Exploitation des fonctionnalisations des liaisons C–H pallado-catalysées pour la préparation d'hétérocycles fonctionnalisés

Exploiting palladium-catalyzed C–H bond functionalizations for the preparation of functionalized heterocycles

• Auteur / Autrice : Arpan Sasmal
• Direction : Jean-François Soulé, Henri Doucet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire et macromoléculaire
• Date : Soutenance le 17/07/2020
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : ComuE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réactions chimiques régiosélectives

Composés hétérocycliques

Catalyseurs au palladium

Mots clés libres

Palladium

Catalyse

Hétérocycles

Régiosélectivité

Processus durables

Palladium

Catalysis

Heterocycles

Regioselectivity

Sustainable Processes

Résumé

Les réactions de fonctionnalisation de liaisons C-H catalysées par les métaux de transition sont un outil très important pour la préparation d'aromatiques fonctionnalisés, y compris les biaryles et les sulfones. Elles ne nécessitent pas de matières premières préactivées ; de plus, en tant que déchets, elles ne génèrent que du HX associé à une base. Les sulfones (poly)halogénées sont un motif structurel important dans l'industrie pharmaceutique. Nous avons donc commencé par développer une nouvelle méthodologie pour préparer les sulfones (poly)halogénées en utilisant des sulfonations de liaisons C-H pallado-catalysées. Nous avons obtenu une grande variété de diarylsulfones halogénées. La liaison C-halogène (C-I, C-Br, C-Cl ou C-F) a été maintenue intacte après la réaction. Nous nous sommes ensuite concentrés sur l'arylation des 3-bromofuranes. Nous avons développé avec succès l'arylation régiosélective de la liaison C2–H du 3-bromofurane sans la rupture de la liaison C-Br. Nous avons également essayé d'aryler l'antipyrine dans des conditions durables. Cette réaction a été réalisée avec succès dans des solvants verts sans utiliser de bases contenant de l’argent contrairement aux conditions décrites précédemment. Les antipyrines C4-arylées ont été obtenues avec des rendements élevés. De plus, la réactivité de la 4-iodoantipyrine a également été étudiée pour l'hétéroarylation des liaisons C-H pallado-catalysées avec les thiazoles, les thiophènes et les pyrroles.

Transition metal catalyzed C-H bond functionalization reactions are very important tools for the preparation of functionalized aromatics, including biaryls and sulfones. It does not need any preactivated starting materials and only HX associated with a base is generated as a waste. (Poly)halogenated sulfones are important structural motif in pharmaceutical industry. So, we started to develop new methodology to prepare (poly)halogenated sulfones using palladium-catalyzed C–H sulfonylations. We have obtained a large variety of halogenated diarylsulfones. The C-halogen (C–I, C–Br, C–Cl, or C–F) bond was kept intact after the reaction. Then we focused on the arylation of 3-bromofurans. We have developed successful condition for the regioselective C2-bond arylation of 3-bromofuran without the cleavage of C-Br bond. We also tried to arylate the antipyrine under sustainable conditions. It could be successfully done in green solvents without the use of silver base as previously reported. The C4-arylated antipyrines were obtained in high yields. Moreover, the reactivity of 4-iodoantipyrine was also surveyed in palladium-catalyzed C–H bond heteroarylation with thiazoles, thiophenes and pyrroles.