Développement et exemplification de la réaction :

Cette réaction a été étendue à une large gamme d’éthers d’énol silylés différemment substitués, cycliques ou acycliques.

235 Barner, B. A.; Yalei, L.; Md. Abdur, R. Tetrahedron 1989, 45, 6101–6112.

236 (a) Mahrwald, R. Chem. Rev. 1999, 99, 1095–1120.

(b) Denmark, S. E.; Lee, W. Chem. Asian J. 2008, 3, 327–341.

237 Les références citées dans cette partie ne sont pas exhaustives mais permettent de citer au moins un exemple

Chapitre 3 : Introduction diastéréosélective de la chaîne éthyl-3-furyle via une stratégie d’aldolisation de Mukaiyama

155 Ceux-ci peuvent être issus de cétones, d’aldéhydes, d’esters238 ou encore de thioesters.239 De nombreux acides de Lewis peuvent également été employés tels que : le TiCl4, SnCl4, SnCl2, Sn(OTf)2, BF3.OEt2, InCl3, Sc(OTf)3, FeCl3, FeCl2, MgBr2, ZnCl2, AlCl3, le cation trityl, TMSOTf, etc … Ceux-ci ont parfois pu être utilisés en quantités catalytiques.240 Cette réaction est robuste et a été très étudiée et utilisée, notamment lors de synthèses totales de produits naturels (Schéma 187).241

Schéma 187 : Réaction d’aldolisation pour la synthèse du Taxol par Mukaiyama et al.

Dès 1980, Noyori et ses collaborateurs ont également étendu la réaction aux acétals en tant qu’électrophiles. L’aldolisation est cette fois catalysée par du TMSOTf, qui effectue une attaque électrophile sur un oxygène de l’acétal pour former l’ion oxonium en équilibre avec le carboxonium (Schéma 188).

Schéma 188 : Réaction d’aldolisation d’un éther d’énol silylé et d’un acétal par catalyse au TMSOTf, développée par Noyori.

Noyori avait déjà proposé le modèle d’état de transition ouvert dans le cas d’une aldolisation en présence d’acétal (Figure 37).242 C’est ce même modèle qui a été repris 4 ans plus tard par Heathcock, en l’appliquant au cas des aldéhydes.

238 Inamoto, Y.; Nishimoto, Y.; Yasuda, M.; Baba, A. Org. Lett. 2012, 14, 1168–1171.

239 (a) Gennari, C.; Grazia Beretta, M.; Bernardi, A.; Moro, G.; Scolastico, C.; Todeschini, R. Tetrahedron 1986, 42,

893–909.

(b) Gennari, C.; Bernardi, A.; Cardani, S.; Scolastico, C. Tetrahedron Lett. 1985, 26, 797–800.

240 Hollis, T. K.; Bosnich, B. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4570–4581.

241 Mukaiyama, T.; Shiina, I.; Iwadare, H.; Saitoh, M.; Nishimura, T.; Ohkawa, N.; Sakoh, H.; Nishimura, K.; Tani,

Y.; Hasegawa, M.; Yamada, K.; Saitoh, K. Chem. Eur. J. 1999, 5, 121–161.

242 (a) Murata, S.; Suzuki, M.; Noyori, R. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 3248–3249.

Chapitre 3 : Introduction diastéréosélective de la chaîne éthyl-3-furyle via une stratégie d’aldolisation de Mukaiyama

156

Figure 37 : Etats de transitions ouverts d’une aldolisation entre un éther d’énol silylé et un acétal proposés par Noyori et al.

Malgré une proposition d’états de transition identique à celle d’Heathcock, Noyori décrit une stéréosélectivité différente concernant les produits de réaction de l’éther d’énol silylé de la 2,2-diméthylpentan-3-one 125 et de l’acétal dérivé du benzaldéhyde 126 (Schéma 189).

Schéma 189 : Aldolisation de 125 avec le benzaldéhyde ou 126 par Heathcock et Noyori.

Dans le cas de l’aldéhyde, cette différence peut s’expliquer par la coordination de l’acide de Lewis du même côté de l’hydrogène de l’aldéhyde, favorisant l’état de transition A, tandis que dans l’état de transition B conduisant au produit syn, cela aurait créé une interaction défavorable avec le méthyle de l’éther d’énol silylé (Schéma 190).

Chapitre 3 : Introduction diastéréosélective de la chaîne éthyl-3-furyle via une stratégie d’aldolisation de Mukaiyama

157

Schéma 190 : Explication possible de la sélectivité de la réaction de l’aldolisation de 125 avec le benzaldéhyde par Heathcock.

En revanche, dans le cas de l’acétal, l’acide de Lewis n’est pas coordiné au méthoxy et il semble alors que l’interaction défavorable entre le tert-butyle et le phényle soit favorisée vis-à-vis de l’interaction défavorable entre le phényle et le méthyle de l’état de transition conduisant au produit anti (Schéma 191).

Schéma 191 : Possible explication de la sélectivité de la réaction de l’aldolisation de 125 avec 126 par Noyori.

Ces deux résultats démontrent bien qu’il est tout à fait difficile de prévoir la stéréosélectivité d’une réaction d’aldolisation.

Nakamura, Kuwajima et Noyori ont également été à l’initiative du développement de l’aldolisation de Mukaiyama entre un éther d’énol silylé et un aldéhyde en catalyse basique douce, notamment grâce à l’utilisation des ions fluorures (Schéma 192).243

243 (a) Nakamura, E.; Shimizu, M.; Kuwajima, I. Tetrahedron Lett. 1976, 17, 1699–1702.

(b) Noyori, R.; Yokoyama, K.; Sakata, J.; Kuwajima, I.; Nakamura, E.; Shimizu, M. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 1265– 1267.

Chapitre 3 : Introduction diastéréosélective de la chaîne éthyl-3-furyle via une stratégie d’aldolisation de Mukaiyama

158

Schéma 192 : Aldolisation d’un éther d’énol silylé et d’un aldéhyde par catalyse basique avec des ions fluorures

Le groupe de Mukaiyama a également participé au développement de cette variante en utilisant d’autres bases de Lewis anioniques telles que le phénolate de lithium (pKa≈10), l’acétate de lithium ou le benzoate de lithium (pKa≈4) qui sont des bases de Brönsted assez faibles, ayant plus de chances d’être compatibles avec des groupements fonctionnels sensibles.244 Des paires ioniques constituées d’un anion et d’un ammonium quaternaire chiral pouvant induire une certaine diastéréosélectivité ont également été utilisés.245

La catalyse basique anionique a été étendue aux bases de Lewis neutres capables de coordiner l’éther d’énol silylé de façon à générer un complexe de silicium hypervalent. Cette coordination engendre une polarisation de la liaison adjacente avec diminution de la densité électronique du carbone central, et augmentation de la densité électronique au niveau des atomes périphériques. (Schéma 193).246

Schéma 193 : Mécanisme simplifié d’aldolisation d’un éther d’énol silylé avec un aldéhyde en présence d’une base de Lewis.

(c) Noyori, R.; Nishida, I.; Sakata, J. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2106–2108.

(d) Nakamura, E.; Shimizu, M.; Kuwajima, I.; Sakata, J.; Yokoyama, K.; Noyori, R. J. Org. Chem. 1983, 48, 932–945. (e) Nakamura, E.; Yamago, S.; Machii, D.; Kuwajima, I. Tetrahedron Lett. 1988, 29, 2207–2210.

244 (a) Fujisawa, H.; Nakagawa, T.; Mukaiyama, T. Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 1241–1246.

(b) Fujisawa, H.; Mukaiyama, T. Chem. Lett. 2002, 31, 182–183.

(c) Mukaiyama, T.; Fujisawa, H.; Nakagawa, T. Helv. Chim. Acta, 2002, 85, 4518–4531.

(d) Nakagawa, T.; Fujisawa, H.; Mukaiyama, T. Chem. Lett. 2003, 32, 462–463

.

245 (a) Fujisawa, H.; Nagata, Y.; Sato, Y.; Mukaiyama, T. Chem. Lett. 2005, 34, 842–843.

(b) Nagao, H.; Yamane, Y.; Mukaiyama, T. Chem. Lett. 2006, 36, 8–9.

Chapitre 3 : Introduction diastéréosélective de la chaîne éthyl-3-furyle via une stratégie d’aldolisation de Mukaiyama

159 Ainsi, des bases de types phosphoramides, telle que la HMPA, ou d’autres bases neutres telles que le DMSO,247 les N-méthylimidazoles248 ou encore les phosphines249 et les N-oxydes de pyridinium ont été employées.250 Enfin, un travail de développement de phosphoramides chirales a été entrepris par Denmark et al. dans le but d’augmenter les diastéréosélectivités de réaction, dans le cas d’une aldolisation en présence d’éthers d’énol de trichlorure silanes.251

La base de Lewis peut également servir de ligand ou de co-catalyseur en catalyse d’acide de Lewis, notamment afin de former un acide de Lewis chiral (Schéma 194).252

Schéma 194 : Exemple de réaction d’aldolisation d’un éther d’énol silylé et d’un aldéhyde en présence d’un acide de Lewis et d’un ligand base de Lewis chiral par Denmark et al.

Deux revues détaillent les progrès ayant été faits en réaction d’aldolisation de type Mukaiyama par catalyse basique.253

Enfin, par soucis d’économie d’atomes et de protection de l’environnement, des catalyseurs supportés sur phases solides ont également été développés254, tout comme des conditions d’aldolisation dans l’eau255, ce qui représente un vrai défi. En effet, la réaction découverte par Mukaiyama en 1974 en présence de TiCl4, et la plupart de celles qui ont suivies, requièrent des conditions strictement anhydres et certains éthers d’énols silylés ne sont pas stables en milieux aqueux.