Étude de réactions de substitutions électrophiles aromatiques en conditions superacides : impact sur la régiosélectivité

Study of electrophilic aromatic substitutions in superacid : impact on the regioselectivity

• Auteur / Autrice : Paul Bourbon
• Direction : Sébastien Thibaudeau, Bastien Michelet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale et industrielle
• Date : Soutenance le 15/12/2021
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie, écologie, géosciences et agrosciences Théodore Monod (Poitiers ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Thierry Lequeux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Thibaudeau, Bastien Michelet, Laurent Pouységu
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Joanna Wencel-Delord, Christophe Bour

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sulfonylation

Alkylation

Superacides

Friedel-Crafts, Réaction de

Mots clés libres

Superacide

Friedel-Crafts

Sulfonylation

Alkylation

Résumé

Les réactions de type Friedel-Crafts sont parmi les plus anciennes et les plus connues en chimie organique. Néanmoins, leurs applications en synthèse sont fortement limitées de par leur faible régiosélectivité et leur champ d’application restreint. Dans le cadre de cette thèse, l’exploitation des propriétés uniques du milieu superacide afin d’effectuer des réactions de substitution électrophiles aromatiques sur des positions non classiques a été étudiée. La première partie porte sur une présentation des propriétés des superacides, leurs spécificités, ainsi que les travaux effectués au laboratoire sur la fonctionnalisation d’arènes par substitution électrophile aromatique.La deuxième partie de cette thèse est consacrée au développement d’une réaction de sulfonylation aromatique en milieu superacide. Cette réaction a notamment été appliquée à des dérivés d’anilines et d’indoles, permettant d’accéder à des diarylsulfones polyfonctionnalisées. Cette méthode a également permis la fonctionnalisation tardive de molécules bioactives.Enfin, la dernière partie de ce manuscrit est dédiée à l’étude de l’isomérisation de produits issus de réactions d’alkylation de Friedel-Crafts. Cette isomérisation a ensuite pu être exploitée pour le développement d’une réaction de méthylation meta sélective de composés aromatiques électroenrichis. Cette méthode a notamment permis l’introduction de groupements méthyles enrichis en deutérium ou en carbone-13 sur des molécules élaborées.

Friedel-Crafts type reactions are among the oldest and the most well-known reactions in organic chemistry. Nonetheless, their application in synthesis are strongly limited by their poor regioselectivity and limited reaction scope. The unique properties offered by the superacidic media for electrophilic aromatic substitution on non-innate position was investigated. The first part of this manuscript is an overall presentation of the superacidic media and its properties, as well as the previous work done on electrophilic aromatic substitution. The second part of this thesis deals with the development of an aromatic sulfonylation reaction in superacidic media. This reaction was applied to aniline and indole derivatives, allowing the formation of functionalized diarylsulfones. This method was also extended to the late-stage functionalization of bioactive compounds.Finally, the last part is dedicated to the study of the isomerization of Friedel-Crafts alkylation reactions products. This isomerization was further used for the development of a meta selective methylation of electron rich aromatics. This method was extended to the introduction of D and 13C labeled methyl groups on elaborated molecules.