Etapes de démétallation originales

La protodémétallation n’est pas la seule voie possible permettant de régénérer le catalyseur. Il est également possible de piéger les composés aurés obtenus par d’autres électrophiles qu’un simple proton, ou de transmétaller l’espèce aurée pour réaliser d’autres types de transformations, comme un couplage croisé palladocatalysé, par exemple. Pour cela, il est nécessaire de contrôler le processus de démétallation, car la protodéauration est extrêmement rapide.65

Les calculs effectués par Blum et coll. tendent à montrer que la protodémétallation est plus rapide sur les vinyls or que sur les alkyls or. De plus, l’utilisation d’un ligand de type NHC ralentit fortement ce processus par rapport à l’utilisation de la triphénylphosphine.

• Utiliser un ligand NHC facilitera le piégeage des intermédiaires aurés par d’autres sortes d’électrophiles que le proton.

• Utiliser un ligand phosphine facilitera des processus d’oxydation de l’or (I) en or (III) et de transmétallation.

La protodémétallation d’intermédiaires de type vinyls or portant un groupement attracteur est également ralentie, par rapport à celle d’intermédiaires analogues riches en électrons, à tel point que certains composés aurés ont pu être isolés.66

a.

Utilisation du Selectfluor

La première grande famille de démétallation qui existe tire profit des propriétés du SelectFluor. En effet, celui-ci est un agent oxydant puissant, donneur de fluor électrophile. Il permet d’oxyder l’or (I) en or (III), et de générer un intermédiaire équivalent à celui obtenu lors d’une étape d’addition oxydante dans une liaison BF4-F Schéma 45).

65 _{Pour une revue concernant la basicité des intermédiaires aurés, et leur vitesse de protodémétallation, voir:} Roth, K.; Blum, S.A. Organometallics 2010, 29, 1712.

66

Schéma 45: Concept de l’utilisation du SelectFluor pour la catalyse à l’or2

Cette stratégie a pu être utilisée dans le cas de réactions d’aminocyclisations ou d’alkoxycyclisations d’alcènes (Schéma 46).67,68 L’addition d’un atome d’azote ou d’oxygène sur un alcène génère un intermédiaire alkyl or (I). Cette étape est réversible et la protodémétallation est très lente. La réaction est donc généralement défavorisée. L’addition de SelectFluor permet de déplacer l’équilibre vers la formation d’un alkyl or (III)

1.18

. Celui-ci ne réalisant pas de 2-élimination d’hydrure facilement, il peut alors subir une réaction de couplage croisé en présence d’un acide boronique ou d’un aryl silane.69. L’étude récente de Toste et coll.70 a montré que le catalyseur d’or (I) est préalablement oxydé en or

(III) avant de réaliser l’étape d’addition du nucléophile sur l’insaturation carbonée. L’intermédiaire de type alkyl or (III) ne subirait alors pas de transmétallation, mais directement une élimination réductrice bimétallique sur l’intermédiaire

1.19.

67 _{a) Zhang, G.; Cui, L.; Wang, Y.; Zhang, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1471;}

b) Brenzovitch, W.E.; Benitez, D.; Lackner, A.D.; Shunatona, H.P.; Tkatchouk, E.; Goddard, W.A.; Toste, F.D Angew.

Chem. Int. Ed. 2010, 49, 5519.

68

Pour des réactions initiées par l’addition intermoléculaire d’un nucléophile, voir :

a) Melhado, A.D.; Brenzovitch, W.E.; Lackner, A.D.; Toste, F.D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8885; b) de Haro, T.; Nevado, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 123, 936.

69 _{Brenzovitch, W.E.; Brazeau, J.F.; Toste, F.D. Org. Lett. 2010, 12, 4728.} 70

Schéma 46: Couplage oxydant entre un alkyl or et un acide boronique672

Les intermédiaires alkyls or ne sont pas les seuls à pouvoir subir ce type de transformation. Les vinyls or issus de la migration d’acétates sont pauvres en électrons, et l’étape de protodémétallation de tels intermédiaires est suffisamment ralentie pour subir une oxydation par le SelectFluor. Plusieurs types de réactivités concernant ces intermédiaires ont été reportés à ce jour.

Lorsqu’un acétate de propargyle

1.20

subit une sigmatropie [3,3] catalysée par l’or (I), l’allène acétate peut être réactivé et hydrolysé en présence d’eau pour conduire à la formation d’un vinyl or stabilisé

1.21

(peu sensible à la protodémétallation) et d’acide acétique (Schéma 47).71 Cet intermédiaire peut donc subir une oxydation par le SelectFluor. En présence d’un acide boronique, on observe la formation d’une énone provenant d’une réaction de couplage croisé. L’élimination réductrice régénère le catalyseur d’or (I).

71

Schéma 47: Couplage oxydant sur vinyl or stabilisE532

Lorsque cette réaction est conduite en l’absence d’un acide boronique, le dérivé d’acétate

1.22

(ici un benzoate) joue le rôle de nucléophile intramoléculaire sur le vinyl or (III)

1.23

. Une élimination réductrice fournit l’éther d’énol

1.24

correspondant (Schéma 48).72

Schéma 48: Transfert de benzoate oxydant en présence de SelectFluor722

72

Enfin, lorsque la réaction est conduite en milieu basique et en présence d’un catalyseur d’or (I) portant un ligand de type NHC, l’élimination réductrice devient plus rapide, et la formation du produit de fluorodéauration est observée (Schéma 49).73

Schéma 49: Elimination réductrice d’un vinyl or (III) menant à une fluoro-oléfine732

b.

Utilisation d’une source d’halogène électrophile

De nombreux groupes ont montré que l’utilisation de N-iodo-succinimide (NIS) au milieu réactionnel permet de piéger un vinyl or en vinyl iodé. L’addition d’un nucléophile sur un alcyne activé par l’or s’effectuant en trans, la configuration du vinyl iodé obtenu est contrôlée (Schéma 50).

Dans le cas de la cyclisation d’une fonction tertbutoxycarbonate sur un alcyne, le contrôle sur la configuration de l’alcène obtenu a pu être mis en évidence.74 De la même manière, un vinyl or intermédiaire provenant de l’addition intramoléculaire d’un alcool sur un allène, peut être piégé par du NIS pour donner des dihydropyranes iodés.75 Enfin, le vinyl or stabilisé obtenu par l’hydrolyse de l’allène acétate (issu d’une sigmatropie [3,3] d’un propargyl acétate), peut également être utilisé pour générer un vinyl iodé.76 Dans ce dernier cas, c’est l’étape d’hydrolyse de l’allène acétate en cétone 3,2-insaturée qui contrôle la configuration de l’alcène obtenu.

73 _{De Haro, T.; Nevado, C. Chem. Commun. 2011, 47, 248.} 74

Buzas, A.; Gagosz, F. Org. Lett. 2006, 8, 515.

75 _{a) Poonoth, M.; Krause, N. Adv. Synth. Catal. 2009, 351, 117;} b) Gockel, B.; Krause, N. Eur. J. Org. Chem. 2010, 311. 76 _{a) Yu, M.; Zhang, G.; Zhang, L. Org. Lett. 2007, 9, 2147;} b) Yu, M.; Zhang, G.; Zhang, L. Tetrahedron 2009, 65, 1846.

Schéma 50: Utilisation du N-iodosuccinimide pour la iododémétallation de vinyls or74,75,76

c.

Autres sources de déauration

Une des dernières stratégies de déauration décrites dans la littérature est la transmétallation. C’est pour l’instant la stratégie la moins répandue. Pourtant, son fort potentiel promet un développement important dans les prochaines années.

L’utilisation d’un réactif organométallique correctement choisi permet par exemple de transmétaller un aryl or en aryl stannane, lequel peut ensuite servir pour réaliser une réaction de couplage croisé au palladium (Schéma 51). Dans le cas présenté ci-dessous, le tributylfurylstannane permet de transférer l’atome d’étain sur l’aryl or intermédiaire.77 Le furyl or qui en résulte est rapidement protodémétallé, ce qui permet la régénération du catalyseur.

Schéma 51: Stratégie originale de transmétallation d’un aryl or en aryl stannane552

77

Enfin, Hashmi et coll., par exemple, ont montré qu’il était possible d’utiliser certains esters allyliques ou benzyliques comme source intramoléculaire d’allylation ou benzylation électrophile d’un vinyl or78, et ce, en l’absence de source de palladium (II) (Schéma 52).

Schéma 52: Allylation d’un intermédiaire vinyl or782

Dans le document Synthèse et Réactivité d'Allènes par Transferts d'Hydrures Catalysés à l'Or (I). (Page 68-74)