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L’iode hypervalent

             séminaire biblio
               Frédéric Macé




27/02/2012
Hypervalence ?
 Plus de 8 électrons de valence (règle de l’octet)




                                                      2
 Liaison 3 centres-4 électrons (3c-4e)
                                                          2
                                                          2
Hypervalence ?

  l3-iodane (iode de électrons (3c-4e)
 Liaison 3 centres-4degré d’oxydation III) ici




                      Ar2IL                       ArIL2
                 Sel d’iodonium
                                                          3

                                                              3
                                                              3
Réactivité

Échange de ligand et élimination réductrice

      Échange de ligand:



      o




      o




       voie d’accès aux l3-iodanes chiraux                   4

                                                                  4
                                                                  4
  Koser & al, J. Org. Chem., 1980 45, 1543.
  Stang & al J. Am. Chem. Soc. 1988 110, 3272.
Réactivité

Elimination réductrice: puissant nucléophuge


o




o




o


                                                …   5

                                                        5
                                                        5
Réactivité

    Réactions de couplage (Ar2IL)




                                                 …




                                             6

                                                     6
                                                     6
Zhu & al Synthesis 2007, 853.
Éco-friendly


Dérivés iode hypervalent:

    o faiblement toxique (vs homme et environnement)

    o facile à manipuler

    o en bref: pas de métal toxique et c’est bien!




    o sous-produits (PhI) en qté stoechiométrique


                                                       7

                                                           7
                                                           7
Désaromatisation de phénols
          (éthers)




                              8

                                  8
                                  8
Désaromatisation oxydante de phénols

 Réaction d’un phénol électrophile (Umpolung)




 Insertion ortho/para

                                                 9

                                                     9
                                                     9
Mécanisme

 Mécanisme dissociatif




 Méca associatif possible         Solvant non nucléophile:
                                         CF3CF2OH,
                                     (CF3)2CHOH (HFIP)
 Nucléophile : O, N, C…                            10

                                                              10
                                                              10
oxacyclisation

     Synthèse des Cortistatines




                                                        11

                                                             11
                                                             11
Danishefsky & al Heterocycles 2009, 77, 157.
oxacyclisation

     Synthèse de Sorensen




             Oxydation/[3+2] tandem
                                                              12

                                                                   12
                                                                   12
Sorensen, E. J. Org. Lett. 2009, 11, 5394.
carbocyclisation

     réaction tandem Prins-pinacol




                                                                                                    13

                                                                                                         13
                                                                                                         13
M.-A. Beaulieu; Sabot, C.; Achache, N.; Guérard, K. C.; Canesi, S. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 11224.
Polycyclisation cationique

     réaction diastéréosélective (Z/E)




                                                     14

                                                          14
                                                          14
Canesi & al Org. Lett. 2011, 13(13), 3406.
Désaromatisation asymétrique?




                                15

                                     15
                                     15
Désaromatisation asymétrique?

     Désaromatisation/lactonisation (Kita)




     Seulement quelques exemples récents



                                                  16

                                                       16
                                                       16
Kita & al Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787.
Lactonisation asymétrique




     Forte influence du solvant: ee chute avec CH3CN ou HFIP


     Renseignement sur la nature du mécanisme (dissociatif/associatif)




                                                                          17

                                                                               17
                                                                               17
Kita & al Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787.
Lactonisation asymétrique




  Objectif: méca associatif

  Intermoléculaire

  Intramoléculaire: ne pas stabiliser le cation (solvant polaire)



                                                                     18

                                                                          18
                                                                          18
Kita & al Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787.
Version catalytique




        autre catalyseur (Ishihara)



        baisse ee: présence de AcOH…




                                                       19

                                                            19
                                                            19
Ishihara & al Tetrahedron 2010, 66, 5841.
Couplage oxydant d’éthers phénoliques




                                                  20

                                                       20
                                                       20
Pingaew, R.; Ruchirawat, S. Synlett 2007, 2363.
Couplage oxydant d’éthers phénoliques

     Mécanisme radicalaire (SET) via un cation radical (Kita)




                                                                 21

                                                                      21
                                                                      21
Kita & al Tetrahedron 2007, 63, 4052.
Couplage oxydant d’éthers phénoliques

     Mécanisme radicalaire (SET) via un cation radical (Kita)




     couplage d’aromatiques riches en e-

    Tjs en solvant fluoré
                                                                 22

                                                                      22
                                                                      22
Kita & al Tetrahedron 2007, 63, 4052.
Rôle des AL

     Coordination de l’iode: potentiel ox ↑




     TMSOTf / BF3.Et2O

                                                           23

                                                                23
                                                                23
Pingaew, R.; Ruchirawat, S. Synlett 2007, 2363.
Éther phénolique ou phénol?




                                                        24

                                                             24
                                                             24
Kocienski, E. & al. Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 2193.
Éther phénolique ou phénol?




                                                        25

                                                             25
                                                             25
Kocienski, E. & al. Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 2193.
Kita dans tous ses états

    o spirannes




    o dihydrobenzothiphènes




    o synthèse directe de bipyrroles




                                                                                                     26

                                                                                                          26
                                                                                                          26
Kita, Y. & al. J. Org. Chem. 2001, 66, 59. Org. Lett. 2006, 8(10), 2007. Chem. Commun. 1996, 2225.
Les sels de diaryl iodonium




                              27

                                   27
                                   27
Préparation de Ar2IL

     Méthode usuelle:




    o ex :




                                                        28

                                                             28
                                                             28
Olofsson. & al. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9052.
a-arylation de carbonyle


      




      




      



                                                   29

Gao, P. & al J. Org. Chem. 1995, 60, 2276.              29
                                                        29
Oh C. H. & al J. Org. Chem. 1999, 64, 1338.
Ochiai, M. al J. Org. Chem. 1997, 62, 2130.
Couplages croisés au Pd0




                           30

                                30
                                30
Quand IIII rencontre Pd0…




       Conditions aussi (plus) douces qu’avec ArX (TA)


      Pas de ligand (phosphine, carbène)
                                                          31

                                                               31
                                                               31

Uchiyama, M. & al Nippon Kagaku Kaishi 1982, 236.
IIII sait tout faire…




                        32

                             32
                             32
IIII vs ArX



      




       
        Meilleurs rendements que ArI


       Utile dans les réactions sensibles
                                                            33

                                                                 33
                                                                 33
Kang S.-K. & al Tetrahedron Lett. 1995, 36, 8047.
Moriaty, R. M. & al J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6315.
En résumé



 Apport de grande complexité en synthèse totale



 Complémentarité en couplage palladique



 Encore en développement




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Iode hypervalent

  • 1. L’iode hypervalent séminaire biblio Frédéric Macé 27/02/2012
  • 2. Hypervalence ?  Plus de 8 électrons de valence (règle de l’octet) 2  Liaison 3 centres-4 électrons (3c-4e) 2 2
  • 3. Hypervalence ? l3-iodane (iode de électrons (3c-4e)  Liaison 3 centres-4degré d’oxydation III) ici Ar2IL ArIL2 Sel d’iodonium 3 3 3
  • 4. Réactivité Échange de ligand et élimination réductrice Échange de ligand: o o  voie d’accès aux l3-iodanes chiraux 4 4 4 Koser & al, J. Org. Chem., 1980 45, 1543. Stang & al J. Am. Chem. Soc. 1988 110, 3272.
  • 6. Réactivité Réactions de couplage (Ar2IL) … 6 6 6 Zhu & al Synthesis 2007, 853.
  • 7. Éco-friendly Dérivés iode hypervalent: o faiblement toxique (vs homme et environnement) o facile à manipuler o en bref: pas de métal toxique et c’est bien! o sous-produits (PhI) en qté stoechiométrique 7 7 7
  • 9. Désaromatisation oxydante de phénols  Réaction d’un phénol électrophile (Umpolung)  Insertion ortho/para 9 9 9
  • 10. Mécanisme  Mécanisme dissociatif  Méca associatif possible Solvant non nucléophile: CF3CF2OH, (CF3)2CHOH (HFIP)  Nucléophile : O, N, C… 10 10 10
  • 11. oxacyclisation  Synthèse des Cortistatines 11 11 11 Danishefsky & al Heterocycles 2009, 77, 157.
  • 12. oxacyclisation  Synthèse de Sorensen  Oxydation/[3+2] tandem 12 12 12 Sorensen, E. J. Org. Lett. 2009, 11, 5394.
  • 13. carbocyclisation  réaction tandem Prins-pinacol 13 13 13 M.-A. Beaulieu; Sabot, C.; Achache, N.; Guérard, K. C.; Canesi, S. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 11224.
  • 14. Polycyclisation cationique  réaction diastéréosélective (Z/E) 14 14 14 Canesi & al Org. Lett. 2011, 13(13), 3406.
  • 16. Désaromatisation asymétrique?  Désaromatisation/lactonisation (Kita)  Seulement quelques exemples récents 16 16 16 Kita & al Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787.
  • 17. Lactonisation asymétrique  Forte influence du solvant: ee chute avec CH3CN ou HFIP  Renseignement sur la nature du mécanisme (dissociatif/associatif) 17 17 17 Kita & al Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787.
  • 18. Lactonisation asymétrique  Objectif: méca associatif  Intermoléculaire  Intramoléculaire: ne pas stabiliser le cation (solvant polaire) 18 18 18 Kita & al Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787.
  • 19. Version catalytique  autre catalyseur (Ishihara)  baisse ee: présence de AcOH… 19 19 19 Ishihara & al Tetrahedron 2010, 66, 5841.
  • 20. Couplage oxydant d’éthers phénoliques 20 20 20 Pingaew, R.; Ruchirawat, S. Synlett 2007, 2363.
  • 21. Couplage oxydant d’éthers phénoliques  Mécanisme radicalaire (SET) via un cation radical (Kita) 21 21 21 Kita & al Tetrahedron 2007, 63, 4052.
  • 22. Couplage oxydant d’éthers phénoliques  Mécanisme radicalaire (SET) via un cation radical (Kita)  couplage d’aromatiques riches en e- Tjs en solvant fluoré 22 22 22 Kita & al Tetrahedron 2007, 63, 4052.
  • 23. Rôle des AL  Coordination de l’iode: potentiel ox ↑  TMSOTf / BF3.Et2O 23 23 23 Pingaew, R.; Ruchirawat, S. Synlett 2007, 2363.
  • 24. Éther phénolique ou phénol? 24 24 24 Kocienski, E. & al. Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 2193.
  • 25. Éther phénolique ou phénol? 25 25 25 Kocienski, E. & al. Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 2193.
  • 26. Kita dans tous ses états o spirannes o dihydrobenzothiphènes o synthèse directe de bipyrroles 26 26 26 Kita, Y. & al. J. Org. Chem. 2001, 66, 59. Org. Lett. 2006, 8(10), 2007. Chem. Commun. 1996, 2225.
  • 27. Les sels de diaryl iodonium 27 27 27
  • 28. Préparation de Ar2IL  Méthode usuelle: o ex : 28 28 28 Olofsson. & al. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9052.
  • 29. a-arylation de carbonyle    29 Gao, P. & al J. Org. Chem. 1995, 60, 2276. 29 29 Oh C. H. & al J. Org. Chem. 1999, 64, 1338. Ochiai, M. al J. Org. Chem. 1997, 62, 2130.
  • 30. Couplages croisés au Pd0 30 30 30
  • 31. Quand IIII rencontre Pd0…  Conditions aussi (plus) douces qu’avec ArX (TA) Pas de ligand (phosphine, carbène) 31 31 31 Uchiyama, M. & al Nippon Kagaku Kaishi 1982, 236.
  • 32. IIII sait tout faire… 32 32 32
  • 33. IIII vs ArX    Meilleurs rendements que ArI Utile dans les réactions sensibles 33 33 33 Kang S.-K. & al Tetrahedron Lett. 1995, 36, 8047. Moriaty, R. M. & al J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6315.
  • 34. En résumé  Apport de grande complexité en synthèse totale  Complémentarité en couplage palladique  Encore en développement 34 34 34
  • 35. 35 35