Depuis de rรฉcentes annรฉes, les cyclisations radicalaires se sont rรฉvรฉlรฉes trรจs utiles pour la synthรจse de nombreux composรฉs cycliques et hรฉtรฉrocycliques, et notamment de produits naturels. La cyclisation des radicaux pent-4-รจnyles est trรจs intรฉressante car elle implique la compรฉtition de deux processus non favorables : la cyclisation 4-exo-trig et la cyclisation 5-endo-trig. Le mode 4-exo-trig nโest pas favorable ร cause de la tension de cycle et lโouverture rapide du radical cyclobutylmรฉthyle qui dรฉplace lโรฉquilibre vers le radical pent-4-รจnyle. La cyclisation 5-endo-trig, quant ร elle, est un processus dรฉfavorable selon les rรจgles de cyclisation de Baldwin . Ces rรจgles dรฉcrivent le mode endo ou exo de substitutions ou dโadditions intramolรฉculaires en fonction du nombre de chaรฎnons dans le cycle intermรฉdiaire dโaprรจs des considรฉrations gรฉomรฉtriques et expรฉrimentales. En ce qui concerne les systรจmes trigonaux, les cyclisations de 3 ร 7 chaรฎnons en exo sont considรฉrรฉes comme favorables ainsi que les cyclisations 6 et 7-endo. Par contre, les cyclisations 3 ร 5 endo-trig sont qualifiรฉes de dรฉfavorables. Beckwith et ses collaborateurs ont confirmรฉ ce caractรจre dรฉfavorable de la cyclisation 5-endo de faรงon plus spรฉcifique aux rรฉactions radicalaires . Les nombreux รฉchecs de cyclisation radicalaire 5-endo trig semblaient indiquer que ces rรฉactions รฉtaient interdites.
Cependant, dans des systรจmes plus complexes, la cyclisation 5-endo-trig peut รชtre rendue possible, soit par des effets รฉlectroniques, soit par des contraintes conformationnelles spรฉcifiques. Depuis une dizaine dโannรฉes, des exemples de plus en plus nombreux de cyclisation radicalaire 5-endo-trig tendent ร montrer que ce mode de cyclisation, longtemps considรฉrรฉ comme trรจs difficile, possรจde en fait un rรฉel intรฉrรชt, notamment pour la synthรจse dโhรฉtรฉrocycles ร 5 chaรฎnons. Deux revues rรฉcentes consacrรฉes ร ce sujet ont รฉtรฉ publiรฉes par Ishibashi et Parsons . Dans ce qui suit, nous รฉvoqueront seulement quelques exemples de cyclisations radicalaires 5-endo et plus particuliรจrement celles des radicaux carbamoylmรฉthyles. Nous tรขcherons de mettre en รฉvidence les diffรฉrents paramรจtres favorisant ce mode de cyclisation.
Quelques exemples de cyclisations radicalaires 5-endoย
Assez rรฉcemment, Murphy a dรฉcrit une cyclisation radicalaire 5-endo-trig dโun simple radical alkyle . Le dรฉrivรฉ iodรฉ I.1, en prรฉsence de tributylรฉtain, conduit au produit bicyclique I.2 et au produit tricyclique I.3 avec respectivement 12% et 29% de rendement. Le produit tricyclique rรฉsulte dโune cyclisation 5-exo suivie dโune cyclisation 5-endo-trig. La fixation conformationnelle semble jouer un rรดle trรจs important car seule la forme cis du radical intermรฉdiaire peut permettre la formation du composรฉ I.3.
Lors de la synthรจse de benzofuranochromanes , Balasubramanian et Gopalsamy ont rรฉalisรฉ une cyclisation radicalaire 5-endo-trig dโun radical aryle, issu du dรฉrivรฉ bromรฉ I.4. Cette rรฉaction est trรจs favorisรฉe car le radical tertiaire rรฉsultant de lโaddition est plus stable que le radical aryle de dรฉpart. De plus, la prรฉsence de lโoxygรจne au sein du cycle ร 5 chaรฎnons, ainsi que la rรฉpulsion stรฉrique entre le mรฉthoxy et le groupe naphtyle induisent une gรฉomรฉtrie particuliรจrement favorable ร cette rรฉaction.
La cyclisation 5-endo est trรจs favorisรฉe par des degrรฉs รฉlevรฉs de substitutions autour du radical formรฉ. En effet, Masuyama a montrรฉ que lโhydroperoxyde de 2-mรฉthylรจnecyclopentyle, traitรฉ par du sulfate de fer (II) en prรฉsence de chlorure de cuivre (II), donne le cyclopentane chlorรฉ I.7 avec un bon rendement de 50%. Les coupures homolytiques consรฉcutives de la liaison O-O et de la liaison C-C sont suivies par la cyclisation 5-endo du radical carbonรฉ sur la double liaison activรฉe. Le radical adduit est immรฉdiatement piรฉgรฉ par un atome de chlore. Dans ce cas, la cyclisation 5-endo est donc plus rapide que le transfert de chlore. Par contre, dans le cas du radical benzylique I.8, le piรฉgeage par un atome de chlore est beaucoup plus rapide que la cyclisation, ce qui explique lโabsence de produit cyclisรฉ.
Lโinfluence du degrรฉ de substitution autour du radical, imposant une gรฉomรฉtrie particuliรจre ร la molรฉcule, est รฉgalement illustrรฉe par la mรฉthode de synthรจse de cyclopentanes substituรฉs, avec un contrรดle de la stรฉrรฉochimie relative de quatre centres asymรฉtriques contigus, dรฉveloppรฉ par Malacria . Le radical issu du dรฉrivรฉ silylmรฉthyl bromรฉ I.10 traitรฉ par lโhydrure de tributylรฉtain, subit une cyclisation 5-exo dig suivie dโun transfert dโhydrogรจne [1,5]. Ce nouveau radical cyclise de faรงon 5 endo-trig pour donner le radical I.11 qui est rรฉduit par lโhydrure de tributylรฉtain. Lโรฉtape clรฉ est donc la cyclisation 5-endo-trig, qui se produit malgrรฉ la possibilitรฉ de deux rรฉactions compรฉtitives de transfert dโhydrogรจne inter- (voie B) ou intramolรฉculaire (Voie C). Cette cyclisation bรฉnรฉficie dโun effet Thorpe-Ingold favorable, induit par les substituants gem-isopropyles, puisque la proportion de produit cyclisรฉ baisse considรฉrablement en diminuant la taille de ces groupements.
Des effets รฉlectroniques peuvent รฉgalement รชtre responsables de la rรฉgiosรฉlectivitรฉ en faveur de la cyclisation 5-endo. En effet, le radical cรฉtyle engendrรฉ par rรฉduction monoรฉlectronique de la cรฉtone I.13 par lโiodure de samarium, conduit ร lโhydrobenzindรจne I.14, alors que la cyclisation dรฉsirรฉe sur lโarรจne aurait fournit lโhydrophรฉnalรจne I.15. Malgrรฉ le rรดle attracteur du complexe de chrome, lโaddition du radical cรฉtyle nuclรฉophile sur lโarรจne est dรฉfavorisรฉe ร cause de la trop forte densitรฉ รฉlectronique du noyau aromatique induite par les groupements mรฉthoxy. Ainsi, seul le produit cyclique ร 5 chaรฎnons est obtenu.
Cas des radicaux carbamoylmรฉthylesย
La cyclisation radicalaire 5-endo-trig des radicaux carbamoylmรฉthyles offre une nouvelle voie dโaccรจs aux ฮณ-lactames, composรฉs hรฉtรฉrocycliques ร 5 chaรฎnons comportant un azote, prรฉsents dans de nombreuses substances naturelles biologiquement actives. La plupart des ฮณ-lactames sont en gรฉnรฉral prรฉparรฉs par la cyclisation radicalaire 5-exo-trig favorable de N-allyl halogรฉno-amides .
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Table des matiรจres
INTRODUCTION GENERALE
CYCLISATIONS RADICALAIRES 5-ENDO-TRIG
I. Introduction
II. Quelques exemples de cyclisations radicalaires 5-endo
III. Cas des radicaux carbamoylmรฉthyles
III.1. Cyclisation rรฉductrice dโฮฑ-halogรฉno amides induite par Bu3SnH
III.2. Cyclisation rรฉductrice dโฮฑ-halogรฉno amides induite par Cu(I)
III.3. Cyclisation oxydante induite par Mn(III)
III.4. Cyclisation oxydante induite par Ru(II)
IV. Conclusions
CYCLISATIONS RADICALAIRES INDUITES PAR LE NICKEL
I. Chimie radicalaire du Nickel
I.1. Dรฉcouverte du systรจme Ni / AcOH
I.2. Synthรจse de ฮณ-lactames par cyclisation radicalaire 5-exo
I.3. Cyclisation sur un noyau aromatique
I.4. Synthรจse de ฮฒ-lactames par cyclisation radicalaire 4-exo
I.5. Compรฉtition entre cyclisation 4-exo et 5-endo
I.6. Cyclisation radicalaire 5-endo induite par le Nickel
II. Cyclisations radicalaires induites par le couple Ni / Cu(II)
II.1. Cyclisation radicalaire 5-endo
II.2. Cyclisation radicalaire 5-exo
III. Conclusion
CYCLISATIONS RADICALAIRES AVEC DES XANTHATES.
I. La chimie radicalaire des xanthates
I.1. Rรฉaction de Barton-McCombie
I.2. Principe du transfert de groupe de xanthates
I.3. Illustration du potentiel synthรฉtique des xanthates en chimie radicalaire
II. Synthรจse de ฮณ-lactames par cyclisation radicalaire 5-endo de xanthates suivie dโune oxydation
II.1. Origine et principe
II.2. Prรฉsentation de nos rรฉsultats
II.3. Conclusion et perspectives
VERS LA SYNTHESE DE LA LYCORINE
I. La Lycorine : alcaloรฏde de la famille des Amaryllidaceae
II. Les principales synthรจses
II.1. Synthรจse de Sano
II.2. Synthรจse de Boeckman
II.3. Synthรจse de Schultz
II.4. Synthรจse de Padwa
III. Une nouvelle approche
III.1. Stratรฉgie de synthรจse
III.2. Vers la synthรจse de la lycorine
III.3. Perspectives
CONCLUSION GENERALE
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