Approche multicatalytique de l'arylation énantio et diastéréosélective des alcools

A multicatalytic approach to enantio-, and diastereoselective arylation of alcohols

• Auteur / Autrice : Bruno Lainer
• Direction : Pawel Dydio, Joseph Moran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/12/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Marine Desage-El Murr
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Timothy J. Donohoe
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jacek Młynarski, Chao Wang

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie organique

Réaction monotope

Alcools

Catalyse asymétrique

Arylation

Catalyse

Mots clés libres

Multicatalyse

Arylation

Catalyse énantiosélective

Fonctionnalisation C-H

Alcools

Emprunt d'hydrogène

Catalyse one-pot

Catalyse relais

Multicatalysis

Arylation

Enantioselective catalysis

C-H functionalisation

Alcohols

Hydrogen borrowing

One-pot catalysis

Relay catalysis

Résumé

Les groupements alcooliques sont présents dans une grande diversité de produits chimiques fins précieux issus de la nature et de la synthèse, c'est pourquoi les méthodes permettant leur diversification structurelle sont recherchées. Cependant, la modification de la structure des alcools à certaines positions non réactives, même avec l'aide de la catalyse, reste un défi ou nécessite des procédures multi-étapes fastidieuses et souvent coûteuses. Récemment, une attention accrue a été accordée à la multicatalyse, qui combine plusieurs catalyseurs au sein d'un même système, ce qui permet de découvrir des réactivités auparavant inaccessibles ou d'accroître l'efficacité globale des transformations en plusieurs étapes. Les méthodes décrites ici permettent l'α- et la β-arylation diastéréo- et énantiosélective d'alcools. En combinant des catalyseurs à base de Ru et de Pd, il est possible de réaliser une β-arylation énantiosélective (et diastéréodivergente dans le cas d'alcools portant déjà des stéréocentres) sans précédent d'alcools primaires. En outre, dans le cadre d'une catalyse relais séquentielle, il est possible d'obtenir des alcools benzyliques secondaires enrichis enantioénergie à partir de divers produits de départ disponibles, tels que des alcools primaires ou des alcools portant une double liaison. Dans l'ensemble, ces protocoles démontrent le potentiel de la multicatalyse en tant qu'outil synthétique pour diversifier les alcools. Dans un contexte plus large, cette thèse ouvre la voie à la conception de nouvelles stratégies et méthodes multicatalytiques pour une synthèse efficace.

Alcohol moieties are present in a great diversity of valuable fine chemicals from nature and synthesis, therefore methods enabling their structural diversification are sought after. However, modifying the structure of alcohols at certain unreactive positions, even with the aid of catalysis, remains a challenge or requires tedious often wasteful multistep procedures. Recently, increased attention has been paid to multicatalysis, which combines multiple catalysts within one system, enabling the discovery of previously inaccessible reactivities or increasing the overall efficiency of multistep transformations. Described within are methods which enable the diastereo-, and enantioselective α-, and β-arylation of alcohols. By combining Ru- and Pd-based catalysts the unprecedented, enantioselective (and diastereodivergent in the case of alcohols already bearing stereocenters) β-arylation of primary alcohols can be carried out. Also, under sequential relay catalysis enantioenriched secondary benzylic alcohols can be obtained from a variety of available starting materials, such as primary alcohols, or alcohols bearing a double bond. Overall, these protocols demonstrate the potential of multicatalysis as a synthetic tool for diversifying alcohols. In a broader context, this thesis sets the stage for devising novel, multicatalytic strategies and methods for efficient synthesis.