Cyclopropanation et aziridination du styrène

2-phénylcyclopropane-1-carboxylate d’éthyle (177) : Une solution de 3.6 mg (0.011 mmol) de [Cu(OTf)2], 7.6 mg (0.021 mmol) (-)-(R)-65 dans 10 ml de CH2Cl2 anhydre a été agité 1 heure à température ambiante. 1.15g (11 mmol) de styrène 175 ont été ajoutés à la solution puis 112 mg (1.10 mmol) de diazoacétate d’éthyle 176 dans 4 ml de dichlorométhane anhydre ont été additionnés à la solution en 16 h à température ambiante. La solution a été encore agitée pendant quatre heures. Puis e catalyseur a été enlevé sur couche mince de silice, élué avec CH2Cl2. Le solvant a été évaporé et les diastéroisomères cis et trans ont été séparés par flash chromatographie (SiO2; pentane : acétate d'éthyle = 40/1). 180 mg (0.946 mmol, 86 %) de 177 ont été obtenus avec un rapport cis : trans de 39 : 61. ee cis = 0 % et ee trans = 0 %, γ-dex à 120 °C. IR(CHCl3) : 2980m, 2874w, 1719s, 1385m, 1188s,

1110m ; 1_{H-RMN (CDCl3, 400 MHz) : (cis): δ 0.97 (t, J = 7.1, 3H); 1.24-1.37 (m, 1H);} 1.7-1.8 (m, 1H); 2.06-2.11 (m, 1H); 2.55-2.6 (m, 1H); 3.85-3.91 (q, J = 7.1, 2H); 7.2- 7.28 (m, 5H). 1_{H-RMN (CDCl3, 400 MHz) : (trans) : δ 1.26-1.30 (m, 1H); 1.28 (t, J =} 7.1, 3H); 1.58-1.63 (m, 1H); 1.89-1.93 (m, 1H); 2.5-2.55 (m, 1H); 4.15-4.20 (q, J = 7.1, 2H); 7.10-7.31 (m, 5H). 13_{C-RMN (CDCl3, 100 MHz) : (cis) : δ 11.1 (s); 14.1 (d);} 21.8 (d); 22.7 (t); 25.5 (q); 31.6(s); 60.2(s); 126.6(d); 127.86 (d); 129.3 (d); 136.5 (d); 171.0 (s). 13_{C-RMN (CDCl3, 100 MHz) : (trans) : δ 14.3 (d); 17.1 (s); 24.2 (d); 26.2} (q); 60.7 (t); 126.1 (d); 126.5 (d); 128.5 (d); 140.1 (d); 173.4 (s).

(S)-2-Phényl-1-toluène-4-sulfonylaziridine (179) : Une solution de 3.6 mg (0.011 mmol) de [Cu(OTf)2], 7.6 mg (0.021 mmol) (-)-(R)-65 dans 2 ml de CH2Cl2 ont été agité 1 heure à température ambiante puis 21 mg (0.20 mmol) de styrène 175 suivi de 112 mg (0.30 mmol) d’ylure 178 ont été ajoutés à la solution. Le mélange a été agité 2 h à température ambiante puis la solution a été filtrée sur silice et élue avec 200 ml d’acétate d'éthyle. Le solvant a été évaporé et le résidu a été purifié par flash chromatographie (SiO2; pentane : acétate d'éthyle = 4/1). 52 mg (0.190 mmol, 95 %) de 179 ont été obtenus sous la forme d’un solide blanc. ee = 11 % (HPLC : Chiracel OJ, n-hexane : i-propanol = 9/1, 1 ml/min, λ= 257 nm, rt (min) : 22.4 (R) et 27.2 (S)). p.f. 87-89° C (litt. 88-89 °C)54. [α]D23 = +7.9 (c=2.0, CHCl3) (litt. [α]D25 = - 97.9 (c= 1.0, CH2Cl2)55. IR (CHCl3) : 3016m, 1598w, 1460w, 1325s, 1101s, 1094s, 915s. 1H-NMR (200 MHz, CDCl3) : δ 2.39 (d, J = 4.5, 1H), 2.42 (s, 3H), 2.98 (d, J = 7.2, 1H), 7.78 (dd, J = 7.2, 4.5, 1H), 7.22 (m, 7H), 7.87 (d, J = 8.3 ,2H). 13C-NMR. (50 MHz, CDCl3) : δ 21.7 (q), 35.9 (t), 41.0(d), 126.6 (d), 127.9 (d), 128.3 (d), 128.6 (d), 129.8 (d), 134.9 (s), 135.1 (s), 144.7 (s). 4.5. Références 1

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Dans la première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés à l'ouverture énantiosélective d'aziridines méso. Une nouvelle approche de ce type de réaction à partir d'organocuivreux chiraux a été mise au point. Le travail effectué a montré que les aziridines peuvent servir de précurseurs pour la désymétrisation asymétrique au même titre que les époxydes. Des rendements d'ouverture jusqu'à 97 % et des excès énantiomériques jusqu'à 91 % peuvent être obtenus avec l'aziridine 49 dérivé du cyclohexène. Avec d'autres aziridines, les excès énantiomériques observés sont restés faibles bien que les rendements en produit d'ouverture soient bons. Par contre, et de façon inexpliquée, l'ouverture des aziridines dérivées du cyclooctène, du cycloheptène, du cis-3-octène et du norbornène par ce procédé, n'a pas donné de produit d'ouverture.

Dans une deuxième partie, il s'est avéré que les aziridines peuvent également subir des déprotonations et conduisent aux produits de réarrangement avec d'excellents rendements et des excès énantiomériques bons. Ceux-ci ne diffèrent pas des résultats obtenus à partir des époxydes correspondants, ce qui indique des mécanismes analogues. Les différents résultats présentés dans ce travail ont montré que les aziridines peuvent conduire aux produits d’ouverture avec de bons résultats et cela quelle que soit la transformation (substitutions nucléophiles asymétriques et déprotonations énantiosélectives).

Finalement, dans une troisième partie, la réactivité d'acétals, dérivés d'aldéhydes aromatiques, lors de l'addition d'organolithiens a été étudiée. Cette étude a montré que les dioxolanes 112 et 125-132 réagissent en présence de BF3.OEt2 avec la plupart des réactifs organolithien avec d'excellents rendements. La présence d'un substituant moyennement encombrant en position ortho du phényllithium et du dioxolane, s'est effectué de façon remarquable, avec des excès énantiomériques de l'ordre de 60-83 %. Il n’est cependant pas établi que dans ce cas, la réaction des dioxolanes passe par un ion oxonium intermédiaire.

Enfin, les alcools obtenus par cette méthode permettent d'accéder rapidement à des diphénylhydramines d'intérêts biologiques avec de bons rendements.

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"Desymmetrization of meso-N-Sulfonylaziridines with Chiral Nonracemic Nucleophiles and Bases". P. Müller, P. Nury, Helv. Chim. Acta 2001, 84, 662-677.

"Sparteine-Mediated Asymmetric Nucleophilic Substitution at Prochiral sp3-Hybridized Carbon". P. Müller, P. Nury, Org. Lett. 2000, 2, 2845-2847.

“Asymmetric Catalysis with a Phosphoramidite Derived from (-)-(aR)-[1,1’-Binaphthalene]- 8,8’-diol”. P. Müller, P. Nury, Gérald Bernardinelli, Helv. Chim. Acta 2000, 83, 843-854.

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Annexe 1

Abréviations

Å Ångström L Ligand

[α]D 20

Rotation optique spécifique M Molaire

Ac Acétyl Me Méthyl

acac Acétylacétonate Mes Mésityl

anhyd anhydre min. Minutes

APT Attached Proton Test MOM Méthoxyméthyl

aq. Aqueuse m/z Rapport masse sur charge

ar Aryl NOESY Nuclear Overhauser effect

spectroscopy

Atm. Atmosphère o Ortho

Binol 1, 1'-bi-2-naphthol p Para

Bn Benzyl p.e. Point d'ébullition

Bu n-Butyl Pen Penthyl

s

Bu, s-Bu sec-Butyl p.f. Point de fusion

t

Bu, t-Bu tert-Butyl Ph Phényl

°C Degrés Celsius PMA Acide Phosphomolybdique

CD Dichroisme circulaire ppm Parties par Million

Conc. Concentrée Pr Propyl

DCC 1,3-dicyclohexylcarbodiimide iPr, i-Pr Isopropyl DEPT Distortionless Enhancement by

Polarisation Transfer

Py Pyridine