d’ouverture réductrice par le zinc
D. Influence du sucre utilisé
1. Les halogéno-pyranoses.
Furstner et Weidmann, en 1990,43b) ont décrit l’action du complexe Zinc/Ag-graphite sur différents 6-iodohexo-D-pyranoses. Les quatre iodosucres étudiés sont dérivés du D-glucose, du D -mannose, du D-galactose et du D-allose et ne diffèrent donc que par la configuration des carbones C-1, C-2, C-3 et C-4 (Schéma II.14). Les hydroxyles secondaires des substrats II.37 à II.40 sont tous protégés par des groupements méthyles.
Schéma II.14 : Influence du sucre utilisé dans la réaction d’ouverture-réductrice d’halogénopyranoses par action du zinc/Ag-graphite.
O O
Chapitre II : Réactions d’ouverture réductrice par le zinc.
Tableau II.3
Substrat Configuration Produit Rendement
II.37 D-gluco II.41 93%
II.38 D-manno II.42 88%
II.39 D-galacto II.43 95%
II.40 D-allo II.44 86%
L’ouverture de ces divers iodures par le Zn/Ag-graphite permet la formation des aldéhydes II.41 à II.44 correspondants. Les rendements obtenus lors de cette réaction sont tous similaires, de l’ordre de 90% (Tableau II.3). D’après ces travaux, la réactivité de ces divers iodosucres ne semble pas être dépendante de la configuration des carbones C-1, C-2, C-3 et C-4 portant les hydroxyles secondaires.
Paradoxalement, d’autres travaux menés par J. Prandi1g) dans des conditions opératoires différentes ont montré une différence de réactivité de quatre 6-iodo-méthylpyranosides issus du D -glucose, du D-galactose, du D-allose et du D-mannose. Les hydroxyles secondaires en C-2, C-3 et C-4 des 4 sucres sont benzylés.(Schéma II.15)
Schéma II.15 : Influence du sucre utilisé dans la réaction d’ouverture-réductrice par action du zinc activé par lavage acide.
O O
1) Zn activé, Ethanol, Reflux
2) NaBH4 OH
OBn
OBn
II.47
Les conditions opératoires suivies sont différentes de celles de l’exemple précédant. En effet, les divers iodures étudiés sont, cette fois, soumis à l’action de zinc activé (lavages acides) dans un mélange EtOH/H2O au reflux. Les aldéhydes obtenus sont ensuite immédiatement réduits par action du borohydrure de sodium (Tableau II.4).
Tableau II.4 : Influence de la configuration du sucre de départ sur le produit obtenu, le rendement et le temps de réaction
Substrat Configuration du sucre de départ Temps de réaction Produit Rendement* II.45a D-glucose 1,5 h de reflux II.46a
*Rendement sur les deux étapes : ouverture puis réduction par le NaBH4.
Selon la configuration du sucre de départ, les rendements varient de 48% pour l’iodosucre II.45c dérivé du D-mannose à 73% pour l’iodure II.45b dérivé du D-galactose. De plus, outre les rendements, les produits obtenus peuvent varier en fonction de la conformation du substrat de départ.
En effet, ces deux réactions menées sur le composé II.45a conduisent à la formation des deux composés II.46a et II.47 avec des rendements de 70% et 25% respectivement. Le produit II.47 est en fait issu de la déoxygénation du composé II.46a. Ce phénomène a déjà été décrit par Vasella sur le même substrat mais bromé en position 6 (Schéma II.3), mais ne semble pas se produire dans le cas des autres épimères.
2. Les halogéno-furanoses
En 2003, H. Ohmiya a décrit la synthèse de 5-thio-D-glucose et L-glucose à partir de D -xylose et D-arabinose.39c) Une des étapes intermédiaires de cette synthèse est l’ouverture réductrice du 5-iodo-D-xylofuranoside II.48a et du 5-iodo-D-arabinofuranoside II.48b. (Schéma II.16)
Schéma II.16 : Influence de la configuration du Carbone 3 dans la réaction d’ouverture-réductrice d’halogéno-furanoses par action du zinc activé (lavage acide).
O OMe I
II.48a
TBDMSO OTBDMS
O OMe I
TBDMSO OTBDMS II.48b
O
TBDMSO OTBDMS
O
TBDMSO OTBDMS II.49a
II.49b D-xylose
D-arabinose
Zn poudre activé 3 équiv.
EtOH/AcOH
reflux Rdt = 92%
Rdt = 92%
Cette ouverture est effectuée en présence de poudre de zinc activée dans un mélange éthanol / acide acétique chauffé à 110°C. Les rendements de formation des aldéhydes II.49a et II.49b correspondants sont identiques (92%) laissant supposer que la réactivité des deux iodopentofuranosides n’est en rien affectée par le changement de configuration des Carbones en position 2 et 3.
Paradoxalement, en 1991, d’autres travaux menés par A. Furstner 43d) (Schéma II.17) ont montré que le composé II.50 issu du D-ribose et le composé I.26a issu du D-xylose, protégés de manière identique, soumis à l’action d’un complexe Zn/Ag-graphite dans le THF anhydre réagissait de façon différente.
Chapitre II : Réactions d’ouverture réductrice par le zinc.
Schéma II.17 : Influence de la configuration du Carbone 3 dans la réaction d’ouverture-réductrice d’halogéno-furanoses par action du zinc/Ag-graphite.
O
Ces deux composés ne diffèrent que par la configuration de leur Carbone en position 3.
Cependant, selon la configuration de ce carbone, les produits obtenus ne sont pas du même type. En effet, dans le cas du composé II.50 dérivé du D-ribose, après 3 heures de réaction à 30°C, un mélange de l’alcool primaire II.51 (après réduction de l’aldéhyde correspondant par NaBH4) et du produit de réduction II.52 est obtenu avec des rendements respectifs de 48 et 20%. Dans le cas du composé I.26a issu du D-xylose, l’unique produit obtenu après 12 heures de réaction à 60°C est le produit de réduction de la liaison Carbone-Iode II.53 avec un rendement de 71%. D’après ces derniers travaux, le résultat de la réaction dépend fortement de la configuration du Carbone 3.
L’étude de l’influence de la configuration des différents carbones portant les hydroxyles secondaires est assez déroutante. En effet, dans certains cas, la configuration des différents carbones semble importante, dans d’autres non. On peut donc penser que la faisabilité de la réaction ne dépend pas uniquement de la configuration de chaque carbone mais plutôt d’un ensemble de facteurs incluant le mode opératoire employé, la géométrie de la molécule, la nature des groupements protecteurs...
3. Influences des configurations α/β du carbone anomérique.
Que ce soit dans le cas d’hexopyranoses ou de pentofuranoses, la configuration α ou β du carbone anomérique ne semble pas avoir une importance capitale dans la faisabilité de la réaction de Vasella car beaucoup de travaux décrits dans la littérature sont menés sur des mélanges des deux anomères et permettent d’obtenir des rendements quantitatifs.