‘ sultats et dis ussio
2 Preuve du concept
Avant de présenter les résultats sur les dérivés de sucre, la méthode a été dans un premier temps validée en caractérisant un ion alkoxycarbénium connu.
2.1 Dénomination des ions carboxonium/oxocarbénium
Dans les réactions catalysées en milieu acide, les intermédiaires réactionnels généralement évoqués sont les ions carboxonium et oxonium. Contrairement aux ions oxonium, la charge positive peut également être délocalisée sur le carbone vicinal pour générer un carbocation, paramètre dépendant deàlaàd lo alisatio àduàdou letà le t o i ueàdeàl o g e (Figure 24).
Figure 24 : Structure des ions oxocarbénium et oxonium
C està pourquoi, Olah133 a écrit en 2002: […] a o o iu io s e hi it oth a o o iu a d
carbenium ion character, and they are sometimes called oxocarbenium ions. Ainsi, dans ce
manuscrit, tout ion de type carboxonium est dénommé soit par le terme ion oxocarbénium soit par le terme carbocation.
2.2
E e ples d io s alko a
iu li ues a a t is s
2.2.1 Formation d un ion oxocarbénium en milieu superacide
Les réactions protolytiques de rupture et de r a a ge e tàd h d op o desàd alk leàte tiai esà1.1 età d al oolsà te tiai esà 1.2 en présence de pe o deà d h d og eà e à ilieuà supe a ideà o tà t à étudiées par Olah134 uiàaàutilis àl a ideà agi ue,àu àsupe a ideà o pos àd a ideàfluo osulfu i ueàetà de pentafluo u eà d a ti oi e.à Deà faço à si ilai e,à desà al oolsà te tiai esà li uesà tels que le 1-
th l lope ta olà e à p se eà d a ideà sulfu i ueà g eà u eà to eà ω-hydroxylée via la fo atio àd u àio ào o iu à li ueà1.3 (Schéma 44).135
133 G.K. Surya Prakash, C. Bae, G. Rasul, G.A. Olah, J. Org. Chem., 2002, 67, 1297. 134 G.A. Olah, D.G. Parker, N. Yoneda, F. Pelizza, J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 2245. 135 N.C. Deno, W.E. Billups, K.E. Kramer, R. Lastomirsky, J. Org.Chem., 1970, 35, 3080.
Schéma 44 : Formation de l'ion oxonium 1.3 et caractérisation par RMN 1H et 13C (a) à partir de l'hydropéroxyde du 1-méthylcylopentane 1.1 en présence d'acide magique (b) à partir du 1- méthylcyclopentanol 1.2 en présence de H2O2 et d'acide magique (c) à partir du 1-méthylcyclopentanol 1.2
en milieu acide sulfurique
2.2.2 Fo atio d u ion oxocarbénium par oxydation électrochimique
Yoshida,àda sàu eà e sio à o e-pot àdeàso àapp o heà le t o hi i ue,àaà alis àu eào datio àduà diphényl disulfure (ArSSAr) à -78 °C dans le dichorométhane en présence du Bu4NBF4 pour générer l io à sulfo iu à 1.4 uià agità e suiteà a e à u à h ithioa talà o duisa tà à laà fo atio à deà l io à oxocarbénium 1.5. Cet ion a été caractérisé par analyse RMN à basse température dans le CD2Cl2 (Schéma 45 .àL io à a o o iu à 1.5 présente un carbone déblindé à = 227,8 ppm et un proton caractéristique des ions alkoxycarbénium à = 9,86 ppm.53E suite,àl ajoutàd u à u l ophileà o duità ap sà eut alisatio àauàp oduitàd additio àa e àdeà o sà e de e tsàdeàl o d eàdeà 5%.
Schéma 45 : Génération et caractérisation de l'ion tétrahydropyranyl 1.5
La méthode mise au point au laboratoire visant à générer et analyser les ions oxocarbénium a été testée dans un premier temps àpa ti àd une molécule modèle : le 2-acétoxytétrahydropyrane.
2.3
G
atio d u ion oxocarbénium en milieu superacide
2.3.1 Synthèse et étude de la réactivité en milieu superacide
Par oxydation en présence de périodinane de Dess-Martin, le pentane-1,5-diol 1.6 conduit au 2- acétoxytétrahydropyrane 1.7 avec un rendement de 68 %. (Schéma 46). 136
Schéma 46 : Formation du 2-acétoxytétrahydropyrane
Après dissolution du composé 1.7 dans un mélange HF/SbF5 concentré à 21,6% molaire en SbF5 à – 40 °C, le milieu réactionnel est analysé par RMN à cette même température. (Schéma 47)
Schéma 47 : Réaction du composé 1.7 en milieu superacide à -40 °C
L a al seàduàspectre RMN 1H pe etàd ide tifie àleàp oto àH2 porté par le carbone 2 à = 8,69 ppm, aleu à a a t isti ueàdeàl io à1.5 (Figure 25).
Figure 25 : Spectre RMN 1H de l'ion 1.5 en milieu superacide HF/SbF5
De plus, deux massifs conséquents caractéristiques du milieu superacide sont observés sur le spectre RMN 1H. Ils correspondent notamment aux espèces H3F2+ et H2F+ présentes dans le milieu (Cf.
Introduction générale – Paragraphe 4.3.2).
136 J. Roels, P. Metz, Synlett, 2001, 6, 789.
Su p era ci d e Su p era ci d e
L a al seàduàspe t eà‘MNà13Càpe etàd att i ue àleàsig alàt sàd li d à à = 229,3 ppm au carbone C2. Cette valeur est comparable à la valeur obtenue pour ce même ion généré par oxydation
le t o hi i ueà δà=à , àpp 53) (Figure 26).
Figure 26 : Spectre RMN 13C de l'ion 1.5 en milieu superacide HF/SbF 5
Deux autres pics caractéristiques annotés sur la Figure 26 δà , àpp à ouge àetàδà , àpp à jau e à sont observés et correspo de tà àl io àa liu àfo àap sàlaàpe teàduàg oupeà a tateà suiteà àsaà protonation et sa déshydratation selon le mécanisme suivant (Schéma 48).
Schéma 48 : Formation de l'ion acylium en milieu superacide HF/SbF5137
Fort des résultats préliminaires obtenus avec le 2-acétoxytétrahydropyrane 1.7, ayant montré la capacité du milieu superacide HF/SbF5 à générer un ion oxocarbénium à basse température et effectuer son analyse par RMN,à ot eàatte tio às estàe suiteàpo t eàsu àl tudeàdeà o osa ha ides.à á a tà d tudie à laà a ti it à deà esà do eu sà deà gl os leà e à ilieuà supe a ide,à ilà està essai eà d ide tifie àlesàg oupe e tsàp ote teu sàdeàsu eà o pati lesàavec le milieu superacide. Plusieurs groupements de type éther et acétyle ont été testés. Les donneurs de glycosyle protégés par des groupements benzyles ne sont pas stables en milieu superacide, la protonation du groupement benzyle pouvant expliquer cette i sta ilit .àE àeffet,àlaàp oto atio àd the sà e z li uesàe à ilieuà superacide a été rapportée dans la littérature et a permis de mettre en évidence plusieurs sites de protonation possibles40:
Sur le cycle a o ati ueàfo a tàu à o ple eàdeàt peàπà Schéma 49a).
Pa àliaiso à o ale teàa e àl u àdesà a o esàduà leàa o ati ueàg a tàu à o ple eà
de Wheland (Schéma 49b)
Su àl o g eàdeàl the àbenzylique (Schéma 49c)
137 G. A. Olah, A. M. White, J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 7072 ; P. J. F. de Rege, J. A. Gladysz, I. T. Horváth, Science, 1997, 276, 776.
Cette polyprotonation des groupements benzyles du donneur génère ainsi des produits de dégradation ou de polymérisation. Ce groupement protecteur a donc été écarté pour notre étude.
Schéma 49 : Sites de protonation possibles de la fonction éther benzylique en milieu superacide (a) fo atio d u o ple e π fo atio d u o ple e de Whela d P oto atio de l o g e de la
fonction éther
Par sa stabilité en milieu superacide, le groupement protecteur acétyle s estàa à t e le meilleur candidat pour notre étude. Il est en effet protonné dans le milieu superacide puis régénéré intact après neutralisation. En conséquence, tous les donneurs de glycosyles étudiés dans les chapitres suivants seront protégés par ce groupement protecteur.