Asymmetric cobalt-catalyzed C-H activation : application to the synthesis of atropoisomeric indoles
Activation de liaisons C-H asymétrique catalysée au cobalt basse-valence : application à la synthèse d’indoles atropoisomériques
Résumé
In a context of growing social and environmental pressures, the main challenge of the scientific community is to develop more sustainable and environment-friendly processes. Besides, chiral molecules are gaining importance in a broad range of fields. Therefore, asymmetric C-H activation has recently proven to be a very efficient tool to rapidly access optically pure compounds. In order to improve the sustainability of these processes, it is necessary to replace traditionally used expensive and toxic metals by earth-abundant 3d-metals: this is the main objective of this PhD thesis. First, a diastereoselective approach has been explored through the use of optically pure imines acting as directing group. However, no reactivity was observed. The enantioselective approach was more successful. The first 3d-metal-catalyzed atropoenantioselective C-H arylation has been reported using a cobalt catalyst. C2-atropoisomeric indoles were afforded in excellent yields and enantioselectivites. The use of a chiral, hindered NHC ligand was crucial to the success of this project. Subsequently, this reactivity was extended towards the control of the C-N chiral axis of indoles, thanks to the development of reactions allowing the control of this axis in addition to another chiral element.
Dans un contexte où les contraintes sociales et environnementales poussent les chimistes à développer des procédés plus respectueux de l’environnement et où les molécules chirales sont de plus en plus importantes dans de nombreux domaines, l’activation de liaisons C-H asymétrique s’est avérée être une solution particulièrement attrayante pour répondre à ces défis. Cependant, afin de rendre ces procédés encore plus durables et éco-compatibles, il convient de remplacer les métaux onéreux traditionnellement utilisés par les métaux 3d bien plus abondants. L’objectif de ces travaux est le développement de nouvelles méthodologies pour l’activation de liaisons C-H asymétrique catalysée au cobalt. Une approche diastéréosélective a été envisagée, grâce à l’utilisation d’imines optiquement pures en tant que groupement directeur. Cependant, aucune réactivité n’a été observée. L’approche énantiosélective a été davantage fructueuse. La première arylation de liaisons C-H atropoénantiosélective catalysée par un métal 3d, le cobalt, a été développée. Des indoles C2-atropoisomériques ont été obtenus avec d’excellents rendements et excès énantiomériques. L’utilisation d’un ligand NHC chiral particulièrement encombré s’est avérée cruciale pour le succès de ce projet. Par la suite, cette réactivité a été étendue vers le contrôle de l’axe de chiralité C-N des indoles, via des transformations permettant le contrôle de cet axe en plus d’un autre élément de chiralité.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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