Etude de la cyclisation oxydante d’époxydes et oxétanes propargyliques catalysée par des complexes de cuivre(I)

Les époxydes et oxétanes propargyliques présentent un groupement partant en position propargylique. La réactivité de ces substrats en conditions de catalyse oxydante sera étudiée dans ce chapitre. Dans une première partie, nous exposerons les travaux préalables à notre étude au sujet des additions oxydantes catalysées par l’or. Nous présenterons ensuite les additions de type SN2’ sur des alcynes dont la position propargylique est substituée par un groupement partant. La transformation d’époxydes propargyliques en lactones α−β-insaturées a été étudiée dans notre équipe par les docteurs Yann Odabachian et Søren Kramer et sera ensuite présentée. Nous montrerons que les oxétanes propargyliques présentent une réactivité particulière. L’utilisation de N-oxydes de pyridines diversement fonctionnalisés comme oxydant  Nous avons vu que les complexes métalliques électrophiles peuvent activer des insaturations carbonées en vue de l’addition d’un nucléophile sur ces dernières. Il est alors possible d’envisager des nucléophiles qui portent un groupement partant, notamment des groupements donneurs d’atomes d’oxygènes comme les nitrones, les groupements nitro, les groupements N-oxydes ou les époxydes. Après que de tels nucléophiles se sont additionnés à la triple liaison activée par le complexe électrophile, ils  produits doublement fonctionnalisés, 3.4.185 Au cours de la réaction, l’alcyne a été oxydé. Le transfert d’atome d’oxygène à l’insaturation carbonée s’effectue selon un mécanisme d’addition-élimination catalysé par le complexe électrophile.

Le premier exemple d’une telle réaction a été présenté par Crabtree et son équipe.186 La triple liaison du o-nitropropynylbenzène est oxydée de manière intramoléculaire par le groupement nitro en présence d’un catalyseur d’iridium(V). Le groupement nitroso résultant de l’élimination joue le rôle de nucléophile intramoléculaire afin de former le dérivé d’anthranyle 3.5 (Figure 3-2). Parmi les métaux électrophiles, l’or forme des complexes particulièrement adaptés à ce type de réactivité. En effet, l’étape d’élimination du groupement partant porté par l’oxygène est soumise à la capacité de rétro-donation du complexe métallique. L’or(I), dont certains  formation de ces α-oxo carbènes d’or intermédiaires.187 D’un point de vue mécanistique, l’addition de l’oxydant aura lieu sur le carbone le plus électrophile de la triple liaison. Pour un alkyle alcyne, par exemple, la régiosélectivité de l’oxydation varie en fonction de la substitution de l’autre carbone de la triple liaison (Figure 3-3). ont développé des réactions de cyclisation oxydante d’alkynyl sulfoxydes. Dans ces études, l’addition nucléophile sur l’intermédiaire d’addition oxydante est intramoléculaire. (Figure 3-4). De nombreux doutes quant au passage par un intermédiaire carbénique ont été émis dès les premiers travaux publiés sur ce sujet. Récemment, Zhang a effectué des calculs qui montrent qu’il est très peu probable, en effet, qu’un carbène d’or soit formé lors de la quant à la formation de l’intermédiaire carbénique (Figure 3-6). En effet, le nucléophile qui s’additionne sur le substrat oxydé est nécessairement le groupement sulfure issu du sulfoxyde de départ. Il est donc plus probable que la réaction passe par un intermédiaire de type 3.6.

intramoléculairement l’alcyne par addition de l’époxyde.195 Ces réactions sont nécessairement intramoléculaires et permettent de synthétiser des cétoindènes 3.7 via l’intermédiaire 3.8 (Figure 3-8, entrée 1). plus la double liaison de cet intermédiaire qui joue le rôle de nucléophile.196 L’α-oxocarbène d’or 3.9 est piégé par le diphénylsulfoxyde. Cette réaction prouve le passage par cet intermédiaire de type carbénique. De plus, Liu et son équipe ont également montré que le sel d’argent AgSbF6 catalyse également la formation de cétoindènes de type 3.7 (Figure 3-9). Ce sel métallique agit selon le même mécanisme d’activation de l’alcyne que les complexes d’or(I). Toutefois, la réaction d’oxydation catalysée à l’argent(I) ne passe vraisemblablement pas par un intermédiaire carbénique mais par un intermédiaire carbocationique 3.10. L’association de ces deux effets lors d’une réaction catalysée à l’or permettrait de développer des réactions intéressantes. L’activation d’un alcyne par un catalyseur électrophile le rend sensible à l’addition nucléophile de l’atome d’oxygène d’un motif R3N-O présent dans la même molécule (Figure 3-10). Le clivage de la liaison N-O permet de former