Le titane de basse valence, un réactif d'intérêt pour l'élaboration de cycles à six et sept chaînons variés, hautement fonctionnalisés
Low-valent titanium, a usefool tool for the synthsis of highly functionalized six- and seven-membered ring frameworks
par Florent BODINIER sous la direction de Geoffroy SORIN
Thèse de doctorat en Chimie organique
ED 563 Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le vendredi 18 mars 2022 à Université Paris Cité

Sujets
  • Alcynes
  • Chimie organique
  • Produits naturels
  • Synthèse (chimie)
  • Titane

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Mots clés
Chimie organique, Titane de basse valence, Cycloheptanes, Oxépanes, Azépanes, Alcoxyallènes, Couplages réducteurs
Resumé
La synthèse de produits naturels est une formidable source d'inspiration et de créativité. Face à la diversité ainsi que la complexité des structures rencontrées dans la nature, un chimiste de synthèse doit trouver des outils innovants pour surmonter ces obstacles. Ainsi, la construction de cycles à sept chaînons, présents dans de nombreux produits naturels et pharmaceutiques, apparait comme étant un défi de premier plan. A ce jour, seuls deux couplages réducteurs alcyne/alcyne et alcyne/dicétone, induits par un complexe de titane de basse valence, furent développés pour accéder à ce type de structure. Dans la première partie de cette thèse, nous avons mis en lumière une voie de synthèse sans précédent, menant à des cycles à sept chaînons totalement carbonés, ou comportant un hétéro-élément, grâce à des couplages alcyne/alcène promus par des complexes de titane de basse valence. Ces complexes sont bon marché, et facilement accessibles à partir de Ti(OiPr)4 et de réactifs de Grignard. Une large gamme de cycloheptanes, d'oxépanes et d'azépanes fut ainsi obtenue avec des rendements modérés à bons, et forts d'excellentes diastéréosélectivités (jusqu'à 95/5 dans la plupart des cas). La seconde partie de cette thèse fut consacrée à de nouveaux couplages réducteurs entre un alcyne et un alcoxyallène, promus par des complexes de titane de basse valence, de manière intramoléculaire. Depuis le début des années 1990, la chimie des complexes de titane divalents connue un véritable essor grâce à la cyclopropanation de Kulinkovich. Il peut être mentionné que ces complexe sont éco-responsables, peu couteux dans la mesure ou le titane fait partie des éléments les plus abondants (9ième de la croûte terrestre), et les complexes de type tétra-alxoxy sont non-toxiques. Ainsi, de nombreuses méthodologies ont été développées autour de couplages réducteurs passant par des espèces de type titanacyclopropènes, résultant d'un échange de ligands entre un complexe (η2-propene)Ti(OR)2 et un alcyne. A ce jour, concernant les réactions impliquant un titanacyclopropène en présence d'un alcoxyallène, seuls deux exemples intermoléculaires ont été rapportés avec une régiosélectivité complète en faveur du carbone électrophile de la double liaison distale. Dans le cadre de cette étude, nous avons mis au point et optimisé des couplages alcyne/alcoxyallène intramoléculaires induits par des complexes de titane pour un accès rapide à des systèmes variés et hautement fonctionnalisés grâce à des changements fins des conditions réactionnelles. Une régiosélectivité singulière et innovante en faveur d'une addition sur le carbone à tendance nucléophile de l'alcoxyallène sembla ainsi être l'étape clé de la plupart des structures développées.