A partir d’alcools homoallyliques fonctionnalisés ou non

Les motifs 1,3-diols peuvent être synthétisés à partir d’alcools homoallyliques ou de leurs dérivés par introduction régio- et diastéréosélective d’une fonction hydroxyle en β de l’alcool homoallylique, généralement avec une stéréochimie relative syn.

89 Ikeda, H.; Sato, E.; Sugai, T.; Ohta, H. Tetrahedron 1996, 52, 8113–8122.

90 Patel, R. N.; Banerjee, A.; McNamee, C. G.; Brzozowski, D.; Hanson, R. L.; Szarka, L. J. Enzyme and Microbial

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IV.1.1. Iodocarbonatation

La réaction d’iodocarbonatation d’alcools homoallyliques non substitués permet d’accéder à des iodocarbonates cycliques cis. Les conditions initialement décrites par Cardillo

et al. permettaient d’accéder aux iodocarbonates cycliques I.B187 directement à partir des

alcools homoallyliques I.B186 par traitement de l’alcoolate de lithium par du CO2, puis par du diiode dans le THF (Schéma 65).⁹¹ Bartlett a ensuite décrit la cyclisation de carbonates de

tert-butyle homoallyliques I.B188 en présence de I2, qui permet également d’accéder aux iodocarbonates cycliques cis I.B187 majoritairement.⁹² Les diastéréosélectivités ont pu être améliorées en utilisant IBr dans le toluène à basse température.⁹³ Les syn 1,3-diols ont ainsi été obtenus sous la forme de carbonates cycliques, avec de bonnes sélectivités en faveur du produit

cis et avec de bons rendements ; ces iodocarbonates peuvent ensuite être transformés de manière

stéréosélective en 1,3-diols, triols, époxyalcools...

Schéma 65

IV.1.2. Oxymercuration/hydroformylation

Les alcools homoallyliques peuvent être engagés dans d’autres types de transformations, telles que des réactions d’oxymercuration. En 1997, Leighton et al. ont développé une réaction d’hydroformylation régio- et diastéréosélective de 4-méthylène-1,3-dioxanes tels que

91(a) Cardillo, G.; Orena, M.; Porzi, G.; Sandri, S. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1981, 465–466 ; (b) Bongini,

A.; Cardillo, G.; Orena, M.; Porzi, G.; Sandri, S. J. Org. Chem. 1982, 47, 4626–4633.

92 Bartlett, P. A.; Meadows, J. D.; Brown, E. G.; Morimoto, A.; Jernstedt, K. K. J. Org. Chem. 1982, 47, 4013–

4018.

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(±)-I.B189, catalysée par un complexe de rhodium(I), qui permet de générer des 3,5-dihydroxyaldéhydes protégés syn tels que (±)-I.B190 avec de bons rendements et des diastéréosélectivités supérieures à 50:1 (Schéma 66).94 Ils ont également montré qu’il était possible de réaliser une hydroformylation pour accéder aux anti 1,3-diols protégés (±)-I.B192 à partir d’éthers d’énols tels que (±)-I.B191 mais avec des rendements et des diastéréosélectivités plus faibles que dans le cas du produit syn.⁹⁵

Schéma 66

La difficulté de préparation des éthers d’énols et la variabilité des résultats en fonction des substrats ont conduit l’équipe de Leighton à développer une stratégie alternative pour synthétiser des 3,5-dihydroxyaldéhydes syn. La formation d’un hémiacétal de l’alcool homoallylique (±)-I.B193, suivie de l’oxymercuration en présence de HgClOAc, conduit de manière diastéréosélective à l’intermédiaire organomercurique (±)-I.B194, possédant une unité

syn 1,3-diol protégée.⁹⁶ Ce composé a ensuite été directement engagé dans une réaction de formylation pour conduire à l’aldéhyde (±)-I.B195 (Schéma 67).⁹⁷

Schéma 67

94 Leighton, J. L.; O’Neil, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11118–11119.

95 Sarraf, S. T.; Leighton, J. L. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 6423–6426.

96 Sarraf, S. T.; Leighton, J. L. Org. Lett. 2000, 2, 403–405.

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IV.1.3. Silylformylation

Les alcools homoallyliques I.B196 peuvent également être engagés dans des réactions d’hydrosilylation intramoléculaire catalysées par des métaux de transition, conduisant aux composés I.B197 avec de bonnes sélectivités en faveur du produit cis. Une oxydation de la liaison C-Si dans les conditions de Tamao (se produisant avec rétention de configuration) permet d’accéder au syn 1,3-diol I.B198 (Schéma 68).98

Schéma 68

L’équipe de Leighton a également montré qu’il était possible de réaliser cette réaction en présence du complexe Rh(acac)(CO)2 et de monoxyde de carbone afin d’effectuer la silylformylation d’alcools homoallyliques silylés tels que (±)-I.B199. Les composés (±)-I.B200, obtenus avec de bonnes régio- et diastéréosélectivités, sont ensuite facilement transformables en 3,5-dihydroxyaldéhydes par oxydation de Tamao (Schéma 69).⁹⁹

Schéma 69

Lorsque cette réaction est réalisée sur un diallylsilane tel que (±)-I.B201, on observe une réaction tandem silylformylation/allylation intramoléculaire de l’aldéhyde résultant pour conduire, après oxydation de la liaison C-Si et séparation des diastéréoisomères, au syn 1,3,5-triol (±)-I.B202 avec un bon rendement (Schéma 70).¹⁰⁰

98 (a) Tamao, K.; Nakajima, T.; Sumiya, R.; Arai, H.; Higuchi, N.; Ito, Y. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6090–

6093 ; (b) Li, F.; Roush, W. R. Org. Lett. 2009, 11, 2932–2935.

99 Leighton, J. L.; Chapman, E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12416–12417.

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Schéma 70

IV.1.4. Addition intramoléculaire conjuguée d’un hémiacétal sur un accepteur de Michael

IV.1.4.1. Conditions basiques

Evans et Prunet ont montré que la réaction d’esters ou d’amides α,β-insaturés δ-hydroxylés tels que I.B203 avec le benzaldéhyde, en présence de t-BuOK ou de KHMDS dans le THF, conduisait aux syn 1,3-diols I.B204 protégés sous la forme de benzylidène acétal, avec de bons rendement et des sélectivités généralement supérieures à 95:5 (Schéma 71).¹⁰¹ Il faut noter qu’il est nécessaire de réaliser trois ajouts successifs de benzaldéhyde et de base pour obtenir une conversion complète de l’alcool de départ en benzylidène acétal, et que l’utilisation d’aldéhydes aliphatiques, à la place du benzaldéhyde, conduit à un mélange de produits syn et

anti dans un rapport d’environ 1:1.

Schéma 71

La sélectivité de cette transformation peut s’expliquer par la formation d’un hémiacétalate intermédiaire I.B206 à partir de l’alcoolate I.B205 et du benzaldéhyde, suivie de son addition conjuguée intramoléculaire sur le système α,β-insaturé. Cette étape réversible est sous contrôle thermodynamique et conduit à l’acétal cis I.B207 possédant tous ses substituants en position équatoriale (Schéma 72). L’anion formé I.B207 peut ensuite déprotoner l’alcool homoallylique I.B203, ce qui permet d’utiliser une quantité substœchiométrique de base.

65 Schéma 72

Cette réaction a été étendue à des vinylsulfones aromatiques¹⁰² ou hétéroaromatiques,¹⁰³ ainsi qu’à des vinylsulfones α-substituées pour obtenir dans ce dernier cas des syn 1,3-diols allyliques protégés.104

IV.1.4.2. Conditions acides

Si la réaction d’Evans-Prunet est très efficace, elle présente néanmoins plusieurs inconvénients. En particulier, il est nécessaire de réaliser plusieurs ajouts d’aldéhyde et de base pour obtenir une conversion complète de l’alcool de départ en benzylidène acétal. De plus, cette réaction n’est pas applicable à des aldéhydes ou à des cétones α,β-insaturés comme substrats.

L’équipe d’Andrew Evans a développé une version de la réaction d’Evans-Prunet catalysée par un acide, en utilisant un aldéhyde aliphatique plus électrophile que le benzaldéhyde. Dans ces conditions, des aldéhydes α,β-éthyléniques ainsi que des cétones α,β-éthyléniques peuvent être impliqués dans la réaction.105 Ainsi, le traitement de cétones α,β-insaturées-δ-hydroxylées I.B208 et d’aldéhydes α,β-insaturées-δ-silylés I.B210 par de l’acétaldéhyde, en présence de nitrate de bismuth pentahydraté en quantité catalytique, conduit de manière diastéréosélective aux syn 1,3-dioxanes correspondants I.B209 et I.B211 via une séquence hémiacétalisation/addition conjuguée d’oxa-Michael (Schéma 73). Dans tous les cas, les 1,3-dioxanes sont obtenus avec de bons rendements et d’excellentes sélectivités en faveur du produit syn et les conditions très douces utilisées permettent une grande tolérance fonctionnelle.

102 Grimaud, L.; Rotulo, D.; Ros-Perez, S.; Guitry-Azam, L.; Prunet J. Tetrahedron Lett. 2002, 43, 7477-7479.

103 Oriez R.; Prunet J. Tetrahedron Lett. 2010, 51, 256-258.

104 (a) Rotulo-Sims, D.; Prunet J. Org. Lett. 2007, 9, 4147-4150 ; (b) Azoual, R.; Prunet J. Org. Biomol. Chem.

2009, 7, 3594-3598.

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Schéma 73

IV.1.5. Hémiacétalisation par formation d’un complexe π-allylique du palladium

Wang et Menche ont également synthétisé des syn 1,3-diols allyliques protégés sous forme d’acétals, tels que I.B213, avec de bons rendements et de bonnes sélectivités, à partir d’alcools homoallyliques fonctionnalisés de type (+)-I.B212 via une séquence impliquant une hémiacétalisation et une réaction de Tsuji-Trost intramoléculaire catalysée par du palladium (Schéma 74).¹⁰⁶

Schéma 74