Asymmetric synthesis of fluorinated and silylated nuclear cells and silane heterocycles

Synthèse asymétrique de nοuveaux cοmpοsés fluοrés et silylés et de sila-hétérοcycles

• Auteur / Autrice : Jun-Han Ma
• Direction : Jean-Philippe Bouillon, Li-Wen Xu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/12/2024
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 2000-2025)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement co-accrédité : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Gérard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Bouillon, Li-Wen Xu, Stéphane Gérard, Karen Plé, Armen Panossian, Samuel Couve-Bonnaire
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Karen Plé, Armen Panossian

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyseurs à base de métaux de transition

Fluor

Alcènes

Hydrosilylation

Silicium

Mots clés libres

Silicium

Hydrosilylation

Oléfines

Fluor

Réaction catalysee par des métaux de transition

Silicon

Hydrosilylation

Alkene

Fluorine

Metal catalyzed reaction

Résumé

D'une part, les composés organosiliciques sont des intermédiaires de synthèse particulièrement précieux en chimie organique, car ils interviennent dans diverses transformations ultérieures. Par ailleurs, les molécules contenant du silicium suscitent un intérêt croissant dans les domaines de la chimie pharmaceutique et des sciences des matériaux. D'autre part, la réaction d'hydrosilylation d'une oléfine catalysée par un métal de transition en présence d'hydrosilanes constitue une méthode directe et économiquement avantageuse pour synthétiser des organosilanes à partir de matériaux disponibles. Dans le cadre de ma thèse de doctorat, nous avons principalement étudié la synthèse de composés organosiliciques par addition catalytique de silicium-hydrogène à des oléfines fonctionnalisées, en utilisant des métaux de transition comme catalyseurs.Dans la première partie de cet article (Chapitre 2), nous avons développé une réaction d'hydrosilylation catalysée par le rhodium(I) entre le trifluorométhylène et des hydrosilanes substitués commercialement, permettant d'obtenir divers α-trifluorométhylène-β-silanes. Cette transformation présente une grande tolérance fonctionnelle et peut être appliquée à des oléfines à la fois riches et pauvres en électrons, situées à différents endroits du cycle aromatique. De plus, en remplaçant le solvant par du méthanol, il est possible d'hydrogéner sélectivement la double liaison C=C de l'α-trifluorométhylstyrène, conduisant à un produit réduit avec un rendement élevé.Dans la deuxième partie de cet article (Chapitre 3), nous avons mis au point une réaction d'hydrosilylation de l'alpha-aramide, catalysée par le rhodium en présence d'un silane substitué. Cette réaction se distingue par sa haute régiosélectivité et son excellente énantiosélectivité, grâce à l'utilisation d'un ligand P-chiral nouvellement développé. Cette stratégie montre une grande robustesse vis-à-vis de divers substrats et substituants, permettant la synthèse d'amides chiraux β-silylés avec des rendements et des sélectivités énantiomériques allant de bons à excellents.Enfin, nous avons fourni une introduction détaillée de la section expérimentale, qui est divisée en les parties suivantes: (1) méthodes de synthèse et caractérisation des substrats de réaction; (2) méthodes opérationnelles pour la réaction d'hydrosilylation et caractérisation de ses produits; et (3) réactions de transformation des produits d'hydrosilylation et caractérisation de leurs produits résultants.

On one hand, organosilicon compounds are particularly useful synthetic intermediates in organic synthesis because they participate in diverse subsequent transformations. In addition, silicon-containing molecules have gained increasing attention in medicinal chemistry, as well as in materials science. On the other hand, transition-metal-catalyzed hydrosilylation of alkenes is a straight forward approach to construct organosilanes from readily available materials with complete atom economy. Therefore, in my Ph.D. thesis, we mainly focused on the synthesis of organosilicon compounds by transition-metal-catalyzed hydrosilylation of functionalized alkenes.In the first part of this thesis (Chapter 2), we developed a rhodium(I)-catalyzed hydrosilylation reaction of trifluoromethylalkenes and commercially available substituted hydrosilanes affording various α-trifluoromethyl-β-silanes. The transformation has a high functional tolerance and can be used with electron-rich and electron-poor alkenes on different positions of aromatic ring. Furthermore, by replacing the solvent to methanol, it was also possible to selectively perform hydrogenation of the C=C double bond of α-trifluoromethylstyrenes to give the reduced products in high yields. In the second part of this thesis (Chapter 3), we developed a highly regioselective and good enantioselective rhodium-catalyzed hydrosilylation reaction of α-arylenamides with substituted silanes and with the aid of newly developed chiral P-ligand. This strategy showed great tolerance of various substrates and substituents, affording various chiral β-silylated amides in good to excellent yields and enantioselectivities.Finally, we provided a detailed introduction of the experimental section which divided into the following parts: (1) synthesis methods and characterization of the reaction substrates; (2) operational methods for the hydrosilylation reaction and characterization of its products; (3) transformation reactions of the hydrosilylation products and characterization of their resulting products.