Synthèse de nouvelles molécules odorantes selon des procédés de chimie durable

Synthesis of new fragrance molecules using sustainable chemistry processes

• Auteur / Autrice : Philippe Martinaux
• Direction : Véronique Michelet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/02/2024
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Nadia Patino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Michelet, Nadia Patino, Aurélie Claraz, Philippe Belmont, Christophe Marin, Philippe Flachsmann
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aurélie Claraz, Philippe Belmont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parfums

Chimie verte

Or

Catalyse

Mots clés libres

Catalyse

Or

Chimie durable

Cycloisomérisation

Parfums

Catalysis

Gold

Green chemistry

Cycloisomerization

Fragrances

Résumé

Ce manuscrit présente le développement et l'approfondissement de méthodes durables pour la synthèse de molécules dédiées à l'industrie du parfum. La catalyse à l'or peut aujourd'hui être considérée comme s'inscrivant dans une application durable de la chimie de synthèse. En effet, la catalyse est un point majeur des douze principes de la Chimie Verte et l'or, un métal non toxique, permet depuis plusieurs décennies la conception de nombreux squelettes originaux.Le premier projet développé durant cette thèse a concerné la montée en échelle de synthèses de molécules sélectionnées précédemment par les experts de notre collaborateur industriel, Expressions Parfumées. Ces synthèses, effectuées sur plusieurs grammes, ont permis de réaliser des analyses sensorielles avancées de certains composés pouvant se montrer intéressants pour l'industrie. La méthodologie appliquée pour ces synthèses conduit à la formation de 3-oxabicyclo[4.1.0]-hept-4-ènes de manière diastéréosélective et racémique. Les structures ont alors été décrites olfactivement sous forme de mélanges racémiques. La chiralité pouvant jouer un rôle important sur la perception des odeurs, une version asymétrique de cette méthodologie a été développée et des mélanges énantioenrichis ont pu être comparés olfactivement. Le second projet a porté sur une réaction tandem de cycloisomérisation/réduction d'alcools ou acides acétyléniques en présence de complexes d'or et d'hydrure de silane. Les limites de ce type de réactivité ont été explorées. Enfin, la cycloisomérisation d'acides acétyléniques oxygénés a conduit à la formation de 1,4-dioxan-2-ones volatiles. Par leurs profils olfactifs variés, ces structures et leurs précurseurs pourraient dans l'avenir se distinguer comme des substituts olfactifs de produits à risque ou simplement comme de nouveaux ingrédients originaux.

This manuscript presents the development and investigation of sustainable methods for the synthesis of molecules dedicated to the perfume industry. Today, gold catalysis can be considered a sustainable tool for synthetic chemistry. Indeed, catalysis is a major point of the twelve principles of Green Chemistry, and gold, a non-toxic metal, has enabled the design of many original skeletons for several decades.The first project developed during this thesis concerned the scaling-up of syntheses of molecules previously selected by experts from our industrial collaborator, Expressions Parfumées. These syntheses, carried out over several grams, have enabled advanced sensory analysis of certain compounds that may be of interest to industry. The methodology applied for these syntheses led to the formation of 3-oxabicyclo[4.1.0]-hept-4-enes in a diastereoselective and racemic manner. The structures were then described olfactory as racemic mixtures. As chirality may play an important role in odor perception, an asymmetric version of this methodology was developed and enantioenriched mixtures were compared olfactively. The second project focused on a tandem cycloisomerization/reduction reaction of alcohols or acetylenic acids in the presence of gold complexes and silane hydride. The limits of this type of reactivity were explored. Finally, cycloisomerization of oxygenated acetylenic acids led to the formation of volatile 1,4-dioxan-2-ones. Thanks to their varied olfactory profiles, these structures and their precursors could stand out in the future as olfactory substitutes for risky products, or simply as original new ingredients.