Synthèse et application de synthons originaux de type 2-aminoacrylonitriles

Versatile synthesis and application of original 2-aminoacrylonitrile derivatives

• Auteur / Autrice : Pierre Hansjacob
• Direction : Morgan Donnard, Frédéric Leroux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire - chimie supramoléculaire
• Date : Soutenance le 10/05/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'innovation moléculaire et applications (Strasbourg ; Mulhouse ; 2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Joseph Moran
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Riant
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Véronique Michelet, Alejandro Perez Luna

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés hétérocycliques

Zinc

Palladium

Mots clés libres

2-Aminoacrylonitriles

Vinylsilanes

Silylcyanation

Palladium

Ynamides

Cyanures de silyle

Hydrocyanation

Zinc

Photoisomérisation

Hétérocycles

2-Aminoacrylonitriles

Vinylsilanes

Silylcyanation

Palladium

Ynamides

Silylcyanides

Zinc

Photoisomerization

Heterocyles

Hydrocyanation

Résumé

Les 2-aminoacrylonitriles, qui ont connu un essor important lors des années 1970 et 1980, sont des synthons utilisés depuis longtemps en synthèse organique notamment pour la formation d’édifices cycliques. Pourtant, les voies de synthèse de composés de type 2-amidoacrylonitriles sont beaucoup moins répandues et générales. Pour répondre à ce manque de méthodologies, l’objectif de ces travaux est la synthèse de 2-amidoacrylonitriles polyfonctionnalisés de manière stéréocontrolée. Notre idée était de générer ce motif en réalisant des réactions de cyanation sur des ynamides. Une première approche se basant sur une réaction de carbosilylation à partir de TMSCN a été développée afin d’obtenir efficacement un large spectre de 3-silyl-2-amidoacrylonitriles tétrasubstitués de manière régio- et stéréocontrolée. Puis, un procédé d’hydrocyanation a pu être mis au point pour la formation de 2-amidoacrylonitriles trisubstitués géométriquement définis (E) par catalyse au zinc. Ces derniers ont pu être isomérisés sous irradiation UV afin de générer l’autre stéréoisomère (Z). Par la suite, l’applicabilité de ces synthons a été démontrée lors d’un criblage de réactions de post-fonctionnalisation variées. Ces synthons se sont révélés être des précurseurs de carbo- et hétérocycles originaux en tirant parti des différents substituants présent sur le motif 2-amidoacrylonitrile. Ainsi, ces composés font l’objet d’un grand nombre de perspectives et mettent en lumière la chimie riche qui peut découler de tels motifs.

2-aminoacrylonitriles, which have experienced a major boom in the 1970s and 1980s, have long been used in organic synthesis, particularly for the formation of cyclic structures. However, the synthetic routes towards 2-amidoacrylonitriles are much less widespread and general. To address this lack of methodologies, the objective of this work is the synthesis of stereocontrolled polyfunctionalized 2-amidoacrylonitriles. Our idea was to generate this motif by performing cyanation reactions on ynamides. A first approach based on a carbosilylation reaction from TMSCN was developed to efficiently obtain a broad spectrum of tetrasubstituted 3-silyl-2-amidoacrylonitriles in a regio- and stereocontrolled manner. Then, a hydrocyanation process could be developed for the formation of geometrically defined trisubstituted 2-amidoacrylonitriles (E) by zinc catalysis. The latter could then be isomerised under UV-irradiation to generate the other stereoisomer (Z). Subsequently, the applicability of these building-blocks was demonstrated in performing follow-up chemistry on them. These compounds were also shown to be novel carbo- and heterocycle precursors by taking advantage of the different substitutions of the 2-amidoacrylonitrile unit. Thus, these compounds are the subject of many perspectives and highlight the rich chemistry that can arise from such motifs.