Aziridination d'olefines mediée par l'iode hypervalent catalysée par le cuivre
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The reaction of an olefin with a nitrene generated from a phenyliminoiodane in the presence of a copper catalyst allows the direct formation of an aziridine. The versatility of this reaction was improved by the discovery in our laboratory of a one-pot procedure mediated by iodosylbenzene and a sulfonamide and by the development of Ses iminoiodane. Tetrahydrolathyrine is a rigid arginine analogue in which the terminal nitrogen atom of the guanidine functionality is linked to one of the methylene groups. It is a naturally-occurring amino acid isolated in 1979 from the seed of Lonchocarpus costaricensis. The absolute configuration of the natural product was unknown at the outset of this work and was elucidated during its total synthesis which is the object of the first part of this thesis. The synthetic route employed is analogous to that used for the preparation of enduracididine (previously synthesized in our laboratory). The 2-aminotetrahydropyrimidine ring was obtained by the reaction of a 1,3-diamino function with an isothiourea. This 1,3-diamine resulted from the treatment of an aziridine with potassium cyanide followed by reduction. The aziridine was prepared by copper catalyzed aziridination of (S)-allyloxazolidinone with iodosylbenzene and the iminoiodane derived from SesNH2. This strategy permitted the total synthesis of the natural tetrahydrolathyrine and of its non-natural diastereoisomer. The absolute configuration of the stereocenter at C-4 was determined as (R) by Noesy studies of cyclic derivatives containing the two asymmetric centers and was confirmed by X-ray studies of a non-natural tetrahydrolathyrine precursor. The second part of this thesis was devoted to the study of the particular reactivity observed with ω-insaturated esters under aziridination conditions in which an intramolecular ring-opening of the aziridine by the carbonyl oxygen of the ester function is observed providing a lactone that can be then transformed into a 1,2-amino alcohol. The products can be considered as those of a regio- and stereoselective aminohydroxylation of olefins by copper-catalyzed aziridination in the presence of a chiral ligand a sulfonamide and iodosylbenzene.
Abstract FR:
La réaction d’aziridination catalysée au cuivre permet de former des aziridines directement à partir d’oléfines en employant une source de nitrène généré à partir de phényliminoiodanes. Le développement au laboratoire d’une version « one pot » impliquant l’iodosylbenzène et un sulfonamide ainsi que l’emploie de l’iminoiodane N-Ses a rendue cette réaction plus attractive en synthèse. La tétrahydrolathyrine est un analogue rigide de l’arginine dans laquel la fonction guanidine est engagée dans un hétérocycle ponté à la chaîne latérale. Cette molécule a été isolée en 1979 de graines de Lonchocarpus costaricensis. La configuration absolue du produit naturel était inconnue au début de cette étude et elle a été déterminée au cours de sa synthèse totale qui a fait l’objet de la première partie de ce travail de thèse. La stratégie de synthèse adoptée est proche de celle employée pour l’enduracididine (synthétisée précédemment au laboratoire). Le motif 2-aminotétrahydropyrimidine a été obtenu à partir d’une diamine et d’une isothiourée. Cette diamine résulte de l’ouverture d’une aziridine par l’anion cyanure puis de la réduction de la fonction nitrile en amine. L’aziridine a été préparée par la méthodologie développée au laboratoire, à savoir une aziridination de l’allyloxazolidinone catalysée au cuivre et en présence d’iodosylbenzène et du sulfonamide SesNH2. Cette stratégie a permis de réaliser la synthèse totale de la tétrahydrolathyrine naturelle et de son diastéréoisomère non-naturel. La configuration absolue du centre stéréogène en C-4 a été déterminée comme étant (R) par des études Noesy de dérivés cycliques contenant les deux centres asymétriques et elle a été confirmée par l’étude de diffraction des rayons X d’un précurseur de la tétrahydrolathyrine non-naturelle. La deuxième partie de ce travail de thèse a été consacrée à l’étude de la réactivité particulière des esters ω-insaturés dans les conditions d’aziridination. En effet, dans ces conditions, l’aziridine subit une ouverture intramoléculaire par le carbonyle de l’ester pour fournir une lactone qui peut ensuite être transformée en 1,2-aminoalcool. Ceci nous a amené à développer une méthode d’aminohydroxylation d’oléfines régiosélective et stéréosélective au moyen d’une réaction d’aziridination catalysée par le cuivre, en présence d’un ligand chiral et à partir d’un sulfonamide et d’iodosylbenzène.