Développement de nouveaux procédés cupro-catalysés à partir d'alcènes halogénés: réaction de Finkelstein et alcénylation de cyanamides

La recherche, le développement et la mise au point de nouvelles réactions efficaces, rapides et simples à mettre en œuvre est d’une importance majeure en synthèse organique. L’acquisition d’outils synthétiques de plus en plus performants, de par le développement de ces méthodes, donne en effet aux chimistes organiciens de nouvelles opportunités pour l’élaboration et la construction de nouvelles liaisons et de molécules présentant une architecture de plus en plus variée et complexe. De ce fait, la capacité à construire à partir de simples briques moléculaires de nouvelles entités structurellement complexes revêt donc d’un intérêt tout particulier. Il n’est ainsi pas étonnant de voir que depuis plus de deux cents ans, les chimistes organiciens ont eu pour volonté de découvrir et de mettre au point des réactions chimiques originales et attrayantes répondant à une demande continuellement grandissante de nouveaux procédés plus généraux, plus efficaces et, si possible, respectueux de l’environnement. C’est dans ce cadre général que se sont inscrits les travaux de recherche que nous avons réalisés au cours de cette thèse et qui nous ont permis de développer de nouvelles réactions cupro-catalysées d’échanges d’halogènes et d’alcénylation de cyanamides pour la synthèse respectivement d’alcènes halogénés et de cyanamides vinyliques.En effet, les alcènes halogénés constituent une classe importante de molécules particulièrement utiles en synthèse organique et ayant des applications dans de nombreux domaines incluant les sciences des matériaux, les polymères, la chimie médicinale ou l’agrochimie. Cependant, les méthodes de synthèse actuelles de ces molécules, pourtant simples d’un point de vue structural, souffrent encore de trop nombreuses limitations, que ce soit en terme de généralité que de facilité de mise en œuvre, particulièrement en série bromée, chlorée et fluorée. Dans ce contexte et dans le cadre de cette thèse, nous avons mis au point une réaction de rétro-Finkelstein cupro-catalysée en série vinylique permettant de passer à loisir de dérivés vinyliques iodés, simples à préparer, à leurs analogues bromés et chlorés pour lesquels il n’existe pas de méthodes de synthèse générales à l’heure actuelle. L’efficacité, la robustesse et l’utilité synthétique de cette réaction ont notamment été illustrées dans le cadre de la synthèse de produits naturels. De même, si les cyanamides N-mono- et N,N-di-substitués par des groupements alkyles, acyles, sulfonyles ou encore aryles peuvent être facilement préparés via de nombreuses méthodes de synthèses décrites dans la littérature, le cas des cyanamides vinyliques est plus problématique malgré le haut potentiel synthétique de ces briques de construction moléculaires. En effet, ces composés possèdent une combinaison unique d’atomes de carbone (sp2, sp) et d’azotes (sp3, sp) résultant de la fusion d’une fonction énamine avec une fonction cyanamide. Dès lors, cette combinaison unique fait des cyanamides vinyliques des briques de construction à hautes valeurs ajoutées présentant un intérêt particulier en synthèse organique, notamment pour la préparation de nouveaux hétérocycles azotés, mais également dans d’autres domaines tels que la chimie de coordination ou les sciences des matériaux. Dans ce contexte, nous avons entrepris de développer la première réaction cupro-catalysée d’alcénylation de cyanamides qui s’est avérée être relativement générale et efficace permettant l’obtention d’une nouvelle gamme de molécules.Doctorat en Sciencesinfo:eu-repo/semantics/nonPublishe

A General Copper-Catalyzed Vinylic Halogen Exchange Reaction

An efficient and general system for the halogen exchange reaction in alkenyl halides has been developed. Upon reaction with catalytic amounts of copper iodide and trans-N,N’-dimethylcyclohexane-1,2-diamine in the presence of tetrame-thylammonium chloride or bromide, a wide range of easily accessible alkenyl iodides can be smoothly transformed to their far less available chlorinated and brominated derivatives in excellent yields and with full retention of the double bond ge-ometry. This reaction also enables the chlorination of bromoalkenes and could be extended to the use of gem-dibromoalkenes.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Metal-Mediated C-O Bond Forming Reactions in Natural Product Synthesis

Metal catalyzed reactions for the formation of C-O bonds have had a dramatic impact in natural product synthesis over the last decades. Various metals have been reported to efficiently catalyze cross-coupling reactions for the formations of various C(sp2)-O bonds from aryl/alkenyl halides or synthetic equivalents and phenols, aliphatic alcohols and water. The implementation of such reactions in natural product synthesis enabled the emergence of new bond disconnections, which notably resulted in remarkably efficient and short synthetic pathways. The use of these reactions for the formation of C-O bonds in natural product synthesis is overviewed in this critical review, with an emphasis on copper and palladium catalysts which are the most efficient ones to date.SCOPUS: re.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Development of a General Copper-Catalyzed Vinylic Finkelstein Reaction – Application to the Synthesis of the C1-C9 Fragment of Laingolide B

An efficient and broadly applicable procedure for the copper-catalyzed vinylic Finkelstein reaction is reported. Using a simple, readily available and cheap catalytic system, a broad range of alkenyl iodides and bromides can be smoothly converted to their lower homologues with high yields and full retention of the double bond geometry. Key features of this vinylic Finkelstein reaction are its broad applicability, enabling the conversion of readily available alkenyl iodides to their less available brominated and chlorinated counterparts, and the mild reaction conditions compatible with a range of highly functionalized substrates. The potential of this vinylic halogen exchange reaction in total synthesis and medicinal chemistry was demonstrated by its successful use for the synthesis of the C1eC9 fragment of laingolide B and for the late-stage modification of drug-like molecules. The extension of this halogen exchange to the acetylenic and allenic Finkelstein reactions is also reported.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Total Synthesis of Conulothiazole A

An efficient total synthesis of the chlorinated thiazole-containing natural product conulothiazole A is reported. Key features of this synthesis include a novel rhodium-catalyzed enantioselective hydrogenation of a 2-enamido-thiazole and a vinylic Finkelstein reaction that could be implemented at all stages of the synthesis to install the chlorinated alkene.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Copper-Catalyzed Alkenylation of Cyanamides

An efficient procedure for the copper-catalyzed cross-coupling between a broad range of cyanamides and iodoalkenes is reported. Upon reaction with catalytic amounts of copper(I) iodide and 2,2'-bisimidazole in the presence of cesium car-bonate in DMF at 80 °C, a fast, regioselective, and stereoretentive cross-coupling occurs. This reaction, which was found to have a broad substrate scope, provides the first general entry to N-alkenyl-cyanamides, building blocks that hold great syn-thetic potential.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Metal-Mediated Halogen Exchange in Aryl and Vinyl Halides: a Review

Halogenated arenes and alkenes are of prime importance in many areas of science, especially in the pharmaceutical, agrochemical and chemical industries. While the simplest ones are commercially available, some of them are still hardly accessible depending on their substitution patterns and the nature of the halogen atom. Reactions enabling the selective and efficient replacement of the halogen atom of an aryl or alkenyl halide by another one, lighter or heavier, are therefore of major importance since they can be used for example to turn a less reactive aryl/alkenyl chloride into the more reactive iodinated derivatives or, in a reversed sense, to block an undesired reactivity, for late-stage modifications or for the introduction of a radionuclide. If some halogen exchange reactions are possible with activated substrates, they usually require catalysis with metal complexes. Remarkably efficient processes have been developed for metal-mediated halogen exchange in aryl and vinyl halides: they are overviewed, in a comprehensive manner, in this review article.SCOPUS: re.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Copper-Catalyzed Cyanation of Alkenyl Iodides

SCOPUS: ar.kinfo:eu-repo/semantics/publishe

Continuous Flow Chlorination of Alkenyl Iodides Promoted by Copper Tubing

A simple continuous flow synthesis of alkenyl chlorides from the corresponding readily available alkenyl iodides in a copper reactor tubing is described. A variety of alkenyl chlorides were obtained in good to excellent yields with full retention of the double bond geometry. The reaction time was reduced by a factor of 24 to 48 compared to the batch process.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Le Cuivre :un Métal Redoutablement Efficace en Synthèse Organique

info:eu-repo/semantics/publishe