Cyclisations asymétriques catalysées par les acides de Brønsted impliquant l'activation d'alcynes – BAC-C

Le projet BAC-C porte sur le développement d’une méthodologie originale de formation énantiosélective de liaisons carbone-carbone par activation électrophile d’alcynes vis-à-vis de l’attaque nucléophile en présence d’organocatalyseurs de la famille des superacides de Brønsted. L’emploi de ces catalyseurs permet la protonation sélective de la fonction alcyne en présence d’un groupement directeur ayant pour conséquences (i) l’enrichissement électronique de la fonction alcyne, augmentant sa réactivité et induisant une chimiosélectivité de la protonation, (ii) sa polarisation, permettant d’augmenter la régiosélectivité lors de l’étape de formation des intermédiaires cations vinyliques et (iii) une restriction conformationelle par liaison hydrogène pouvant entraîner une induction asymétrique lorsque la base conjuguée de l’acide est chirale lors de l’étape énantiodéterminante d’attaque par le nucléophile. L’activation de la fonction alcyne vis-à-vis de l’attaque nucléophile a été jusqu’à présent surtout étudiée en présence de complexes métalliques ayant des propriétés d’acides de Lewis carbophiles, tels que le platine, l’or et le mercure, caractérisés par leur rareté, leur coût, et/ou leur toxicité. La possibilité de proposer une alternative impliquant un système catalytique de plus haute activité, sans métal, représente donc un intérêt tant du point de vue économique qu’écologique. Ce projet prévoit dans un premier temps la synthèse de différents dérivés issus de familles de superacides de Brønsted et leur évaluation en catalyse énantiosélective. L’étude de différentes réactions de cycloisomérisation, impliquant des nucléophiles carbonés sera ensuite envisagée afin de conduire à la formation de molécules possédant une chiralité axiale, centrale ou hélicoïdale. Le développement de nouveaux groupements directeurs permettant la protonation sélective de la fonction alcyne sera également étudiée. La possibilité d’employer d’autres réactifs électrophiles que le proton pour activer la fonction alcyne vis-à-vis de l’attaque nucléophile sera également évaluée. Le recours aux outils de la chimie théorique pour comprendre et rationnaliser la réactivité organique constituera un aspect essentiel de ce projet au travers (i) de l’établissement d’une échelle d’acidité des différentes familles de superacides chiraux, (ii) de l’analyse comparée des cycles catalytiques en présence de complexes métalliques et d’acides de Brønsted, et (iii) de l’étude des interactions des intermédiaires cations vinyliques avec le catalyseur afin d’établir les règles de sélectivité gouvernant l’étape énantiodéterminente d’attaque par le nucléophile.