Les carbosilylations comme reactions clé pour la synthèse de silahétérocycles complexes – C-Sil

Pour atteindre notre objectif général consistant au développement de synthèse simples et efficaces d'azasilahétérocycles nous devrons atteindre 3 sous-objectifs clairs:

1- Le développement de nouveaux blocs de construction portant un atome de silicium et un atome d'azote,
2- Le développement de réactions de carbosilylation,
3- Le développement de séquences domino originales conduisant à des hétérocycles mixtes N/Si

L’équipe a travaillé sur plusieurs aspect du projet en parallèle. Notamment, l’objectif 1 a été partiellement atteint alors que l’objectif 2 lui a été totalement atteint sur la période écoulée. Cette avancée des travaux est partiellement en accord avec le planning qui avait été initialement établi.

1/ Développement de nouveaux synthons portant un atome de silicium et un atome d'azote :

Dans le cadre de nos études nous avons réalisé la première synthèse efficace de synthons N/Si basé sur un hétérocycle azoté. Cela a été rendu possible grâce à une lithiation dirigée puis un piégeage avec un groupement silylé. Finalement après une étude intensive, nous avons réalisé la déprotection du groupement azoté pour atteindre les synthons ciblés. Cepndant, la deuxième approche envisagée et faisant intervenir une étpae clé d’hydrosilylation a été abandonnée pour le moment afin de nous concentrer sur les deux autres objectifs du projet.

2/ Développement de réactions de carbosilylation originales :

Sur la période écoulée nous avons totalement atteint nos objectifs en terme de carbosilylation d’alcynes polarisés. Ainsi nous avons développé une boite à outils efficace pour la synthèse de composés silylés de manière totalement contrôlée. Nous avons développé la première silylcyanation d’ynamides. Cette réaction, pallado-catalysée est totalement régiosélective, délivrant exclusivement des dérivés 2-aminoacrylonitriles tétrasubstitués. De manière inattendue, la nature (aryle ou alkyle) du substituant situé en position ß de l'ynamide contrôle directement la stéréosélectivité. Cette réaction peut être considérée comme le premier accès général aux 2-aminoacrylonitriles entièrement substitués. Des études mécanistiques (incluant de la DFT) ont également été menées. D'autre part, nous avons également développé la silylformylation d’ynamide sans CO. Il s’agit de la première silylformylation régio- et stéréosélective d’ynamides. Cette réaction est apparue tolérante à une large gamme de groupes fonctionnels et la substitution du CO (classiquement utilisé) par un isonitrile a rendu cette réaction plus sûre et plus pratique que les réactions de silylformylation standards. Cette réaction représente un accès polyvalent et simple à divers dérivés tétrasubstitués de 3-silyl-2-amidoacroléine durs d’accès. Le potentiel synthétique de ces nouveaux éléments constitutifs a été évalué en effectuant plusieurs post fonctionnalisations.

Dans la période à venir nous nous concentrerons sur le 3ème objectif du projet à savoir : Le développement de séquences domino originales conduisant à des hétérocycles mixtes N/Si

1. Versatile Access to Tetrasubstituted 2-Amidoacroleins through Formal Silylformylation of Ynamides, Stéphane Golling, Frédéric R. Leroux, Morgan Donnard* Org. Lett. 2021, 23, 8093–8097 pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.1c03141
hal.archives-ouvertes.fr/hal-03369636

Pas de brevets pour le moment.

Les hétérocycles contenant un atome de silicium sont des plateformes moléculaires particulièrement intéressantes et ils ont déjà démontré des propriétés particulièrement inédites dans des domaines aussi variés que les matériaux, la pharmacie ou les parfums. De manière remarquable, la plupart des spécifiés de ces composés sont généralement directement imputable à la présence de l'atome de silicium car il permet de changer de manière significative la polarité ainsi que la conformation des molécules organiques analogues (carbonées par exemple). Cependant, le nombre de méthodes efficaces pour obtenir ce type de structures reste dramatiquement bas en comparaison des autres familles d'hétérocycles. Cet état de fait représente clairement la principale barrière à une utilisation plus large de ce type de structures. Le but du projet C-Sil est d'offrir un accès rapide, efficace et versatile à des srutuctures polycycliques complexes et polyfinctionnalisées implicant des hétérocycles silylés et azotés dont nous pensons qu'elles représentent les édifices moléculaires les plus prometteurs dans divers domaines tels que la pharmacie ou les produits phytosanitaires.