Fonctionnalisation d'halocyclopropanes et préparation de composés diazoïques semi- et non-stabilisés pour la synthèse de cyclopropanes polysubstitués

Les cyclopropanes sont des motifs régulièrement incorporés lors du développement de nouvelles molécules bioactives de par les propriétés qu’ils apportent à celles-ci. Cela a donc poussé les chimistes organiciens à développer de nouvelles méthodologies pour leur synthèse en modulant notamment les différentes substitutions. Les travaux de cette thèse s’inscrivent donc dans cette thématique : le développement de méthodologies permettant l’accès à des cyclopropanes hautement substitués. Afin d’accéder à des motifs 1,2,3-trisubstitués et stéréoenrichis, nous avons dans un premier temps envisagé de réaliser des couplages de Suzuki-Miyaura sur des halocyclopropanes 2,3-disubstitués synthétisés dans le groupe grâce à l’utilisation du ligand chiral de type dioxaborolane. Des conditions douces et reproductibles ont été développées, notamment grâce à la synthèse d’un pré-catalyseur de type Buchwald.   Les chapitres suivants ont été consacrés à la synthèse de motifs cyclopropaniques substitués de manière plus directe en utilisant des composés diazoïques portant les groupements à introduire. Des diazoalcanes semi-stabilisés (portant des groupements possédant des liaisons π proximales tels que des aryles ou des alcènes) ont tout d’abord été employés. L’utilisation d’une porphyrine de fer a permis de réaliser des cyclopropanations d’aryldiazométhanes générés in situ à partir de 2-nosylhydrazones dans des conditions douces, ce qui a permis d’élargir la gamme de composés diazoïques semi-stabilisés utilisables en cyclopropanation.   Nous avons par la suite envisagé de réaliser des cyclopropanations de dialkyldiazoalcanes générés in situ à partir d’arylsulfonylhydrazones. Des gem-diméthyl cyclopropanes, motifs d’intérêt pour l’industrie pharmaceutique, ont été synthétisés avec succès et ce sans nécessiter la présence d’un catalyseur métallique. De hautes températures ont cependant été nécessaires. À cause de ces conditions très dures, nous nous sommes tournés vers une autre stratégie pour la synthèse de composés diazoïques non-stabilisés.  Nous avons alors envisagé d’oxyder des hydrazones libres, ce processus pouvant se dérouler à basses températures et générant moins de déchets. Après l’achèvement d’un projet initié par d’autres membres du groupe employant une quantité stœchiométrique d’un oxydant métallique, nous nous sommes tournés vers l’utilisation de l’iodosylbenzène. Cet oxydant organique a permis la génération de nombreux composés diazoïques aliphatiques et a été compatible avec une réaction de cycloaddition [3+2] in situ de divers accepteurs de Michael. Alors que les conditions réactionnelles ne permettaient pas la conversion spontanée de toutes les 1-pyrazolines générées en cyclopropanes, un processus de photolyse en chimie en flux continu a été développé afin d’induire ces contractions de cycle. Des dérivés d’amino acides non naturels ainsi que des gem-diméthyl cyclopropanes ont été obtenus avec de hauts rendements.  En immobilisant l’iodosylbenzène dans un réacteur à garnissage et en utilisant la technologie en flux continu, nous avons par la suite généré des solutions relativement pures de phényldiazométhane. Cependant, la génération de composés diazoïques non-stabilisés en utilisant ce processus s’est avérée plus complexe en raison de diverses incompatibilités.  Enfin, la synthèse de cyclopropanes substitués par des groupements amino, alkoxy ou aryloxy a été envisagée via l’utilisation de composés diazoïques substitués par ces hétéroatomes. Lors de l’initiation de ces travaux, un faible rendement en aminocyclopropane a été obtenu, indiquant néanmoins la génération et cyclopropanation du composé diazoïque déstabilisé désiré.

Keyphrases: cyclopropane, Suzuki-Miyaura, composé diazoïque, carbène, cycloaddition, flux continu