Jeulin, Séverine (2005) Synphos et difluorphos: diphosphines chirales par atropoisomÉrie Évaluation des propriÉtÉs stÉriques et Électroniques, synthÈse d'analogues et applications en catalyse asymÉtrique. PhD thesis Chimie Organique, Chimie Organique, ENSCP.
| Item Type: | PhD Thesis (PhD) |
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| Thesis Supervisor: | Genet, Jean-Pierre |
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| Date: | October 2005 |
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| Board of examiners: | Malacria, Max and Alexakis, Alexander and Le floch, Pascal and Sannicolo, Francesco and Dellis, Philippe and Genet, Jean-Pierre and Vidal, Virginie |
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| Ecole Doctorale: | ED 406 CHIMIE MOLECULAIRE |
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| Discipline: | Chimie Organique |
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| Collection (Fonds): | ENSCP |
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| Institution: | ENSCP |
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| Department: | Chimie Organique |
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| Subjects: | 6. Chemistry, Physical Chemistry and Chemical Engineering |
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| Uncontrolled Keywords: | Ligand, Phosphore, Diphosphine, Chiralité, Ruthenium, Palladium, Rhodium, Modelisation, Hydrogenation, Catalyse, Heck, Atropoisomérie |
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Table of content
TABLE DES MATIERES
Introduction générale - 1
PARTIE A. Rappels bibliographiques: diphosphines chirales par atropoisomérie - 13
I. L'atropoisomérie - 13
II. Les différentes familles de diphosphines chirales par atropoisomérie - 16
A. Diphosphines à motif binaphtyle - 17
1. Le BINAP et ses analogues - 17
2. Modifications et substitutions du squelette binaphtyle - 18
3. Ligands dont le groupement phosphine n'est pas porté par le squelette binaphtyle - 25
B. Diphosphines à motif biphényle - 26
1. Groupement carboné en positions 6,6' (série BIPHEMP) - 27
2. Groupement oxygéné en positions 6,6'(série MeO-BIPHEP) - 29
C. Diphosphines à motif bihétéroaromatique - 34
1. Squelette bipényle - 35
2. Squelette bihétéroaromatique à 5 chaînons - 35
3. Squelette bihétéroaromatique à 6 chaînons - 37
D. Diphosphines dépourvues de symétrie C2 - 38
1. Groupements différents sur les atomes de phosphore - 39
2. Squelette biaryle dissymétrique - 40
III. Méthodes de synthèse des diphosphines chirales par atropoisomérie - 42
A. Méthodes de couplage aryle-aryle - 42
1. Couplage de type Ullmann - 43
2. Couplage oxydant - 44
3. Méthodes de couplage spécifiques des dérivés hétéroaromatiques - 48
4. Couplages stéréosélectifs - 49
B. Méthodes de dédoublement - 52
1. Dédoublement au niveau du biphénol - 52
2. Dédoublement au niveau de la diphosphine - 58
3. Dédoublement au niveau du bis(oxyde de phosphine) - 60
C. Modifications des substituants du phosphore - 62
1. Méthodes de synthèse linéaires - 62
2. Intermédiaire binaphtol ou biphénol énantiopur - 65
3. Intermédiaire phosphorylé énantiopur - 67
PARTIE B. Synthèse de nouveaux ligands phosphorés chiraux par atropoisomérie - 73
I. Présentation des objectifs - 73
II. Synthèse d'analogues du ligand SYNPHOS - 78
A. Schéma rétrosynthétique et choix des cibles - 78
B. Synthèse d'un intermédiaire commun énantiopur de type bis(phosphonate) - 80
1. Synthèse des arylphosphonates - 80
2. Dimérisation du motif arylphosphonate - 81
3. Dédoublement du bis(phosphonate) 12 - 82
C. Synthèse des analogues m-Xyl-SYNPHOS, p-Tol-SYNPHOS, p-CF3-SYNPHOS - 84
1. Mise au point de l'étape d'arylation - 84
2. Synthèse du (S)-m-Xyl-SYNPHOS - 85
3. Synthèse du (R)-p-Tol-SYNPHOS - 87
4. Synthèse du (S)-p-CF3-SYNPHOS - 88
D. Conclusion et perspectives - 88
III. Synthèse de nouveaux biphénols fluorés chiraux par atropoisomérie: valorisation du motif bi(tétrafluorobenzodioxane) - 90
A. Synthèse de biphénols énantiopurs à motif bi(tétrafluorobenzodioxane) - 91
1. Schéma rétrosynthétique - 91
2. Synthèse du motif biphénol - 92
3. Tentatives de dédoublement du biphénol 20 - 95
4. Dédoublement du biphénol 21 - 97
B. Application à la synthèse de nouveaux phosphoramidites chiraux - 100
1. Rappels bibliographiques - 100
2. Synthèse du phosphoramidite dibromé 30 - 104
3. Synthèse du phosphoramidite ortho, ortho'-diarylé o-Ph-F8-BIPhePHOS - 106
4. Application du phosphoramidite o-Ph-F8-BIPhePHOS 31 en hydrogénation asymétrique: étude préliminaire - 108
C. Conclusion et perspectives - 112
PARTIE C. Evaluation des ligands SYNPHOS® et DIFLUORPHOS® en hydrogénation asymétrique - 117
I. Rappels bibliographiques - 121
A. Synthèse des catalyseurs chiraux ruthénium-diphosphine - 121
B. Applications des catalyseurs in situ Ru(P*P)X2 en hydrogénation asymétrique - 125
C. Cycle catalytique - 128
II. Influence des propriétés stériques et électroniques des diphosphines atropoisomères en hydrogénation asymétrique - 131
A. Profil stérique des diphosphines chirales par atropoisomérie - 131
1. Rappels bibliographiques - 131
2. Intérêt de la modélisation moléculaire - 137
3. Résultats: mesure du paramètre angle dièdre q - 139
4. Bilan - 146
B. Profil électronique des diphosphines chirales par atropoisomérie - 147
1. Rappels bibliographiques - 147
2. Résultats: comparaison des trois échelles électroniques - 151
3. Comparaison des différentes échelles - 157
4. Bilan: profil stéréoélectronique des ligands SYNPHOS et DIFLUORPHOS - 159
C. Influence des paramètres stéréo-électroniques sur la cinétique en hydrogénation asymétrique - 160
1. Rappels bibliographiques - 160
2. Résultats: diphosphines comportant un squelette biphényle - 160
3. Comparaison avec les diphosphines bihétéroaromatiques - 162
4. Tentative de rationalisation - 164
D. Influence des paramètres stéréo-électroniques sur la sélectivité en hydrogénation asymétrique - 166
1. Substrats de la série 1 - 167
2. Substrats de la série 2 - 170
3. Bilan: relation structure /énantiosélectivité - 173
E. Conclusion - 174
III. Utilisation des catalyseurs Ru-SYNPHOS® et Ru-DIFLUORPHOS® pour la synthèse d'alcools chiraux d'intérêt industriel - 175
A. Synthèse de catalyseurs Ru-SYNPHOS® et Ru-DIFLUORPHOS® préformés - 176
1. Catalyseurs cationiques mononucléaires Ru-SYNPHOS® et Ru-DIFLUORPHOS® - 176
2. Catalyseurs anioniques dinucléaires Ru-SYNPHOS® et Ru-DIFLUORPHOS® - 177
B. Valorisation du ligand DIFLUORPHOS® dans l'hydrogénation asymétrique de b-cétoesters halogénés - 178
1. Hydrogénation asymétrique du 4,4,4-trifluoroacétoacétate d'éthyle - 178
2. Hydrogénation asymétrique du 4-chloro-acétoacétate d'éthyle - 184
3. Hydrogénation asymétrique de b-cétoesters aromatiques fluorés - 188
C. Valorisation du ligand SYNPHOS® dans l'hydrogénation asymétrique de cétones b-fonctionnalisées - 189
1. Synthèse du (R)-3-hydroxy-3-phenylpropionate d'éthyle - 189
2. Synthèse du (S)-4-benzyloxy-3-hydroxybutyrate d'éthyle - 192
IV. Utilisation de complexes cationiques du ruthénium pour l'hydrogénation énantiosélective d'oléfines - 197
A. Hydrogénation asymétrique de liaisons C=C tétrasubstituées - 197
1. Rappels bibliographiques - 197
2. Hydrogénation asymétrique de b-(acylamino)acrylates cycliques - 203
B. Synthèse de l'ester de Roche par hydrogénation asymétrique - 210
1. Rappels bibliographiques - 210
2. Essais d'hydrogénation asymétrique - 212
V. Conclusion - 217
PARTIE D. Evaluation des ligands SYNPHOS et DIFLUORPHOS en catalyse asymétrique: formation de liaisons C-C - 221
I. Couplage réducteur asymétrique - 226
II. Cycloisomérisation d'énynes 1,7 - 228
A. Rappels bibliographiques - 228
B. Résultats - 230
C. Conclusion - 233
III. Réaction de Heck asymétrique - 233
A. Rappels bibliographiques - 233
1. Version intramoléculaire - 233
2. Version intermoléculaire - 234
B. Résultats: réaction de Heck intermoléculaire, arylation du 2,3-dihydrofurane - 235
1. Synthèse des réactifs - 235
2. Tests catalytiques - 235
3. Conclusion et perspectives - 238
C. Résultats: réaction de Heck intramoléculaire - 239
1. Synthèse des réactifs - 239
2. Tests catalytiques - 240
3. Conclusion - 244
IV. Perspectives - 245
Conclusion générale - 249
Partie expérimentale - 255
Annexes - 349
Annexe 1: Applications des ligands phosphoramidites chiraux par atropoisomérie en catalyse asymétrique - I
Annexe 2: Mécanique Moléculaire - XIV
Annexe 3: Installation de Chimie Parallèle (Top Industrie) - XVII
Annexe 4: Valorisation des compétences, un nouveau chapitre de la thèse - XVIII
Publications - XXXI
Statistiques de consultation
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