Synthèse asymétrique de structures cycliques impliquant des composés organométalliques chiraux

Asymmetric synthesis of cyclic structures involving chiral organometallic compounds

• Auteur / Autrice : Aurélien Coelho
• Direction : Jean-Luc Vasse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 12/12/2022
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Fondamentales et Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR - UMR 7312 CNRS) (Reims, Marne, 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Brière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Vasse, Vincent Dalla, Laurence Miesch, Erika Bourguet, Jean-Bernard Behr
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Dalla, Laurence Miesch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés organométalliques

Cinétique chimique

Cyclisation (chimie)

Mots clés libres

Hydrozirconation

Formation de liaison C-C

Acides de Lewis

Dédoublement cinétique

Bis-Zirconocènes

C-C bond forming reactions

Kinetic resolution

Lewis acid

Hydrozirconation

Bis-Zirconocenes

Résumé

Ce mémoire décrit des méthodologies diastéréosélectives de construction cyclopentanes disubstitués impliquant une séquence hydrozirconation d’un alcène terminal pour la génération du pôle nucléophile suivie de l’activation d’un site électrophile lattent permettent de promouvoir la cyclisation.La première partie du manuscrit est consacrée à une approche, combinant hydrozirconation et génération d’un carbocation, promue par du TMSOTf, réalisée à partir de 5-méthoxypentènes. Cette stratégie diastéréoconvergente a pu être menée sur des mélanges de diastéréoisomères et également être appliquée à la formation de centres quaternaires entièrement carbonés.Le second volet de l’étude vise la mise en place d’une hydrozirconation conjointe des fragments alcène et amide d’amides de Weinreb insaturés pour accéder à un bis-zirconocène fonctionnalisable. Une première valorisation des bis-zirconocènes a consister à réaliser la bromation du motif C-zirconocène tout en préservant le zircona-aminal, qui peut être perçu comme une protection d’un aldéhyde, lequel est libéré après hydrolyse conduisant en une seule étape à une gamme 5-bromopentals et 6-bromohexanals, ces derniers pouvant aisément être transformés en cyclopentancarbaldéhydes trans-2 sustitués de manière diastéréosélective.La dernière partie de ce travail repose sur la complémentairité réactive des deux pôles du biszirconocène, l’un nucléophile, l’autre précurseur d’un site électrophile. Cette dichotomie a été appliquée à la synthèse diastéréosélective de cyclopentanols par activation de la partie zircona-aminal par le TMSOTf, tandis que l’utilisation de BF3.OEt2 mène aux cyclopentanamines.Ces différentes méthodologies ont été développées en version non racémique et valorisées par la synthèse de composés polycycliques et hétérocycliques.

This manuscript deals with the development of synthetic methods aimed at preparing disubstituted cycclopentanes involving a hydrozirconation of terminal alkene sequence to generate a nucleophilic entity followed by the activation of a lattent electrophilc site to promote the cyclisation.The first part of the manuscript is devoted to an approach combining hydrozirconation to the TMSOTf-mediated carbocation generation, applied to 5-methoxypentenes. This diastereoconvergent strategy, could be carried out onto mixtures of diatéréomers, and also be applied to the formation of all-carbon quaternary stereocenters.The second part of the study aims at developing a simustaneous hydrozirconation of both the alkene and amide fragments of unsaturated Weinreb amides to access a functionalizable bis-zirconocene. A first valorization of bis-zirconocene consists in performing the bromination of the C-zirconocene unit while preserving the zirconia-aminal, which can be perceived as an aldehyde, which is released after hydrolysis leading in a single step to a range of 5-bromopentals and 6-bromohexanals, the latter being easily converted into diastereoselectively substituted trans-2 cyclopentancarbaldehydes.The last part of this work is based on the reactive complementarity of the two poles of the biszirconocene, one nucleophile, the other, precursor of an electrophilic site. This dichotomy has been applied to the diastereoselective synthesis of cyclopentanols by TMSOTf-mediated activation of the zircona-aminal part, while the use of BF3.OEt2 provides to cyclopentanamines.These different methodologies have been developed in a non-racemic fashion and valorised by the synthesis of polycyclic and heterocyclic compounds.