Nicolaou, K. C.; Ellery, S. P.; Chen, J. S. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7140.                                         ...
Introduction                                                     Les LanthanidesOrbitales 4f : OA contractées, faible rec...
Introduction                                                   SmI2    Découvert et développé par Henri    Kagan à la fin...
Introduction                                                                              SmI2          Préparation:     ...
Propriétés et Réactivité                               SmI2Fort potentiel réducteur du Sm(II) :-1,55V dans H2O(jusqu’à -2...
Propriétés et Réactivité                                                                                        SmI2Via t...
Propriétés et Réactivité                                SmI2Le THF est le solvant de choix (plus rarement THP, PivCN, PhH...
Applications en synthèse                    SmI2Réactions de BarbierRéaction type RéformatskyRéaction carbonyl-alcèneR...
Réactions de Barbier                                                                                   SmI2               ...
Réactions de Barbier                                                                                 SmI2 Approche de la ...
Réactions de Réformatsky                                                                              SmI2Formation d’un ...
Réactions de Réformatsky                                                                                               SmI...
Réactions de Réformatsky                                                                                           SmI2   ...
Réactions carbonyl-alcène                                                                                  SmI2           ...
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Réactions carbonyl-alcène                                                                                              SmI...
Réactions carbonyl-alcène                                                                                             SmI2...
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Réactions carbonyl-alcène                                                                                            SmI2 ...
Réactions de fragmentation/d’éliminationfragmentation    O                              I2Sm                             I...
Réactions de fragmentation                                                                                               S...
Réactions de fragmentation                                                                               SmI2 Synthèses d...
Réactions de fragmentation                                                                                                ...
Réactions d’élimination                                                                                             SmI2 ...
Réactions d’élimination                                                                                              SmI2 ...
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Réactions d’élimination                                                                             SmI2Réduction de syst...
Conclusion                                                SmI2Conditions réactionnelles douces   Alternative au système ...
Conclusion                                                 SmI2Après étude fine du substrat et des conditions (solvant,co...
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Le diiodure de samarium

  1. 1. Nicolaou, K. C.; Ellery, S. P.; Chen, J. S. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7140. 1
  2. 2. Introduction Les LanthanidesOrbitales 4f : OA contractées, faible recouvrement/ligandsLn très électropositifs→ complexes formés à fort caractère ionique→acides de Lewis « durs » ↔ affinité ligands « durs » (O, N)Ln(III) est l’état d’oxydation le plus stable: Ln(II) potentiellt réducteurCouleur Ln(II) intense et dépendante des ligands (transition 4f → 5d)Kagan, H. B. Lanthanides: Chemistry and Use in Organic Synthesis 1998, Vol. 2, 155, Springer. 2
  3. 3. Introduction SmI2 Découvert et développé par Henri Kagan à la fin des années 70 Popularisé par Gary Molander dans les années 90 Aujourd’hui très utilisé en synthèse totale, notamment pour la formation de liaisons C-CKagan, H. B.; Namy, J. L.; Girard, P. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 2693. Kagan, H. B. Lanthanides: Chemistry and Use in OrganicSynthesis 1998, Vol. 2, 155, Springer. Molander, G. Chem. Rev. 1992, 92, 29. Molander, G.; Harris, C. R. Chem. Rev. 1996, 96, 307. 3Molander, G.; Harris, C. R. Tetrahedron 1998, 54, 3321. Kagan, H. B. Tetrahedron 2003, 59, 10351.
  4. 4. Introduction SmI2 Préparation: Achat: I2, THF, 24h CH2I2 ou ICH2CH2I Sm SmI2 THF, TA, 1h 0,1 M dans le THF 25 mL: 25 € bleu profond O2! Qualité? CHI3, THF, ))), TA Conservation? SmI3 (solution jaune)Molander, G. Org. React. 1994, 46, 211. 4
  5. 5. Propriétés et Réactivité SmI2Fort potentiel réducteur du Sm(II) :-1,55V dans H2O(jusqu’à -2,05V en présence de HMPA)Très sensible à l’oxygène (Sm(III) plus stable)Compatible avec un milieu protique (H2O, MeOH, t-BuOH) 5
  6. 6. Propriétés et Réactivité SmI2Via transfert mono électroniqueActivation des halogénures d’alkyle: Sm(II) I2 RX R RSmI2 -Sm(III) I2X réactivité réactivité ionique Méca radicalaire→ radicalaire "type magnésien" intramoléculaireActivation des carbonyles: Sm(III)I2 Sm(III)I2 O (II) O Sm (II) I2 O Sm I2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 réactivité radicalaire réactivité ionique "type couplage pinacolique" 6
  7. 7. Propriétés et Réactivité SmI2Le THF est le solvant de choix (plus rarement THP, PivCN, PhH):synthèse SmI2 et bonne conservationGénéralement présence d’un donneur de protons (H2O, MeOH…)Additif: HMPA (5-10%, cplxe violet, ↑réactivité), voire DMPU, H2O…Bon acide de Lewis et très oxophile (Sm(III) et (II))Grande chimio, et stéréosélectivité possible 7
  8. 8. Applications en synthèse SmI2Réactions de BarbierRéaction type RéformatskyRéaction carbonyl-alcèneRéactions de fragmentation/d’élimination 8
  9. 9. Réactions de Barbier SmI2 O OH idéal en intramoléculaire R2 R3 R1X 2eq. SmI2 R1SmI2 cétones fortmt énolisables R1 R3 R2 compatibles Approche de la synthèse du Phorbol (Carroll & Little) H SmI2, H NiI2 cat., THF O O H Catalyseurs les OH 82-88% O O O OH plus courants de I HO SmI2: OH OH Me Fe(III), NiI2, LiCl, H Me Me Me H OH H O HO Cu(I)*, Co(II), Pd(0) OH Phorbol (diterpene)Carroll, G. L.; Little, R. D. Org. Lett. 2000, 2, 2873.*possibilité de transmétallation suivie d’addition conjuguée ou couplage Csp3-Csp3 9
  10. 10. Réactions de Barbier SmI2 Approche de la synthèse du Vinigrol (Matsuda) OH Co-solvants lesCl OBn OBn plus courants de SmI2, HMPA, THF SmI2: O 98% OMOM OMOM HMPA, DMPU, Me (15% sans HMPA) Me TMEDA, TMG, DBU, Et3N, H2O… SmI2/H2O/amine* Me (↑ ↑ réactivité) iPr OH OH Me OH Vinigrol (diterpenoïde) SmI2.HMPA4 Formation cycle à 8 (forme chaise) & diastéréosélectivité totaleMatsuda, F.; Miyashita, M.; Shirahama, H.; Sakai, T.; Kito, M. Synlett. 1997, 219.* Dahlén, A.; Hilmersson, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 3393. 10
  11. 11. Réactions de Réformatsky SmI2Formation d’un éther d’énol de samarium(mécanisme radicalaire ou ionique selon X) O A SmI2 SmI2 O O O X SmI2 R3 R4 R5R1 R 1 R3 Aldol R3 -SmI2X R1 R2 R 2 R2 SmI2B -SmI2X SmI2 SmI2 X=I, Br, SO2R... O O SmI2 X XR1 R1 R3 -SmI2X R3 R2 R2 Alternative au Zn: Version intramoleculaire: ↑Rdts et ↑selectivités par chélation du Sm Efficace sur des cétones encombrées (en tant qu’électrophile) 11
  12. 12. Réactions de Réformatsky SmI2 Approche de la synthèse du Taxol (Arseniyadis) I O Sm O Me O Me O O O SmI2 (2 eq.), THF, 0°C O O O Me Me O O H H OMe Me OMe Me O O Me Me Me O Sm(III)ene diolate 74% AcO O Me O O HO Me O Me 11 Ph O C HO 12 B O C A B Me D O A O BzHN O H H HO OBz OAc 1 OMe MeTaxus brevifolia OH O Me Taxol Sélectivité par chélation du samarium (C12) Arseniyadis, S.; Toupet, L.; Birlirakis, N.; Hamon, B. Eur. J. Org. Chem. 2005, 4082. 12
  13. 13. Réactions de Réformatsky SmI2 Synthèse du Taxol (Mukaiyama) Bn BnO O Br O Me Me OBn TBSO Me O SmI2, THF, -78°C  Me Me  r.d.: 5/1 70% O O OPMB OH Me TBS PMBO OBn Cycle B du Taxol Forte chimiosélectivité et stéréosélectivité Formation d’un cycle à 8 chaînonsMukaiyama, T.; Shiina, I.; Iwadare, H.; Saitoh, M.; Nishimura, T.; Ohkawa, N.; Sakoh, H.; Nishimura, K.; Tani, Y.; Hasegawa,M.; Yamada, K.; Saitoh, K. Chem. Eur. J. 1999, 5, 121. 13
  14. 14. Réactions carbonyl-alcène SmI2 R3 R5 SmI2 OH H O O R4 R6 SmI2 R1 R5 1 R 2 R 1 2 R2 R6 R R R3 R4 Synthèse de la Patchoulénone (Banwell) Me Me Me SmI2, HMPA,Me PhSH, THF 74% O H Me OH Me OBn OBn O patchoulénone (sesquiterpène) PhSH donneur de H. Banwell, M.; McLeod M. Chem. Commun. 1998, 1851. Banwell, M; Hockless, D. C. R.; McLeod, M. D. New. J. Chem. 2003, 27, 50. 14
  15. 15. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse totale de la Brevetoxine B (Nakata) e + SmI2 SmI2 O Me Me O H SmI2 (5 eq.), Me H Me H H OH O MeOH (5eq.) O CO2Et HO E D CO2Et EtO2C O THF, 0°C C D O H O H EtO2C H O H Me H H Me pTsOH, PhMe, 80°C Cycles jonction trans H Me Me H O HO O E O ET chaise, chélation EtO2C O C D H O H H H ester/cétyle Me 79% sur les deux étapesMatsuo, G.; Kawamura, K.; Hori, N.; Matsukura, H.; Nakata, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14983.Hori, N.; Matsukura, H.; Matsuho, G.; Nakata, T. Tetrahedron 2002, 58, 1853. 15
  16. 16. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse totale de la Brevetoxine B (Nakata) Me Me H H O HO O E O C D EtO2C O H O H H H Me HO CHO Me K H O O J H H Me Me HO I Me H O O H H Me H O O E F G H H A B C D O O H H Me O O O H H H H Me SmI2:Neurotoxine produite par des Dinoflagellates Brevetoxine B -carbonyl-alcène (polyéther "marin") -Reformatsky Matsuo, G.; Kawamura, K.; Hori, N.; Matsukura, H.; Nakata, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14983. 16
  17. 17. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Approche de la synthèse de la Pleuromutiline (Procter) AcO O OAc SmI2 (2,5 eq.) THF/t-BuOH (5/1) 0°C, 86% O HO H CO Me OH 2 CO2Me OH O O O H OH H BzMO O OTBS O Pleuromutiline (antibactérien)Helm.; M. D.; Da Silva, M.; Sucunza, D.; Findley, T. J. K.; Procter, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9315. 17
  18. 18. Réactions carbonyl-alcène SmI2 AcO O OAc SmI2 (2,5 eq.)    THF/t-BuOH (5/1)  O 0°C, 86% HO H CO Me OH 2 CO2Me 4 centres contrôlés aldolisation OAc O O AcO AcO H OMe OMe 5-exo-trig O O O H OMe H SmIII H SmIII O SmIII O O O chimiosélectivité Chimio- et stéréosélectivité par chélationHelm.; M. D.; Da Silva, M.; Sucunza, D.; Findley, T. J. K.; Procter, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9315. 18
  19. 19. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse de l’acide Martinellique (Naito) O NOBn CO2Et HN MeO2C MeO2C SmI2 (5eq.) N t-BuOH/ THF (1,3/1) N 0°C O O RACE: Radical Addition Cyclisation Elimination HN Me HN N Me HO2C H H N N Me N H NH Me Martinella iquitosensis Acide Martinellique (inhibiteur bradykinique)Shirai, A.; Miyata, O.; Tohnai, M.; Miyata, M.; Procter, D. J.; Sucunza, D.; Naito, N. J. Org. Chem. 2008, 73, 4464. 19
  20. 20. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse de l’acide Martinellique (Naito) NOBn EtO O SmI CO2Et 2 MeO2C BnO N SmI2 (5eq.) H MeO2C N t-BuOH/ THF (1,3/1) H 0°C N O O O BnO SmI2 HN N  MeO2C MeO2C CO2Et  41% N N O O t-BuOH protonne les anions intermédiaires 29% Rdt avec n-Bu3SnH/AIBNShirai, A.; Miyata, O.; Tohnai, M.; Miyata, M.; Procter, D. J.; Sucunza, D.; Naito, N. J. Org. Chem. 2008, 73, 4464. 20
  21. 21. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse de la Hyacinthacine A2 (Py) CO2Et CO2Et CO2Et O OH BnO 3eq. SmI2, THF, BnO BnO H N N +3eq. SmI2, THF N 8eq. H2O, -78°C -78->25°C 64%, r.d. 9/1 BnO OBn BnO OBn BnO OBn + K2CO3, EtOH BnO O HO N N BnO Hyacinthacine A2 HO (inhibiteur enzymatique) BnO H HO H 59% Réaction d’Umpolung Muscari armeniacumDesvergnes, S.; Py, S.; Vallée, Y. J. Org. Chem. 2005, 70, 1462.Masson, G.; Cividino, P.; Py, S.; Vallée, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2265. 21
  22. 22. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse de l’Hypnophiline (Curran) H H SmI2 Me Me O O SmI2 (1,7 eq.) Me O O Me Me O THF/HMPA (20/1), 0°C Me O 5-exo-trig H I2SmO I2SmO Me H Me O Me H Me Me O 5-exo-dig Me O H H H O HMPA indispenable pour un bon rdt (DMPU moins diastéréosélective)Fevig, T. L.; Elliott, R. L.; Curran, D. P. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5064. 22
  23. 23. Réactions carbonyl-alcène SmI2 Synthèse de l’Hypnophiline (Curran) I2SmO OH OH Me H Me O H Me O Me H Me . [H ] THF Me pTsOH O Me O Me O acetone Me H H H H 58% H H OH Me  H Me O Hypnophiline   (sesquiterpene a activité Me antibiotique) H OFevig, T. L.; Elliott, R. L.; Curran, D. P. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5064. 23
  24. 24. Réactions de fragmentation/d’éliminationfragmentation O I2Sm I2Sm O O O n SmI2 n n R4 R4 n1 4 4 1R 1 R R1 R R R R2 R3 2 R3 R2 R3 R2 R3 R n=3,4 Ouverture de cyclopropanes/butanes élimination O SmI2 O O X 2SmI2 H R1 1 R3 R1 ↑rdts, rapide, 3 -SmI2X R 3 2R 2R R R2 R gde tolérance fonctelle X=Cl, Br, I, SO2R, NR2, OAc, OTMS, OTs, OH... Coupure réductrice de carbonyle a-hétérosubstitué 24
  25. 25. Réactions de fragmentation SmI2 Approche de la synthèse du Cyclocitrinol (Schmalz) Me O Me O Me O H SmI2 (2,2 eq.) H H H2O H H H 43% H H THF, TA O O I2SmO O OSmI2 O Synthèse d’un système bicyclo[4.4.1]undecane Me OH OH Me Me H H H HO O Cyclocitrinol (stérol issu dun champignon déponge marine) Axinella sp.Sheikh, S. E.; zu Greffen, A. M.; Lex, J.; Neudörfl, J.-L., Schmalz. H.-G. Synlett 2007, 1881. 25
  26. 26. Réactions de fragmentation SmI2 Synthèses des Guanacastépènes A et E (Sorensen & Shipe) O PMP O PMP O O O [2+2] O h, Et2O Me Me 82% Me Me Me Me Me Me i) SmI2 (2.5 eq.), HMPA (10eq.), THF 50% ii) PhSeBr Photocycloaddition [2+2] O OPMP O O SePh Fragmentation stéréocontrôlée Me Me Me du cyclobutyle MeShipe, W. D.; Sorensen, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7025. 26
  27. 27. Réactions de fragmentation SmI2 Synthèses des Guanacastépènes A et E (Sorensen & Shipe) O O OH H OPMP AcO O O O SePh Me Me Me Me Me Guanacastépène A Me Me Me diterpènes (activité antibiotique) O O OH H AcO Me Me Me Me Parc National de Guanacaste Guanacastépène E (Costa Rica)Shipe, W. D.; Sorensen, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7025.Brady, S. F.; Singh, M. P.; Janso, J. E.; Clardy, J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2116. 27Brady, S. F.; Bondi, S. M. ; Clardy, J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9900.
  28. 28. Réactions d’élimination SmI2 Synthèse de Bakkanes (Deprés) Me Me O Me Me Me Me SmI2, TBAF, O THF/H2O CH3COCl O O TA, 1h, 92% THF, 48h, 60-70% H O O O HO H OAc 9-acetoxyfukinanolideRéduction sélective de la cétone/spirolactone Me Me Me Me SmI2, THF/H2O O O TA, 30min, 83% O O O O HO H OHDouble réduction de la cétone (reformée in situ par protonation del’énolate de samarium)Hamelin, O.; Deprés, J.-P.; Greene, A. E.; Tinant, B.; Declercq, J.-P. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9992.Hamelin, O.; Wang, Y.; Deprés, J.-P.; Greene, A. E. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39(23), 4314. 28
  29. 29. Réactions d’élimination SmI2 Synthèse de Bakkanes (Deprés) Me O Me O Me Bakkénolide C Me Me HO H O O Me O O HO H OH O Me Me O Bakkénolide B Me AcO H O Me O O Me Me O Me Bakkénolide H Petasites Formosanus O H O Me Me Petasites Japonicus O O MeHamelin, O.; Wang, Y.; Deprés, J.-P.; Greene, A. E. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39(23), 4314. 29
  30. 30. Réactions d’élimination SmI2 Approche de la Pillaromycinone (White) O O O H O O SmI2 (2eq.), FeCl3 (cat.) H O O THF, TA, 15 min >84% HO2C O H OTBDMS H OTBDMS OH H Seule méthode efficace OH Conditions douce: compatible OH OH O OH O avec l’alcool silylé Pyllaromycinone (anthracycline antibiotique)White, J. D.; Nolen, E. G.; Miller, C. H. J. Org. Chem. 1986, 51 (7), 1150. 30
  31. 31. Réactions d’élimination SmI2Réduction de systèmes carbonyles a-hydroxylés H O BnOCH2Cl, SmI2 OH O OBn OH THF, 25°C, 20h H via ène-réaction H 92% H Barbier SmI2, t-BuOH, 87% THF, 25°C, 12h HO HCaractéristique Hunique de SmI2 H HO H H 2-Desoxystemodinone diterpèneWhite, J. D.; Somers, T. C. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4424. 31
  32. 32. Conclusion SmI2Conditions réactionnelles douces Alternative au système Bu3SnH/AIBN (toxique, dérivés stanniques difficiles à éliminer)SmI2 impliqué dans des réactions radicalaires/ioniques: Application aux réactions en cascade 32
  33. 33. Conclusion SmI2Après étude fine du substrat et des conditions (solvant,cosolvant, additifs, temp.): Hautes chimio/stéréosélectivité accessibles Rendements élevésUtilisation croissante en synthèse totale depuis 30 ans 33
  34. 34. Merci de votre attention 34

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