Thèse
Auteur :
Corbet Matthieu

Date de soutenance :
28 octobre 2009

Directeur(s) de thèse :
Zard Samir
Cahiez Gérard
Craig Donald
De Mesmaeker Alain
Evano Gwilherm



École :

École Polytechnique
Intitulé de la thèse : Applications de la Chimie Radicalaire des Xanthates : Synthèse d'Alcaloïdes d'Origine Marine Synthèse de Thiéno[2,3-b]thiopyranones Synthèse de Thioéthers Aryliques Approche à la Synthèse Totale du (+)-Maritimol


Résumé : Dans un premier temps, nous avons développé un synthon original équipé à la fois d'une fonction phosphonate et d'une fonction xanthate qui a permis la création de deux liaisons carbone"“carbone à la suite, dans une séquence efficace d'addition radicalaire"“oléfination de Horner"“Wadsworth"“Emmons. L'intérêt de ce nouveau xanthate a été par ailleurs illustré en réalisant la synthèse d'alcaloïdes présentant un noyau pyridine, les xestamines C, E, et H. Ce synthon s'est montré aussi très utile dans la synthèse d'hétérocycles soufrés peu décrits dans la littérature, les thiéno[2,3-b]thiopyranones. Une séquence réalisée dans le même pot a permis l'obtention de divers composés très fonctionnalisés. La chimie radicalaire a servi pour la fonctionnalisation de la position 2 alors que la chimie ionique a servi pour la fonctionnalisation de la position 6. Nous avons aussi développé une nouvelle réaction radicalaire qui permet de transformer la fonction xanthate en thioéther arylique. Dans certains cas, une oxydation suivie d'une élimination du sulfoxyde résultant a conduit à des vinylsilanes intéressants. Enfin, nous avons mis au point une nouvelle méthodologie qui permet d'accéder rapidement et efficacement à des motifs bicyclo[3.2.1]octanes fonctionnalisés. Ceci nous a permis par la suite de réaliser une synthèse relativement courte du précurseur insaturé d'un modèle du maritimol, un diterpènoïde tétracyclique. La stratégie appliquée repose principalement sur une étape d'addition radicalaire par transfert de xanthate et de cyclisation radicalaire. La synthèse de l'énantiomère naturel du maritimol a ensuite été entreprise, et un intermédiaire relativement avancé a pu être obtenu.Abréviations 5

Chapitre 1. Introduction à la Chimie Radicalaire

Introduction 11
I. Généralités 13
II. La chimie radicalaire par propagation de chaîne 15
II.1. Principe 15
II.2. Méthodes de chimie radicalaire par propagation de chaîne 17
II.2.1. Méthode aux hydrures d'étain 17
II.2.2. Méthode des esters thiohydroxamiques 19
II.2.3. Méthode par transfert d'atome ou de groupe 21
II.3. Conclusion 22
III. La chimie radicalaire des xanthates 23
III.1. La réaction de Barton"“McCombie 24
III.2. La chimie radicalaire par transfert du groupement xanthate 27
III.2.1. Principe 27
III.2.2. Préparation des xanthates 30
III.2.3. Potentiel synthétique 31
III.3. Conclusion 39

Chapitre 2. Un ?-Céto Phosphonate Original

Introduction 43
I. Synthèses de ?-céto phosphonates 44
I.1. La réaction de Michaelis"“Arbuzov 44
I.2. La réaction de Michaelis"“Becker 46
I.3. Réaction entre un ?-lithioalkylphosphonate et un ester ou équivalent 46
I.4. Migration de phosphore-[1,3] 47
II. Applications 49
II.1. L'oléfination de Horner"“Wadsworth"“Emmons 49
II.1.1. Historique 49
II.1.2. Avantages 50
II.1.3. Propriétés 51
II.1.4. Mécanisme 52
II.1.5. Modifications 54
II.1.6. Applications récentes en synthèse 56
II.2. Autres applications 57
III. Un ?-céto ?-xanthyl phosphonate original 59
III.1. Synthèse 59
III.2. Réactivité 61
III.2.1. Additions radicalaires 61
III.2.2. Oléfinations de Horner"“Wadsworth"“Emmons 63
III.3. Applications 68
III.3.1. Les xestamines 68
III.3.2. Synthèse des xestamines C, E, et H 71
III.4. Conclusion et perspectives 75

Chapitre 3. Synthèse de Thiéno[2,3-b]thiopyranones

Introduction 79
I. Les 5,6-dihydro-thiéno[2,3-b]thiopyran-4-ones 81
I.1. Activités biologiques 81
I.2. Synthèses 83
I.2.1. Synthèse de Cagniant et Cagniant 83
I.2.2. Synthèse de Ponticello et al. 83
I.2.3. Synthèse de Jones et al. 84
I.2.4. Synthèse de Blacklock et al. 84
I.2.5. Synthèse de Tempkin et al. 85
I.2.6. Synthèse de Liang et al. 86
II. Les 2,3,5,6-tétrahydro-thiéno[2,3-b]thiopyran-4-ones 87
II.1. Mécanisme 88
II.2. Additions radicalaires 89
II.3. Formation des hétérocycles 90
III. Conclusion et perspectives 96

Chapitre 4. Synthèse de Thioéthers Aryliques

Introduction 101
I. Voies d'accès principales aux thioéthers aryliques 102
I.1. La substitution nucléophile aromatique (SNAr) 102
I.1.1. SNAr sur des substrats activés 102
I.1.2. SNAr sur des substrats peu activés 106
I.2. Les réactions métallo-catalysées 107
I.2.1. Par le palladium 107
I.2.2. Par le cuivre 110
I.2.3. Par le nickel 111
II. Nouvelle voie d'accès aux thioéthers de o-chlorophényle 113
II.1. Mécanisme 113
II.2. Synthèse des xanthates précurseurs 115
II.3. Formation des thioéthers aryliques 119
III. Utilisation des thioéthers de o-chlorophényle 124
III.1. Synthèses de vinylsilanes (E) 124
III.2. Applications diverses 126
IV. Conclusion et Perspectives 127

Chapitre 5. Vers la Synthèse du (+)-Maritimol

Introduction 131
I. Synthèses du maritimol 133
I.1. Synthèse du (±)-maritimol par van Tamelen et al. 133
I.2. Synthèse du (±)-maritimol par Marini Bettolo et al. 135
I.3. Synthèse du (±)-maritimol par Piers et al. 139
I.4. Synthèse du (+)-maritimol par Deslongchamps et al. 143
II. Synthèse de la stémodinone par Corey et al. 146
III. Synthèse de l'aphidicoline par Trost et al. 149
IV. Synthèse de bicyclo[3.2.1]octanes fonctionnalisés 152
IV.1. Etat des lieux 152
IV.2. Premiers essais 153
IV.2.1. Préparation du diène 153
IV.2.2. Additions radicalaires sur le diène 154
IV.2.3. Une stratégie alternative abandonnée 158
IV.2.4. Optimisations 159
V. Synthèse d'un modèle du (±)-maritimol 162
V.1. Synthèse du tricycle B/C/D des stémodanes 162
V.2. Essais de fonctionnalisation du tricycle 166
V.3. Un tricycle prometteur 168
V.3.1. Une cyclisation réductrice peu efficace 168
V.3.2. Synthèse courte et efficace d'un bicyclo[3.2.1]octane fonctionnalisé 170
V.3.3. Une voie d'accès au tricycle optimale 173
V.4. Synthèse du tétracycle A/B/C/D des stémodanes 175
V.4.1. L'annélation de Robinson 176
V.4.2. La méthylation réductrice de Stork 179
V.4.3. L'épingle de Stork 182
V.4.4. Une méthylation non réductrice 185
VI. Vers la synthèse asymétrique du (+)-maritimol 188
VI.1. Rétrosynthèse 188
VI.2. Installation de l'allyle 189
VI.3. Introduction du méthyle en position axiale 191
VI.3.1. Le complexe MAD 191
VI.3.2. Une solution simple et efficace 193
VI.4. Synthèse du tricycle B/C/D du (+)-maritimol 195
VI.4.1. Un tricycle sensible 195
VI.4.2. Une fermeture du cycle B toujours aussi délicate 198
VI.4.3. Une séquence qui échoue 200
VII. Conclusion et perspectives 201

Conclusion Générale 205

Partie Expérimentale 209

Remerciements 363

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