Catalyse supramoleculaire a l'aide de cyclodextrines. Application a la reduction enantioselective de cetones aromatiques

Supramoleculary catalysis by cyclodextrins. Application to the asymmetric reduction of aromic ketones

• Auteur / Autrice : THIERRY MARALDO
• Direction : Bernard Sébille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous avons etudie la reduction de cetones aromatiques (acetophenone, 1-acetonaphtone et 2-acetonaphtone) en presence de -cyclodextrine (-cd) par nabh#4 en solution aqueuse. Notre travail a montre que l'enantioselectivite due a la cavite de la -cd depend des conditions reactionnelles et de la constitution du milieu. En particulier, la concentration elevee des reactifs, l'utilisation d'un rapport r=-cd/cetone de 2 et la presence d'un troisieme compose (anions ou molecules organiques) dans le milieu reactionnel permettent d'obtenir une induction asymetrique elevee. Par exemple, le s(-)1-phenylethanol est obtenu avec un exces enantiomerique (e. E) de 3% avec r=1 a 20c tandis que dans un systeme ternaire -cd:acetophenone:triethylamine (2:1:2) a 10c, l'acetophenone est reduite en r(+)1-phenylethanol avec un rendement de 70% et un e. E. De 60%. L'inversion de configuration indique la formation d'un complexe mixte ou les deux molecules invitees se genent mutuellement augmentant la probabilite de l'attaque enantiofaciale. Une structure d'un complexe dimere en -cd avec le reducteur pris en sandwich entre la molecule de cetone et le co-catalyseur a ete proposee. Des derives ammonium de la -cd et de ses polymers avec l'epichlorhydrine ont egalement ete prepares. Une tude succincte de leurs proprietes catalytiques a ete effectuee sur des reactions de substitution nucleophile et de reduction. L'attachement de l'ion bh#4# aux sites cationiques permet d'ameliorer l'induction asymetrique a condition de travailler dans des conditions ou les cavites cyclodextrine sont tres rapprochees (etat solide ou polymere). Une etude physico-chimique des complexes d'inclusion a ete realisee. Les constantes de stabilite apparentes des complexes mesurees par la methode de solubilite ont ete determinees dans les conditions des reactions etudiees. Ces valeurs n'ont pu etre reliees a l'induction asymetrique. Une etude spectroscopique uv et ir semble montrer que l'intensite des liaisons hydrogene etablies entre le substrat et la molecule de -cd n'est pas non plus en cause dans le mecanisme de l'induction asymetrique. Le positionnement du substrat par rapport aux centres chiraux s'avere etre le facteur determinant de l'induction asymetrique. Il n'est pas lie a la stabilite du complexe ni a l'etablissement d'interactions fortes avec la molecule hote, mais semble dependre de la balance hydrophile-hydrophobe des molecules incluses