Synthèse et fonctionnalisation d’hétérocycles azotés catalysées par les métaux de transition. Approche vers la synthèse totale de la (-)-norsuavéoline

Synthesis and functionalization of nitrogen heterocycle catalyzed by metal transition. Toward the total synthesis of (-)-norsuaveoline.

• Auteur / Autrice : Sébastien Bénard
• Direction : Luc Neuville, Jieping Zhu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 15/12/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des substances naturelles (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1959-....) - Institut de Chimie des Substances Naturelles
• Jury : Président / Présidente : David Aitken
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luc Neuville, Jieping Zhu, David Aitken, Bertrand Carboni, Guillaume Prestat, Denis Brasseur
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Carboni, Guillaume Prestat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse

Synthèse organique

Composés hétérocycliques

Mots clés libres

Hétérocycles azotés

N-cyclopropylation

Catalyse

Couplage en conditions oxydantes

Cuivre

Benzimidazoles

Pyrroles

Hétéroannélation

Palladium

Alcaloïde

(-)-norsuavéoline

Nitrogen heterocycles

N-cyclopropylation

Catalysis

Oxidative cross-coupling

Copper

Benzimidazoles

Pyrroles

Heteroannulation

Palladium

Alkaloid

(-)-norsuavéoline

Résumé

Ces travaux de thèse traitent de la synthèse et de la fonctionnalisation d’hétérocycles azotés catalysées par les métaux de transition. La première partie de ce projet a été consacrée à la mise en place d’une méthode simple et efficace pour la N-cyclopropylation de différents composés azotés. A partir de l’acide cyclopropylboronique, en présence de sels de cuivre et dans des conditions de couplage oxydant, une grande variété de composés azotés ont pu être N-cyclopropylés. Cette méthode permet une nouvelle voie d’accès aux substrats N-cyclopropylés.La deuxième partie de ces travaux de thèse porte sur l’étude de la synthèse de benzimidazole. Ces hétérocycles azotés ont pu être obtenus à partir d’amidines grâce à une séquence réactionnelle faisant intervenir une réaction de N-arylation suivi d’une cyclisation via la fonctionnalisation d’une liaison C-H.La troisième partie de ce manuscrit se focalise sur la synthèse de pyrroles. Cette famille de composés est réputée pour son abondance dans les molécules biologiquement actives. Nous avons développé une réaction séquentielle monotope, permettant la synthèse de N-H pyrroles poly-fonctionnalisés via la formation d’un énaminone, catalysée par de l’indium (III), suivi d’une étape d’hétéroannulation catalysée par du palladium.Enfin, la dernière partie de ce projet scientifique décrit notre approche vers la synthèse totale d’un alcaloïde : la (-)-norsuavéoline. L’originalité de notre approche est basée sur la synthèse, dans un premier temps, du noyau pyridinique de la molécule à partir de l’acide L-(-)-glutamique, pour finir par la formation tardive du noyau indolique. Jusqu’à maintenant, nous avons développé et optimisé la synthèse de la pyridine. Des études sont toujours en cours au laboratoire afin de former la partie indolique et de terminer cette synthèse.

These scientific project deals with synthesis and functionalization of nitrogen heterocycles catalyzed by transition metals. The first part of this project was devoted to the development of a simple and efficient reaction for the N-cyclopropylation of various nitrogen compounds. From cyclopropylboronic acid under copper oxidative coupling conditions, a wide variety of nitrogen compounds have been N-cyclopropylated. This method allows a new access to N-cyclopropylated substrates.The second part of this work deals with benzimidazoles synthesis. These nitrogen heterocycles have been obtained from amidines through a sequence involving a N-arylation reaction followed by cyclization via a C-H bond functionalization.The third part of this manuscript focuses on pyrroles synthesis. Pyrroles are known for their abundance in biologically active molecules. We have developed a new sequential one-pot procedure for poly-functionalized N-H pyrroles synthesis. Through a enaminone formation catalyzed by indium (III), followed by a palladium catalyzed heteroannulation, various N-H pyrroles have been synthesizedThe final part of this scientific project describes our approach to total synthesis of an alkaloid: the (-)-norsuavéoline. The specificity of our approach was based on the formation of pyridine ring in the beginning of the synthesis and a late formation of indole ring. To date, we have developed and optimized the pyridine synthesis from L-(-)-glutamic acid. Studies are ongoing in the laboratory to obtain the indole part and complete the synthesis of this natural product.