D. Réactions d’oléfinations

 Réaction avec les carbonyles

L’oléfination de dérivés carbonylés est une transformation classique de la chimie

organique. Sa version la plus populaire, la réaction de Wittig, donne un accès stéréocontrôlé à

des oléfines substituées en une étape. Depuis les travaux d’Arens rapportant l’oléfination de

153Hashmi S. K., Rudolph M., Bats J. W., Frey W., Rominger F., Oeser T. Chem. Eur. J. 2008, 14, 6672.

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cétones par les alkoxyacétylènes en présence de trifluorure de bore,¹⁵⁵ de nombreuses

recherches ont visé à développer la réaction entre alcynes oxygénés et carbonyles.

En 1965, Middleton parvient à isoler l’intermédiaire issu de la réaction entre

l’hexafluoroacétone et l’éthynyl-éthyl éther (Schéma 143).¹⁵⁶ L’électrophilie du partenaire

carbonylé est telle que la réaction est spontanée, même à basse température. L’espèce alors

isolée est un oxète qui évolue en ester α,β-insaturé lors du stockage à température ambiante,

montrant que la réaction procède via une cycloaddition [2+2] entre la triple liaison et le

carbonyle. Ce mécanisme avait à l’origine été postulé par Arens, sans preuve de sa véracité.

Schéma 143 : Isolation de l’intermédiaire d’oléfination par l’éthoxyéthyne

Les travaux de Miginiac ont par la suite montré que la réaction d’oléfination était

toujours E-sélective avec les aldéhydes, mais que les cétones conduisent la plupart du temps à

des mélanges d’oléfines.157 La réaction fonctionne aussi avec les chlorures d’acides

permettant la préparation d’oléfines chlorées avec une excellente sélectivité. De plus, il a

montré la meilleure efficacité de la réaction en présence de TiCl4, permettant même d’étendre

sa méthodologie à l’oléfination directe d’acétals (Schéma 144).

Schéma 144 : Oléfination des carbonyles et des acétals par l’éthoxyéthyne en présence de TiCl4

Cette transformation a depuis été utilisée en synthèse totale comme alternative à la

réaction de Wittig. On peut par exemple citer les travaux de Crich, qui a employé cette

méthodologie dans son étude vers la synthèse du cycle A du Taxol (Schéma 145).¹⁵⁸ Dans ce

155Vieregge H., Bos J. T., Arens J. F. Rec. Trav. Chim. Pays-Bas1959, 78, 664.

156Middleton W. J. J. Org. Chem.1965, 1307.

157a) Pornet J., Khouz B., Miginiac L. Tetrahedron Lett.1985, 26, 1861; b) Pornet J., Rayadh A., Miginiac L.

Tetrahedron Lett.1986, 27, 5479.

Chapitre V : Valorisation du motif N-sulfinyloxypropargylamine

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dernier cas, c’est l’encombrement du carbone en α qui permet un bon contrôle de la

stéréochimie de l’oléfine obtenue.

Schéma 145 : Application de l’oléfination par l’éthoxyéthyne à la synthèse du cycle A de Taxol

Les silyloxyalcynes ont eux aussi été utilisés comme réactifs d’oléfination. Kowalski a

montré que TiCl4 est capable de promouvoir leur réaction avec les aldéhydes de la même

manière que précédemment.159 Les rendements isolés sont toutefois moyens et aucun exemple

sur cétone n’a été publié (Schéma 146).

Schéma 146 : Oléfination d’aldéhydes par les silyloxyalcynes en présence de TiCl4

 Oléfination via un alcool propargylique

Le réarrangement d’alcools propargyliques en dérivés carbonylés α,β-insaturés, aussi

connu sous le nom de réaction de Meyer-Schuster, est relativement peu utilisé en synthèse

organique du fait des conditions acides dures qu’il requiert, incompatibles avec la présence de

certains groupements fonctionnels. De plus, il est parfois peu sélectif puisque l’utilisation

d’acides protiques ou d’acides de Lewis oxophiles va générer un carbocation susceptible de

conduire à des produits secondaires, notamment issus du réarrangement de Rupe (Schéma

147).

Schéma 147 : Réarrangements de Meyer-Schuster et de Rupe

Chapitre V : Valorisation du motif N-sulfinyloxypropargylamine

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La limitation de la formation de sous-produits est le point crucial pour réaliser ce

réarrangement de façon efficace, ainsi la génération d’un cation allénique doit être favorisée.

Les alcynes riches en électrons que sont les éthers acétyléniques sont donc des substrats de

choix dans cette transformation, la présence de l’atome d’oxygène pouvant stabiliser

l’allényl-cation intermédiaire (Schéma 148).

Schéma 148 : Réarrangement de Meyer-Schuster d’un éther acétylénique – Stabilisation de l’allényl cation

Plusieurs groupes se sont intéressés au développement de cette réaction en série

alkoxyalcyne. Arens fut le premier à décrire le réarrangement d’un carbinol

alkoxypropargylique en cinnamate d’éthyle lors d’un traitement par l’acide chlorhydrique à

80 °C, et isola l’acide correspondant après saponification (Schéma 149).110

Schéma 149 : Premier exemple de réarrangement de Meyer-Schuster avec un éthoxyalcyne

L’intérêt de développer cette réaction est de réaliser l’oléfination de cétones

encombrées, souvent peu efficace avec les méthodes classiques telles que la réaction de

Wittig ou sa modification selon Wadsworth-Emmons. En effet, les alcools propargyliques,

même encombrés, sont facilement accessibles par addition de l’éthoxyacétylure de lithium, un

puissant nucléophile très peu sensible à la gêne stérique puisqu’il possède une géométrie

linéaire. D’autre part, la nécessité de mettre au point des conditions réactionnelles plus douces

pour réaliser le réarrangement a conduit les chimistes à s’orienter vers la catalyse par les

métaux de transition. Dans ce domaine, les acides de Lewis mous, capables d’intéragir avec la

triple liaison plutôt que l’hydroxyle, se sont avérés particulièrement efficaces.

Le groupe de Dudley a développé une procédure d’oléfination en deux étapes, et

démontré son applicabilité à de nombreux aldéhydes et quelques cétones encombrées

(Schéma 150).111f Le réarrangement catalysé par le trichlorure d’or s’est montré très efficace

bien que la sélectivité E/Z soit souvent moyenne.

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Schéma 150 : Oléfination des carbonyles en deux étapes : Addition d’acétylure – Meyer-Schuster

Un screening d’autres acides de Lewis a montré la capacité de nombreux métaux à

catalyser cette transformation avec des cinétiques et surtout des sélectivités différentes.160 Le

triflate de scandium s’est avéré particulièrement efficace et sélectif par rapport aux autres

métaux testés, y compris pour le réarrangement de carbinols encombrés (Schéma 151).

Schéma 151 : Réarrangement catalysé par différents acides de Lewis

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