Par des organocuivreux

Le clivage d'une liaison carbone-carbone au sein d'un cyclopropane se produit lors de l'utilisation de cuprates comme espèces nucléophiles. En 1972, Corey¹⁶⁸ montre que lorsqu'un cyclopropane diactivé par un groupe ester et nitrile en position géminale (170) est mis en présence d'un méthyl- ou vinylcuprate, une réaction de substitution a lieu sur le carbone primaire du cyclopropane. La réaction de l'éthyl u-cyanocyclopropanecarboxylate 170 avec 2 équivalents de méthylcuprate dans l'éther

à

-20°C fournit le produit d'ouv~rture 171 avec un rendement de 75% (Schéma 3.

~).

t><CN

COOEt

0

11-COOMe ⁺

(H,C=CH),cuu

v ~(l.Séq.)

R~CN COOEt

-3°C, 13 h

Schéma 3. 5

171 R

=

CH_3, 75%

172 R

=

CH=CH_{2 ,} 70%

prostanoïdes

Ayant établi la faisabilité de la conversion de 170 en 172 par un groupe vinylique, Carey met

à

profit cette réaction dans une addition homoconjuguée du groupe vinyle sur la lactone tricyclique 173 et obtient le composé 174, dérivé intervenant dans la synthèse de prostaglandines.¹⁶⁹

Bien que les cuprates soient les réactifs préférés pour l'ouverture de cycle, Trost¹⁶⁷ met en évidence que l'utilisation de réactifs de Grignard en présence d'une quantité catalytique d'un sel de cuivre donne les meilleurs résultats (82% vs 58%, Schéma 3.

§.) pour la conversion de 167 en 175. Le cyclopropane 167 présente un avantage car ses groupes électroattracteurs (PhSOz-) sont inertes face aux réactifs organométalliques.

+ n-BuMgBr + 10% Cu Br .SMe₂

+ (n-Bu)iCuLi

Schéma 3. G

THF--éther

" " o-10°c

82%~

5/

0°C à t.a.

n-Bu~SOlh

S0₂Ph 175

L'addition de cuprate sur le carbone secondaire d'un cyclopropane diactivé est la plus répandue et la plus facile d'accès. Au travP.rs de l'exemple de Bertz et Dabbagh, ¹⁷⁰ nous remarquons que certaines variantes de la réaction de substitution nucléophile sur des cyclopropanes 1, 1-disubstitués par des organocuprates sont possibles. Ce système ne nécessite pas d'activation par des acides de Lewis puisque le cyclopropane 148 se transforme en l'adduit 149 avec de très bons rendements (Schéma 3. 7). lei, l'utilisation du ligand auxiliaire (PCy2) fournit des cuprates thermiquement stables et améliore considérablement leur réactivité. Nous remarquerons que l'ajoût de LiBr n'améliore pas le rendement dans le cas du cyclopropane 148.

EtOOC.6 COOEt RR'Culi COOEt

EtOOC~R

Et20

176 177

Entrées Cuprate Eq. de LiBr 1 h/-50°C 2 h/25°C

1 MeCu(PCyi)Li 0 85 85

2 MeCu(PCy2^{)Li 1 85} 89

3 MeCu(PCy2^)Li 2 95 90

4 BuCu(PCy2^{)Li 1} 70 78

5 BuCu(PCy₂)Li 2 76 77

Schéma 3. 7

Parmi les exemples les plus réc.enll:i, nous citons les travaux de Tanimori¹¹¹ qui décrit en 1995 l'utilisation de nombreux organocuivreux comme réactifs pour

l'addition homoconjuguée d'organocuprates sur des cyclopropanes activés et son application dans la synthèse d'un produit naturel la (~)-juvabione (Schéma 3. 7).

Alors que l'addition homoconjuguée de cuprates de Gilman (homocuprates) sur un cyclopropane activé a été présenté ci-dessus, aucune autre réaction d'addition d'autres cuprates ou investigation sur l'efficacité d'additifs (acides de Lewis et bases) ne sont apparus avant ceux de Tanimori. Après optimisation des conditions

L'addition d'organocuprates sur 178 est régiosélective. La substitution se fait exclusivement sur le carbone C(S) et aucun produit d'addition 1,2 n'est détecté dans cette réaction.

L'addition conjuguée de réactifs de Grignard allyliques sur des cyclopropanes activés en présence d'une quantité catalytique de cuivre a été étudiée pàr Wicha¹⁷² en 2001. Le traitement du di-tert-butyl ester cyclopropane 180a avec du chlorure de méthallylmagnésium et de CuI.Me2S dans le THF de -30°C à -20°C conduit lentement au produits d'addition 1,5 181a avec un rendement maximum de 85% (Schéma 3 . .2). Des esters maloniques sont ainsi facilement synthétisés à partir de cyclopropanes

diactivés et d'un réactif organocuivreux. En absence de cosolvant, la réaction de substitution est régiosélective puisqu'aucun produit issu d'une addition 1,2 tel que 182a n'est détecté (entrée 1). Il est remarquable de voir que le remplacement du cosolvant HMPA avec le DMPU sur le cyclopropane 180b résulte d'une diminution de la régiosélectivité de la réaction d'ouverture (entrées 2 et 3).

180a·c

Entrée Cyclopropane Cosolvant Produit Rdt

Ratio.JJWW (%) 180a-c reflètent probablement la tension du cycle cyclopropane dans ces composés.

3.1.2.3 Par des thiolates

Les cyclopropanes 1,1-disubstitués activés par deux groupes électroattracteurs géminaux réagissent avec des réactifs nucléophiles variés sur le carbone du cycle et résultent en la formation de propanes 1,1,3-trisubstituP.s. En présence de mercaptans comme n-BuSH et PhSH et d'une base, le cyclopropane

18Qb conduit avec des rendements modérés de 54% et 58% respectivement à l'adduit 183.

[><COOEt COOEt 180

RSH (1.5 éq.) EtONa/ EtOH 110°c, 20 h

Schéma 3. 10

COOEt

RS~COOEt

R

=

n-BuSH, 58%

R = PhSH, 54%

Un point de départ significatif dans le .mode intermoléculaire d'ouverture de cyclopropanes activés a été réalisé par Singh¹⁵⁹ au travers du phénomène de spiro-activation. Il décrit en 1975 l'addition de mercaptans sur des cyclopropanes spiroactivés. Ainsi en présence de thiophénolate de sodium dans le DME

à

température ambiante, le spirocyclopropane 184 conduit au produit de substitution 185 avec un bon rendement de 85%. On notera que l'anion ·thiophénolate employé ici comme nucléophile s'additionne facilement sur un centre primaire mais la réaction est lente (45 heures).

~:K

₀ ^{DME, Ph SN 85 45 h % t.a.}

^{a -/-o} _~

O H

_~

SPh

184 185

Schéma 3. 11

Le mode spiro du cyclopropane 184 confère une grande vulnérabilité au cycle cyclopropanique. En effet les systèmes tel que 183 peuvent être utilisés efficacement dans la synthèse d'une variété de produits hétérocycliques. De plus, il a été montré par Singh¹⁷³ et Tsai¹⁷⁴ que l'activation spiro de cyclopropanes via l'utilisation de l'acide de Meldrum aboutit

à

une haute sélectivité dans l'ouverture de systèmes non symétriques comme 186 où le centre secondaire (carbone le plus encombré) est préférentiellement attaqué par les nucléophiles.

(~:>( R~

Nu: O

avec R différent de H, i.e

~

Figure 3. 2

Dans le cas de 186 comme substrat, la liaison qui se rompt sera celle la mieux située pour un recouvrement simultané avec les deux groupes carbonyles activants.

Un autre exemple d'ouverture de cyclopropane régie- et stéréospécifique par des mercaptans est développé par Hamilton.¹⁷⁵ Le système non symmétrique du cyclopropane 187 est différent de 186. Il n'est pas spiroactivé par un dérivé de l'acide de Meldrum mais diactivé par deux groupes électroattracteurs ester et lactone en position vicinale. A température ambiante, la [3.1.0]-y-lactone 187 subit une réaction de substitution nucléophile par le thiophénolate de sodium pour donner l'adduit 188 issu d'une attaque du nucléophile sur le centre primaire avec un rendement de 92% (Schéma 3. 12).

0 ⁰

Dans le document Désymétrisations énantiosélectives des aziridines et cyclopropanes &quot;méso&quot; spiroactivés (Page 113-119)