Approches synthétiques de tétrahydroisoquinoléines par cyclisation Pallado-Catalysée & synthèse de composés spirocétaliques par RRM

A Pallado-Catalyzed cycloaddition for a new acces to Tetrahydroisoquinolins & a ring rearrangement metathesis strategy for the rapid elaboration of Spiroketal

• Auteur / Autrice : Jérémie Mandel
• Direction : Jacques Eustache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 20/09/2010
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale pluridisciplinaire Jean-Henri Lambert, ED 494 (Mulhouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie organique et bioorganique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Palladium

Métathèse (chimie)

Tétrahydroisoquinoléines

Chimie organique

Mots clés libres

Tetrahydroisoquinoléine

Spirocétal

Métathèse

Palladium

Cycloaddition

Alpha-alcoxyfurane

Tetrahydroisoquinolin

Spiroketal

Metathesis

Palladium

Cycloaddition

Alpha-alcoxyfurane

Résumé

Après avoir exposé les enjeux de ce travail en présentant dans le chapitre 1 les produits naturels possédant le motif tétrahydroisoquinoléinique, leurs intérêts pharmacologiques et leur unique voie d'accès via la réaction de Pictet Spengler, nous avons présenté la synthèse énantiosélective de tétrahydroisoquinoléine 1,3-disubstituées et différentes tentatives d'obtention des motifs pentacycliques de différents alcaloïdes d'intérêt biologique. La synthèse énantiosélective de tétrahydroisoquinoléines 1,3-disubstituées a été effectuée en 6 étapes utilisant deux étapes clés. Une alkylation catalysée par transfert de phase permet de créer un centre asymétrique et une cyclisation pallado-catalysée permet d'accéder au motif tétrahydroisoquinoléinique. Dans la suite, les différentes voies d'accès testées permettant d'accéder au motif pentacyclique n'ont pas été couronnées de succès. Dans un second temps ont été exposées les différentes sources de composés possédant un motif spirocétalique, leurs propriétés électroniques et conformationnelles. Les différentes voies de synthèse de spirocétals ont été présentées. Les différentes voies de synthèse d'a-hétérofuranes ont été introduites en se concentrant sur les dérivés soufrés, azotés et oxygénés. L'utilisation des a­ alcoxyfuranes en réaction de cycloaddition a ensuite été présentée ainsi que l'utilisation des adduits. Enfin la réaction de RRM a été étudiée en se focalisant sur les réactifs à forte tension de cycle. Différentes voies de synthèse des a-alcoxyfuranes ont été exposées. Une voie d'accès générale a été développée par réaction d'addition/élimination sur le 2,5-diméthoxy-2,5-dihydro-2-furanoate de méthyle. La séquence cycloaddition [4+2] ou [4+3]1 RRM a été ensuite présentée permettant d'accéder aux spirocétals (5,6) et (6,6). L'application de cette méthodologie à la synthèse des aculéatines et des aculéatols, est étudiée.

Alkaloids from the family of the tetrahydroisoquinolins exhibit powerful antitumor and antibiotic activities. For 25 years, numerous laboratories led their efforts to synthesize these functionalized polycyclic molecules. Usually the strategy used to prepare these is based on a Pictet-Spengler reaction allowing the first ring system of the tetrahydroisoquinoline moiety to be installed. The main drawback of this reaction is the need of an electron rich aromatic ring to attack the iminium intermediate. The main purpose of this thesis is the synthesis of compounds of this family of natural substances without the limited step to access to new analogs. The total synthesis of the Jorumycine is based on a key step of a ring closing metathesis, a reaction developed by R. Grubbs, R. Shrock and Y. Chauvin who obtained the Nobel prize of Chemistry in 2005. This reaction has been successfully done on a corresponding substrate in the laboratory but the next steps involving a ring contraction and a transannular cyclization seemed to be problematic. This strategy includes an enantioselective synthesis of 1,3-disubstitued tetrahydroisoquinoline that have been done for the first time to our knowledge. In the same time, we tried to synthesize the tetracyclic structure of the Lemonomycine through a nitroso Diels-Alder strategy. This molecule has already been prepared in other groups but the methods didn’t allowed the scale up nor the synthesis of analogs. The strategy was focused on the synthesis of a dihydropinoisoquinolinone moiety that has never yet been prepared via a ring closing metathesis reaction. Spiroketal compounds are widely present in nature as pheromones of insects, steroids of the family of the saponins and in a lot of natural products isolated from marine organisms. A lot of natural substances are bearing the spiroketalic moiety in the non-anomeric configuration meaning that at least one oxygen atom is in the axial conformation despite the stabilization by anomeric effect. To our knowledge, there are only two published strategies to prepare contrathermodynamic non-anomeric spiroketals but these methods are neither general nor rationalized. The Ring Rearrangement Metathesis reaction allows access to these structures from alpha-alkoxyfuran derivatives. Although the alpha-alkoxyfuran derivatives are relatively simple structures, there are no efficient and general synthetic methods to prepare them. We developed a simple access that will be presented along with their use in a [4+2] cycloaddition/RRM sequence.