Réactions de cycloadditions énantiosélectives catalysées par des dérivés d’acides de Brønsted chiraux

Enantioselectives cycloadditions reactions catalyzed by chirals Brønsted acids derivatives

• Auteur / Autrice : Grégory Laurent
• Direction : Géraldine Masson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 16/12/2014
• 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-....)
• Jury : Président / Présidente : Giang Vo-Thanh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Giang Vo-Thanh, Jean-François Poisson, Laurent El Kaïm, Jean-Louis Brayer, Jérôme Blanchet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Poisson, Laurent El Kaïm

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphorique, Acide

Organocatalyse

Cyclisation (chimie)

Mots clés libres

Cycloaddition

Organocatalyse

Acide phosphorique

Énecarbamate

Cycloaddition

Organocatalysys

Phosphoric acid

Enecarbamate

Résumé

Ces travaux de thèse avaient pour objectif la synthèse asymétrique d’hétérocycles énantioenrichis par des méthodes à hautes valeurs ajoutées. Pour cela des catalyseurs ont été employés dans des réactions de cycloaddition. D’une part, l’organocatalyse asymétrique permet d’utiliser un matériel chiral peu coûteux en faible quantité pour générer des produits chiraux, d’autre part, les réactions de cycloadditions permettent une économie d’atome certaine et la création de plusieurs liaisons en une réaction.La première partie de cette thèse concerne des réactions de cycloadditions d’aza-Diels-Alder à demande inverse en électrons. Ces travaux mettent en jeu des 1-Azadiènes et des énecarbamates pour générer des tétrahydropyridines possédant 3 centres stéréogènes contigus.Les produits ont été obtenus sous la forme d’un seul diastéréomère avec de bons rendements et de bons excès énantiomérique. La modification des substrats sur diverses positions a été possible sans influencer l’efficacité de la réaction.Dans la seconde partie, une réaction de cycloaddition entre des quinones et des énecarbamates a été étudiée. L’utilisation d’un acide phosphorique à squelette SPINOL s’est révélée très efficaces, menant à des 2,3-Dihydrobenzofuranes optiquement actifs. Les produits sont isolés avec d’excellents rendements et excès énantiomériques, mais des ratios diastéréomériques faibles. Ces derniers peuvent être améliorés en engageant des énethiocarbamates.Une cascade réactionnelle peut aussi être effectuée en formant la quinone in situ à l’aide d’un réactif hypervalent iodé. L’étendue de notre cycloaddition ainsi que sa variante initié par du PIDA est conséquente mais reste encore à améliorer. Différentes hydroquinones seront ainsi évaluées. Les cycloadduits seront ultérieurement transformés de manière à valoriser cette méthodologie. Les configurations relatives et absolues des centres asymétriques formés seront déterminées avec précision par cliché de diffraction des rayons X. Ces pistes sont en cours d’étude et de réalisation au laboratoire.Enfin, la dernière partie concerne une réaction de cycloaddition 1,3-Dipolaire entre des nitrones et des énecarbamates. Si l’utilisation d’un acide phosphorique ne s’est pas révélée efficace, l’utilisation d’un phosphate de cuivre est en revanche convaincante. Initialement, la réaction a montré d’excellents résultats, malheureusement non reproductibles. Une optimisation rigoureuse a été nécessaire pour obtenir des résultats satisfaisants. Cette réaction nécessite une évaluation de son étendue vis-À-Vis des énecarbamates. Des transformations sont également envisagées pour valoriser cette méthodologie.

This thesis works were aimed the asymmetric synthesis of optically pure heterocycles by high added value methodology. On one hand, the asymmetric organocatalysis allows using an inexpensive chiral materials in small quantities to generate chiral products, on the other hand, the cycloaddition reactions allow atom economy and the creation of several bonds in one reaction.The first part of this thesis concerns inverse electron demand aza-Diels-Alder cycloaddition reaction. These works involve 1-Azadienes and enecarbamates to generate tetrahydropyridines with three contiguous stereocenters.The products were obtained as a single diastereomer in good yields and good enantiomeric excess. The modification of substrates at various positions was possible without influencing the efficiency of the reaction.In the second part, a cycloaddition reaction between quinones and enecarbamates was studied. The use of a backbone SPINOL phosphoric acid proved to be very effective, leading to optically active 2,3-Dihydrobenzofurans. The products are isolated in excellent yields and enantiomeric excesses, but low diastereomeric ratios. These can be improved by engaging enethiocarbamates.A cascade reaction may also be carried out by forming the quinone in situ with a hypervalent iodine reagent. The scope of our cycloaddition and its variant initiated by PIDA is substantial but still needs to be improved. Different hydroquinones will thus be evaluated. The cycloadducts will later be transformed to develop this methodology.The last part concerns a 1,3-Dipolar cycloaddition reaction between nitrones and enecarbamates. If the use of a phosphoric acid has not proved effective, using a copper phosphate is convincing. Initially, the reaction shown excellent results, unfortunately not reproducible. A rigorous optimization was necessary to obtain satisfactory results. This reaction requires an assessment of its extent. Transformations are also envisaged to enhance the methodology.