Réactions catalysées par l'or (I) et l'argent (I) sous la lumière visible. Ligands à base d'allène bisphosphine : de la coordination à la catalyse

This Ph.D work has been aimed at studying gold(I) and silver-catalyzed reactions under visible light. And, we also aimed at synthesizing a novel class of allenes bearing phosphine borane groups and further study their applications. All the works were summarized in Figure GC. Based on our previous works on gold catalysis and photocatalysis, firstly, we present a novel photosensitizer- and external oxidant-free photoredox gold-catalyzed Csp2-Csp cross coupling of o-alkynyl NTs amide and aryl iodoalkynes. This reaction occurs smoothly at room temperature in the presence of a gold (I) complex and K2CO3, which offers various 2,3-disubstituted indole derivatives. The scope of the transformation is wide, and the limitations are discussed. We found that the reaction was well tolerated with iodoalkynes bearing an alkyl chain. Donor alkyl groups on the alkyne of o-alkynyl NTs amide were also competent providing 2-alkyl indoles. The process can give corresponding 2,3-disubstituted indole derivatives in quite good yields when Ts group was instead by Ms, Ns, and SES. Of note, iodo-ynamides that have very rarely been used in any organometallic cross coupling reaction could be used as electrophiles. The resulting alkynylated indoles lend themselves to various post-functionalization providing valuable scaffolds. In the end, NMR monitoring experiments on the vinylgold(I) intermediate showed that photocatalyst, especially [Ir-F], is not conducive to generate desired product. Further investigations of the reaction mechanism are ongoing (Figure GC I). Later, we developed a new method for the synthesis of 3-sulfonylindole derivatives devised from ortho-alkynyl-N-sulfonylanilines in the presence of a catalytic mixture of Ag (I) and Ir(III) under blue LEDs irradiation. This protocol provided a general approach for the synthesis of 3-sulfonylindole frameworks that are important in medicinal and biological chemistry. Of note, when N-tosylalkynylamine bearing with alkyl group, provided protodeauration products in high yields instead of 3-sulfonylindole. Mechanistic investigations indicated that the sulfonyl migration may occur in both an intra- and intermolecular manner. And related mechanism experiments are still in progress in order to understand the detailed reaction process (Figure GC II). Based on our previous works on biphosphine allenes A, which can be prepared in good yield following Schmidbaur’s procedure. But shown sensitivity to air which is a challenge for its purification and limits its application, here, we developed a novel method for protecting the bisphosphine group by using BH3.Me2S (2 eq.). It provided several allenyl bisphosphine borane compounds B bearing different substituents in moderate to excellent yields under the mild conditions. This structure was characterized by NMR analysis and X-ray crystallography. Interestingly, protecting group BH3 can be removed by using DABCO to form biphosphine allenes A, which then diretly coordinates with an equivalent of Rh(COD)2BF4 or cis-bis(benzonitrile)dichloroplatinum(II) to provide corresponding mononuclear rhodium-allene bisphosphine complex C1 and platinum-allene bisphosphine complex D1 in excellent yields. Several dinuclear gold bisphosphine complex E can be smoothly synthesized by starting from allenes bisphosphine borane B following the same procedure as above. Mononuclear rhodium-allene bisphosphine complex C1 can be used as a catalyst in cycloisomerization reactions of 1,6-enynes to afford the cyclic products in good to excellent yields. Additionally, we are able to separate the two enantiomers of racemic allenyl bisphosphine borane B1 in large scale by using preparative chiral HPLC. This analysis was performed in collaboration with Dr. Nicolas Vanthuyne. The separation was conducted by Chiralpak IG column and detection by UV-detection at 254 nm and circular dichroism [...]Ce travail de doctorat visait à étudier les réactions catalysées par l'or (I) et l'argent sous la lumière visible. Nous avons également cherché à synthétiser une nouvelle classe d'allènes portant des groupes phosphine borane et à étudier plus avant leurs applications. Tous ces travaux ont été résumés dans la figure GC. Sur la base de nos travaux antérieurs sur la catalyse et la photocatalyse par l'or, nous présentons tout d'abord un nouveau couplage croisé Csp2-Csp, catalysé par l'or, sans photosensibilisateur ni oxydant externe, de l'amide de o-alkynyl NTs et d'aryl iodoalkynes. Cette réaction se produit sans problème à température ambiante en présence d'un complexe d'or (I) et de K2CO3, ce qui permet d'obtenir divers dérivés indoliques 2,3-disubstitués. Le champ d'application de la transformation est large, et les limites sont discutées. Nous avons constaté que la réaction était bien tolérée avec les iodoalkynes portant une chaîne alkyle. Les groupes alkyle donneurs sur l'alcyne de l'amide de NTs o-alkynyle étaient également compétents pour fournir des 2-alkylindoles. Le procédé peut donner des dérivés d'indole 2,3-disubstitués correspondants avec d'assez bons rendements lorsque le groupe Ts était remplacé par Ms, Ns et SES. Il est à noter que les iodo-ynamides qui ont très rarement été utilisés dans une réaction de couplage croisé organométallique ont pu être utilisés comme électrophiles. Les indoles alcynylés qui en résultent se prêtent à diverses post-fonctionnalisations, fournissant ainsi de précieux échafaudages. Finalement, les expériences de suivi par RMN sur l'intermédiaire vinylgold(I) ont montré que le photocatalyseur, en particulier [Ir-F], n'est pas propice à la génération du produit souhaité. D'autres recherches sur le mécanisme de réaction sont en cours (figure GC I). Plus tard, nous avons développé une nouvelle méthode pour la synthèse de dérivés de 3-sulfonylindole conçus à partir d'ortho-alkynyl-N-sulfonylanilines en présence d'un mélange catalytique d'Ag (I) et d'Ir(III) sous irradiation de LEDs bleues. Ce protocole a fourni une approche générale pour la synthèse de cadres de 3-sulfonylindole qui sont importants en chimie médicinale et biologique. Il convient de noter que lorsque la N-tosylalkynylamine porte un groupe alkyle, elle fournit des produits de protodésauration à haut rendement à la place du 3-sulfonylindole. Des études mécanistiques ont indiqué que la migration des groupes sulfonyles peut se produire à la fois de manière intra et intermoléculaire. Et les expériences de mécanismes connexes sont toujours en cours afin de comprendre le processus de réaction détaillé (Figure GC II). Sur la base de nos travaux précédents sur les allènes biphosphines A, qui peuvent être préparés avec un bon rendement en suivant la procédure de Schmidbaur. Mais ils ont montré une sensibilité à l'air qui est un défi pour leur purification et limite leur application, ici, nous avons développé une nouvelle méthode pour protéger les allènes A de la biphosphine. bisphosphine en utilisant BH3.Me2S (2 éq.). On a obtenu plusieurs composés borane allényl bisphosphine B portant différents substituants avec des rendements modérés à excellents dans des conditions douces. Cette structure a été caractérisée par analyse RMN et cristallographie aux rayons X. Il est intéressant de noter que le groupe protecteur BH3 peut être éliminé en utilisant du DABCO pour former des allènes biphosphines A, qui se coordonnent ensuite directement avec un équivalent de Rh(COD)2BF4 ou de cis-bis(benzonitrile)dichloroplatine(II) pour fournir le complexe mononucléaire correspondant rhodium-allène bisphosphine C1 et le complexe platine-allène bisphosphine D1 en excellents rendements. Plusieurs complexes bisphosphine d'or dinucléaires E peuvent être synthétisés sans problème en partant de l'allène bisphosphine borane B en suivant la même procédure que ci-dessus. Le complexe mononucléaire rhodium-allène bisphosphine C1 peut être utilisé comme [...