Zéolithes dopées au cuivre(I) comme catalyseurs verts pour la synthèse organique

Copper(I)-doped zeolites as green catalysts for organic synthesis

• Auteur / Autrice : Xiaohui Di
• Direction : Patrick Pale, Stephan Chassaing
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 10/04/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Hesse
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Djakovitch, Philippe Belmont
• DOI : 10.70675/7827b6caz81d4z4beczb184z3fedeb086455

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zéolites

Cuivre

Phénols

Tétrahydroisoquinoléines

Catalyseurs

Chimie verte

Mots clés libres

Zéolithe

Cuivre

Composés biarylés

Phénols

Tétrahydroisoquinoléines

Réactions de couplage

Catalyseur hétérogène

Chimie verte

Zeolite

Copper

Biaryl compounds

Phenols

Tetrahydroisoquinolines

Coupling reactions

Heterogeneous catalyst

Green chemistry

Résumé

Les motifs aryliques sont présents dans de nombreux composés biologiquement actifs. Nombre d’entre eux se retrouvent sous forme de biaryles, de phénols et de tétrahydroisoquinoléines, systèmes que l’on trouve dans de nombreux produits naturels et certains intermédiaires synthétiques importants. Au cours des dernières décennies, diverses réactions de couplage catalysées par des métaux (de transition) ont émergé pour synthétiser de tels motifs ou molécules en formant des liaisons carbone-carbone ou des liaisons carbone-hétéroatome. Cependant, la plupart de ces réactions ont été réalisée dans des conditions homogènes avec des conditions de réaction non satisfaisantes, telles que des températures élevées, des solvants toxiques et des bases et ligands supplémentaires. Afin de rendre ces conditions plus vertes et plus durables, le potentiel des zéolithes dopées au cuivre en tant que catalyseurs hétérogènes et recyclables a été évalué pour la synthèse de biaryles, de phénols et de dérivés de tétrahydroisoquinoléine au travers de plusieurs réactions de couplage, telles que les réactions de type homocouplage, les réactions de couplage croisé de type Chan-Lam-Evans et les réactions de couplage déhydrogénatif croisé. Plusieurs procédés catalytiques efficaces et économiques ont été développés dans des conditions plus vertes et plus douces, sans avoir besoin d’un ligand ni d’une base supplémentaire.De plus, l’application des motifs biaryles ainsi obtenus a également été explorée dans des réactions de Diels-Alder pour la construction d’hétérocycles d’intérêt avec des économies d’atomes élevées.

Aryl rings are a predominant feature in numerous biologically active compounds. Most of them can exist as biaryl, phenol, and tetrahydroisoquinoline moieties, which are encountered in many natural products and in various important synthetic intermediates. In the last few decades, various (transition) metal-catalyzed coupling reactions have emerged to synthesize such motifs or molecules via the formation of carbon-carbon bonds or carbon-heteroatom bonds. However, most of them were performed under homogeneous conditions with unsatisfactory reaction conditions, such as high temperatures, toxic solvents, and additional bases and ligands. To improve the greenness and sustainability of these processes, the potential of copper-doped zeolites as heterogeneous and recyclable catalysts was evaluated for the synthesis of biaryls, phenols, and tetrahydroisoquinoline derivatives through the study of several coupling reactions, such as homocoupling-type reactions, Chan-Lam-Evans-type cross-coupling and cross-dehydrogenative coupling reactions. Several efficient and economical catalytic procedures were developed under greener and milder conditions without the need for any additional ligand and base.Furthermore, the application of the so-obtained important biaryl motifs has also been explored in Diels–Alder reactions for the construction of heterocycles of interest with high atom economies.