Valorisation des terpènes par formation des nouvelles liaisons C-C et C-X par voie catalytique et hémisynthèse

Transformer des produits naturels, les fonctionnaliser par hémi-synthèse ou par voie catalytique est un outilintéressant pour élargir le spectre des structures accessibles et de développer ainsi denouvelles molécules à potentialité biologique. Nous nous sommes intéressés à la valorisation de sesquiterpènes isolés de l’huile essentielle du Cédre de l’Atlas qui représentent une famille de molécules naturelles abondantes et de faible coût. La première partie de ce travail porte sur des réactions d’hémisynthèse des himachalènes et des α-atlantones par des voies classiques d’époxydation, de dihalogénocyclopropanation, de Grignard et de Wittig,dans le but d’accroitre l’activité biologique reconnue de la molécule naturelle ou de découvrir de nouvelles activités. Les dérivés oléfiniques synthétisés ont été ensuite impliqués dans la réaction d’hydroformylation catalysée par des complexes au rhodium. Cette seconde partie décritdans un premier temps la synthèse des ligands phospholes et biphospholes chiraux impliqués dans cette réaction. La performance des ligands a été évaluée dans la réaction d’hydroformylation de substrats modèles tels que le styrène, l’octène et l’α-méthylstyrèneet celle des ligands biphosphosles chiraux dans la version asymétrique de la réaction avecle styrène. Ensuite,la réaction a été étudiée sur les composés oléfiniques dérivés des α-atlantones. Les systèmes catalytiques [Rh(acac)(CO)2]/phospholes se montrent actifs etdonnent de bonnes chimio- et régiosélectivité en faveur de l’aldéhyde linéaire. Nous avonségalementréalisé des réactions tandem d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation pour obtenir des aldéhydes à long chaines aliphatiques ainsi que les réactions hydroformylation/acétalisation des alcools homo- et allyliques dérivé des α- atlantones afin d’accéder aux motifs lactones après oxydation des hemiacétals correspondants. La dernière partie est consacrée à la synthèse des nouveaux ligands pyrrol-phosphine (phosphole) (P-N) et leur évaluation dans la réaction d’arylation directe intramoléculaire catalysée des complexes du palladium sous micro-ondes. Cette réaction permet d’accéder à des lactones présentant un motif «dibenzo-pyranone».Les complexes associés avec les ligands pyrrol-phosphine montrent de bons résultats en termes de conversion et sélectivité. Un effet électronique remarquable des substituants des esters biaryles sur la chimiosélectivité de la réaction a été observé. ABSTRACT : The functionnalisation of natural products by hemisynthesis or catalytic reactions is a useful tool to accessand develop newinteresting molecules with biological properties.We have been interested in chemical transformation of the sesquiterpenes isolated from the essential oil of Atlas Cedar, which represent a family of abundant and inexpensive natural molecules The first part of this work concerns the hemisynthesis reactions on the himachalènes and α-atlantones by classical epoxidation, dihalogénocyclopropanation, Grignard and Wittig reactions with the aim to increase the known biological activity or to investigate novel properties. Olefinic derivatives obtained were then involved in the hydroformylation reaction catalyzed by rhodium complexes. This second part describes first the synthesis of phospholeligands and chiral biphospholes involved in this reaction.The performance of these ligands has been evaluated in the hydroformylation reaction of model substrates like styrene, octene and α-methylstyrene as well as that of the chiral biphosphosles ligands in the asymmetric hydroformylation of styrene. Then the reaction has been studied with the olefin derived from α-atlantones using [Rh(acac)(CO)2]/L (L= phosphine or phosphole) catalytic systems. These systemsshow active and give good chemo- and regioselectivity in favour of the linear aldehyde. We have also carried out the tandem reactions such as hydroformylation/Wittig/hydroformylation to obtain aldehydes with long-chain aliphatic and hydroformylation/acetalization reactions of homo- and allylic alcohols derived from α-atlantones to obtain new five-and six-membered lactones after oxidation of the corresponding hemiacetals. The last part describes the synthesis of new ligands (P-N) pyrrol-phosphine (phosphole) and their evaluation in the direct intramolecular arylation reaction catalyzed by palladium complexes under microwaves.This reaction provides access to lactones with a «dibenzo-pyranone» backbone. The complexes containing pyrrol-phosphine ligands give interesting results in terms of conversion and selectivity from various biaryl esters

Valorisation des terpènes par formation des nouvelles liaisons C-C et C-X par voie catalytique et hémisynthèse

Transformer des produits naturels, les fonctionnaliser par hémi-synthèse ou par voie catalytique est un outilintéressant pour élargir le spectre des structures accessibles et de développer ainsi denouvelles molécules à potentialité biologique. Nous nous sommes intéressés à la valorisation de sesquiterpènes isolés de l’huile essentielle du Cédre de l’Atlas qui représentent une famille de molécules naturelles abondantes et de faible coût. La première partie de ce travail porte sur des réactions d’hémisynthèse des himachalènes et des α-atlantones par des voies classiques d’époxydation, de dihalogénocyclopropanation, de Grignard et de Wittig,dans le but d’accroitre l’activité biologique reconnue de la molécule naturelle ou de découvrir de nouvelles activités. Les dérivés oléfiniques synthétisés ont été ensuite impliqués dans la réaction d’hydroformylation catalysée par des complexes au rhodium. Cette seconde partie décritdans un premier temps la synthèse des ligands phospholes et biphospholes chiraux impliqués dans cette réaction. La performance des ligands a été évaluée dans la réaction d’hydroformylation de substrats modèles tels que le styrène, l’octène et l’α-méthylstyrèneet celle des ligands biphosphosles chiraux dans la version asymétrique de la réaction avecle styrène. Ensuite,la réaction a été étudiée sur les composés oléfiniques dérivés des α-atlantones. Les systèmes catalytiques [Rh(acac)(CO)2]/phospholes se montrent actifs etdonnent de bonnes chimio- et régiosélectivité en faveur de l’aldéhyde linéaire. Nous avonségalementréalisé des réactions tandem d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation pour obtenir des aldéhydes à long chaines aliphatiques ainsi que les réactions hydroformylation/acétalisation des alcools homo- et allyliques dérivé des α- atlantones afin d’accéder aux motifs lactones après oxydation des hemiacétals correspondants. La dernière partie est consacrée à la synthèse des nouveaux ligands pyrrol-phosphine (phosphole) (P-N) et leur évaluation dans la réaction d’arylation directe intramoléculaire catalysée des complexes du palladium sous micro-ondes. Cette réaction permet d’accéder à des lactones présentant un motif «dibenzo-pyranone».Les complexes associés avec les ligands pyrrol-phosphine montrent de bons résultats en termes de conversion et sélectivité. Un effet électronique remarquable des substituants des esters biaryles sur la chimiosélectivité de la réaction a été observé

Terpenes valuation by forming new bonds C-C and C-X by catalytically and hemisynthesis reactions

Transformer des produits naturels, les fonctionnaliser par hémi-synthèse ou par voie catalytique est un outil intéressant pour élargir le spectre des structures accessibles et de développer ainsi de nouvelles molécules à potentialité biologique. Nous nous sommes intéressés à la valorisation de sesquiterpènes isolés de l’huile essentielle du Cédres de l’Atlas qui représentent une famille de molécules naturelles abondantes et de faible coût. La première partie de ce travail porte sur des réactions d’hémisynthèse des himachalènes et des α-atlantones par des voies classiques d’époxydation, de dihalogéno cyclopropanation, de Grignard et de Wittig,dans le but d’accroître l’activité biologique reconnue de la molécule naturelle ou de découvrir de nouvelles activités. Les dérivés oléfiniques synthétisés ont été ensuite impliqués dans la réaction d’hydroformylation catalysée par des complexes au rhodium. Cette seconde partie décrit dans un premier temps la synthèse des ligands phospholes et biphospholes chiraux impliqués dans cette réaction. La performance des ligands a été évaluée dans la réaction d’hydroformylation de substrats modèles tels que le styrène, l’octène et l’α-méthylstyrèneet celle des ligands biphosphosles chiraux dans la version asymétrique de la réaction avecle styrène. Ensuite,la réaction a été étudiée sur les composés oléfiniques dérivés des α-atlantones. Les systèmes catalytiques [Rh(acac)(CO)2]/phospholes se montrent actifs e donnent de bonnes chimio- et régiosélectivité en faveur de l’aldéhyde linéaire. Nous avons également réalisé des réactions tandem d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation pour obtenir des aldéhydes à long chaines aliphatiques ainsi que les réactions hydroformylation/acétalisation des alcools homo- et allyliques dérivé des α- atlantones afin d’accéder aux motifs lactones après oxydation des hemiacétals correspondants. La dernière partie est consacrée à la synthèse des nouveaux ligands pyrrol-phosphine (phosphole) (P-N) et leur évaluation dans la réaction d’arylation directe intramoléculaire catalysée des complexes du palladium sous micro-ondes. Cette réaction permet d’accéder à des lactones présentant un motif «dibenzo-pyranone».Les complexes associés avec les ligands pyrrol-phosphine montrent de bons résultats en termes de conversion et sélectivité. Un effet électronique remarquable des substituants des esters biaryles sur la chimiosélectivité de la réaction a été observé.The functionnalisation of natural products by hemisynthesis or catalytic reactions is a useful tool to accessand develop newinteresting molecules with biological properties.We have been interested in chemical transformation of the sesquiterpenes isolated from the essential oil of Atlas Cedar, which represent a family of abundant and inexpensive natural molecules The first part of this work concerns the hemisynthesis reactions on the himachalènes and α-atlantones by classical epoxidation, dihalogénocyclopropanation, Grignard and Wittig reactions with the aim to increase the known biological activity or to investigate novel properties. Olefinic derivatives obtained were then involved in the hydroformylation reaction catalyzed by rhodium complexes. This second part describes first the synthesis of phospholeligands and chiral biphospholes involved in this reaction.The performance of these ligands has been evaluated in the hydroformylation reaction of model substrates like styrene, octene and α-methylstyrene as well as that of the chiral biphosphosles ligands in the asymmetric hydroformylation of styrene. Then the reaction has been studied with the olefin derived from α-atlantones using [Rh(acac)(CO)2]/L (L= phosphine or phosphole) catalytic systems. These systemsshow active and give good chemo- and regioselectivity in favour of the linear aldehyde. We have also carried out the tandem reactions such as hydroformylation/Wittig/hydroformylation to obtain aldehydes with long-chain aliphatic and hydroformylation/acetalization reactions of homo- and allylic alcohols derived from α-atlantones to obtain new five-and six-membered lactones after oxidation of the corresponding hemiacetals. The last part describes the synthesis of new ligands (P-N) pyrrol-phosphine (phosphole) and their evaluation in the direct intramolecular arylation reaction catalyzed by palladium complexes under microwaves.This reaction provides access to lactones with a «dibenzo-pyranone» backbone. The complexes containing pyrrol-phosphine ligands give interesting results in terms of conversion and selectivity from various biaryl esters

(1S,3R,8R)-2,2-Dibromo-3,7,7,10-tetramethyltricyclo[6.4.0.01,3]dodec-9-en-11-one

The title compound, C16H22Br2O, was synthesized from β-himachalene (3,5,5,9-tetramethyl-2,4a,5,6,7,8-hexahydro-1H-benzocycloheptene), which was isolated from the essential oil of the Atlas cedar (Cedrus Atlantica). The molecule is built up from fused six- and seven-membered rings and an additional three-membered ring from the reaction of himachalene with dibromocarbene. The six-membered ring has an envelope conformation, with the C atom belonging to the three-membered ring forming the flap, whereas the seven-membered ring displays a screw-boat conformation; the dihedral angle between the rings (all atoms) is 60.92 (16)°

(1S,3R,8R,9S,10R)-2,2-Dichloro-3,7,7,10-tetramethyltricyclo[6.4.0.01,3]dodecan-9-yl 4-methylbenzene-1-sulfonate

The title compound, C23H31Cl2O3S, was synthesized in three steps from β-himachalene (3,5,5,9-tetramethyl-2,4a,5,6,7,8-hexahydro-1H-benzocycloheptene), which was isolated from essential oil of the Atlas cedar (Cedrus atlantica). The fused six- and seven-membered rings have boat conformations: the dihedral angle between the mean planes of the rings is 88.03 (12)%. The absolute structure was established unambiguously from anomalous dispersion effects. There are no directional interactions in the crystal

(1S,3R,8R)-2,2-Dibromo-10-bromomethyl-3,7,7-trimethyltricyclo[6.4.0.01,3]dodec-9-ene

The title compound, C16H23Br3, was synthesized from β-himachalene (3,5,5,9-tetramethyl-2,4a,5,6,7,8-hexahydro-1H-benzocycloheptene), which was isolated from the essential oil of the Atlas cedar (Cedrus Atlantica). The molecule is built up from fused six- and seven-membered rings and an additional three-membered ring from the reaction of himachalene with dibromocarbene. The six-membered ring has an envelope conformation (the flap atom being the C atom shared with the three-membered ring, whereas the seven-membered ring displays a screw boat conformation; the dihedral angle between the rings (defined by the near coplanar atoms) is 56.5 (2)°

(1S,3R,8R,9R,10S)-2,2-Dibromo-3,7,7,10-tetramethyl-9β,10β-epoxy-3,7,7,10-tetramethyltricyclo[6.4.0.01,3]dodecane

The title compound, C16H24Br2O, was synthesized from β-himachalene (3,5,5,9-tetramethyl-2,4a,5,6,7,8-hexahydro-1H-benzocycloheptene), which was isolated from the essential oil of the Atlas cedar (Cedrus atlantica). The molecule contains fused six- and seven-membered rings, each linked to a three-membered ring. The six-membered ring has a half-chair conformation, while the seven-membered ring displays a chair conformation. The dihedral angle between the mean planes through the six- and seven-membered rings is 39.55 (12)°. The two three-membered rings, linked to the six- and seven-membered rings, are nearly perpendicular to the six-membered ring, making dihedral angles of 78.6 (2) and 80.5 (2)°, respectively. The absolute structure was established unambiguously from anomalous dispersion effects. In the crystal, each molecule is linked to its symmetry-equivalent partner by C—H...O hydrogen bonds, forming zigzag chains parallel to [100]

1-(7-Isopropyl-2,5-dimethyl-8-nitronaphthalen-1-yl)ethanone

The title compound, C17H19NO3, was synthesized in three steps from a mixture of α-, β- and γ-himachalene, which was isolated from an essential oil of the Atlas cedar (Cedrus atlantica). The dihedral angle between the two rings of the naphthalene moiety is 2.54 (5)°. The nitro group and the acetyl group lie almost normal to the mean plane of the naphthalene moiety, making dihedral angles of 80.29 (13) and 83.01 (15)°, respectively, and are inclined to one another by 13.23 (19)°. There is an intramolecular C—H...O hydrogen bond present involving a nitro O atom and the H atom of the methine C atom of the isopropyl group, forming an S(6) ring motif. In the crystal, molecules are linked by pairs of C—H...π interactions, forming inversion dimers. There are no other significant intermolecular interactions present

Versatile synthesis of cadalene and iso-cadalene from himachalene mixtures: Evidence and application of unprecedented rearrangements

International audienceFrom a mixture of α-, β- and γ-himachalenes extracted from waste wood of Atlas cedar (Cedrus atlantica), cadalene (1,6-dimethyl-4-isopropylnaphthalene) and iso-cadalene (1,6-dimethyl-3-isopropylnaphthalene) were produced in two steps with up to 71% ± 5% yield through the ar-himachalene intermediate using I2 and/or AlCl3 as reagents. The selectivity is shown to sharply depend on the operating conditions: while I2/AlCl3 in dichloromethane promotes the formation of cadalene, the formation of iso-cadalene is favored in the presence of AlCl3 in cyclohexane. The bicyclic aromatic compounds were thus obtained through unique rearrangements involving sequential CC bond cleavage/formation and hydride transfer processes. In the absence of AlCl3 or I2, dihydrocurcumene was also found to be formed with up to 70% selectivity. A tentative mechanism is proposed and discussed

1-[(1R,2S,4R,7S)-3,3-Dichloro-4,11,11-trimethyltricyclo[5.4.0.02,4]undecan-7-yl]ethanone

The title compound, C16H24Cl2O, crystallizes with two independent molecules in the asymmetric unit. Each molecule is built up from two fused six-membered rings, one of which is fused to a three-membered ring. The two molecules differ essentially in the orientation of two of the methyl groups. The dihedral angles between the mean planes through the two six-membered rings are 57.98 (13) and 55.29 (13)°. The molecular conformation is stabilized by intramolecular C—H...Cl hydrogen bonds