Thèse soutenue

Fonctionnalisatoin d'alcools hétérocycliques saturés par la méthodologie d'auto-transfert d'hydrogène

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Auteur / Autrice : Jordan François
Direction : Florence PopowyczMaïwenn Jacolot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 05/12/2023
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
Partenaire(s) de recherche : Membre de : Université de Lyon (2015-....)
Laboratoire : Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires (Villeurbanne, Rhône) - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires / ICBMS
Equipe de recherche : COB - Chimie Organique et Bioorganique
Jury : Président / Présidente : Elsje Alessandra Quadrelli
Examinateurs / Examinatrices : Florence Popowycz, Elsje Alessandra Quadrelli, Eric Manoury, Adrien Quintard, Christophe Darcel
Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Manoury, Adrien Quintard

Mots clés

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Résumé

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Bien que les alcools soient très répandus et accessibles, leur utilisation dans les réactions de substitution classiques pour la formation de nouvelles liaisons C-C ou C-N requiert généralement une activation stœchiométrique (oxydation ou conversion en halogénoalcane). Aussi, au cours des dernières décennies, la méthodologie d’Auto-Transfert d'Hydrogène (ATH) a émergé comme une alternative intéressante et plus respectueuse de l'environnement. Cette transformation permet la fonctionnalisation directe d’alcools avec divers nucléophiles (amines, α-méthylcétones, phosphonates,..). Cette réaction catalytique implique un métal (Ir, Ru, Fe,..) effectuant une oxydation de l'alcool, en empruntant temporairement ses hydrogènes. Un nucléophile activé effectue ensuite une condensation avec un aldéhyde ou une cétone (résultant de l’oxydation), libérant une molécule d'eau. Enfin, le produit insaturé est réduit, régénérant le catalyseur et formant une nouvelle liaison C-C ou C-N. Notre groupe de recherche, axé sur la fonctionnalisation d’alcools biosourcés, a utilisé la méthodologie ATH pour l’amination de polyols. C’est notamment le cas de l'isosorbide, un diol biosourcé chiral obtenu par double déshydratation du sorbitol (dérivé de la cellulose), largement utilisé dans diverses applications dans le domaine pharmaceutique et des polymères entre autres. Encouragés par les résultats obtenus lors de l'amination de l’isosorbide par ATH, nous avons cherché à effectuer l’élongation C-C de ce diol en utilisant la pentaméthylacétophénone (Ph*C(O)Me) comme nucléophile en présence d’un complexe d’iridium. La réactivité modérée et l’excellente diastéréosélectivité observées nous ont poussé à simplifier le motif isosorbide en étendant notre méthodologie à d’autres alcools hétérocycliques saturés. Les facteurs et groupements fonctionnels exerçant une influence sur la réactivité et la diastéréosélectivité observées ont été en partie élucidés à partir de calculs (DFT) dans le cadre d'une collaboration avec l'équipe ITEMM (ICBMS, Lyon). Enfin, nous avons exploité le motif Ph* (C6Me5) afin de post-fonctionnaliser les cétones obtenues par ATH en acides, esters et amides via une réaction de rétro Friedel-Crafts.