Addition de Xanthates sur des Composés (Hétéro)aromatiques
II.1. Cyclisation Radicalaire sur des Aromatiques
Procédant selon le schéma général de la réaction de cyclisation (Schéma II-1), après initiation dans les conditions usuelles de la chimie radicalaire des xanthates, le radical II.1 va s’additionner de manière intramoléculaire sur l’aromatique. Après oxydation et réaromatisation, le bicycle II.2 est obtenu. Cette réaction a été observée pour la première fois en 1994, pour la synthèse d’indolones (ou oxindoles) en utilisant la chimie radicalaire des xanthates.79
Schéma II-1 : Schéma général d’une cyclisation radicalaire sur un noyau aromatique en employant la chimie des xanthates.
Traiter le xanthate II.3 avec du peroxyde de di-tert-butyl au reflux du chlorobenzene permet d’obtenir l’indolone II.4 correspondante (Schéma II-2, a).80 Par un processus similaire,
l’azaoxindole II.5 est obtenue par cyclisation radicalaire sur l’aminopyridine II.6 correspondante (Schéma II-2, b) .81
79 Axon, J.; Boiteau, L.; Boivin, J.; Forbes, J. E.; Zard, S. Z. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 1719–1722.
80 Il est interessant de remarquer ici que le peroxyde est introduit de manière substoechiométrique (initiateur). Cela
montre que pour ce cas-là, à l’inverse de ce qui a été montré plus tôt dans ce manuscrit, le radical adduit peut propager la chaîne (même s’il a été montré que ce n’était pas de façon éfficace).
Pour une autre synthèse d’oxindoles par la chimie des xanthates, mais dont la stratégie repose sur la formation de la liaison entre le carbonyle et l’aromatique, voir : López-Valdez, G.; Olguín-Uribe, S.; Millan-Ortíz, A.; Gamez- Montaño, R.; Miranda, L. D. Tetrahedron 2011, 67, 2693–2701.
81 (a) Bacqué, E.; El Qacemi, M.; Zard, S. Z. Org. Lett. 2004, 6, 3671–3674. (b) Bacqué, E.; El Qacemi, M.; Zard,
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Schéma II-2 : Synthèse d’oxindole (indolone) et azaoxindole à l’aide la chimie radicalaire des xanthates.
Une autre transformation possible consiste à additionner un xanthate sur une oléfine liée à un aromatique, puis, dans un second temps, d’effectuer la cyclisation pour obtenir le composé bicyclique correspondant (Schéma II-3). Cette méthode permet d’obtenir des indolines (et par extension des indanes, azaindolines, azaindoles, …), comme le montre la voie réactionnelle (a).82a Les indoles sont aussi accessibles après une oxydation, l’aromatisation du système étant fortement favorisée si le groupement en para de l’azote est un groupement methoxy, permettant une synthèse très simple de dérivés de mélatonine, par exemple.82b Sur ce même principe, des cycles plus grands sont accessibles comme les tetrahydroazanaphtyridines (voie b)83 ou les dihydropyridoazepinones (voie c),27 et une plus grande diversité est obtenue en faisant varier les deux partenaires de la réaction. Ce dernier exemple est assez intéressant, et montre bien la tolérance de ces réactions. Le xanthate de chlorocétone II.7, est additionné avec un très bon rendement sur l’oléfine II.8, et même la cyclisation, qui se passe dans des conditions légèrement plus dures, permet d’obtenir le bicycle II.9.
82 (a) Ly, T.-M.; Quiclet-Sire, B.; Sortais, B.; Zard, S. Z. Tetrahedron Lett. 1999, 40, 2533–2536. (b) Quiclet-Sire,
B.; Sortais, B.; Zard, S. Z. Chem. Commun. 2002, No. 16, 1692–1693. (c) Salomon, P.; Zard, S. Z. Org. Lett. 2014,
16, 2926–2929.
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Schéma II-3: Addition puis cyclisation radicalaire sur un composé aromatique par la chimie des xanthates.
Ces réactions ne sont pas limitées aux cycles aromatiques à 6 chaînons, il est également possible de cycliser sur des plus petits cycles comme des pyrroles, imidazoles, thiophènes (Schéma II-4). En effet, l’équipe de Miranda a utilisée cette stratégie pour obtenir un intermédiaire clé lors de la synthèse totale du desethylrazinal (voie a). Cet intermédiaire, II.10 est obtenu après addition et cyclisation du xanthate d’acétate d’éthyle sur le pyrrole II.11, le tout effectué en une seule étape.84 Un autre exemple, de cyclisation sur un imidazole cette fois ci, permet d’obtenir sélectivement le pyrrolo[1,2-a]imidazole II.12, la cyclisation exclusive, sur la position 2 de l’imidazole (voie b).65
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Schéma II-4 : Cyclisations sur des composés aromatiques à 5 chaînons.
D’autres hétérocycles sont aussi accessibles en inversant le système : attacher un noyau aromatique sur la partie xanthate, l’additionner sur une oléfine puis cycliser le tout sur l’aromatique. Cette méthode, complémentaire à celle présentée avant, permet par exemple l’accès de manière modulable aux azaindanes fonctionnalisés en un nombre limité d’étapes (Schéma II-5).85
Schéma II-5 : Nouvel accès aux azaindanes par cyclisation radicalaire.
Bien que la plupart du temps des mélanges ont été obtenus, on retrouve ici encore la préférence d’attaque du radical en position 2 par rapport à la position 4 de la pyridine.
Suivant ce principe, d’autres méthodes permettent d’obtenir des composés bicycliques originaux, dont quelques exemples sont présentés ci-après (Schéma II-6). L’addition du dérivé
85 (a) Huang, Q.; Zard, S. Z. Org. Lett. 2017, 19, 3895–3898. (b) Huang, Q. Thèse de doctorat, Ecole
49 thiophène II.13 sur l’ester MIDA du boronate de vinyle, donne le xanthate II.14 qui après cyclisation fournit un bicycle intéressant II.15 pour les couplages de Suzuki par exemple (voie a).59a Les tétralones sont aussi facilement accessibles par cette méthode (voie b)86, et en utilisant des xanthates un peu plus exotiques, des composés plus complexes, tels que les difluorothiochromanes (voie c),87 sont obtenus avec des rendements synthétiquement intéressants. L’époxyde de la difluorothiochromane II.16 n’ayant pas été affecté par la réaction, cela démontre encore la tolérance de cette chimie radicalaire envers les groupements sensibles. Enfin, en additionnant un xanthate sur une oléfine cyclique, des composés aromatiques polycycliques sont facilement accessibles par cette méthode (voie d).61
Schéma II-6 : Addition sur une oléfine d’un xanthate contenant un aromatique puis cyclisation sur ce dernier.
86 Liard, A.; Quiclet-Sire, B.; Saicic, R. N.; Zard, S. Z. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 1759–1762. 87 Salomon, P.; Zard, S. Z. Org. Lett. 2014, 16, 1482–1485.
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Nous venons de montrer succinctement qu’il était possible de cycliser sur un composé aromatique en utilisant la chimie radicalaire des xanthates. Le prochain paragraphe va s’intéresser au cœur de notre projet, les additions intermoléculaires de radicaux générés par des xanthates sur des composés hétéroaromatiques.