Réactifs Electrophiles Chiraux à Base d'Iode – Conception et Applications en Synthèse Asymétrique – IODINNOV

L’objectif principal de ce projet est de développer de nouveaux réactifs électrophiles chiraux à base d’iode capables de favoriser, via la génération in situ d’espèces hypervalentes d’iode(III) ou (V), l'induction d’asymétrie dans des réactions de désaromatisation oxygénantes de phénols en dérivés cyclohexadiénones. En effet, les exemples de réactifs organoiodés chiraux capables de controller efficacement la stéréosélectivité des transformations chimiques sont très rares. Les meilleurs résultats enregistrés jusqu'ici concernent l'oxydation du sulfure de méthyle et de t-butyle (56% ee) en utilisant une variante (+)-menthylé du réactif iodane-lambda3 de Koser et celle du sulfure de méthyle et de p-tolyle (29% ee) en utilisant un réactif NIPA iodane-lambda5 chiral développé par Zhdankin, l’a-oxytosylation de la propiophénone (40% ee) et la dioxytosylation du styrène (65% ee) en utilisant un réactif de type Koser chiral développé par Wirth, et l’a-arylation de cétones (37% ee) en utilisant un réactif iodane-lambda3 binaphtylique propose par Ochiai. La spirolactonisation désaromatisante intramoléculaire d’une série de dérivés du naphtol (78-86% ee) en utilisant un réactif basé sur un bis-iodane-lambda3-spirobiindane récemment développé par Kita, la séquence désaromatisation de phénol/cyclodimérisation [4+2] de 2-alkylphénols (63% ee) en utilisant le réactif iodane-lambda5 de type oxazoline décrit par Birman, et notre propre iodoarène binaphtylique carboxylé chiral, développé au sein du groupe Quideau, sont d’autres exemples plus récents. Une étude préliminaire récente nous a conduit à identifier l’utilisation de notre iodoarène chiral et d’acide méta-chloroperbenzoïque (m-CPBA) en tant que co-oxydant, comme un système très prometteur qui permet d’obtenir des énantiosélectivités jusqu’à 50% ee dans la désaromatisation hydroxylante asymétrique (intermoléculaire) du 2-méthylnaphthol. De plus, l’utilisation de ce iodobinaphtyle chiral comme un organocatalyseur réagissant avec un excès de m-CPBA permet de réaliser une reaction ultérieure d’époxydation régio- and diastéréosélective du naphtol désaromatisé.
Ce projet vise par conséquent à réaliser une étude approfondie de cette prometteuse transformation médiée par l’iode hypervalent afin d’améliorer, d’une part, sa stéréosélectivité et, d’autre part, son efficacité comme procédé organocatalytique. La conception et la synthèse de nouveaux iodoarènes chiraux, ainsi que le screening des co-oxydants, sont les principaux aspects qui requièrent des investigations supplémentaires. Ces développements reposeront à la fois sur la chimie organique (partenaire 1) et sur la chimie théorique (partenaire 2) qui devraient être complémentaires dans nos efforts communs visant à identifier les meilleures modifications structurales à réaliser sur les iodoarènes chiraux pour en faire des inducteurs d’asymétrie efficaces. Les calculs DFT devraient aussi nous permettre de rassembler des informations cruciales sur les intermédiaires réactionnels contenant un iode hypervalent et de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent cette reaction asymétrique contrôlée par le réactif.