Organocatalyse énantiosélective à l'aide de phosphines chirales : études méthodologiques et synthèse de catalyseurs à structure ferrocénique
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Despite the successful application of a large number of chiral phosphorus compounds as ligands in organometallic catalysis, the use of chiral phosphines as organocatalysts remains to date very restricted. In this context, we have considered the development of new enantioselective variants of phosphine-catalyzed transformations. Our first target was the use of allenylphosphonates as original subtrates in phosphine-catalyzed [3+2] annulations. A fine optimization of the reaction conditions was required to reach high conversions into the cyclized products. Some of these compounds were obtained in enantioenriched form by using a chiral binaphthophosphepine catalyst. Enantiomeric excesses ranged from 81% to 95%. Additionally, intramolecular Rauhut-Currier reactions were studied. We observed a lack of reactivity and of selectivity of the chiral catalysts which have been tested so far. Therefore, we decided to prepare new chiral phosphines specifically tailored for enantioselective organocatalysis. Among these phosphines, planar chiral 2-phospha[3]ferrocenophanes displayed interesting properties as organocatalysts. Notably, in [3+2] annulations between allenoates and activated alkenes, they yielded the cyclized products with high enantiomeric excesses (up to 96%), good yields and regioselectivities. Moreover, these phosphines proved to be robust and stable towards oxidation in the reaction conditions, which should allow their recycling and their use as supported catalysts.
Abstract FR:
Les phosphines chirales restent peu utilisées en organocatalyse, malgré la vaste gamme de composés phosphorés chiraux employés avec succès comme ligands en catalyse organométallique. Dans ce cadre, nous avons cherché à développer des versions énantiosélectives de réactions d’organocatalyse par les phosphines. Notre premier objectif a été la mise au point d’une réaction d’annulation [3+2] mettant en jeu des allénylphosphonates comme substrats originaux. Une optimisation fine des conditions réactionnelles s’est montrée nécessaire afin d’atteindre des conversions élevées en produits de cyclisation. Une binaphtophosphépine chirale a permis d’obtenir certains d’entre eux sous forme énantio-enrichie, avec des excès énantiomériques de 81% à 95%. Nous avons également étudié les réactions de Rauhut-Currier intramoléculaires. Nous avons été confrontés, en particulier, à un manque de réactivité et de sélectivité des catalyseurs chiraux testés. C’est pourquoi nous avons voulu synthétiser de nouvelles phosphines chirales, spécialement conçues pour des applications en organocatalyse énantiosélective. Parmi ces phosphines, les 2-phospha[3]ferrocénophanes à chiralité planaire ont montré d’intéressantes propriétés lors de leur évaluation dans des réactions d’organocatalyse. Notamment, dans les réactions d’annulation [3+2] entre les allénoates et les alcènes activés, les produits de cyclisation ont été obtenus avec de hauts excès énantiomériques (jusqu’à 96%) et de très bons rendements et régiosélectivités. En outre, ces phosphines se sont avérées très stables et résistantes vis-à-vis de l’oxydation dans les conditions réactionnelles, ce qui laisse envisager leur recyclage en fin de réaction.