Developement of cycloisomerization reactions for the synthesis of nitrogen or oxygen containing heterocycles

• Auteur / Autrice : Rosella Spina
• Direction : Frédéric Lamaty, Bartolo Gabriele
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénérie Moléculaire
• Date : Soutenance le 15/12/2011
• Etablissement(s) : Montpellier 2 en cotutelle avec Università degli studi della Calabria
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR 5247 - IBMM - Institut des Biomolécules Max Mousseron
• Jury : Président / Présidente : Giuseppe Salerno
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Lamaty, Bartolo Gabriele, Giuseppe Salerno, Philippe Belmont, Maurizio Bruno, Mouâd Alami, Evelina Colacino, Gianluca Giorgi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Belmont, Maurizio Bruno

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyéthylèneglycol

Isomérisation

Composés cycliques

Composés hétérocycliques

Mots clés libres

Hétérocycles

Cycloisomerization

Métaux de transition

Micro-ondes

Poly(éthylène glycol)

Liquides ioniques

Heterocycles

Cycloisomerization

Metals transition

Microwaves

Poly( ethylene glycol) PEGs

Ionic liquids ILs

Résumé

La catalyse, les solvants alternatifs et l'économie d'atome font partie des clés pour le développement de nouvelles stratégies durables de synthèse. Des hétérocycles comme les quinoléines substituées, par réaction de cycloisomérisation catalysée par le cuivre en utilisant les liquides ioniques, et les isoquinoléines carbonylées par réaction de carbonylation oxydante catalysée par le palladium dans le méthanol ont été synthétisées. La formation sélective de 1,3-dihydroisobenzofuranes et/ou 1H-isochromènes a été tentée par réaction de cycloisomérisation catalysée par différent métaux de transition. La synthèse d'hétérocycles à cinq chaînons, par exemple furanes, pyrroles et pyrrolin-4-ones à été mise au point par nouvelle réaction de cycloisomérisation catalysée par de sels de platine ou d'or en utilisant des diols, des amino alcools ou des α-amino-ynones dans le PEG sous activation micro-ondes. Les produits sont récupérés pur après une simple étape de précipitation-filtration. Les α-amino-ynones chiral sont synthétisée à partir de N-protégé carboxyanhydrides des aminoacides (UNCAs). Une réaction de iodocyclisation a été aussi développée pour obtenir de nouvelles structures hétérocycliques.

Catalysis, alternative solvents and atom economy represent key areas for the sustainable development of versatile strategies in organic chemistry. Fused heterocycles, such as substituted quinolines by a cycloisomerization reaction using a recyclable catalytic system copper/ionic liquids and isoquinoline-4-carboxylic esters based on PdI2-catalyzed oxidative carbonylation were prepared. A selective 5-exo-dig or 6-endo-dig cyclization route to obtain 1,3-dihydroisobenzofurans and/or 1H-isochromenes was tested by metal transition cycloisomerization reaction of alkynylbenzyl alcohols in PEG. Five membered ring heterocycles such as furans, pyrroles and pyrrolin-4-ones were successfully obtained by a novel platinum or gold-catalyzed cycloisomerization reaction of diols, aminoalcohols or α-amino-ynones in poly(ethylene glycol) (PEG) under microwave irradiation. The heterocyclic systems were recovered pure after a simple precipitation-filtration work-up. The catalytic systems were studied by using the TEM and XPS techniques. The chiral α-amino-ynone substrates were prepared by an original method starting from N-protected carboxyanhydrides of amino acids (UNCAs). Also unprecedented results are reported in the area of iodocyclization to obtain chiral iodopyrrolin-ones.