Préparation et modification de nouvelles structures hétérocycliques à partir de sels de chloro(alkoxycarbonyl)iminiums

Synthesis and modification of the novel heterocyclic structures from chloro(alkoxycarbonyl)iminium salts

• Auteur / Autrice : Justyna Jędrzejewska
• Direction : Charles Mioskowski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)

Résumé

La synthèse et la modification de structures hétérocycliques ont été étudiées depuis de nombreuses années par les chimistes organiciens. En effet, les squelettes hétérocycliques trouvent de nombreuses applications dans des domaines très divers comme les molécules thérapeutiques, les conducteurs organiques, les complexes organométalliques ou des colorants par exemple. C��est pourquoi la mise au point de voies permettant la synthèse de nouvelles structures ou d’analogues originaux reste un sujet de toute première importance. Durant cette thèse, nous avons étudié différentes synthèses de structures hétérocycliques originales par réaction d’un intermédiaire clé commun, un sel de chloro(alkoxycarbonyl)iminium avec divers nucléophiles. Ce sel qui contient deux centres électrophiles peut réagir avec une large palette de nucléophiles pour conduire à des familles d’hétérocycles très variées comme les imidazoles, les thiadiazoles, les oxadiazoles, les triazoles, les quinoxalinones, benzoxazines et les benzoazoles. Dans un second temps, des réactions de dérivatisation au niveau de l’amine et de la fonction ester du 4-amino-5-phényl-2-éthoxycarbonylimidazole ont été étudiés. Cette étude a permis de sélectionner des conditions réactionnelles permettant des modifications variées (amines en amides, sulfamides, alkylamines et esters en amides). Ces réactions ont alors été adaptées à l’utilisation de réactifs supportés pour faciliter la préparation d’une collection d’imidazoles fonctionnalisés. En parallèle à ces études une méthode originale de trans-imination a été mise au point afin de faciliter la synthèse d’amines monosubstituées par amination réductrice. Notre méthode évite la contamination des bruts réactionnels par le produit de dialkylation et facilite ainsi la mise en œuvre de techniques de synthèses parallèles. Une imine supportée, utilisée à la place d’un aldéhyde en solution, conduit quantitativement à la formation de l’imine en solution, avec d’excellentes puretés.

The synthesis and modification of heterocyclic structures have been studied for many years by organic chemists. In fact, heterocyclic backbones have many applications in various domains such as therapeutic molecules, organic conductors, organometalic complexes or colorants. For this reasons the development of synthetic pathway enabling the synthesis of original heterocyclic structures stays of primary importance. In the course of this thesis, we have studied different synthetic pathways leading to original heterocyclic structures through a common reaction involving as key intermediary a chloro(alkoxycarbonyl)iminium salt. The salt containing two contiguous electrophilic centres reacts with a large panel of nucleophiles leading to very diverse functionalized heterocycles such as imidazole, thiadiazole, oxadiazole, triazole, quinoxalinone, benzoxazine and benzazole. In the second part, derivatization reactions of the amine and ester function of the 4-amino-5-phenyl-2-ethoxycarbonylimidazole have been investigated. This study allowed us to determine and select efficient reaction conditions to perform the desired modifications (amines to amides, sulfamides, alkylamines and esters to amides). Subsequently these transformations were adapted to the use of a supported reagent and a scavenger to facilitate the preparation of functionalized imidazole libraries. Also, an original method of trans-imination has been developed in order to facilitate the synthesis of monosubstituted amines via reductive amination. Our method allows to avoid the formation of the dialkylation side-products and thereby facilitates the implementation of parallel synthesis techniques. When a supported imine is used instead of the aldehyde the formation of the desired imine in solution is obtained with excellent purity and quantitative yield.