Réunion de littérature

VOITURIEZ Arnaud

Mardi 22 mars 2005

Groupe Charette

Université québécoise / française

Québec France…/2005

France2005/…

1

2

3

4

5

6

7

8

9

…

Bac

DEUG

Licence

Maîtrise

DEA

M1

M2

DEUG

Maîtrise

Maîtrise

Doctorat DoctoratDoctorat

Post-doc

Licence

Master

Système LMD

NOUVEAUX LIGANDS SOUFRES CHIRAUX POUR LA CATALYSE ASYMETRIQUE HOMOGENE

VERS L’ELECTROCATALYSE ASYMETRIQUE HETEROGENE.

Laboratoire de Catalyse MoléculaireParis Sud, Orsay

Objectif: électrocatalyse asymétrique hétérogène

Polymère organiqueconducteur

ligand conjuguéchiral

Substratprochiral

Produitchiral

Polymère organiqueconducteur

n

*

e

Métalréduit

Métaloxydé

formation d’un polymère organique conducteur chiral, déposé sur une électrode.

Ligand chiral électropolymérisable:

Propriétés conductrices du polymère:régénération de l’espèce active du métal

Exemple d’une réduction énantiosélective

PARTIE 1:Synthèse de nouveaux ligands soufrés chirauxet utilisation en catalyse asymétrique homogène

PARTIE 2:Synthèse de dérivés électropolymérisables du dibenzothiophène et de salens chiraux. Vers la réaction de Nozaki-Hiyama-Kishi-Takaiénantiosélective hétérogène, guidée par électrochimie.

PARTIE 3:Synthèse de nouveaux poly-salens chiraux et utilisation dans la réaction de Nozaki-Hiyama catalytique, énantiosélective, hétérogène.

Plan

Ikeda, I. et al. Synlett 1999, 8, 1319.

MeOMeS

O

N

(aS)/(aR) : 17/8390%, 74% ee (S)

Chiralité axiale-oxazoline

N

O

HSPh

98%, 94% ee (S)

Hou, X.-L. et al. Chem. Commun. 2000, 1195.

N

O

SPhFe

98%, 98% ee

Dai, L.-X. et al. Chem. Commun. 1998, 2765.

Chiralité plane-oxazoline

S

NO

Bn

*

(S)-L*: 93%, 73% ee (S)

Ricci, A. et al. Tetrahedron: Asymmetry 2004, 15, 1043.

SN

O

63%, 68% ee

Williams, J.M.J. et al. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 2015.

Thiophène-oxazoline

Williams, J.M.J. et al. J. Chem. Soc.,Perkin Trans. 1 1994, 2065.

SPh N

O

92%, 96% ee (S)

Arylsulfures-oxazoline

Bibliographie : ligands soufre-oxazolineLigands utilisés pour la réaction de Tsuji-Trost :

Ph Ph

OAcCH2(COOMe)2

Ph Ph

MeOOC COOMe

base, CH2Cl2+

[Pd], L**

Chimie autour du dibenzothiophène

- Structure aromatique (important pour la synthèse de POC)- Introduction régiosélective de groupements fonctionnels variés- Utilisation de l'atome de soufre

Modification du DBT - Préparation de ligands chirauxpour la catalyse asymétrique

Réactions d'oxydation(modification de la structure

électronique du composé)

Lithiation

Substitution électrophile aromatique(via la DBT – sulfone)

Substitution électrophilearomatique (bromation,acylation de Friedel – Crafts…)

S

DBT-BOx DBT-MOx BT-MOx

SO

N

R*

N O

R*

SO

N

R*

SN

O

R*

Nouveaux ligands soufrés chiraux

AromaticitéLigands «S» Formation de liaisons C-C

Synthèse des dibenzothiophène-bis(oxazolines)DBT-BOx

S S

1. n-BuLi 4éq,TMEDA2. CO2

3. HCl 1M

COOHS

COCl

S

H NO

N HO

R R

H O O H

**

SO N N

O

R = (S)- iPr: DBT-BOx-iPr, 52 % R = (R)-Ph: DBT-BOx-Ph, 41 % R = (S)-tBu: DBT-BOx-tBu, 37 %

R R* *

H2NR*

O H

Et3Nt , CH3ClDAST

CH2Cl2

88 %

SOCl2CHCl3, DMF

HOOC ClOC

Préparation de ligands analogues aux DBT-BOX

DBT-MOx BT-MOx

S

SO

N

R

R = (S)-iPr : DBT-MOx-iPr, 22%R = (R)-Ph : DBT-MOx-Ph, 34%R = (S)-tBu : DBT-MOx-tBu, 45%

SHOOC

*

1. n-BuLi 2 éq2. CO2

75%3. HCl 1M S COOH

SN

O

R*

SN

O

20%

R = (S)-iPr: BT-MOx-iPr, 54%R = (R)-Ph: BT-MOx-Ph, 64%R = (S)-tBu: BT-MOx-tBu, 74%

Réaction de substitution allylique

S

N OON

Optimisation desconditions

expérimentales avec :

Solvant Base L*/PdConversion

(%)ee

(%)Pd

THF(60°C)

THF(60°C)

CH2Cl2(40°C)

CH2Cl2(40°C)

Pd(dba)2(5 mol %)

[(3-C3H5)PdCl]2(2.5 mol %)

[(3-C3H5)PdCl]2(2.5 mol %)

[(3-C3H5)PdCl]2(2.5 mol %)

tBuOK(3 Eq)

tBuOK(3 Eq)

tBuOK(3 Eq)

BSA/KOAc(3 Eq/2 mol %)

2 / 1

2 / 1

2 / 1

2 / 1

1 / 1

4 / 1

78

95

95

100

18

100

16

20

51

77

73

72

HPLC chirale, Welk-01, hex/iPrOH : 98/2, nm, débit 1 mL/min

Ph Ph

OAc

CH2(COOMe)2Ph Ph

MeOOC COOMe

*

[Pd / L*]

Base / solvant70 h

+

Utilisation des DBT-BOx pour la réaction de Tsuji-Trost

S

N OON

Conversion(%)

ee(%)

Temps(h)

S

N OON

S

N OON

70 120 70

100 39 50

77 (R) 28 (S) 51 (R)

Voituriez, A.; Fiaud, J.C. and Schulz, E. Tetrahedron Letters 2002, 43, 4907-4909.

Ph Ph

OAc

CH2(COOMe)2Ph Ph

MeOOC COOMe

*+

2,5 mol%[(3-C3H5)PdCl]2 10 mol% L*

3 éq. BSA, KOAc cat.CH2Cl2, 40°C

DBFOx-iPr :Kanemasa et al. J. Org. Chem. 1997, 62, 6454.

Gomez et al. Organometallics 2002, 21, 1077-1087.

Le DBFOx-iPr ne présente aucune activité dans la réaction de Tsuji-Trost

O

NOO

N

Pfaltz et al. Helv. Chim. Acta. 1995, 78, 265.

Importance de la présence du soufre

OAc

Ph Ph

(S)

SON NO

(S)

N

O

N

O

PhPh

(R)(R)

Ph Ph

COOCH3H3COOC

(R)

[(3-C3H5)PdCl]2, 2.5 mol %

CH2(COOMe)2, 3 éq BSA, KOAc 2 mol %

CH2Cl2, 40°C

77% ee, Rend.= 86%

77% ee, Rend.= 90%

[(3-C3H5)PdCl]2, 1 mol %

NaCH(COOMe)2THF, 50°C

Réaction de Tsuji-Trost avec les DBT-Mox et BT-MOx

Conv.(%)

ee(%)

4 / 1 )

L* / Pd

100 37 (S

2 / 1 80 34 (R)SO

N

Ph

SO

N 2 / 1 36 56 (S)

SO

N

Conv.(%)

ee(%)

2 / 1

4 / 1

L* / Pd

30

71

35 (R)

30 (S)

2 / 1 78 13 (S )

SN

O

SN

O

SN

O

SN

O2 / 1 20 < 5%

Voituriez, A. and Schulz E. Tetrahedron: Asymmetry 2003, 14, 339-346.

S

O

NPd

Ph

Ph

B

Ph Ph

MeO2C CO2Me

S

O

NPd

PhPh

Ph Ph

MeO2C CO2Me

A

NuNu

S R

-effets stériques:

Complexe A favorisé

-effets électroniques:Formation du composé (S) favorisée

Proposition de mécanisme réactionnel pour le DBT-MOx-iPr

Les effets stériques et électroniques sont responsables de la configuration absolue du produit d'arrivée :

Perspectives: tests de ces ligands dans d’autres réactions decatalyse asymétrique, preuves de la participation du soufre (RX).

Conclusions et perspectives de la PARTIE 1

Test en catalyse asymétrique homogène dans la réaction deTsuji-Trost: 77% d’excès énantiomérique pour le DBT-BOx-iPr (rendement de 91%).

Synthèse d’une nouvelle famille de ligands soufrés chiraux.

SO

N

R

N O

R* *

S

N O

DBT-MOx

SN

O

BT-MOxDBT-BOxR

*R*

S

N OON

S

N OON

Monomères électropolymérisables

S

Ar Ar

Ar = Thiophène

Synthèse de monomères chiraux électropolymérisables :

Ligands chiraux

SL*L*

PARTIE 2PARTIE 1

Monomères chirauxélectropolymérisés

SL*L*

Ar Ar

n

Synthèse de 4 nouveaux monomères T-DBT-T

S

BrBr

S B(OH)2

Pd(PPh3)4, NaHCO3 (1M)DME, 75%

S BO

O

C8H17

SDBT

Pd(PPh3)4, NaHCO3 (1M)DME, 73 % S

S

C8H17 S

C8H17

S

S S

Br2, AcOH

2,8-di-thiophèn-2-yl-dibenzothiophène

74%

2,8-bis-(3-octyl-thiophèn-2-yl)-dibenzothiophène

BrS

Br

S

S

S

S

S

S

C8H17

C8H17

3,7-dithiophèn-2-yl-dibenzothiophène

1. H2O2, AcOH2. NBS, TFA, H2SO43. LiAlH4, Et2O

3,7-bis-(3-octyl-thiophèn-2-yl)-dibenzothiophène

S B(OH)2

S BO

O

C8H17

Pd(PPh3)4, NaHCO3 (1M)DME, 85 %

Pd(PPh3)4, NaHCO3 (1M)DME, 61 %

17% PPh2

PPh2S

C8H17

NBS

S

C8H17

Br

BO

OH

S

C8H17

BO

OFePdCl2(dppf)

TEA, dioxane80°C, 14h

AcOH / CHCl3t.a., 2h84%

45%

dppf =

Electropolymérisation

S

S S

C8H17 C8H17

n

SS

C8H17 C8H17

S n

ab

Potential (V vs SCE)

Potential (V vs SCE)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8

5 A

5 A

Cur

rent

( A

)

Cur

rent

( A

)

ab

Voituriez, A.; Gref, A.; Schulz, E. Synthetic Metals 2004, 146, 139-143.

Réaction de formation de liaison C-C, peu étudiée en catalyse asymétrique

A notre connaissance, pas d’exemple en catalyse asymétrique hétérogène

En version catalytique en chrome: nécessité d’ajouter un co-réducteur

Réactions visées: réactions de NH et NHKT

Les réactions de Nozaki-Hiyama (NH) et Nozaki-Hiyama-Kishi-Takai (NHKT):

addition chimio- et régio-sélective de composés organo-chrome sur divers aldéhydes

R1X R2CHO2 CrCl2

(+NiX2)

OCrCl2

R2R1CrCl2X+ +

A partir d’halogénure d’allyle ou de vinyle, formation d’alcools homoallyliques et allyliques variés

Objectif: Vers la mise au point de la réaction de NHKT en catalyse asymétrique hétérogène, en utilisant l’électrochimie à la place d’un co-réducteur

Réactions de NH et NHKT en présence de quantité stœchiométrique en chrome

Réactions de NH et NHKT

Réactions de NH et NHKT stœchiométriques en chrome, énantiosélectives

Réactions de NH et NHKT catalytiques en chrome

Réactions de NH et NHKT catalytiques en chrome, énantiosélectives

N

n-Pr

N

L*

Travaux de Goré:

Goré, J. et al. Synth. Commun. 1983, 13, 73.

C3H7CHO Br

CrCl2

HMeN

LiO

Me

Ph

H

H

C3H7

OH*+

1,5 éq. 1,0 éq.

2,0 éq.

THF, 20°CRend. = 18 %, 29 % ee

Travaux de Kishi:PhCHO

I n-BuPh n-Bu

OH

PhCHOBr

Ph

OH

*NiCl2 / CrCl2 / L*

THF, -20°C43% ee

*CrCl2 / L*

THF, -20°C74% ee

Chen, C.; Tagami, K.; Kishi, Y. J. Org. Chem., 1995, 60, 5386.

Travaux de Fürstner et Shi:

Fürstner, A. et Shi, N. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 12349.

PhIH

O

nC7H15 Ph

OH

nC7H15

EntréeCrCl2

(mol %) Additifs T (°C) Rendement isolé (%)

1

2

3

4

400 - 20 78

30a Zn, TMSCl 70 30-40

15a Mn, TMSCl 50 67

0 Mn, TMSCl

a Ajout 2 mol% de NiCl2

50 0

+1. Additifs

2. Bu4NF, H2O

CrCl3

Cl

Mn

CH3CN, 1hCrCl2

2. PhCHO, TMSCl Ph

OH

PhPh

OH

OH

Salen[Cr(Salen)]

TEA, 1h

[Cr(Salen)] 10 mol%

agitation 1h1.

agitation 24h3. HCl 1M

+

N N

OH HO

H H

Rend. = 67%, 84% ee

Cozzi, P.G.; Umani-Ronchi, A. et al. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 3357.

CrCl2

MnCl2

Cl

Mn

Ph

OSiMe3HCl 1M

O

HPh

Ph

OCrIII(salen)

Me3SiCl

Ph

OH

2 [CrII(salen)]salen+[CrIII(salen)]Cl

(salen)CrIII

TEA

(R)-45

[CrIII(salen)]Cl

Mécanisme proposé:

N N

OH HO

Rend. = 72%, 90% ee Rend. = 89%, 93% ee

NH

NOO

N

PhPh

Berkessel, A. et al. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1032.

Nakada, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1140.

CrCl3

Cl

Mn

CH3CN, 1hCrCl2

2. PhCHO, TMSCl Ph

OH

PhPh

OH

OH

Salen[Cr(Salen)]

TEA, 1h

[Cr(Salen)] 10 mol%

agitation 1h1.

agitation 24h3. HCl 1M

+

N N

OH HO

H H

Rend. = 67%, 84% ee

Cozzi, P.G.; Umani-Ronchi, A. et al. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 3357.

Hiyama, T.; Nozaki, H.et al. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 3179.Kishi, Y. Et al. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 5644. Takai, K.; Nozaki, H. et al. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6048.

Formation d’alcools allyliques et homoallyliques variés

Utilisation nécessaire d’un large excès de chrome (de 4 à 16 équiv., et jusqu’à 100 équivalents)Toxicité des sels de chromeDans le cas de réactions asymétriques, utilisation d’une quantité surstœchiométrique en ligand chiral

Application en synthèse organiqueAvantages:

Inconvénients:

OS

NO

N

n

SS

RR

Test du ligand DBT-BOx-iPr dans la réaction de NHSynthèse de ligands salens électropolymérisables

Ph H

OCl

Ph

OH+ *

1. CrCl2 10 mol%, DBT-BOx-iPr 10 mol%, TEA 10 mol%, Mn 3 équiv., TMSCl 1,5 équiv., THF ou CH3CN

2. HCl 1M1 équiv. 1,5 équiv. Rend. = 51%, < 5 % ee

S

N OON

S

N OON

R1 = Ph, -(CH2)4-R2 = H, C8H17

R3 = H, t-Bu

N

R1

N

R1

OH HO5 5'SS

R2 R2

* *

R3 R3

Synthèse de dérivés électropolymérisables du salen

OH

t-Bu

OH

O

Br

t-Bu

S B(OH)2

Na2CO3, DME/eau : 3/1 100°C, 16 h, 76%

OH

t-Bu

O

S

R R

H2N NH2

OH

N

St-Bu

R R

HO

N

St-Bu

5 mol % PdCl2(dppf)

1. Br2, AcOH

2. HMT, TFA3. HCl 4M

24%

EtOH, 60°C, 2hR = (CH2)4, 50%R = Ph, 90%

S B(OR')2

Na2CO3, DME/eau : 3/1 100°C, 16 h

EtOH, 60°C, 2hR = H, 69%R = C8H17, 56%

R

H2N NH2OH

O

S

R

OH

N

S

R N

HOS

R

OH

O

Br SBu3Sn

C8H17

PdCl2(PPh3)2OH

O

S

H17C8 H2N NH2

OH

N

SHO

N

S

H17C8 C8H17

EtOH, 60°C, 2h64%DMF, 80°C, 16h

18%

Utilisation des nouveaux ligands thiophène-salens dans la réaction de NH énantiosélective homogène

Ph H

OCl

N N

HOOHSS

N N

HOOHSS

N

Ph

N

Ph

HOOHSS

N N

HOOH

CrCl3

CrCl2

CrCl3

CrCl3

CrCl3

CrCl2

CrCl3 deshyd.

CrCl3 deshyd.

OH

Ph

32 (S)

30 (S)

< 10 (S)

7 (S)

9 (S)

7 (S)

78 (R)

85 (R)

+*

1. "Cr" 10 mol%, ligand 10 mol%,TEA 20 mol%, Mn 3 équiv., TMSCl 1,5 équiv., CH3CN

2. HCl 1M, THF1 équiv. 1,5 équiv.

1

2

3

Entrée ligand "Cr" rend. (%) ee (%)

(S,S)-salen

21

43(R,R)-salen

51

27

7 50

14

4

5

6 32(S,S)-salen

(S,S)-salen

478

JacobsenCozzi, Umani-Ronchi

Electropolymérisation des ligands thiophène-salens

N N

HOOHSS

n

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

10 µA

2

1

3

Polymérisation : CH3CN, n-Bu4NPF6 0,1 M, L* 0,04 M, vitesse de balayage = 200 mV.s-1.

N N

HOOHSS

C8H17C8H17

n

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

10 µA

1

Polymérisation : CH3CN / CH2Cl2 : 5/1, n-Bu4NBF4 0,1 M, L* 0,02 M, vitesse de balayage = 200 mV.s-1.

Electropolymérisation des thiophène-salens complexés

N

R3

N

R3

OH HOSS

R1R2 R2

R1

R4R4

MX2

N

R3

N

R3

O OSS

R1R2 R2

R1M

R4 R4

** **

MX2 = CrCl2, Cu(OAc)2, Ni(OAc)2

N N

HOOHSS

n

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

10 µA

2

1

3

Polymérisation : CH3CN, nBu4NPF6 0,1 M, L* 0,04 M, vitesse de balayage = 200 mV.s-1.

N N

OOSS

n

Cr

Cl

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2 1.4

20µA

20 µA

a. Polymérisation : CH2Cl2, nBu4NPF6 0,1 M, L*[Cr] 0,05 M, vitesse de balayage = 100 mV.s-1.b. Encadré : analyse : CH3CN, nBu4NPF6 0,1 M,

vitesse de balayage = 100 mV.s-1.

a

b

Etude de l’influence du métal sur la polymérisation d’un même ligand:

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

Cr

nCl

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

50 µA

50 µA

N N

O

t-Bu

O

t-BuSS

Ni

n

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

20 µA

50 µA

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

Cu

n

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2

0.2 0.4 0.6 0.8 1.00

20 µA

50 µA

M = Ni M = Cu

E ox (V / E C S)

Ered (V / E CS)

1,10 1,04 0,40 et 0,80

0,56 0,86 0,66 et 0,30

0,54 0,18 0,14

M = Cr

Etude de l’influence de la structure du ligand sur la polymérisation des complexes de chrome correspondants:

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

Cr

nCl

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

50 µA

50 µA

N N

OOSS

C8H17C8H17 Cr

n

Cl

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 1.4

20 µA

50 µA

N

Ph

N

Ph

OOSS

t-Bu t-Bu

Cr

nCl

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2

1OO µA

100 µA

N N

OOSS

n

Cr

Cl

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20-0.2 1.4

20µA

20 µA

Eox (V / ECS)

Ered (V / ECS)

1,00 1,10 1,02 1,08

0,70 0,56 0,70 0,52

0,30 0,54 0,32 0,56

M = Cr

Synthèse et électropolymérisation d’un nouveau dérivé chiral du salen

O

N

SO

N

S

Cr

Cl

Ph

O

H Cl Ph

OH+

1. Complexe 10 mol%Mn stœchio.

TMSCl, CH3CN

2. HCl 1M, THF

Test dans la réaction de Nozaki-Hiyama

asymétrique homogène:

Rendement = 50%Ee = 32%

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

50 µA

50 µA

O

N

SO

N

S

Cr

n

Cl

Electropolymérisation

b a

Remplacer le Mn par l’électrochimie

1999, Torii et al.:

Kuroboshi, M.; Tanaka, M.; Kishimoto, S. ; Tanaka, H. ; Torii, S. Synlett, 1999, 1, 69.

++ e-, cellule non divisée

DMF/ (Al)-(Pt)CrCl2, NiBr2, TMSCl (R = H et/ou TMS)

90 %

MeOH

OBr

MeOOR

Version électrochimique de la réaction de NHTrois exemples dans la littérature:

Br O

HPh

OH

Ph+Cr(II) / Pd (0)

LiClO4, + ne-69%

1997, Grigg et al.:

Grigg, R.; Putnikovic, B.; Urch, C.J. Tetrahedron Letters, 1997, 35, 6307.

1999, Durandetti et al.:O

HBr

O

H

OAcPh

OH

OH

+NiBr2bipy

DMF, ne-Fe/Cr/Ni Anode 74%

+"

78%

MeO

OMe

Durandetti, M.; Périchon, J.; Nédélec, J.Y. Tetrahedron Letters 1999, 40, 9009.Durandetti, M.; Nédélec, J.Y.; Périchon, J. Organic Letters 2001, 13, 2073.

Réactions en cours de développement au laboratoire

Polymérisation préparative

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

CrCl

CH3CN

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

CrCl

CH3CNComplexe chiral électrodéposé

Grille de Pt

Electrolyte + complexe chiral en solution dans l'acétonitrile

Oligomère insolubles, détachés de la grille

n e-

n

nBu4NBF4 0,017 M

50 mA

Complexe chiral

n e-

nBu4NBF4 0,017 M

50 mA

Pt / Cgraphite

Utilisation du complexe déposé sur la grille de platine dans la réaction de NH hétérogène chirale, en présence de manganèse

Polymérisation préparative

O

HPhCl

OH

Ph+

Complexe de Cr chiral électrodéposé

Mn,TMSCl, CH3CN4 jours, t.a.

*

10 % de rendement, racémique

Difficultés d’interaction Mn-polymère complexe

Taux catalytique peut être insuffisant

Agitation nécessaire à la réaction qui va à l’encontre de la stabilité du polymère déposé

Nécessité de la réduction du chrome par l’électrochimie

Polymérisation préparative

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

CrCl

CH3CN

N N

OOSS

t-Bu t-Bu

CrCl

CH3CNComplexe chiral électrodéposé

Grille de Pt

Electrolyte + complexe chiral en solution dans l'acétonitrile

Oligomère insolubles, détachés de la grille

n e-

n

nBu4NBF4 0,017 M

50 mA

Complexe chiral

n e-

nBu4NBF4 0,017 M

50 mA

Pt / Cgraphite

Utilisation de la poudre insoluble non déposée sur la surface

Polymérisation préparative

O

HPhCl

OH

Ph+

Oligomères insolubles du complexe de Cr

chiral

Mn,TMSCl, CH3CN*

Catalyseur Rend. (%) ee (%)

A

A (1er recyclage)

A (2ème recyclage)

31 5

37 9

<10 n.d.

Complexe monomère totalement soluble dans l’acétonitrile

Présence d’oligomères

Deux réactions successives possibles, nécessité ensuite de rajouter du manganèse

Complexe chiral stable et recyclable

Conclusions et perspectives de la PARTIE 2

Electropolymérisation des complexes de Cr, Ni et Cu correspondants.

Après électropolymérisation par la méthode de voltampérométriecyclique, obtention de matériaux organiques conducteurs.

Synthèse de 4 nouveaux monomères soufrés (T-DBT-T).

Ligand DBT-BOx non approprié aux réactions de NH et NHKT.

Synthèse de 5 nouveaux ligands thiophène-salen chiraux, utilisation dans la réaction de NH catalytique énantiosélectivehomogène.

Complexe chiral stable et recyclable

Vers la mise au point de la réaction de Nozaki-Hiyamaasymétrique hétérogène, assistée par électrochimie…

Méthodes d’hétérogénéisation des complexes de salen basées sur la polycondensation:

Bibliographie: dérivés des salens utilisés en catalyse asymétrique hétérogène.

N N

OO R

t-Bu t-Bu

MnCl

n

R = CH2, -OCH2, -C(CH3)2

Poly-salen linéaires

Zeng et al. Tetrahedron Letters 2000, 41, 10267.

Epoxydation énantiosélective d’oléfines(jusqu’à 5 réactions successives)

N N

OH

R R

HO

NN

HO

RR

OH

QQ

Q = CH2, R = H, Me, i-Pr, t-Bu Q = OCH2CH2O, R = H

Calixsalen

Jablonski et al. Chem. Commun. 1999, 1531.

Epoxydation énantiosélective du styrène (52% ee, 63%)

Objectif: synthèse de nouveaux ligands polysalens, et utilisation dans une réaction de NH catalytique en chrome, énantiosélective hétérogène

Synthèse d’un nouveau poly-salen chiral

HO

O

t-Bu

Br (HO)2B B(OH)2

O

OH

t-Bu

HO

O

t-Bu

Pd(PPh3)4, Na2CO3DME / eau, 100°C, 16h,

20%

+

H2N NH2

THF, 70°C, 24h.

60-75%

N N

HOOH

t-Bu t-Bu

OHHO

O N NH2

t-But-Bun

+

N N

OH

t-Bu t-Bu

HO

NN

HO

t-But-Bu

OH

PhPh

n

n = 1,2,3,4

M

2M + 1

3M + 1

4M + 1

5M + 1

Analyse MALDI-TOF du poly-salen

Synthèse de calixsalens de différentes tailles: macrocycles à 2, 3, 4 ou 5 unités salens cycliques.

O

OH

t-Bu

Br (HO)2B

O

OH

t-Bu

PhH2N NH2 N

OH

t-Bu

Ph

N

HO

t-Bu

Ph+

5 mol% PdCl2(dppf).CH2Cl2

Na2CO3, DME/eau100°C, 4h

71%

EtOH, 60°C, 2h45%

Synthèse et utilisation d’un ligand phényl-salen

Synthèse d’un ligand « monomère » analogue:

Utilisation en catalyse homogène dans la réaction de NH énantiosélective:

Ph H

OCl

OH

Ph+ *

1. CrCl2 10 mol%, Ph-Salen 10 mol%, TEA 20 mol%, Mn 3équiv., TMSCl 1,5 équiv., CH3CN

2. HCl 1M, THF1 équiv. 1,5 équiv. 56%, 36% ee

Résultats comparables à ceux obtenus dans le cas du ligand Thiophène-Salen (Rend. = 50%, 32 % ee)

Utilisation du polymère complexe chiral dans la réaction de NH énantiosélective hétérogène.

Ph H

OCl

OH

Ph+ *

1. CrCl2 10 mol%, Complexe calixsalen 10 mol%,

TEA 20 mol%, Mn 3 équiv., TMSCl 2 équiv., CH3CN

2. HCl 1M, THF1 équiv. 2 équiv.

Réactions Rendement

isolé (%)

ee (%) Chlorure d’allyle

(+ Mn)

Température et temps

de réaction

1 45 11 2,0 éq. 3j. 40°C + 1 nuit TA

1er recyclage 42 9 2,0 éq. 5 jours TA

2ème recyclage 51 4 2,0 éq. + 2,0 éq. Mn 6 jours TA

1 34 14 2,0 éq. 6j. 40°C

1er recyclage 45 4 2,0 éq. 6j. 40°C

2ème recyclage 45 0 2,0 éq. + 2,0 éq. Mn 4 j. TA

Catalyseur 1

Catalyseur 2

3 réactions de NH catalytiques en chrome successives Premier exemple en catalyse asymétrique hétérogène

Conclusion-perspectives

Test en catalyse asymétrique homogène dans la réaction deTsuji-Trost: 77% ee pour le DBT-BOx-iPr (rendement de 91%).

Synthèse de monomères de type T-DBT-T et électropolymérisationpar voltampérométrie cyclique:nouveaux polymères organiques conducteurs.

Synthèse d’une nouvelle famille de ligands soufrés chiraux:

SO

N

R

N O

R* *

S

N O

DBT-MOx

SN

O

BT-MOxDBT-BOxR

*R*

S

N OON

S

N OON

S

S S

R R

n

SS

R R

S n

Réaction de Nozaki-Hiyama homogène asymétrique

Vers la mise au point de la réaction de Nozaki-Hiyamaasymétrique hétérogène, assistée par électrochimie…

Conclusion-perspectives

R1 = Ph, -(CH2)4-R2 = H, C8H17

R3 = H, t-Bu

N

R1

N

R1

O O5 5'SS

R2 R2

* *

R3 R3

M

M = Cr, Ni, Cu

Synthèse de monomères de type thiophène-salen et électropolymérisationpar voltampérométrie cyclique: nouveaux polymères organiques conducteurs chiraux complexés:

Synthèse de nouveaux poly-salens chiraux et utilisation dans la réaction de NH catalytique, énantiosélective, hétérogène:

N N

OH

t-Bu t-Bu

HO

NN

HO

t-But-Bu

OH

PhPh

n

n = 1,2,3,4

Pr Fiaud J.C.

Dr Gref A.

Dr. Mellah

Mohamed

Remerciements

Dr Schulz Emmanuelle