Tentative de corrélation structure-énantiosélectivité et effet de pression en hydrogénation asymétrique

An attempt for structure-enantioselectivity relationship and pressure effect in asymmetric hydrogenation

• Auteur / Autrice : Mohamad Alame
• Direction : Claude de Bellefon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhodium

Liquides ioniques

Effets électroniques

BINAP

Hydrogénation

Catalyse asymétrique

Résumé

L’énantiosélectivité des réactions d’hydrogénation catalytique asymétrique peut être largement influencée par la concentration en hydrogène dans la phase liquide catalytique, avec généralement un impact néfaste sur l’excès énantiomérique (ee). Dans cette thèse, nous avons démontré, sur une large base de diphosphines chirales (56) et trois substrats prochiraux de type esters d’acylaminoacrylate, représentant une diversité chimique appréciable, que la conclusion d’un effet néfaste de la pression d’hydrogène généralement admis dans la bibliographie est fausse. En effet, sur la base des 168 systèmes catalytiques étudiés (diphosphine/substrat), quasiment autant d’effets néfastes (28%) et bénéfiques (29%) sont observés. D’autre part, les effets électroniques ont également été aussi étudiés sur une famille restreinte de diphosphines de type BINAP par substitution sur le groupe binaphtyle en positions 5,5’ et 4,4’ ou en position para des groupes phényles portés par le phosphore. La plupart de ces dérivés du BINAP ont dû être synthétisés. En particulier de nouvelles méthodes de synthèse des dérivés 5,5’ (Me, COOH, Ph) ont été mises au point et une nouvelle stratégie de synthèse en milieu liquide ionique a été conçue pour la préparation du synthon de base pour les dérivés 4,4’. Dans le cas des dérivés en position para, une corrélation nette entre l’excès énantiomérique et la constante de HAMMETT des substituants (Me, H, NH2, +NMe3, OMe, OH, O-) est obtenue. L’énantiosélectivité peut ainsi être « pilotée », de +57 à –34 %

The enantioselectivity of catalytic asymmetric hydrogenations can be largely influenced by the hydrogen concentration in the catalytic liquid phase, with generally, a negative impact on enantiomeric excess (ee). In this thesis, we showed, on a large number of chiral diphosphine (56) and three prochiral substrates of acylaminoacrylate ester, that the conclusion of a negative effect of the hydrogen pressure generally admitted in the bibliography is wrong. Indeed, on the basis of 168 studied catalytic systems (diphosphine/substrate), an equivalent distribution of negative effects (28%) and beneficial effects (29%) is observed. In addition, the electronic effects were also studied on a restricted family of diphosphines of the BINAP type by substitution on the binaphtyl group in 5,5' and 4,4' position or para of the phenyls groups carried by phosphorus. The majority of these derivatives of the BINAP had to be synthesized. In particular a new method for the synthesis of derived 5,5' (Me, COOH, Ph) was developed and a new strategy of synthesis in ionic liquid medium was designed for the preparation of the 4,4'derivatives. In the case of para derivatives position, a clear correlation between enantiomeric excess and the HAMMETT constant for all the substituents (Me, H, NH2, +NMe3, OMe, OH, O-) is obtained. The enantioselectivity can thus be tuned, from +57 to -34 %.