Nouvelles applications de paires d'ions coopératifs en organocatalyse : déracémisation monotype de cétones par protonantion énantiosélective et réactions d'additions 1,2 catalysées par des bases de Brønsted générées in situ

• Auteur / Autrice : Jérémy Godemert
• Direction : Vincent Levacher, Sylvain Oudeyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Rouen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Organocatalyse

Synthèse asymétrique

Catalyse asymétrique

Résumé

Le développement de méthodologies énantiosélectives organocatalysées est au coeur de la thématique de cette thèse. Plus précisément nous nous sommes intéressés au développement de paires d’ions coopératifs chirales qui sont des catalyseurs possédant un caractère bifonctionnel. La partie cationique va permettre d’apporter de la chiralité et de stabiliser le développement de charges via des interactions électrostatiques, alors que la partie anionique va servir de base de Brønsted ou de base de Lewis. La première partie de ce manuscrit concerne l’utilisation de ces paires d’ions coopératifs chirales dans une séquence monotope de déracémisation de cétone chiralesBien que les étape menées séparément aient permis d’obtenir des résultats prometteurs, la réunion de ces étapes en un procédé monotope a donné des résultats irreproductibles avec de faible conversion atteignant 30%, mais de bons rapports énantiomériques allant jusqu’à 86:14. La seconde partie de ce manuscrit concerne l’utilisation de phénolates d’ammoniums quaternaires chiraux et de bétaïnes, dans un premier temps en tant que base de Lewis chirales, puis dans un second temps en tant que base de Brønsted chirales. Le potentiel de ces catalyseurs a été évalué dans une réaction d’addition 1,2 de dérivés de diazoacétate sur des aldéhydes, une alcynation d’aldéhydes et une réaction de Henry. Tandis que les deux premières réactions ont montré de faibles énantiosélectivite��s, la réaction de Henry catalysée par des phénolates d’ammoniums quaternaires chiraux s’est révélée être efficace sur un large panel de substrats avec des rendements corrects à bons, des rapports diastéréomériques atteignant 95:5 et des rapports énantiomériques allant jusqu’à 92:8.

This thesis deals with the development of enantioselective organocatalysed methodologies. More particularly, we were interested in the development of cooperative chiral ion pairs which exhibit bifunctional catalytic activities. The cationic part of those ion pairs is used to provide a chiral environment and to stabilise the charge development via electrostatic interactions, whereas the anionic part acts as a Brønsted or a Lewis base. The first part of this manuscript deals with the use of these cooperative chiral ions pairs in a one-pot deracemisation sequence of chiral ketones. Despite the fact that a step-by-step approach gave promising results, the one-pot sequence lead to erratic results with poor conversions reaching 30% but with good enantiomeric ratios up to 86:14. The second part of this manuscript concerns the use of chiral quaternary ammonium aryloxides and betaines which have been used either as Brønsted base or Lewis base. The potential of these catalysts was evaluated in a 1,2 addition reaction of diazoacetate derivatives to aldehydes, an alcynation reaction of aldehydes and a Henry reaction. While the two first reactions exhibited low enantioselectivities, the Henry reaction catalysed by chiral quaternary ammoniums aryloxides proved to be efficient on a wide range of substrates with acceptable to good yields, good diastereomeric ratios up to 95:5 and enantiomeric ratios up to 92:8.