Groupement CCl 3 dans la trichlorobutènone : état de l’art

La préparation de l’analogue trichloré 91 de l’acrylate 1 est extrêmement aisée.135 En effet, la réaction d’acylation entre le vinyl éthyl éther et le chlorure de trichloroacétyle permet de former le composé 91 (Schéma 29).

Schéma 29 : Préparation de la butènone trichlorée

Généralement, ce type de motif trichlorobutènone est préparé par réaction entre un aldéhyde α,β-insaturé et du chloroforme dans la potasse, suivie d’une oxydation. La synthèse de 91 est donc encore plus simple, surtout lorsqu’elle est comparée à celle de son analogue éthoxy acrylate 1. En outre, ces composés trichlorobutènones présentent une réactivité intéressante, caractéristique d’un accepteur de Michael (Schéma 30). En présence de nucléophiles, des additions ou additions/éliminations peuvent avoir lieu : la régiosélectivité de ces additions étant en faveur de l’addition 1,4 avant l’addition 1,2. Ainsi, des dérivés d’acide propionique ou d’acide acrylique portant des substituants en position 1 et 3 peuvent être préparés. Des cas plus originaux de cyclisation ont également été décrits, où un équivalent d’eau ou de chloroforme sont éliminés, menant à des composés cycliques. La fonction trichlorométhyle peut alors subir une alcoolyse menant à des esters, ou bien une hydrolyse pour obtenir les acides correspondants.

135 Colla, A.; Martins, M. A. P.; Clar, G.; Krimmer, S.; Fischer, P. Synthesis 1991, (6), 483–486.

Schéma 30 : Classification des transformations des trichlorobutènones

Les trichlorobutènones présentent une réactivité supérieure à celle des acrylates correspondants. Leur caractère d’accepteur de Michael fort leur a d’ailleurs permis d’être utilisé en synthèse asymétrique comme équivalents synthétiques d’esters ou d’amides de l’acide acrylique (Schéma 31). Une réaction d’époxydation asymétrique a ainsi été décrite sur ces substrats dans des conditions particulièrement attractives,136 et le groupement CCl3 de l’époxyde obtenu peut être alors substitué pour former des amides ou des esters. Des réactions d’aldolisation vinylogue asymétrique ont également été décrites par Smith et al.137,138 pour former des dihydropyranes avec d’excellentes énantiosélectivités. L’ouverture de ces cycles par un excès de nucléophile permet de transformer les fonctions trichlorométhylcétones en ester ou amides. L’équipe de Zhang a également décrit deux exemples d’aldolisation vinylogue à partir de pyrrolones139 ou bien d’oxazolones.140 Le groupement CCl3 augmente la réactivité du motif α,β-insaturé par rapport à un acrylate. Les additions 1,4 peuvent être réalisées à des températures plus basses, garantissant de meilleurs excès énantiomériques.

Outre ces versions asymétriques d’addition 1,4, des structures encore plus complexes peuvent être préparées à partir des 4-alkoxytrichlorobutènones, en réalisant des cyclisations avec des espèces présentant deux sites nucléophiles. Des structures penta-, hexa-, ou même heptacycliques peuvent être synthétisées à partir de ces accepteurs de Michael (Schéma 32).

136 Zheng, C.; Li, Y.; Yang, Y.; Wang, H.; Cui, H.; Zhang, J.; Zhao, G. Adv. Synth. Catal. 2009, 351 (10), 1685–1691.

137 Morrill, L. C.; Stark, D. G.; Taylor, J. E.; Smith, S. R.; Squires, J. A.; D’Hollander, A. C. A.; Simal, C.; Shapland, P.; O’Riordan, T. J. C.; Smith, A. D. Org. Biomol. Chem. 2014, 12 (44), 9016–9027.

138 Attaba, N.; Taylor, J. E.; Slawin, A. M. Z.; Smith, A. D. J. Org. Chem. 2015, 80 (19), 9728–9739.

139 Zhang, J.; Liu, X.; Ma, X.; Wang, R.; Malkov, A.; Kanger, T.; Rodriguez, J.; Song, C. E. Chem. Commun. 2013,

49 (81), 9329–9331.

Schéma 32 : Réactions de cyclisations réalisées sur les 4-alkoxy trichlorobutènones

A partir d’hydroxylamine, des isoxazoles (a) sont obtenues avec de très bons rendements.141

Des triazoles (b) ont également été préparés à partir d’azotures benzyliques.142 De manière analogue à l’hydroxylamine, la phénylhydrazine peut réagir avec les trichlorobutènones pour mener à des pyrazoles (c) portant un groupement trichlorométhyl en position 5.143 La régiosélectivité peut être complètement inversée en introduisant un groupement carboxamide sur l’hydrazine, induisant ainsi une inversion de l’ordre de nucléophilie des deux azotes : des

141 Martins, M. A. P.; Flores, A. F. C.; Bastos, G. P.; Sinhorin, A.; Bonacorso, H. G.; Zanatta, N. Tetrahedron Lett.

2000, 41 (3), 293–297.

142 Bonacorso, H. G.; Moraes, M. C.; Luz, F. M.; Quintana, P. S.; Zanatta, N.; Martins, M. A. P. Tetrahedron Lett.

2015, 56 (2), 441–444.

143 Flores, A. F. C.; Martins, M. A. P.; Rosa, A.; Correia Flores, D.; Zanatta, N.; Bonacorsso, H. G. Synth. Commun.

pyrazoles (d) portant un groupement ester en position 3 sont alors obtenus.144 Des cycles à 6 centres peuvent également être préparés, essentiellement des pyrimidines. Par exemple, des imidothiocarbamates permettent de former des pyrimidines substituées (e) avec une excellente régiosélectivité.145 En utilisant cette méthode avec des 2-aminothiazoles (f),146 ou bien des 2-aminopyridines (g),147 des structures bicycliques ont pu être préparées. Un exemple de réaction avec des éthers d’énol silylés décrit la synthèse de noyaux benzènes (h) avec des rendements modestes mais une excellente régiosélectivité.148 Enfin, des dérivés de benzodiazépines (i) ont pu être préparées, mais uniquement avec des orthophénylènediamines non substituées, ne permettant pas de conclure sur la régiosélectivité de la réaction.149 Un phénomène intéressant a également été décrit au cours de cette synthèse (Schéma 33) :

Schéma 33 : Un exemple de double addition 1,4

Dans le cas de trichlorobutènones peu substituées (R = H ou Me), des benzimidazoles sont obtenues suite à une deuxième addition 1,4 intramoléculaire suivie d’une élimination de 1,1,1-trichloroacétone. Les auteurs suggèrent que dans le cas des substituants R = Aryle, l’encombrement stérique inhibe la seconde addition 1,2 au profit d’une addition 1,4.

Les transformations du motif trichlorobutènone sont donc dans la majorité des cas des additions 1,4 sur le système α,β-insaturé grâce à l’effet inductif attracteur du CCl3. Une fois

144 Bonacorso, H. G.; Correa, M. S.; Porte, L. M. F.; Pittaluga, E. P.; Zanatta, N.; Martins, M. A. P. Tetrahedron Lett.

2012, 53 (41), 5488–5491.

145 Dos Santos, J.; Da Silveira, A.; Souza, L.; Lobo, M.; Bonacorso, H.; Martins, M.; Zanatta, N. Synthesis 2015, 47 (24), 3947–3955.

146 Bonacorso, H. G.; Lourega, R. V; Wastowski, A. D.; Flores, A. F. .; Zanatta, N.; Martins, M. A. Tetrahedron Lett.

2002, 43 (51), 9315–9318.

147 Bonacorso, H. G.; Righi, F. J.; Rodrigues, I. R.; Cechinel, C. A.; Costa, M. B.; Wastowski, A. D.; Martins, M. A. P.; Zanatta, N. J. Heterocycl. Chem. 2006, 43 (1), 229–233.

148 Reimann, S.; Bunescu, A.; Petrosyan, A.; Sharif, M.; Erfle, S.; Mamat, C.; Ghochikyan, T. V.; Saghyan, A. S.; Spannenberg, A.; Villinger, A.; Langer, P. Helv. Chim. Acta 2013, 96 (10), 1955–1967.

149 Bonacorso, H. G.; Bittencourt, S. R. T.; Wastowski, A. D.; Wentz, A. P.; Zanatta, N.; Martins, M. A. P. J.

utilisé, ce groupe CCl3 peut alors être substitué par un autre nucléophile, ou bien converti en un autre groupement fonctionnel de même degré d’oxydation.