Voie de synthèse existante

La rétrosynthèse du résidu 4.21 est présentée au schéma 7. Les transformations clefs sont l’alkylation sélective en C3 sur 4.3, suivi de l’ouverture sélective du benzylidène sur le C6 de

4.4. 4.3 est, quant à lui, obtenu suite à quelques transformations du galactose pentaacétate.

Schéma 7. Réstrosynthèse du résidu galactose

4.2.1.1. Thioglycosylation du galactose pentaacetate et formation du benzylidène

La première étape de la synthèse du résidu galactose est la thioglycosylation du D- galactose pentaacetate (Schéma 8). Cette transformation est importante, puisque le groupement thioéther qui est installé en position anomérique servira plus tard à la glycosidation du résidu galactose avec le résidu fucose-tartrate de la molécule cible. L’utilisation du promoteur acide de Lewis BF3·OEt2 permet l’activation de la position anomérique alors que l’acétate en C2 permet

la formation de l’anion dioxolénium (voir section 2.4.2) qui conduit à l’addition de l’éthanethiol majoritairement en position β. Un ratio de 8 : 1 a été obtenu en faveur de l’anomère β. La stéréochimie du centre anomérique n’est pas importante pour le moment, puisque la chiralité

sera détruite plus tard dans la synthèse lors de la glycosydation avec le tartrate. Ainsi, la voie de synthèse est complétée sans séparer les deux anomères. Puisque cette réaction génère très peu de produits secondaires, le mélange réactionnel nécessite une seule extraction pour être utilisé dans la seconde réaction. Cette réaction a aussi été effectuée avec succès en utilisant TMSOTf comme promoteur, mais elle nécessite 5 équivalents d’éthanethiol et un temps de réaction plus long.

Schéma 8. Thioglycosylation du galactose pentaacétate

La synthèse se poursuit avec la déprotection des quatre acétates restants. En présence de méthanolate de sodium, la déprotection de 4.1 pour former le tétraol 4.2 se fait de façon quantitative. Ce dernier, lorsque traité avec du benzylidène diméthyle acétal en présence d’une quantité catalytique de CSA ou de PTSA, mène à la formation du 4,6-O-benzylidène 4.3 (Schéma 9).

4.2.1.2. Alkylation régiosélective en C3

La plus grande difficulté en ce qui concerne la chimie des hydrates de carbone est d’obtenir de la régiosélectivité parmi les différentes fonctions alcool de la molécule. Au cours des années, cette problématique est au cœur de plusieurs études et bien que plusieurs méthodes aient été développées, elle reste une limitation bien présente dans la synthèse des sucres. Parmi les méthodes développées afin d’obtenir de la sélectivité entre hydroxyles, on retrouve la méthode des acétals d’étain.107 _{L’utilité des acétals d’étain a été découverte en 1974 par}

Moffatt108_{, puis étudié et adapté par Hanessian}109_{. Ces espèces (4B) sont formées en faisant}

réagir un diol (4A) avec l’oxyde de dibutyle étain et permettent la formation régiosélective d’espèces monosubstituées (4C) lors d’alkylation ou d’acylation (Schéma 10).

Schéma 10. Le traitement d’un acétal d’étain avec un électrophile résulte en une monosubstitution sélective

Les acétals d’étain sont utilisés surtout lors d’alkylation ou acylation d’un hydroxyle en présence d’un ou de plusieurs autres hydroxyles libres. Il a été observé que la plupart des acétals d’étain de dérivés carbohydrates adoptent préférentiellement la forme de dimères (4D) en solution.110,111

Figure 28. Structure dimérique d’un acétal d’étain

Une hypothèse concernant la régiosélectivité de ces réactions se base sur cette structure dimérique. Dans le dimère d’un acétal d’étain, les deux alcools du diol sont différenciés. En effet, les oxygènes bleus sont en position équatoriale et les rouges en position apicale de la bipyramide trigonale centrée sur l’atome d’étain (Figure 27). Il est connu que le ligand le plus électronégatif adopte généralement la position apicale dans une bipyramide trigonale. Ainsi, l’oxygène en position apicale devrait être celui qui est le plus réactif dans la substitution sélective.112 _{De plus, l’oxygène en position équatoriale ne peut pas réagir en raison de sa}

tricoordination. L’encombrement stérique a aussi un impact sur le dimère qui sera favorisé. Toutefois, il est difficile de prédire lequel sera favorisé, et donc de savoir quel oxygène occupera la position apicale lorsqu’il s’agit d’hydrates de carbone.

L’addition d’autres nucléophiles dans la réaction de substitution augmente largement la vitesse de la réaction, car ils pourraient jouer un rôle dans la structure des intermédiaires ou même changer le mécanisme de la réaction.113 _{Parmi les nucléophiles les plus utilisés, on}

retrouve le fluorure de césium114,115_{, les halogénures de tétrabutylammonium}116 _{et la N-}

complexe monomère où l’atome d’étain est pentacoordiné (4E).118 _{Dans le cas d’un diol}

possédant un alcool primaire et un secondaire (Schéma 11), la formation de l’alcoolate 4F se fait plus rapidement que l’alcoolate 4I, puisque l’étain est stériquement moins encombré sur l’alcool primaire. Toutefois, 4G est défavorisé pour l’alkylation par son encombrement. L’autre alcoolate (4J) est alkylé plus rapidement, alors l’équilibre se déplace vers la formation de 4K.

Schéma 11. Mécanisme proposé pour expliquer la régiosélectivité de la substitution sur un acétal d’étain lorsqu’il y a un nucléophile ajouté

Cette stratégie a été appliquée à la synthèse du résidu galactose en utilisant l’intermédiaire 4.3 pour la formation de l’acétal d’étain. Il a été observé précédemment que cet acétal d’étain offre une sélectivité pour la O-alkylation en C3.63,104 _{Cette méthode est la plus}

utilisée pour la synthèse de mimétiques du sLeX _{comportant une chaine acide lactique en C3.}119- 121 _{Les acétals d’étain sont préparés en faisant réagir un diol avec l’oxyde de dibutyle étain dans}

le benzène ou le toluène en effectuant une élimination azéotrope de l’eau. Dans certains cas, il est possible d’obtenir l’acétal en utilisant le méthanol comme solvant sans élimination azéotropique de l’eau122 _{et c’est cette méthode qui a été utilisée pour synthétiser l’acétal 4.4.}

Lorsque l’acétal est formé, il faut évaporer le méthanol afin d’obtenir un intermédiaire sans traces d’eau ou de méthanol qui pourraient causer une dégradation de l’acétal. Ensuite, le résidu est dissout dans le THF et est traité avec le fluorure de césium et le triflate 4.5 pour obtenir le produit alkylé 4.4 (Schéma 12).

Schéma 12. Alkylation sélective en C3 afin d’obtenir 4.4

Bien que cette réaction ait été rapportée par notre groupe, elle s’est avérée difficilement reproductible. De grandes variations sont observées pour le rendement de la réaction (0-65%), ce qui nous a conduits à explorer de nouvelles voies de synthèse pour obtenir 4.4.