Double substitution allylique de diols vicinaux alcényliques

Double Allylic Substitution of Alkenyl vic-Diol

• Auteur / Autrice : Bocheng Chen
• Direction : Cyrille Kouklovsky, Aurélien de la Torre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 15/10/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Hannedouche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julie Oble, Stellios Arseniyadis, Isabelle Gillaizeau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Julie Oble, Stellios Arseniyadis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lewis, Acides de

Catalyseurs au palladium

Allylation

Catalyse duale

Mots clés libres

Catalyse duale

Substitution allylique

Palladium

Acide de Lewis

Dual catalysis

Allylic substitution

Palladium

Lewis acid

Résumé

La substitution allylique est reconnue comme l'un des outils les plus puissants en synthèse organique pour la construction de liaisons C-C et C-hétéroatome. L'exemple le plus connu est la réaction de Tsuji-Trost, l'allylation de nucléophiles mous catalysée par le palladium, qui a été largement étudiée. Une séquence de double substitution allylique sur un substrat simple pourrait permettre de générer rapidement de la complexité moléculaire en introduisant deux nucléophiles dans une réaction monotope. Cependant, ce type de réaction a rarement été rapportée en raison des difficultés de contrôle à la fois de la chimio- et de la régiosélectivité. Dans ce projet, nous décrivons une nouvelle approche pour introduire deux nouvelles liaisons C-C, C-N, C-O ou C-S à la carte de manière chimio- et régiosélective. La réaction est basée sur une double catalyse séquentielle avec un acide de Lewis et du palladium. Le champ d'application est remarquablement large et la réaction peut être rendue diastéréosélective en utilisant des alcools secondaires comme premiers nucléophiles. De plus, une série de THC (tétrahydrocarbazoles), présents dans diverses molécules naturelles et bioactives, ont été obtenus grâce à la même stratégie. Les THC ont été construits à partir d'une alkylation allylique intramoléculaire d'indoles avec des diols vicinaux allyliques. La régiosélectivité de la deuxième allylation pourrait être modifiée en utilisant du cyanure de cuivre comme promoteur avec un nucléophile dur tel que le chlorure d'isopropyle magnésium. L'énantiosélectivité a également été examinée avec différents acides de Brønsted, mais le meilleur ee était de 40 %.

Allylic substitution is recognized as one of the most powerful tools in organic synthesis for the construction of C-C and C-heteroatom bonds. The best-known example is the Tsuji-Trost reaction, the palladium-catalyzed allylation of soft nucleophiles, which has been extensively studied. A double allylic substitution sequence in a simple substrate could rapidly increase the molecular complexity by introducing two nucleophiles in a one-pot reaction. However, this type of reaction has rarely been reported due to difficulties in controlling both chemo- and regioselectivity. In this project, we describe a new approach to introduce two new C-C, C-N, C-O, or C-S bonds a la carte in a chemo- and regioselective manner. The reaction is based on sequential double catalysis with Lewis acid and palladium. The scope is remarkably broad and the reaction can be made diastereoselective using secondary alcohols as the first nucleophile. In addition, a series of THCs (tetrahydrocarbazoles), which are found in a variety of natural and bioactive molecules, has been obtained from the same strategy. THCs could be constructed via intramolecular allylic alkylation of indoles with allylic vicinal diols. The regioselectivity of the second allylation could be modified by using copper cyanide as promotor with a hard nucleophile such as isopropyl magnesium chloride. The enantioselectivity was also examined with different Brønsted acids, but the best ee was 40%.