Synthèse de nouvelles classes de composés pentafluorosulfanylés

Synthesis of new classes of pentafluorosulfanyl compounds

• Auteur / Autrice : Gauthier Lefebvre
• Direction : Christophe Meyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Moléculaire
• Date : Soutenance le 12/11/2021
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie moléculaire, macromoléculaire, et matériaux - Chimie Moléculaire- Macromoléculaire et Matériaux (UMR7167) / C3M
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
• Jury : Président / Présidente : Christine Gravier-Pelletier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Meyer, Christine Gravier-Pelletier, Isabelle Gillaizeau, Julien Pytkowicz, Kevin Cariou, Janine Cossy
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Isabelle Gillaizeau, Julien Pytkowicz

Mots clés

Mots clés libres

Cyclopropanes

Cyclopropènes

Groupes fluorés

Alcynes

Cyclopropanes

Cyclopropenes

Fluorinated groups

Alkynes

Résumé

Les composés organiques fluorés sont très largement représentés dans les médicaments et les produits phytosanitaires. En effet, les atomes de fluor, ou les groupes fluorés, permettent de moduler finement l’activité biologique, les propriétés physico-chimiques et pharmacocinétiques des molécules qui les incorporent. Si l’atome de fluor et le groupe trifluorométhyle représentent la grande majorité des motifs fluorés rencontrés dans les produits biologiquement actifs, d’autres groupes fluorés « émergents » suscitent un intérêt croissant. Parmi ces derniers, le groupe pentafluorosulfanyle possède des propriétés uniques qui surpassent celles du substituant trifluorométhyle compte tenu de son encombrement stérique important, sa géométrie octaédrique, sa très forte électronégativité et son caractère fortement lipophile. Dans ce contexte, les travaux réalisés portent sur le développement de deux nouvelles familles de composés pentafluorosulfanylés aliphatiques. Il a été montré que l’addition radicalaire du chlorure de pentafluorosulfanyle pouvait être réalisée sur des cyclopropènes diversement substitués. Le champ d’application et les limites de cette transformation ont été étudiés de manière détaillée. Dans les adduits obtenus, la liaison carbone-chlore a pu être ensuite impliquée dans des réactions de réduction et de cyclisation radicalaires qui ont permis d’accéder à une grande diversité de cyclopropanes fonctionnalisés incorporant un groupe pentafluorosulfanyle. Ces nouveaux composés associent un motif fluoré émergent à un carbocycle contraint dont l’intérêt est bien établi en chimie médicinale. De nouveaux alcynes hétérosubstitués incorporant un groupe pentafluorosulfanyle ont été également préparés à partir des alcynes terminaux correspondants, par addition radicalaire du chlorure de pentafluorosulfanyle suivie d’une déshydrochloration par traitement avec une base.

Fluorinated organic compounds are widely encountered in drugs and agrochemicals. Indeed, fluorine atoms, or fluorinated groups, are able to finely tune the biological activity, the physicochemical and pharmacokinetic properties of compounds in which they are incorporated. Whereas the fluorine atom and the trifluoromethyl group represent the majority of fluorinated motifs encountered in bioactive compounds, other so-called emergent fluorinated groups are also attracting a growing interest. Among those latter substituents, the pentafluorosulfanyl group displays unique properties, surpassing those of the trifluoromethyl group, considering its steric hindrance, unique octahedral geometry, high electronegativity and lipophilic character. In this context, our research work was devoted to the development of two new classes of aliphatic pentafluorosulfanyl compounds. The radical addition of pentafluorosulfanyl chloride to diversely substituted cyclopropenes was achieved. The scope and the limitations of this transformation was thoroughly investigated. In the resulting adducts, the carbon-chlorine bond was subsequently involved in radical reduction or cyclization reactions, thereby allowing access to a wide variety of functionalized cyclopropanes incorporating a pentafluorosulfanyl group. Those latter compounds combine an emerging fluorinated substituent and a strained carbocycle, the interest of which being well-established in medicinal chemistry. New heterosubstituted alkynes incorporating a pentafluorosulfanyl group were also prepared from the corresponding terminal alkynes by radical addition of pentafluorosulfanyl chloride followed by dehydrochlorination by treatment with a base.