3-aminopyrrolidines : vecteurs d'asymétrie en réactions organo et métallo-catalysées

3-Aminopyrrolidines : new catalysts and ligand for asymmetric reactions

• Auteur / Autrice : Mickaël Pouliquen
• Direction : Jacques Rouden
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse organique

Ligands

Amines

Catalyse asymétrique

Mots clés libres

Organocatalyse

Diamines chirales

Aminopyrrolidines

Résumé

Les 3-aminopyrrolidines présentent un potentiel en tant que vecteur d’asymétrie. La synthèse d’un ligand P,N original préparé à partir d’une 3-aminopyrrolidine chirale a été réalisée en 8 étapes avec un rendement global de 21%. Ce ligand s’est avéré efficace pour les réactions d’amination de Hartwig-Buchwald et de Tsuji-Trost avec une sélectivité modeste observée (ee = 40%). L’étude des 3-aminopyrrolidines dans le contexte de l’organocatalyse nous a conduit, dans un premier temps, à la synthèse de plusieurs diamines chirales qui ont été testées comme catalyseur de la réaction de Morita-Baylis-Hillman. Parmi les diamines originales testées, la (S)-(N,N,N’)-trimethyl-3-aminopyrrolidine s’est avérée le catalyseur le plus efficace. L’optimisation des conditions réactionnelles a conduit à un excès énantiomérique atteignant 73% avec différents aldéhydes aromatiques appauvris en électrons. La synthèse de N-pyrrolidin-3-yl-sulfonamides a conduit à l’identification du (R)-N-pyrrolidin-3-yl-trifluoromethanesulfonamide performant pour la réaction de Mannich entre une imine dérivée du glyoxalate d’éthyle et un aldéhyde ou une cétone. La sélectivité anti observée, associée à la grande disponibilité de ce catalyseur, rendent cette approche attractive en synthèse asymétrique. L’ensemble de cette étude montre que les 3-aminopyrrolidines peuvent induire de l’asymétrie en tant que catalyseurs ou ligands chiraux. Leur capacité à acquérir une structure de type norbornyle est avancée pour expliquer l’origine de la sélectivité observée.

3-Aminopyrrolidines are potentially great asymmetric catalysts and ligands. An original P,N ligand has been synthesised in 8 steps from a chiral 3-aminopyrrolidine (global yield of 21%). This ligand has proved efficiency in Hartwig-Buchwald and Tsuji-Trost cross coupling reaction with a modest ee of 40%. Within the growing field of organocatalysis, several original 3-aminopyrrolidines were prepared and evaluated as catalysts for the Morita-Baylis-Hillman reaction. Among the diamine tested, (S)-(N,N,N')-trimethyl-3-aminopyrrolidine provided high yields and delivered ee up to 73% with electrons depleted benzaldehydes. The preparation of N-pyrrolidin-3-yl-sulfonamides led to the discovery of (R)-N-pyrrolidin-3-yl-trifluoromethanesulfonamide, a very efficient catalyst for Mannich reactions involving an ethyl glyoxalate derived imine with aldehydes or ketones. High anti selectivity associated to the availibility of the catalyst make this reaction very attractive for further asymmetric synthesis applications. This survey has shown that 3-aminopyrrolidines have an important potential as catalyst or ligand for assymetric synthesis. Their intrinsic hability to adopt a constrained norbonyl shape is probably an important feature of the chiral induction.