Organocatalyse énantiosélective par les phosphines chirales : synthèse d'hétérocycles azotés et de cycles carbonés par cyclisation [3+2]

Enantioselective organocatalysis by chiral phosphines : synthesis of nitrogen heterocycles and carbonated cycles by [3+2] cyclisation reactions

• Auteur / Autrice : Nathalie Pinto
• Direction : Angela Marinetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Désymétrisation (chimie)

Mots clés libres

Enantiosélectivité

Spirooxindoles

Pyrrolines

Cyclopentènes

Résumé

Dans le domaine de l'organocatalyse, l'utilisation des phosphines trivalentes comme catalyseurs nucléophiles s'est développée activement au cours des dix dernières années et a permis la mise au point de méthodologies originales, à fort potentiel synthétique. Cependant, peu de réactions énantiosélectives ont été rapportées jusqu'ici. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail de thèse. Nous nous sommes intéressés au développement des réactions énantiosélectives de cyclisation [3+2], catalysées par des phosphines chirales. Les deux phosphines qui ont été évaluées de façon systématique tout au long de cette étude, sont la (S)-tBu-Binépine et le (S,S)-FerroPHANE. La (S)-tBu-Binépine s'est montrée être un bon catalyseur pour les réactions de cyclisation [3+2] entre allènes et imines protégées par un groupement diphénylphosphinoyle (DPP). Les pyrrolines correspondantes ont été obtenues avec des excès énantiomériques compris entre 73 et 88%. Le (S,S)-FerroPHANE a été engagé avec succès dans les réactions entre allènes et énones permettant la synthèse hautement énantiosélective d'une variété de cyclopentènes fonctionnalisés, y compris de dérivés spiraniques (e. E. >80%). Cette même méthodologie a été appliquée à la synthèse de spirooxindoles, avec les deux phosphines comme catalyseurs chiraux. Enfin, nous avons étudié des réactions de désymétrisation diastéréo- et énantiosélective de dibenzylidène cyclohexanones prochirales par cyclisation [3+2]. Au cours de ce travail, nous avons démontré l'efficacité des phosphines chirales pour la construction de structures complexes de manière hautement énantiosélective à partir de substrats peu élaborés et facilement accessibles.

Ln the last decade, the use of trivalent phosphines as nucleophilic organocatalysts has been widely developed, allowing a number of synthetically useful, original transformations to be disclosed. However, only a few enantioselective phosphine promoted reactions have been reported so far. Ln this context, we have been interested in the development of new enantioselective [3+2] cyclisation reactions catalysed by chiral phosphines. The two phosphines which were screened during this study are the (S)-tBu-Binepine and the (S,S)-FerroPHANE. (S)-tBu-Binepine proved to be a good catalyst for the enantioselective [3+2] cyclisations between allenoates and imines bearing a diphenylphosphinoyl unit (DPP) as the nitrogen protecting group. The corresponding pyrrolines were obtained with enantiomeric excesses between 73 and 88%. (S,S)-FerroPHANE was successfully used in the cyclizations between allenes and enones, allowing the highly enantioselective synthesis of a wide variety of functionalized cyclopentenes, including spirocyclic derivatives (e. E. >80%). The same methodology was applied to the synthesis of spirooxindoles by using both Binepine and FerroPHANE as chiral catalysts. Finally, we have carried out the highly diastereo- and enantioselective desymetrisations of prochiral dibenzylidene cyclohexanones by means of organocatalytic [3+2] cyclisations. These studies have demonstrated the high efficiency of chiral phosphines for the enantioselective construction of comple molecular scaffolds, starting from simple and easily available starting material.