Réactions d’ouverture des aziridines par des nucléophiles azotés et oxygénés

Réactions d’ouverture des aziridines par des nucléophiles azotés et oxygénés

.Rappel bibliographique sur les réactions d’ouverture des N-alkyl-aziridines Nous présentons dans ce qui suit quelques méthodes de synthèse des aminoéthers décrites dans la littérature et qui traitent les réactions d’ouverture du cycle aziridinique N-alkylés par des nucléophiles azotés et oxygénés. Les aziridines activées, qui sont des cycles tendus ayant une forte réactivité, ont tendance à compenser leur instabilité par des réactions d’ouverture de leur cycle, réalisées généralement dans des conditions douces.

Par contre, le groupe électro-donneur (alkyle par exemple), lié à l’atome d’azote, augmente la basicité de l’aziridine non activée. Cette dernière nécessite généra lement une activation pour promouvoir son ouverture et passe par un ion aziridinium ou par un adduit en présence d’un acide de Lewis, facilitant ainsi l’ouverture du cycle en augmentant l’électrophilie des carbones du cycle aziridinique.

Les méthodologies de synthèse adoptées pour la N-activation des aziridines comme la N alkylation55, la N-acylation56 ou la N-complexation57 par des acides de Lewis, donnent des es pèces hautement électrophiles capables d’être ouvertes facilement par des nucléophiles. A partir de nucléophiles oxygénés Les nucléophiles oxygénés sont considérés parmis les nucléophiles les plus utilisés dans les réactions d’ouverture des aziridines. Contrairement à leurs homologues oxygénés, les aziridines possèdent une réactivité différente.

Les réactions d’ouvertures sont généralement assistées par les acides de Lewis,57 les acides de Brönsted58 ou par alkylation58 de l’azote de l’aziridine quand il s’agit d’une N-alkyl aziridine.  Formation d’un ion aziridinium via une N-complexation par un acide de Lewis Depuis des années, l’emploi de systèmes catalytiques performants dans les réactions d’ouverture des aziridines avec divers nucléophiles a été largement décrit par plusieurs équipes. Chaque méthode s’est avérée être bonne en terme de sélectivité et rendement selon l’activité catalytique du catalyseur.

Dans le même contexte, l’équipe de Concellón.54 a rapporté la synthèse des aminoéthers via une ouverture régiosélective des aziridines, en utilisant le trifluorure de bore comme catalyseur de la réaction. Cet acide facilite l’ouverture du pont aziridinique en complexant l’atome d’azote doté d’un caractère basique prononcé (Schéma 33). C

  Formation d’un ion aziridinium via une N-alkylation

Il est important de mentionner que les réactions d’ouverture sont souvent influencée non seulement par la nature du nucléophile mais aussi par le type de l’éléctrophile utilisé pour activer l’aziridine. Dans ce qui suit, nous citons à titre d’exemple, une méthodologie de synthèse décrite par le groupe de Lee.55 à partir d’une aziridine substituée. La réaction débute par une N méthylation suivie d’une ouverture de l’ion aziridinium obtenu, par un nucléophile.

Cette étape est cruciale pour pouvoir ouvrir le cycle d’une manière hautement régiosélective. Récemment, dans des travaux réalisés par De Kimpe.56, une variété d’halogénures d’ammonium quaternaires a été utilisée comme source d’halogènes dans les réactions d’ouverture de triflates d’aziridinium (Schéma 34). A partir des nucléophiles azotés Depuis des années, des travaux de recherche focalisés sur la synthèse de diamines, issues d’une ouverture du cycle aziridinique, ont attiré l’attention de plusieurs équipes.

Ce sujet a fait l’objet de plusieurs articles scientifiques.59 Schéma 34 Chapitre II: Synthèse de nouveaux hétérocycles fonctionnels types 1,3-Imidazoldin-2-ones à partir d’aziridine-2-carboxylates diversement substituées 104  Formation d’un ion aziridinium via une N-complexation par un acide le Lewis Peu de travaux ont été publiés sur les réactions d’ouverture des aziridines N-alkylées avec des amines.

L’équipe de Singh est l’une des équipes qui s’est intéressée à ce type de réactions. En effet, elle a développé une méthodologie élégante utilisant le triflate de cuivre ou le triflate d’étain pour catalyser la réaction, permettant ainsi la synthèse d’une diamine fonctionnelle. Plusieurs types de catalyseurs ont été testés mais ce sont les acides de Lewis qui ont montré une bonne performance par rapport aux autres (Schéma 35).