Aziridination énantiosélective et Amination C(sp³)-H chimiosélective catalysées par des complexes de rhodium(II) : développements méthodologiques et application à la fonctionnalisation tardive de produits naturels

Rhodium(II)-catalyzed enantioselective aziridination and chemoselective C(sp³)-H Amination : method development and application to the late-stage functionalization of natural products

• Auteur / Autrice : Vincent Boquet
• Direction : Philippe Dauban
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 29/03/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des substances naturelles (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1959-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Xavier Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Colobert, Olivier Baslé, Fabrice Gallou, Benjamin Darses
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Colobert, Olivier Baslé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aziridination

Catalyse

Catalyseurs au rhénium

Nitrènes

Amination

Aziridines

Mots clés libres

Aziridination

Fonctionnalisation C-H

Amination

Nitrène

Rhodium

Iode hypervalent

Aziridination

C-H functionalization

Amination

Nitrene

Rhodium

Hypervalent Iodine

Résumé

Cette thèse est consacrée au développement et à l’application de réactions d’aziridination et d’amination C(sp³)–H par transfert de nitrène catalysé au rhodium(II). Dans le premier chapitre, la mise au point d’une réaction d’aziridination d’alcènes intermoléculaire énantiosélective est décrite. Cette réaction est basée sur l’association du sulfamate dérivé du 4-tert-butylphénol et d’un complexe bimétallique de rhodium(II) chiral dérivé de la tert-leucine. Le champ d’application de cette méthode et quelque exemples d’utilisations des aziridines énantioenrichies synthétisées sont présentés. Le deuxième chapitre concerne le développement d’une réaction d’amination intermoléculaire chimiosélective de liaisons C(sp³)–H tertiaires en présence de liaisons benzyliques. Cette sélectivité singulière est obtenue par la combinaison des réactifs décrits au premier chapitre. Le champ d’application, incluant des dérivés iso-butyl et iso-amylbenzène, ainsi que l’intérêt de cette nouvelle réaction sont présentés. Dans une deuxième partie, le développement d’une réaction d’amination C(sp³)–H régiosélective d’alcanes est décrit. Cette méthode permet la synthèse efficace d’amines tertiaires en utilisant une quantité stœchiométrique d’alcane. Le troisième chapitre concerne la fonctionnalisation tardive de dérivés de l’acide fislatifolique à l’aide des réactions de transfert de nitrène. L’application des méthodologies développées au laboratoire d’accueil a permis la synthèse de 11 analogues aminés avec de bons rendements et sélectivités. Parmi ces produits, deux dérivés présentent une activité biologique différente par rapport à celle du composé parent.

This thesis describes the development and application of aziridination and C(sp³)–H amination reactions involving rhodium(II) catalyzed nitrene transfers. In the first chapter, the development of an enantioselective intermolecular alkene aziridination reaction is reported. This reaction is based on the use of sulfamate derived from 4-tert-butylphenol as the nitrene precursor, and a chiral dirhodium(II) complexe derived from tert-leucine. The scope of this transformation and the some synthetic modifications of the enantioenriched aziridines are presented. The second chapter is centered on the development of a catalyst-controlled selective C(sp³)–H amination of tertiary C–H bonds in the presence of benzylic C–H bonds. This peculiar selectivity is obtained with the combinaison of the same reagents used in the first chapter. The scope, involving isobutyl and isoamylbenzene derivatives, and the interest of this new reaction are described. In a second part, the development of a regioselective C(sp³)–H amination of alkanes is described. This method enables the efficient synthesis of tertiary amines by using alkanes as the limiting components. The third part presents the late-stage functionalization of fislatifolic acid derivatives via catalytic nitrene transfer reactions. Application of methods developped in our team has lead to the synthesis of 11 aminated analogues with good yields, selectivities, and interesting biological properties.