Nouveaux développements en catalyse asymétrique verte : application à la réaction de Michael et à la polymérisation par ouverture de cycle

New developments in green asymmetric catalysis : Application to Michael reaction and ring opening polymerisation

• Auteur / Autrice : Li Chen
• Direction : Françoise Dumas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des substances naturelles
• Date : Soutenance le 18/07/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomolécules : conception, isolement, synthèse (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2002-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Peter I. Dalko
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Dumas, Franck Le Bideau, Samuel Dagorne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Thomassigny, Philippe Zinck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse asymétrique

Polymérisation par ouverture de cycle

Mots clés libres

Michael asymétrique

Polymérisation par ouverture de cycle

Squaramides bifonctionnels organocatalyseurs

Centres carbonés quaternaires

Micro-Ondes

Lactides

Aymmetric Michael reaction

Ring opeing polymerisation

Squaramide bifunctional organocatalysts

Quaternary carbon centers

Microwave

Lactide

Résumé

La synthèse asymétrique organo-catalysée est un domaine de recherche en pleine expansion visant une chimie plus verte. Nous nous sommes intéressés au développement d’une réaction de Michael asymétrique organocatalysée en mettant à profit la catalyse par liaison hydrogène et l’activation énamine afin de contrôler en une seule étape la formation d’adduits portant un centre carboné quaternaire à partir de cétones non activées. Ainsi, nous avons développé des organocatalyseurs bifonctionnels de type squaramide qui ont permis d’obtenir les adduits de Michael attendu à partir de cycloalcanones alpha-substituées avec une bonne énantiosélectivité et une grande régiosélectivité dans un processus sous micro-ondes et sans solvant. Nous avons développé de nouveaux systèmes catalytiques sur la base du motif squaramide qui sont simples, efficaces et opérationnels. Nous avons étudié également l'utilité de nos systèmes organocatalytiques dans d'autres transformations comme la polymérisation verte. Afin de réduire l'utilisation de métaux toxiques pour produire des polymères bien définis sans trace de métaux et d'importance environnementale ou médicale, nous avons également étudié comment nos organo-catalyseurs de type squaramide pourraient contrôler la polymérisation verte par ouverture de cycle. Les systèmes organocatalytiques basés sur des squaramides étaient également applicables à la polymerisation par ouverture de cycle afin de donner des polylactides de dispersité étroite et de masses moléculaires contrôlées.

Organocatalyzed asymmetric synthesis is a growing and rapidly expanding research field for a greener chemistry. In this respect, we were interested in developing an organocatalyzed asymmetric Michael reaction taking advantage of H-bond catalysis and enamine activation allowing control of quaternary carbon center from unactivated ketones. Hence compared with well-known H-bond donor urea and thiourea organocatalysts, we first propose bifunctional squaramide organocatalysts for the one-pot transformation of unsymmetrical ketones to produce Michael adducts exhibiting a stereocontrolled quaternary carbon center in a neat microwave process. We also developped new catalytic systems based on the squaramide motive that are efficient and operationnaly simple, and produce Michael adducts in a good regioselectivity with an excellent enantio-selectivity. We also studied the usefulness of our systems in other transformations like green polymerization. In order to reduce the use of toxic metals to produce metal-free and well-defined polymers of environmental and medical significance, we also studied how our squaramide organocatalysts could control the green ring opening polymerization (ROP.The squaramide organocatalyst-based systems were also applicable to ROP to give polylactides of narrow dispersity and controlled molecular masses.