Synthèse de composés biaryliques atropoisomères utilisant des complexes Au(I) et

a) Réactions stœchiométriques :

Comme décrit dans le paragraphe (B.2), plusieurs voies mécanistiques ont permis d’obtenir le composé biaryliques. Des expériences stœchiométriques mimant les cycles catalytiques 1 et 2 avec des complexes Au(III) chiraux ont été réalisées afin d’étudier les possibilités d’induction asymétrique pour la formation de composés biaryliques. (Fig. 175).

Figure 175 : Couplage croisé asymétrique entre des sels d’aryldiazonium et des acides arylboroniques utilisant le système or-photorédox en présence de CsF

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Dans un premier temps, les expériences stœchiométriques ont été réalisées entre le tétrafluoroborate naphtalène-1-diazonium 373 et l’acide 2-méthoxy-1-naphtylboronique 374 en utilisant le ligand (R)-(Sp)-(-)-PFNMe 375 disponible commercialement. En effet, il a été établi que ce ligand permettait de produire de bonnes énantiosélectivités dans la synthèse de biaryles atropoisomères catalysée par le palladium.^[173] Ces premières expériences stœchiométriques ont été reproduites plusieurs fois afin d’obtenir une moyenne des rendements et des excès énantiomériques du composé biarylique 378. Après la préparation du complexe Au(I) chiral 376 en utilisant les conditions d’Hashmi, la voie 1 a été considérée dans un premier temps. La première étape de transmétallation entre le complexe Au(I) chiral 376 et l’acide boronique 374 en présence de deux équivalents de CsF a permis d’isoler le complexe Au(I) chiral 377 avec des rendements compris entre 70% et 96%. Ce dernier a ensuite été mis en réaction avec un équivalent de sel d’aryldiazonium 373 sous condition photorédox afin de générer le composé biarylique 378 avec des rendements compris entre 28% et 41% (rendement moyen sur les quatre expériences : 33%). Malheureusement, de très faibles inductions asymétriques ont été mesurées par HPLC chirale (e.e. moyen sur quatre expériences : + 5 ± 2%) (Fig. 176). Concernant la voie 2, le sel d’aryldiazonium 373 a été directement mis en réaction avec le complexe Au(I) chiral 376 en présence de Ru(bpy)3(PF6)2 comme photocatalyseur sous irradiation de lumière bleue afin de générer le complexe Au(III) 379 chiral avec des rendements compris entre 97% et 98%. Ce dernier a ensuite subi une transmétallation avec l’acide boronique 374 en présence de deux équivalents de CsF afin de former le composé biarylique 378 avec des rendements compris entre 27% et 28%. Cependant, bien que la séquence réactionnelle ait été réalisée six fois, et seulement deux d’entre elles ont permis d’isoler le produit biarylique 378, avec également une faible énantiosélectivité mais opposée dans ce cas (e.e. moyen sur deux expériences : - 8%) (Fig. 176). Ce manque de reproductibilité pourrait être dû dans ces conditions à une compétition entre la voie 2 et l’homocouplage par dismutation du complexe Au(III) chiral 379, ou à l’existence d’une voie 3 parasite provenant de la formation de LAuCl au cours de la réaction.

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Figure 176 : Induction asymétrique dans le couplage croisé entre le sel d’aryldiazonium 373 et l’acide boronique 374 catalysé par le complexe Au(I) 376 sous condition photorédox

Pour la suite de cette étude, un ligand (P,N) ayant une unité oxazoline chirale a été utilisé, et a également permis de préparer le complexe Au(I) chiraux 379 dans les conditions d’Hashmi avec un rendements de 95%. La formation d’un monocristal par diffusion d’éther avec une solution de dichlorométhane du complexe Au(I) 379 a permis de confirmer l’absence de coordination entre l’azote et le centre métallique (Fig. 177). Ensuite, les

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couplages stœchiométriques ont été réalisées avec le sel d’aryldiazonium 373 et l’acide boronique 374. En considérant la voie 1, le composé biarylique 378 a été obtenu avec rendement de 42% similaire au résultat observé, avec le complexe Au(I) 376, mais avec un excès énantiomérique légèrement supérieur de + 12%. Concernant la voie 2, le composé biarylique 378 a été obtenu avec un meilleur rendement de 69%, mais avec une énantiosélectivité quasi-nulle de + 1% (Fig. 177).

Figure 177 : Induction asymétrique dans le couplage croisé entre le sel d’aryldiazonium 373 et l’acide boronique 374 catalysé par le complexe Au(I) 379 sous condition photorédox

Dans un second temps, le complexe Au(I) 379 a tout de même été sélectionné pour étudier les effets de la substitution des réactifs de départ (Fig. 178).

Figure 178 : Différents substrats utilisés lors du couplage croisé catalysé par le complexe Au(I) 379 sous condition photorédox

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La substitution s’est révélée être un critère déterminant. En effet en changeant le sel d’aryldiazonium 373 par 380, cela a entraîné une diminution importante des rendements et des excès énantiomériques pour les deux voies considérées. Les valeurs de la seconde voie sont cependant à prendre avec précaution car ces expériences ont été réalisées une seule fois, et des conversions incomplètes après la première étape ont pu être observées par cette voie. Par exemple, le biaryle désiré 381 a été isolé avec un rendement de 23% pour la voie 1 et de 35% avec la voie 2. De plus, de très faibles excès énantiomériques de - 3% ont été mesurés par HPLC chirale (Entrée 1, Tab. 7). Enfin, la synthèse du composé biarylique atropoisomère 386 a également été réalisée avec les couples réactifs 382/383 et 384/385 pour les deux cycles catalytiques. (Entrée 2-3, Tab. 7) Dans ces cas, les rendements du biaryle 386 ont également été relativement faibles (inférieur à 20%). De manière intéressante, en considérant la voie 2, le couple réactif 382/383 a permis d’obtenir le biaryle 386 avec un excès énantiomérique de + 21% (Entrée 2, Tab. 7).

Entrée Réactifs Produit Voie 1 Voie 2

Rdt (%) e.e (%) Rdt (%) e.e (%) 1 380 / 374 381 23 -3 35 -3 2 382 / 383 386 <10 nd 20 +21 3 384 / 385 386 5 +3 <8 nd

Tableau 7 : Rendements et excès énantiomériques obtenus avec les différents substrats

Pour terminer cette étude, un dernier ligand de type P,N avec une unité oxazoline et une unité ferrocène a été utilisé.^[174] Le complexe Au(I) 387 a été également synthétisé en utilisant les conditions d’Hashmi avec un rendement de 70%. En employant le sel diazonium 373 et l’acide boronique 374 comme réactif, le composé biarylique a été obtenu avec un bon rendement de 44% par la voie 1 et de 27% pour la voie 2. De façon intéressante, les meilleurs excès énantiomériques de cette étude ont été mesurés avec respectivement + 26% et + 29% (Fig. 179).

Figure 179 : Induction asymétrique dans le couplage croisé entre le sel d’aryldiazonium 373 et l’acide boronique 374 catalysé par le complexe Au(I) 387 sous condition photorédox

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b) Réactions catalytiques :

La réaction dans des conditions catalytiques avec 20 mol% du complexe Au(I) chiral 376, un équivalent du sel de diazonium 373, un équivalent de l’acide boronique 374 et deux équivalents de CsF sous condition photorédox a également été étudiée (Fig. 180). Cependant, de faibles rendements du biaryles 378 compris entre 8% et 12% (rendement moyen sur quatre expériences : 10%) ont été obtenus ainsi que de faibles excès énantiomériques allant de - 6% à + 9% (e.e. moyen sur quatre expériences : + 3 ± 7%) montrant ainsi la complexité du mécanisme, les valeurs observées résultant des potentielles compétitions entre les différents cycles catalytiques et les décompositions des complexes d’Au(III).

Figure 180 : Réaction asymétrique entre le sel d’aryldiazonium 373 et l’acide arylboronique 374 utilisant le tandem or-photorédox en condition catalytique en présence de CsF