Transfert 1,5 d’hydrure sur un alcyne

Il est possible d’utiliser des alcynes comme accepteurs d’hydrures intramoléculaires. Dans ces cas, l’utilisation de métaux électrophiles est nécessaire afin d’activer l’insaturation carbonée.

L’équipe de Barluenga a montré qu’un carbène de Fisher directement connecté à un alcyne permet une activation suffisante pour induire un transfert 1,5 d’hydrure thermique.128 Ce carbène joue le rôle de groupement attracteur possédant un centre métallique directement sur le substrat. L’alcyne

2.9

devient alors un excellent accepteur de Michael (Schéma 87). Le transfert 1,5 d’hydrure est favorisé par l’utilisation d’une benzylamine aromatique sujette à l’effet tert-amino.

Schéma 87: Activation d’un alcyne par un carbène de Fisher128

Le nouveau carbène de Fisher

2.10

ainsi formé peut être engagé dans de nouvelles transformations.

L’activation de l’alcyne peut également être effectuée grâce à la combinaison d’un groupement électro-attracteur sur l’alcyne et d’un catalyseur électrophile. Urabe et coll. ont décrit un procédé d’oxydoréduction utilisant un catalyseur au rhodium, sur des alcynes portant un groupement sulfone (Schéma 88).129 Le donneur d’hydrure intramoléculaire est un éther benzylique. Les conditions nécessaires sont relativement dures mais permettent le transfert d’hydrure de manière efficace. Par contre, la présence d’eau dans le milieu réactionnel empêche la cyclisation du vinyl rhodium intermédiaire

2.11

, ce qui conduit à la formation de céto-alcènes, par hydrolyse de l’oxonium.

128 _{Barluenga, J.; Fañanas-Mastral, M.; Aznar, F.; Valdés, C. Angew. Chem. 2008, 120, 6696.} 129 _{Shikanai, D.; Murase, H.; Hata, T.; Urabe, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3166.}

Schéma 88: Double activation d’un alcyne par un métal et un groupement électroattracteur129

L’utilisation d’alcynes ne possédant pas de groupement attracteur lui donnant un caractère d’accepteur 1,4 a également été reportée, dans des cas très particuliers.130 Les dérivés du phénylacétylène substitués en position ortho par une chaîne alkyle, peuvent subir des réactions d’oxydoréduction intramoléculaires menant à des indènes (Schéma 89).131 Le ligand du ruthénium utilisé dans le premier exemple est le tris(pyrazolyl) borate (Tp).

Schéma 89: Formation d’indènes à partir de dérivés de phénylacétylène131

130

a) Horino, Y.; Yamamoto, T.; Ueda, K.; Kuroda, S.; Toste, F.D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2809; b)Ye, L.; Wang, Y.; Aue, D.H.; Zhang, L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 31.

131 _{a) Odedra, A. ; Datta, S.; Liu, R.-S.; J. Org. Chem. 2007, 72, 3289;}

b) Bajracharya, G.B.; Pahadi, N.K.; Gridnev, I.D.; Yamamoto, Y. J. Org. Chem. 2006, 71, 6204; c) Tobisu, M.; Nakai, H.; Chatani, N. J. Org. Chem. 2009, 74, 5471;

L’activation de la fonction alcyne terminal des dérivés du phénylacétylène

2.12

conduit à la formation d’un vinylidène métal

2.13

. Cet intermédiaire réactif peut évoluer de deux manières différentes (Schéma 90):

• Il peut être vu comme un carbène métallique susceptible de subir une insertion directe intramoléculaire d’une liaison C-H activée (benzylique, en position 1,5).

• Ce vinylidène métal

2.13

peut également subir un transfert 1,5 d’hydrure qui, après réarrangement, conduit à la formation d’un carbène conjugué

2.14

.

Voie A: Une électrocyclisation permet de régénérer l’aromaticité du benzène et produit un métallacycle

2.15

. Celui-ci peut alors subir une élimination réductrice pour générer l’indène

2.16

.

Voie B: L’attaque de la double liaison exocyclique sur le carbène peut également créer directement la nouvelle liaison carbone-carbone de l’indène et former un intermédiaire

2.17

de type allyl métal. L’élimination du métal permet alors de régénérer l’aromaticité et conduit au même indène

2.16

.

Schéma 90: Mécanismes envisageables pour la formation des indènes par oxydoréduction131

Enfin Sames et coll. ont reporté un processus d’hydro-alkylation d’alcynes terminaux non activés catalysé au platine (IV).132 Ils utilisent en tant que donneurs d’hydrures des éthers cycliques ou des amines cycliques protégées par des groupements électro-attracteurs. Les substrats utilisés sont identiques à ceux décrits dans les méthodologies précédentes du

l’acétonitrile anhydre, à 120 °C, en tube scellé. L’activation de l’alcyne terminal par le platine permet le transfert 1,5 d’hydrure. Le vinyl platine intermédiaire

2.18

peut ensuite recycliser sur l’oxonium ou l’iminium cyclique en mode 5-endo-trig pour conduire à des hétérocycles fusionnés ou spiraniques. Bien que le mécanisme de la transformation n’ait pas été démontré, les auteurs postulent le transfert 1,2 d’hydrure sur un carbène de platine

2.19

pour expliquer la formation de ces hétérocycles. En effet, une expérience de deutération montre que le groupe exométhylène du produit final

2.20

porte l’hydrogène issu du transfert d’hydrure.  BC_1 1BC BC BC  3 3 BC_1 1BC 1".5 3 #_A2 /&9 BC15D 4F 1 0 D E-  4 D F   D F  #_A2 /&9 1_19_A2 /&9  BC_1 1_BC 3  BC BC 1".5 BC BC 3 3   2 3 34   2 34 3   4 D -  #_A2 /&9   3 3   2 34D4 3 3 12345267 89  34 BC15D 4F 1 BC15D 4F 1 BC15D 4F 1 2345 2346 2327

Conclusion

La valorisation des liaisons C-H représente un intérêt capital pour la chimie organique moderne, compte tenu de leur omniprésence dans les molécules organiques naturelles.

Dans le contexte actuel de préservation de l’environnement, la fonctionnalisation directe des fonctions C-H est attractive en terme d’économie d’étapes et d’atomes. Elle permet d’envisager la modification structurale de molécules naturelles, et la préparation d’analogues de molécules complexes biologiquement actives. Les efforts déployés pour la valorisation de ces liaisons permettent également d’envisager de nouvelles déconnections rétrosynthétiques et l’accès rapide à des structures complexes difficiles à obtenir par des approches plus conventionnelles de la chimie organique.

De plus, les stratégies de couplage direct de fragments moléculaires sont de plus en plus répandues et offrent des perspectives très encourageantes pour le développement de nouvelles méthodologies.

Les réactions d’oxydoréduction intramoléculaires promues par des transferts d’hydrures ont montré leur potentiel pour la préparation d’hétérocycles. L’utilisation d’acides de Lewis a permis de rendre les conditions de ces réactions plus douces et d’étendre incroyablement le champ d’application de cette famille de transformations. Des efforts restent à faire pour l’utilisation d’accepteurs d’hydrures non activés comme les insaturations carbonées.

La suite de ce manuscrit présentera le travail effectué par l’auteur de cette thèse dans le cadre des réactions d’oxydoréduction catalysées à l’or (I), mettant en jeu des transferts 1,5 d’hydrures sur des alcynes ou des allènes.

Chapitre 3:

Synthèse d’allènes par transfert

d’hydrure 1,5 catalysé à l’or (I)

Une partie du travail présenté dans ce chapitre a été effectué en collaboration avec le Dr Yann Odabachian. Les résultats obtenus par ce dernier seront marqués d’une étoile.

Certains résultats présentés dans ce chapitre ont fait l’objet d’une publication :

Gold(I)-Catalyzed Rearrangement of Propargyl Benzyl Ethers : A Practical Method for the Generation and in Situ Transformations of Substituted Allenes

Ce chapitre présente une méthodologie de transfert d’hydrure formel intramoléculaire sur un alcyne activé par un complexe d’or (I) conduisant à la formation d’un allène. Dans un premier temps, le motif allénique ainsi que les stratégies de synthèse d’allènes décrites dans la littérature seront introduits. Dans une seconde partie, la préparation d’allènes par catalyse à l’or (I) à partir de propargyl benzyl éthers sera développée. Enfin, l’extension de cette méthodologie à la synthèse d’un allène à l’échelle du gramme sera exposée.

Dans le document Synthèse et Réactivité d'Allènes par Transferts d'Hydrures Catalysés à l'Or (I). (Page 107-116)