiloxane – métal et du substrat étudié a joué un rôle important sur la performance et la sélectivité des réactions misent en oeuvre. D’une part, les réductions sélectives d’amides (tertiaires et secondaires) et de nitriles en aldéhydes ont été réalisées respectivement en présence du tétraisopropylate de titane(IV) et du triisopropylate d’oxyde de vanadium(V). D’autre part, les réductions d’amides primaires et de nitriles ont conduit aux amines primaires en présence de tétraisopropylate de titane(IV). Enfin, ces systèmes réducteurs ont été utilisés pour la synthèse d’hétérocycles azotés saturés. La réduction de composés dinitriles donne lieu à une réaction d’alkylation réductrice intramoléculaire qui conduit à la formation de dérivés de la pipéridine, de la pyrrolidine et de l’azétidine en une étape

In recent years, industrial and academic researches have experienced unprecedented changes related to the concept of sustainable development. Health and environment new requirements have prompted chemists to develop chemical products and processes that reduce or eliminate hazardous substances. The research work described in this thesis is focused on the development of new reducing systems using hydrosiloxanes as substitutes for aluminum and boron hydrides. In order to achieve this goal, reducing systems combining 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (TMDS) or polymethylhydrosiloxane (PMHS) with titanium or vanadium complexes have been developed for the reduction of amides and nitriles. The nature of both the association “hydrosiloxane – metal” as well as the studied substrate played an important role on the performance and the selectivity of the reaction. On the one hand, selective reductions of amides (tertiary and secondary) and nitriles to aldehydes were carried out respectively in the presence of titanium(IV) tetraisopropoxide and vanadium(V) triisopropoxide oxide. On the other hand, reductions of amides (primary) and nitriles afforded the corresponding primary amines in the presence of titanium(IV) tetraisopropoxide. Finally, these systems have been applied for the synthesis of saturated N-heterocycles. Reduction of dinitrile compounds led, in one step, to piperidine, pyrrolidine and azetidine derivatives through an intramolecular reductive alkylation reaction