[2. 2]Paracyclophanes sulfurés ou phosphorés à chiralité plane : synthèse et dédoublement pour des applications en catalyse organométallique

par Damien Deschamps

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale et industrielle

Sous la direction de Annie-Claude Gaumont et de Stéphane Perrio.

Soutenue en 2013

à Caen , dans le cadre de École doctorale normande de chimie (Caen) , en partenariat avec Laboratoire de Chimie Moléculaire et Thioorganique (laboratoire) .

Le jury était composé de Vincent Dalla.

mots clés

• Résolution (chimie) -- Thèses et écrits académiques
• Sulfures -- Thèses et écrits académiques
• Phosphine -- Thèses et écrits académiques
• Palladium -- Composés organiques -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les travaux décrits dans cette thèse concernent la synthèse de [2. 2]paracyclophanes soufrés et phosphorés à chiralité plane. Nous avons focalisé principalement notre attention sur les substrats où l’hétéroatome en position benzylique. Des sulfures variés ont été obtenus à partir du 4-formyl-[2. 2]paracyclophane, par le biais d’une réaction de sulfanylation réductrice. Une version diastéréosélective a également été développée à partir de l’analogue acétylé (rapports diastéréoisomériques supérieurs à 85:15). Les dérivés phosphorés ont été préparés sous la forme d’adduits phosphine borane, par substitution nucléophile de phosphures borane de lithium avec le 4-bromométhyl-[2. 2]paracyclophane. La transformation en sels de phosphonium et en phosphines a également été effectuée. La conversion de ces [2. 2]paracyclophanes S- et P-substitués en palladacycles, basée sur une réaction d’activation C-H, a été ensuite étudiée en présence de diacétate de palladium. Un palladacycle sulfuré et trois phosphorés ont ainsi été isolés, avec des rendements supérieurs à 58%. Un dédoublement par CLHP semipréparative a permis d’accéder à chaque énantiomère d’un des palladacycles phosphorés. Enfin, des protocoles de dédoublement du [2. 2]paracylophane-4-thiol et du [2. 2]paracylophan-4-yl-méthanethiol ont été mis au point.

Titre traduit

Planar chiral sulfur and phosphorous based [2. 2] paracyclophanes : synthesis and resolution toward application organometallic catalysis

Résumé

The work of this PhD thesis deals with the synthesis of planar chiral sulfur and phosphorous-based [2. 2]paracyclophanes, and more precisely substrates incorporating the heteroatom in the benzyl position. Various sulfides were obtained, from 4-formyl-[2. 2]paracyclophane and the requisite thiol, by using a reductive sulfanylation reaction. A diastereoselective version was also investigated starting with the analogous acetyl precursor (diastereoisomeric ratios up to 85:15). The phosphorous derivatives were prepared as phosphine borane adducts, with the use of a nucleophilic substitution of the appropriate lithium phosphido-borane with 4-bromomethyl-[2. 2]paracyclophane. Access to the corresponding phosphonium salts and phosphines was then conveniently achieved. Conversion of the S- and P- substituted [2. 2]paracyclophanes prepared, according to a C-H activation approach, was then studied in the presence of palladium(II) acetate. One sulfur palladacycle and three phosphorous derivatives were successfully isolated with yields higher than 58%. Moreover, resolution by semi-preparative HPLC furnished both enantiomers of a phosphapalladacycle with high enantiomeric excesses. Finally, efficient resolution protocols of (±)-[2. 2]paracyclophane-4-thiol and (±)-[2. 2]paracyclophan-4-yl-methanethiol were also described.