Développement d'un nouveau réactif en chimie du fluor : le 2,4-dinitrotrifluorométhoxybenzène

Development of a novel Reagent in Fluorine Chemistry : 2,4-Dinitrotrifluoromethoxybenzene

• Auteur / Autrice : Clémence Bonnefoy
• Direction : Thierry Billard, Fabien Toulgoat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 11/10/2024
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Piva
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Elsa Anselmi, Benoit Crousse, Laurence Grimaud
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Elsa Anselmi, Benoit Crousse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluor -- Composés

Propriétés physico-chimiques

Propriétés électroniques

Fluor

Fluor -- Composés organiques

Mots clés libres

Chimie

Fluor

Chimie organique

Chemistry

Fluorine

Organic chemistry

Résumé

Depuis les dernières décennies, la chimie du fluor a pris beaucoup d’ampleur et est maintenant un élément clé dans de nombreux domaines tels que les matériaux, la chimie médicinale et l’agrochimie. Dans ce contexte, la recherche de nouveaux groupements fluorés et le développement de voies de synthèse efficaces ne cessent de susciter l'intérêt de la communauté scientifique. La synthèse de molécules portant une fonction trifluorométhoxy attise un fort intérêt puisque ce motif possède des propriétés électroniques et physico-chimiques très intéressantes. En effet, la fonction CF3O contribue, entre autres, à augmenter la stabilité métabolique et la lipophilie des molécules qui le portent. La possibilité d’ajouter cette fonction sur des molécules complexes serait un outil majeur notamment via une approche directe afin de moduler les propriétés de molécules en « late stage ». En 2010, notre groupe avait utilisé le 2,4-dinitrotrifluorométhoxybenzene (DNTFB) comme réactif, facile à utiliser et peu onéreux, pour effectuer des trifluorométhoxylations. Cependant, la méthode n’était applicable qu’à très peu de substrats et méritait donc d’être étudiée de manière plus approfondie. De plus, le DNTFB pourrait également être utilisé comme précurseur de difluorophosgène afin d’accéder à de nouveaux groupements fluorés. Ce manuscrit décrit donc le développement d’un nouveau réactif fluoré à partir du DNTFB ainsi que l’étude complète de la stabilité et de la dégradation de ce nouveau réactif. L’utilisation de ce réactif pour la trifluorométhoxylation est également décrite. Ce manuscrit décrit également l’utilisation de la dégradation du réactif en difluorophosgène pour accéder à d’autres groupements fluorés tel que les fluorures de carbamoyle et les fluorures d’acide. Une étude de la stabilité et de la réactivité de ces composés est également décrite.

In recent decades, fluorine chemistry has gained significant momentum and has become a key element in various fields such as material science, medicinal chemistry and agricultural chemistry. In this context, the research for new fluorinated groups and the development of efficient synthesis routes is a topic of constant interest in the scientific community. The synthesis of molecules bearing a trifluoromethoxy function is of strong interest due to the moieties highly interesting electronic and physicochemical properties. The CF3O moiety can, amongst other things, contribute to an increased metabolic stability and lipophilicity of the molecules carrying it. The ability to add this function to complex molecules would be an important tool in modulating molecular properties in ''late stage” development, especially through a direct approach. In 2010, our group used 2,4-dinitrotrifluoromethoxybenzene (DNTFB) as an easy-to-use and inexpensive reagent for trifluoromethoxylation. However, the methods limited applicability to very few substrates deserved a more in-depth study. Especially as DNTFB could also be used as a precursor to access new fluorinated groups via difluorophosgene. This study describes the development of a novel fluorinated reagent derived of DNTFB as well as a comprehensive study of the stability and degradation of this novel reagent. The use of the aforementioned reagent for trifluoromethoxylation has also been described. Additionally, this study describes the reagents degradation into difluorophosgene, and its use to access other fluorinated groups such as carbamoyl fluorides and acid fluorides. The stability and reactivity of these compounds are also examined in the study.