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L’activité de notre groupe est centrée sur le développement de nouvelles méthodologies de synthèse basées sur l'utilisation de processus radicalaires et organométalliques, avec pour un certain nombre d’entre elles comme objectif, leurs applications à la préparation de molécules d’intérêt biologique (naturelles ou non). Trois grands thèmes sont actuellement abordés :

  • La chimie organique du silicium et notamment le stéréocontrôle induit par la présence de groupements organosilylés sur un squelette carboné et le développement de nouvelles méthodes d’accès au radical silyl.

  • La découverte de nouvelles réactions faisant appel à des processus radicalaires, et leur application en synthèse.

  • et enfin l'organocatalyse avec notamment le développement de catalyseurs pour une polymérisation sans métaux.

 

Diagramme des activités de recherche
Cibles

Comme il mentionné plus haut, les méthodologies développées dans notre équipe sont dans certains cas appliquées à la synthèse de molécules naturelles (ou non) d’intérêt biologique. Sont rassemblées ci-dessous quelques cibles dont la synthèse a été réalisée par le passé ou d’autres plus actuelles dont la synthèse est actuellement en cours.

Présentes

Passées

I. Chimie organique du silicium

Allylsilanes

Le développement de la chimie organique du silicium constitue l’un des thèmes fondateurs du groupe avec des travaux fondamentaux sur la réactivité des organosilanes, le rôle du silicium dans le stéréocontrôle dans des processus radicalaires ou encore l’élaboration de nouveaux réactifs ou catalyseurs à base de dérivés organiques du silicium. Ces dernières années, nous avons étudié la réactivité exacerbée des allylsilanes vis-à-vis des radicaux électrophiles notamment dans le cadre de processus de carboazidation radicalaires. Le centre porteur du substituant silyle contrôle la stéréochimie du nouveau centre stéréogénique créé lors de la formation de la liaison C-N. Cette réaction a été utilisée comme réaction-clé lors de la synthèse totale énantiosélective de la Hyacinthacine A1, isolée de Muscari Armeniacum.

L. Chabaud, Y. Landais, P. Renaud Org. Lett. 2005, 7, 2587-2590.
Y. Landais, Compt. Rendu Acad. Sc. 2005, 8, 823-832.
L. Chabaud, Y. Landais, P. Renaud, F. Robert, F. Castet, M. Lucarini, and K. Schenk Chem. Eur. J. 2008, 14, 2744 – 2756.

Radicaux silyles

Nous nous sommes également intéressés à l’utilisation en chimie radicalaire de dérivés du silicium comme substituts des réactifs à l’étain considérés comme toxiques et souvent difficiles à éliminer des produits de réaction. L’utilisation d’allylsilanes et d’allylthioéthers permettent de réaliser des réactions d’oximation, d’alkenylation ou d’allylations d’halogénures par des dérivés sulfonylés. Le processus est basé sur la réactivité de ces substrats allyliques vis-à-vis du radical électrophile PhSO2, lequel permet de générer le radical silyle, capable ensuite d’arracher un atome d’halogène sur des halogénures primaires, secondaires et tertiaires.

P. d’Antuono, R. Méreau, F. Castet, G. Rouquet, F. Robert, Y. Landais Organometallics 2010, 29, 2406-2412.
G. Rouquet, F. Robert, R. Méreau, F. Castet, Y. Landais Chem. Eur. J. 2011, 17, 13904-13911.

Le radical silyle peut également être généré via un processus de substitution homolytique intramoléculaire (SHi), à l’aide de silyl-boranes issus de l’hydroboration d’oléfines silylées. L’addition d’oxygène ou d’un amorceur radicalaire (DTBHN) sur le borane permet la formation d’un radical C-centré lequel attaque le silicium et génère un radical Me3Si qui peut être piégé par un accepteur de type allylsulfone.

G. Rouquet, F. Robert, R. Méreau, F. Castet, P. Renaud Y. Landais Chem. Eur. J. 2012, 18, 940-950.

Les acylsilanes : précurseurs de spiroacétals

La version silylée de la réaction de Stetter (sila-Stetter) a été mise en profit dans la synthèse de spiro et bis-spiroacétals, motifs présents dans de nombreux macrocycles d’origine marine (spirolides, pinnatoxines,….). Un processus « one-pot » permet la formation de la 1,4-dicétone via une réaction de Stetter catalysée par un carbène, suivie de la déprotection des éthers silylés et de l’acétalisation en milieu acide.

J. Labarre-Lainé, R. Beniazza, V. Desvergnes, Y. Landais, Org. Lett., 2013, 15, 4706–4709.
J. Labarre-Lainé, I. Periñan, V. Desvergnes, Y. Landais Chem. Eur. J. 2014, 20, 9336-9341.

II. Nouvelles Réactions radicalaires

Notre groupe développe depuis plusieurs années de nouvelles méthodes de fonctionnalisation d’oléfines à l’aide de processus multicomposants radicalaires. Les oléfines sont des substrats abondants, accessibles commercialement et généralement bon marché offrant un accès à une grande variété de synthons utiles en synthèse organique. Ces processus multicomposants permettent la formation de nouvelles liaisons C-C et C-X (C-N notamment) par couplage entre un halogénure (ou un xanthate) une oléfine et une sulfone convenablement substituée.

E. Godineau, and Y. Landais Chem. Eur. J. 2009, 15, 3044-3055.
Y. Landais, G. Rouquet, L. Huet, Techniques de l’Ingénieur, 2011, CHV 2 – 224, 1-19.
V. Liautard, Y. Landais, in Multicomponent Reactions, Eds. Zhu, J., Wang, Q., Wang, M. X., Wiley, 2nd Edition. 2014.

Plusieurs processus nouveaux ont ainsi été développés :

  • la réaction de carbo-oximation et carbo-aminométhylation

E. Godineau, Y. Landais, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12662-12663.
E. Godineau, Y. Landais, J. Org. Chem. 2008, 73, 6983 - 6993. (Featured Article and Highlighted in Synfact 2008, 12, 1306).
Y. Landais, F. Robert, E. Godineau, L. Huet, N. Likhite, Tetrahedron, 2013, 69, 10073-10080.

  • la réaction de carbo-alcynylation

V. Liautard, F. Robert, Y. Landais Org. Lett. 2011, 10, 2658-2661.

  • la réaction de carbo-alcénylation

C. Poittevin, V. Liautard, R. Beniazza, F. Robert, Y. Landais Org. Lett. 2013, 15, 2814-2817.
M. R. Heinrich, H. Jasch, Y. Landais, Chem. Eur. J. 2013, 19, 8411.

III. Organocatalyse

Le BIP, un organocatalyseur efficace

L'organocatalyse connaît un essor très important et constitue un des domaines les plus concurrentiels actuellement en chimie de synthèse. L'utilisation de petites molécules organiques, certaines naturelles, afin de remplacer à terme les catalyseurs organométalliques plus polluants et non renouvelables, représente un défi important qui suscite un intérêt indéniable dans de nombreux pays (USA, Royaume-Uni, Allemagne,…).
Nous avons récemment développé un catalyseur simple, dérivé de la proline (le benzoimidazole pyrrolidine: BIP), lequel catalyse plusieurs réactions organiques, telles que l'aldolisation, l'α-amination de cétones ou encore l'annélation de Robinson. Cet organocatalyseur fonctionne en présence d'un équivalent d'un acide de Brönsted, et est efficace à moins de 5%, ce qui n'est pas le cas de beaucoup d'organocatalyseurs, la réaction d'aldolisation étant réalisable avec un seul équivalent de cétone (en comparaison, la proline requière 20 équiv. de cétone).

J.-M. Vincent, C. Margottin, D. Cavagnat, T. Buffeteau, Y. Landais, Chem. Commun. 2007, 4782-4784.
V. Liautard, D. Jardel, C. Davies, M. Berlande, T. Buffeteau, D. Cavagnat, F. Robert, J. M. Vincent, Y. Landais Chem. Eur. J. 2013, 19, 14532-14539.

Nouveaux organocatalyseurs pour la polymérisation

La catalyse de polymérisation à l’aide de petites molécules organiques connaît un essor très conséquent depuis quelques années, notamment dans le domaine de la synthèse des polymères dits de commodité (polyuréthanes (PU, polyesters, polyéthers,….). Dans ce contexte, nous avons récemment développé en collaboration avec l’équipe du Prof. H. Cramail (LCPO, Université de Bordeaux) de nouveaux catalyseurs de type guanidines capables d’accélérer la formation de polyuréthanes par addition de diols sur des diisocyanates. Dans ce contexte, nous avons également été amenés à isoler de nouveaux hétérocycles, produits de la réaction de ces guanidines avec des isocyanates, qui se sont avérés de très bons catalyseurs latents (T° > 50°C) pour la polyuréthanisation.

J. Alsarraf, Y. Ait Ammar, F. Robert, E. Cloutet, H. Cramail, Y. Landais Macromolecules 2012, 45, 2249-2256.
J. Alsarraf, F. Robert, H. Cramail, Y. Landais Polymer Chem. 2013, 4, 904-907.

Page mise à jour le 18/03/2015
Organocatalayse Processus Radicalaires Chimie organique du silicium Silicium comme outil