Décanolides hydroxylés : nouvelles approches synthétiques et glycosylation par de nouveaux réactifs à base d'iode hypervalent
Résumé
During this co-direction Ph.D. thesis we were interested both in:
(i) New synthetic approaches towards hydroxylated 10-membered macrolactones, involving two key-steps: formation of a bicyclic heteroadduct and its oxidative fragmentation.
(ii) Glycosylation of natural 9-decanolides using a methodology based on tagged hypervalent iodine reagents.
The multi-step synthesis part of this work required a study for the inverse electronic demand heterocycloaddition reaction. Therefore, we synthesized new heterodienes, aiming to favour endo configured bicyclic adducts, which showed unique reactivity, and may lead to structural diversity. In this process, we developed a new cyclohexanone-derived chiral dienophile bearing oxazolidinone moiety, which was subjected to Eu(fod)3-catalyzed heterocycloaddition with methyl arylidenepyruvates to afford the desired adduct in good yields. The reaction proceeds with high facial and endo double stereocontrol. These results were then applied to access natural 10-membered macrolactones (such as decarestrictines or herbarumins).
In the second part of this work, we have synthesized novel hypervalent iodine reagents tagged with iso-butyl sulfonate group. This particular group allows the scavenging of the hypervalent iodine species and especially their by-products. Nucleophilic substitution occuring at the sulfonate group by an azide ion exchange resin allows indeed this scavenging. Four sulfonate-tagged iodanes were prepared and applied to several reactions, including oxidative fragmentation of bicycles and O-glycosylation of polyfunctional alcohols. Using this reaction, hybrid molecules bearing both decarestrictine and sugar moiety were quickly obtained with limited purification step based on the scavenging methodology.
(i) New synthetic approaches towards hydroxylated 10-membered macrolactones, involving two key-steps: formation of a bicyclic heteroadduct and its oxidative fragmentation.
(ii) Glycosylation of natural 9-decanolides using a methodology based on tagged hypervalent iodine reagents.
The multi-step synthesis part of this work required a study for the inverse electronic demand heterocycloaddition reaction. Therefore, we synthesized new heterodienes, aiming to favour endo configured bicyclic adducts, which showed unique reactivity, and may lead to structural diversity. In this process, we developed a new cyclohexanone-derived chiral dienophile bearing oxazolidinone moiety, which was subjected to Eu(fod)3-catalyzed heterocycloaddition with methyl arylidenepyruvates to afford the desired adduct in good yields. The reaction proceeds with high facial and endo double stereocontrol. These results were then applied to access natural 10-membered macrolactones (such as decarestrictines or herbarumins).
In the second part of this work, we have synthesized novel hypervalent iodine reagents tagged with iso-butyl sulfonate group. This particular group allows the scavenging of the hypervalent iodine species and especially their by-products. Nucleophilic substitution occuring at the sulfonate group by an azide ion exchange resin allows indeed this scavenging. Four sulfonate-tagged iodanes were prepared and applied to several reactions, including oxidative fragmentation of bicycles and O-glycosylation of polyfunctional alcohols. Using this reaction, hybrid molecules bearing both decarestrictine and sugar moiety were quickly obtained with limited purification step based on the scavenging methodology.
Lors de ces travaux de thèse effectués en co-tutelle, nous nous sommes intéressés à la fois :
(i) à de nouvelles approches synthétiques de macrolactones hydroxylées à 10 chaînons via deux étapes clés de formation d'un hétéroadduit bicyclique et d'ouverture oxydante de ce bicycle.
(ii) à la glycosidation de 9-décanolides naturels par une méthodologie utilisant un réactif à iode hypervalent sous une forme immobilisable.
Le travail de synthèse multi-étapes a nécessité une étude de la réactivité, en hétérocycloaddition [4+2] à demande électronique inverse, de nouveaux hétérodiènes visant à favoriser une configuration endo des adduits bicycliques obtenus. Ceux-ci ont alors montré des réactivités particulières pouvant conduire à une certaine diversité structurale. Nous avons également développé un nouveau diénophile chiral issu de la cyclohexanone porteur d'une copule oxazolidinone. L'hétérocycloaddition catalysée par l'Eu(fod)3 de ce diénophile avec des arylidènepyruvates de méthyle, s'opère avec un double stéréocontrôle endo et facial excellent et de très bons rendements. Ces résultats ont ensuite pu être mis en application lors de l'accès à des cibles macrolactoniques à 10 chaînons d'origine naturelle (décarestrictines et herbarumines).
Dans une seconde partie, nous avons mis au point la synthèse de nouveaux réactifs à base d'iode hypervalent fonctionnalisés par un groupement sulfonate d'iso-butyle. Nous avons montré que ce groupement permettait l'immobilisation des réactifs iodés hypervalents et surtout de leurs produits d'évolution. L'utilisation d'une résine échangeuse d'ion fonctionnalisée par un azoture permet en effet cette immobilisation via une substitution nucléophile du groupement sulfonate. Nous avons ainsi préparé quatre iodanes (III) à ancre sulfonate originaux et avons testé ces réactifs dans diverses réactions parmi lesquelles l'ouverture oxydante de bicycles, et la O-glycosidation d'alcools polyfonctionnels. Cette dernière nous a permis d'obtenir des structures hybrides décarestrictine-sucre de façon rapide et en limitant les étapes de purification en utilisant la méthodologie précédemment mise au point.
(i) à de nouvelles approches synthétiques de macrolactones hydroxylées à 10 chaînons via deux étapes clés de formation d'un hétéroadduit bicyclique et d'ouverture oxydante de ce bicycle.
(ii) à la glycosidation de 9-décanolides naturels par une méthodologie utilisant un réactif à iode hypervalent sous une forme immobilisable.
Le travail de synthèse multi-étapes a nécessité une étude de la réactivité, en hétérocycloaddition [4+2] à demande électronique inverse, de nouveaux hétérodiènes visant à favoriser une configuration endo des adduits bicycliques obtenus. Ceux-ci ont alors montré des réactivités particulières pouvant conduire à une certaine diversité structurale. Nous avons également développé un nouveau diénophile chiral issu de la cyclohexanone porteur d'une copule oxazolidinone. L'hétérocycloaddition catalysée par l'Eu(fod)3 de ce diénophile avec des arylidènepyruvates de méthyle, s'opère avec un double stéréocontrôle endo et facial excellent et de très bons rendements. Ces résultats ont ensuite pu être mis en application lors de l'accès à des cibles macrolactoniques à 10 chaînons d'origine naturelle (décarestrictines et herbarumines).
Dans une seconde partie, nous avons mis au point la synthèse de nouveaux réactifs à base d'iode hypervalent fonctionnalisés par un groupement sulfonate d'iso-butyle. Nous avons montré que ce groupement permettait l'immobilisation des réactifs iodés hypervalents et surtout de leurs produits d'évolution. L'utilisation d'une résine échangeuse d'ion fonctionnalisée par un azoture permet en effet cette immobilisation via une substitution nucléophile du groupement sulfonate. Nous avons ainsi préparé quatre iodanes (III) à ancre sulfonate originaux et avons testé ces réactifs dans diverses réactions parmi lesquelles l'ouverture oxydante de bicycles, et la O-glycosidation d'alcools polyfonctionnels. Cette dernière nous a permis d'obtenir des structures hybrides décarestrictine-sucre de façon rapide et en limitant les étapes de purification en utilisant la méthodologie précédemment mise au point.
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