Titre original :

Réactions d'allylation catalysées par des complexes de nickel : applications à la valorisation des composés terpéniques

Titre traduit :

Allylation reactions catalyzed by nickel complexes : applications to the valorization of terpene compounds

Mots-clés en français :
  • Oxindole

  • Terpènes
  • Allylation
  • Catalyseurs au nickel
  • Nickel -- Composés organiques
  • Propénol
  • Réactions nucléophiles
  • Cétones
  • Nitriles
  • Indole
Mots-clés en anglais :
  • Nickel
  • Catalysis
  • Allylation
  • Terpen
  • Allylic alcohol

  • Langue : Français
  • Discipline : Chimie organique, minérale, industrielle
  • Identifiant : 2021LILUR061
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 20-12-2021

Résumé en langue originale

En synthèse organique, les réactions d’allylation utilisant des métaux de transition tel que le palladium ou l’iridium ainsi que des réactifs d’allylation tel que des acétates et des carbonates allyliques rencontrent une utilisation très importante. Cependant, en plus de nécessiter l’emploi de métaux précieux, les protocoles ont bien souvent l’inconvénient de conduire à la formation de sels à la fin de la réaction en raison de l’utilisation de bases suffisamment fortes pour activer le nucléophile.Ce mémoire décrit la réaction d’allylation de nucléophiles peu activés en utilisant le nickel, un métal abondant. Les réactions développées impliquent l’utilisation d’alcools allyliques comme réactifs d’allylation pour des protocoles globalement plus éco-compatibles. Dans le cas des alcools allyliques, seule une molécule d’eau est obtenue comme sous-produit de réaction et aucune base ajoutée n’est nécessaire.Ce manuscrit décrit dans un premier temps les réactions d’alpha allylation des cétones. Etant des nucléophiles peu activés, il a été nécessaire d’optimiser les conditions de la réaction dans des conditions propres (sans additif) avec notamment, l’alcool allylique comme réactif d’allylation et un alcool tel que le méthanol comme solvant de réaction. Plusieurs cétones allylées ont ainsi été synthétisées y compris des cétones terpéniques. Ce protocole a été ensuite généralisé sur la réaction d’alpha allylation des nitriles. Avec trois équivalents d’alcool allyliques au lieu de deux, les nitriles ont été également efficacement transformés.L’un des plus grands défis de la réaction d’allylation des indoles est la sélectivité (mono ou multi- allylation) et la régiosélectivité (C- versus N-allylation). Avec un protocole qui met en œuvre le précurseur Ni(dppf)2 dans le DMSO à 100°C, les indoles ont été sélectivement N-allylés. De la même manière, ce protocole a permis d’accéder sélectivement aux oxindoles C-bisallylés. Les coumaranones comprenant une fonction ester (lactone) ont montré une réactivité très élevée vis-à-vis de la réaction d’allylation. Après une optimisation il a été montré que ces nucléophiles peuvent être transformés à température ambiante avec des catalyseurs au nickel.Enfin, l’allylation en alpha des aldéhydes a été également étudiée par des catalyseurs au ruthénium au lieu du nickel. Des résultats préliminaires encourageants ont été obtenus avec le diallyléther comme réactifs d’allylation et un scope sur quelques substrats a été également réalisé.

Résumé traduit

In organic synthesis, palladium or iridium catalysts and allylic acetates and carbonates as allylic reagents are widely used in allylation reactions. However, in addition to requiring the use of precious metals, the protocols often have the disadvantage of leading to the formation of salts at the end of the reaction because of to the use of strong bases to activate the nucleophile.Using an abundant metal such as nickel, this thesis describes the allylation reaction of less activated nucleophiles. The reactions developed involve the use of allylic alcohols as allylic reagents for more eco-compatible protocols. In the case of allylic alcohols, only a molecule of water is obtained as a by-product and no added base is necessary.This manuscript first describes the alpha allylation reactions of ketones. Being less activated nucleophiles, it was necessary to optimize the reaction conditions under clean conditions (without additives) with in particular, allyl alcohol as allylation reagent and an alcohol such as methanol as reaction solvent. Several allylated ketones have thus been synthesized, including terpene ketones. This protocol was then generalized on the alpha allylation reaction of nitriles. With three equivalents of allyl alcohol instead of two, nitriles were also efficiently transformed.One of the biggest challenges in the allylation reaction of indoles is selectivity (mono or multi-allylation) and regioselectivity (C- versus N-allylation). With a protocol which implements the Ni (dppf)2 precursor in DMSO at 100 ° C, the indoles were selectively N-allylated. Likewise, this protocol allowed selectively access to C-bisallylated oxindoles. Coumaranones comprising an ester function (lactone) have shown a very high reactivity vis-à-vis the allylation reaction. After optimization, it was shown that these nucleophiles can be transformed at room temperature with nickel catalysts.Finally, the alpha allylation of aldehydes has also been studied by ruthenium catalysts instead of nickel. Encouraging preliminary results were obtained with diallyl ether as allylation reagents and a scope on some substrates was also carried out.

  • Directeur(s) de thèse : Sauthier, Mathieu - Karim, Abdallah
  • Président de jury : Ait Ali, Mustapha
  • Membre(s) de jury : El Amrani, Mohamed Amin - Touzani, Rachid - Suisse, Isabelle - Dumont, Clément
  • Rapporteur(s) : Nowicki, Audrey - Sémeril, David
  • Laboratoire : Unité de catalyse et chimie du solide (UCCS)
  • École doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)

AUTEUR

  • Mouhsine, Bouchaib
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