conception et synthèse de ligands synthèse organique au service

Conception et Synthèse de ligands

Synthèse organique au service de la chimie de coordination

Professeur M. Wais Hosseini

Institut Universitaire de France (IUF)

Université Louis Pasteur

UMR CNRS 7140

Master de Chimie Moléculaire et Supramoléculaire

Ligands

Un ligand est composé de deux parties

une squelette (partie permettant d'organiser des sites de coordination dans l'espace

Des sites de coordination capables d'interagir avec le centre métallique

Espaceur (flexible ou rigide) contrôlant l'espacement (distance) entre les sites de coordination

Site de coordination, habituellement riche en densité électronique (neutre : doublet libre ou anionique)

Linéaire Macrocyclique Macrobicyclique Macrotricyclique

Topologie

AcycliquePodant

MacrocycliqueCouronne

MacrobicycliqueCryptand

MacrotricycliqueCryptand

Bipode

Tripode

TétrapodeOrdre Cyclique = nombre de branches - nombre de noeuds + 1

Topologie des ligands

Sphérique

Cylindrique

Site d'interaction Noeud de jonction

T

Site de Coordination

Monodentate Bidentate

Tridentate

1 2

3

1 + 1

Bis-monodentate

Chelate

2

Tridentate

3

1+ 1 + 1

Linéaire Coudé

Trigonal

Monodentate-Chelate

1+ 2Tris-monodentate

1

Mono-Chelate

Chelate

Tetradentate4

Bis-Chelate

2 + 2 1+ 3

1+1+1+1

Monodentate-Chelate

Carré Tétraèdrique

4

Tetrakis-monodentate

LinéaireCoudé

Square

Pentadentate Hexadentate5 6

1 + 1+ 1+ 1+1 2+ 35 3 + 361+ 1+ 1+ 1+1+ 1

Pentagonal Hexagonal

Pentakis-monodentate Hexakis-monodentate Bis-tridentateBidentate-Tridentate

1+ 1 + 1+ 13 1+ 1+ 1

Ligands

Espaceur (flexible ou rigide), contrôlant l'espacement (distance) entre les sites de coordination

Sites de coordination, habituellement riches en densité électronique (neutres : doublet libre ou anioniques)

Linéaire

Macrocyclique

Homosites

Hétérosites

Homosites

Hétérosites

Ligands : Topicité

Espaceur (flexible ou rigide), contrôlant l'espacement (distance) entre les sites de coordination

Sites de coordination, habituellement riches en densité électronique (neutres : doublet libre ou anioniques)

Monotopique Ditopique Tritopique Tétratopique

Mononucléaire Binucléaire Trinucléaire Tétranucléaire

Nucléarité des Complexes

Topicité des Ligands

NH3

R OH

R O

Alcool

Alcoolate

Amine

Ammoniac

R NH2

R NH

Amidure

eau

H O

Hydroxide

OH

O

Phénol

Pnénoxide

OH

OH

Catéchol

O

O

Catécholate

C NR

Nitrile

N

N

N

Pyridine

Bipyridine

N

N

Phénanthroline

R P

R

R

Triphénylphosphine

Ph P

Ph

Ph

Trialkylphosphine

Azote Oxygène Phosphore

H2O

R

OH

O

R

O

O

Acide carboxyliqe

carboxylate

R

O

O

Ester

R'

R

N

O

Amide

R'

R'

R

N

O

Amidate

R'

Soufre

R SH

R S

Thiol

Thiolate

H S

SH

S

Thiophénol

Thiopnénoxide

SH

SH

Thiocatéchol

S

S

Thiocatécholate

H2S

R

O

R

Ether

R

S

R

Thioéther

R

N

O

OH

R

Hydroxamate

N

OH

O

Hydroxypyridinone

Azote/oxygène

H P

H

H

Phosphine

N

NH

N

NH

NH

NHHN

OH

OH

OH

OH

OH

OH

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

N

N

N

NH2

NH2

NH2

NH2

NH3

NH2R

NHR

R

NR

R

R

Alkylamine

Amine Cyclique

Non aromatique

ChelateNon chelate

Monodentate Bidentate

Aromatique

Pipyridine

Pyrrol

Pyridine

Pipérazine

Imidazole

2,2'-Bipyridine

Phénanthroline

4,4'-Bipyridine 2,3'-Bipyridine

3,3'-Bipyridine

Pirazine

2,4'-Bipyridine

OH

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

OH

OH OH

OH

Résorcinol catéchol

Binaphtol

Biphénol

ChelateNon chelate

PPh2

PPh2

PPh2

PPh2

DiphosphineEthylènediamine

Synthèse

Nucléophile Nucléofuge SolvantAuxiliaire

T (°C) : -100 - +200 [ ] (M) : 10-3 - 1

Centre richeen densité

ElectroniqueCNOSP

C

NH3

RNH2

RNH

RS

R2PH

R2P

Groupe partantStabilisationde la charge

Electrophile

Centre pauvreen densité

Electronique

C

C!+

N!+

R X

X = Cl, Br, I

R OX

X = Ms, Ts, TfR C X

O

X = Cl, Br, OPNPR C X

O

X = Cl, Br, OPNP

R OX

X = Ms, Ts, Tf

R X

X = Cl, Br, I

X

C

C CN

X = O, N, S

X

C

X = O, N, S

C CN

OxidantO2

MnO2

KMnO4

CrO4/H2SO4

K2Cr2O7

PCCDDQ

AlcaneCycloalcane

BenzèneToluène

AlcoolGlycolDiglym

CH2Cl2CHCl3

EtherTHF

DioxaneDME

CH3CN

DMFDMSO

HMPAHMPT

AcideHCl

H2SO4

MH2PO4

H3PO4

TsOHAcOHTFA

Base

OH-

M2CO3

R3N

R2N-

Pyridine

Morpholine

DMAP

Acide de LewisBF3

BCl3AlCl3AlBr3

Réactifs

RéducteurZn/HCl

FeCl2/HClLiNaKCs

BH3

B2H6

NaBH4

NaBCNH3

DibAlLiAlH4

RO

Les Solvants

Protique Aprotique

H

O

HEau

CH3

O

H

Méthanol

Ethanol

O

H

O

Ether

HO OH

Glycol

Diéthylènglycol

HO O OH

O O

Diméthoxyéthane

O O O

O

THF

O

O

Dioxane

N

O

HDMF

S

O

P

N

NN

P

N

NN

O

DMSO

HMPT

HMPA Cyclopentane

Cyclohexane

Hexane

Pentane

Benzène

Toluène

CH2Cl2

CHCl3

Cl

Cl

Cl

Cl

Dichlorométhane

Tétrachloroéthane

Chloroforme

Cl

Cl

1,2-Dichlorobenzène

Propanol

O

H

F1 F2 F3

Protection / Déprotection

F1 F3X

On souhaite transformer la fonction F2 en X sans modifier les deux autres fonctions F1 et F3. Supposons que F1 soit fragile et F3 robuste (invariant) dans les conditions de la transformation. Il faut protéger F1

Transformation

PF1 F2 F3

Protection

PF1 F3X

Transformation

Déprotection

1) Conditions de protection compatibles avec les centres réactifs2) Conditions de déprotection compatibles avec les centres réactifs3) Rendement élevé pour l'étape de protection4) Rendement élevé pour l'étape de déprotection

Protection d'alcool

R OH

Un alccol présente un caractère acide et faiblement nucléophile. En présence de base il se forme, par uneréaction acide-base, un alcoolate qui est fortement nucléophile (sauf pour les alcools tertiaires). Pour masquer cette réactivité, on protége la fonction hydroxy par la formation soit d'un ester, soit d'un éther activé, soit d'unéther de silyle.

R OX

X = COCH3 R OH R OAc+ AcOH

Acide acétique Ester

Protection

Déprotection

H+/H2O ou OH-/H2O

X = THP R OH +

Dihydropyrane

Protection

Déprotection

H+/EtOH

O OOR

ROTHP

X = SiR3 R OH R OSiR3+ R3SiClProtection

Déprotection

H+ ou F-TMSTBDPSTBDMS

R OH

Alcool

Esters Activés

R O C R'

O

Cl C R'

O

Chlorure d'acyl

Ester carboxylique

Cl S Z

O

O

Chlorure de sulfonylR O S Z

O

O

Ester Sulfonique

Cl S CH3

O

O

MsCl

Cl S

O

O

TsCl

R O S CH3

O

O

R OMs

Mésylate

R O S

O

O

R OTs

Tosylate

NO2O

O

R

Activation d'Alcool

Le groupe OH (hydroxyl) est un mauvais partant (nucléofuge) car l'anion OH- n'est pas stabilisé, pour cette

raison les alcools ne subissent pas de réaction de substitution nucléophile en présence de nucléophile.

R OH

R O S CH3

O

O

R OMs

MésylateAlcool activé

R O S

O

O

R OTs

TosylateAlcool activé

R O S CF3

O

O

R OTf

TriflateAlcool activé

Alcool

MsCl / CH2Cl2Et3N, 0 - 25 °C

Tf-O-Tf / CH2Cl2 0 - 25 °C

TsCl / H2O:ToluènePyridine, 25 °C

R O S CH3

O

O

Nuc O S Y

O

O

+ Nuc RStabilisation de l'anion par effets mésomères et inductifs

La formation d'esters sulfoniques (mésylate, triflate, tosylate) active l'alcool.

Protection d'amine

Une amine présente à la fois un caractère acido-basique et nucléophile. Pour masquer une partie de cette réactivité, on protége la fonction amine par la formation d'amide.

NH3

Ammoniac

TsNH2

TsCl

Monoprotection

O

O

ONH

O

O

NH3

AmmoniacDouble protection

Phtalimide

RNH2RNTsH

R2NH R2NTs

Amine primaire

Amine secondaire

TsCl

Monoprotection

TsCl

Monoprotection

NH3

Ammoniac

MsNH2

MsCl

Monoprotection

RNH2RNMsH

R2NH R2NMs

Amine primaire

Amine secondaire

MsCl

Monoprotection

MsCl

Monoprotection

RNH2

Amine primaire

R'COCl

Monoprotection R' NRH

O

Amide

Tosylamide Mésylamide

R2NH

Amine secondaire

R'COCl

Monoprotection R' NR2

O

R

NH

R

Formation de carbamate

O

O

XR'+

R

N

R

O

O R'

X = Cl : Chloroformate; X = N3 : azidoformate; X = OR : Carbonate; X = OCO2R : Dicarbonate

NH2H2N

COClClOC

+

NHHN

COOC

NHHN

CH2H2C

Et3N

Toluène

B2H6

THF

NHTsTSHN

CH2OMsMsOCH2

+

NHHN

CH2H2C

Cs2CO3 HBr/AcOH

PhOH

NTsTsN

CH2H2C

DMF

Synthèse de macrocycles

Couplage dipode-dipode

Haute Dilution

Méthode de Richman et Atkins

NH2H2N

COClClOC

+

NHHN

COOC

NHHN

CH2H2C

Et3N

Toluène

B2H6

THF

Cs2CO3HBr/AcOH

PhOHDMF

Synthèse de macrobicycles

Couplage tripode-tripode

Haute Dilution

NN

CH2H2C

COOC

NN

CH2H2C

CH2H2C

COClClOC

B2H6

THF

NHTsN

NHTs

NHTs

NMsO

MsO

MsO

+TsNN

TsN

TsN

NHNN

HN

HN

N

Azote : 7N : 1s22s22p3

Electronégativité 3.0 1s2 2s2 2p3

R N

R

RN

RR

R

sp2 sp3

107°

Différence d'énergie entre

l'hybridation sp2 et sp3

est faible (5-10 kcal/mol)

Energie (kcal/mol)

N

RR

R

N

RR

R

R NR

R

Inversion de l'azote

NH

N

N

18.4

28.5

35.2

Méthylpiperidine

Méthylpyrrolidine

Diméthylamine

!GactivationAmine

Les amines sinversent très

rapidement (Inversion de Walden)

NH3 : 21011 fois par seconde

R3N : 104 - 105 fois par seconde

Facteurs controlant le processus: Taille de cycleNature des substituantsOrdre cyclique (mono, bi, tri)

N

N

Inversion BloquéeBase de Tröger

N 42.7

La chiralité (R ou S) portée par uneamine tertiaire n'est pas conservable. La racémisation est très rapide

N N

Pour le phosphore l'nversion de Walden est très nettement plus lente. On peutgénérer et conserver une chiralité sur lephosphore.

N N

N N

N N

(o,o)

(i,o)

(i,i)

Td Td

TP

NH3

NEt3

NH

NH

NH O NH N

N NHN NH

NN

NH

N

N

NH2

NNH

Ammoniac

Triéthylamine

para-diméthylaminopyridine

Aniline

Imidazole

Morpholine N-Méthyl-Mopholine

4,4'-Bipyridine

para-Quate

Aziridine

Pyrrolidine Pyrrol

Pipyridine Pyridine

PirazinePipérazine

O N

N

N

N

NPhénanthroline

N

N

2,2'-Bipyridine

H2N NH2

H2N NH

NH2

Diéthylènetriamine (dien)

Ethylènetriamine (en)

NHNH2

CycohexylamineDi-isopropyl-amine

N

N

N

Terpyridine

Noms usuels

Les polyamines naturelles

NH22HN

Ethylènediamine

2HN NH2 2HN NH

NH2

PropylènediamineHomoputrescine

DipropylènetriamineHomospermidine

2HN

NH2

Putrescine

2HN NH

NH2

Spermidine

2HN NH

HN

Spermine

NH2

NH

2HN NH2

Diéthylènetriamine

2 2 2

3 3 3

4 3 4

3 4 3

H2N CH2 NH2n

H2N CH2 NHH2n

H2HN CH2 NHH2n

10

8

6

4

pKa

n

2 3 4 5

Ka1 Ka2

pKa1

pKa2

H2NNH2

H2N NH2

H2NNH2

H2N NH2

Ethylènediamine

Cadaverine

Putescine

Propylènediamine

Ka1 =[LH+]

[L] [H+]x

L LH+LH2

2+

Ka2 =[LH2

2+]

[LH+] [H+]x

H2N CH2 NHn

10

8

6

4

pKa

n,m

n = m = 2 n = m = 3 n = 3; m = 4

Ka1

pKa1

pKa2

H2NNH

NH

NH2

HN

NH2

Diéthylènetriamine SpermidineHomospermidine

CH2 NH2m

H2HN CH2 NHn

CH2 NH2m

H2HN CH2 NHn

CH2 NHH2m

H2HN CH2 NHHn

CH2 NHH2m

Ka3

Ka2

NH2

H2N

H2N

pKa3

Formation d'amine

R OH R NH2

Activation

R X + NaN3

Azide

RéductionR N3

NN

N N

Urotropine

NN

N N

R

Urotropinium

R NH2

H+/H2O

R X +

X = Cl, Br, IX = OMs, OTs

Alcool

Dérivé halogéné

Dérivé nitro R NO2 R NH2

Réduction

Nitrile R CN R CH2

RéductionNH2

R' CONR2 R'CH2NR2

RéductionAmide

Imine R'2C NR R'2CH NHR

Réduction

Hydrolyse

R X +

R'N

R'N NR'

NR'

R'N NR'

R

R NH

H+/H2O

Hydrolyse

R'

Synthèse d'AminesIntroduction d'un centre azoté

Synthèse de Gabriel

R X

X = bon nucléofugeHalogène (Cl, Br, I)

OTs, OMs, OTf

R NH2

Amines Primaires

OH

OH

O

O

O

O

O

!

-H2O

NH

O

O

NH4OAc

N

O

O

KOH

K

Acide Phtalique Anhydride Phtalique PhtalimideDouble amide

Non nucléophileH acide

PhtalimidateBasique

Nucléophile

N

O

O

PhtalimidateNucléophile

R Xd+ d-

N

O

O

R R NH2

Amines Primaires

H2N NH2

APTS

Remarque

O

O

O

NH

O

O

N

O

O

Double ProtectionAmmoniac

Activation

N

O

O

R H2N R

Transformation Déprotection

NH3

Les polyamines acycliques

NH22HN

NH

2HN NH2

NH

2HN NH

NH2

NH

2HN NH

NH

NH2

NH

2HN NH

NH

NH

NH2

Ethylènediamine

Diéthylènetriamine

Triéthylènetétramine

Tétraiéthylènepentamine

Pentaéthylèneheaminel

2HN NH2

2HN NH

NH2

Propylènediamine

Dipropylènetriamine

2HN NH

NH

NH2

Tripropylènetétramine

Les polyamines cycliques

NH

NH

HN

HN

NH

NHHN

HN

HN

NH

NH

NH

NH HN

HNNH

NH

NH HN

HN

HN

NNH

NH

NH

NH

NH HN

HN

HN

NH

NH

HN

HN

NH

NHHN

HN

HN

NH

NH

NH

NH HN

HN

HN

HNNH

NH

NH

HN

HN

NH

NH

HN

HN

H

NH

NH

HN

HN

[12]N4

[14]N4 [14]N4 [15]N4

[18]N6

[16]N4 [24]N6[32]N8

[24]N8[21]N7

[15]N5

CycleneHexacyclene

Cyclame

H2N NH NH NH NH NH2 HN N N N N NHTsTs TsTs TsTs

H2N N N N N NH2Ts TsTs Ts

NCN N N N

CN

Ts TsTs Ts

HN N N NHTs TsTs Ts

LiAlH4/THF80 °C, 24 h

Déprotection

Synthèse de Polyamines LinéairesStratégie Itérative

Protection

HBr/AcOHPhénol

TsCl/ToluèneBase, 80 °C, 24 hProtection

CNElongation

Réduction

6HBr

NCN N

CN

TsTs

H2N N N NH2TsTs

TsCl/ToluèneBase, 80 °C, 24 h

Protection

RéductionLiAlH4/THF80 °C, 24 h

HN NHTsTs

CN

Elongation

TsCl:PyridineToluène/H2O

H2N NH2

Synthèse de tripodes aminés

Tren

Tpt

N

NH2

NH2

H2N

N

NH2

NH2

NH2

NH2

H2N

NH2

N3

N3

N3

Br

Br

Br

OH

HO

OH

OMe

M2O

OM2O

O

O NaN3HBr LiAlH4LiAlH4

N

NTsH

NTsH

NTsH

HBr/AcOH

PhOH

N

CN

CN

NC

NH4OAcCN

N

NH2

NH2

NH2

AlCl3/LiAlH4 TsCl

N

NTsH

NTsH

HTsN

NH4OAcHBr/AcOH

PhOHHO NH2 TsO NTsH

TsN

+TsCl KOH

Fonctions réactives

Jonction

Cyclisation

Une stratégie de synthèse fondée sur la condensation entre deux fragments A et B portant à leurs deux extrémitis des fonctions réactives conduit à la compétition entre les processus de cyclisation et d'oligomérisation

Intermoléculaire Intramoléculaire

(1+1)

v = k[A] x [B]Ordre = 1+1 = 2Bimoléculaire

v = k[C]Ordre = 1MonomoléculaireA

BCC1 Cyclisation

A

B

CC2 F G

Equilibre Conformationnel

B A

v = k[CC1] x [B]Ordre = 1+1 = 2Bimoléculaire

v = k[CC1] x [A]Ordre = 1+1 = 2Bimoléculaire

Intermoléculaire

D

E

A ou B

Oligomérisation

Comme le processus de

cyclisation est intramoléculaire

(Monomoléculaire i.e. ne dépend

que de la concentration de

l'intermédiaire CC1, comme les

processus d'oligomérisation

sont intermoléculaires

(Bimoléculaires), on peut

favoriser la formation d'espèce

cyclique par l'abaissement de la

concentration des réactifs

(haute dilution).

v = k[CC2] x [A] ou [B] Ordre = 1+1 = 2Bimoléculaire

Fonctions réactives

Jonction

Cyclisation

Une stratégie de synthèse fondée sur la condensation entre deux fragments portant à leurs deux extrémitésdes fonctions réactives conduit à la formation de macrocycles de tailles variables mais du type (i,i) (i = 1, 2, 3....)

Intermoléculaire Intramoléculaire

(1+1)

Intermoléculaire

Intermoléculaire

Intramoléculaire

(2+2)

(3+3)

NH

N

N

N

HN

N

Stratégie Synthétique

HBr/AcOHPhénol

Déprotecton

[X]N6Zi

Différenciation Est-Ouest PossibleDifférenciation Nord-Sud Impossible

H H

H H6HBr

C2

(i Paire)

C2

Ts

Ts

Ts

TsEst OuestTsN

N

N

N

NTs

N

Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h

HN

NTs

HN

Ts

Ts

Cyclisation

Ts

Ts

MsO

MsO

N

NTs

N

MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h

APTs/EtOH60 °C, 6 h

Déprotecton

Activation

Ts

Ts

HO

HO

N

NTs

NCs2CO3/DMF80 °C, 24 h

HN

NTs

HN

Ts

Ts

Ts

Ts

THPO

THPO

N

NTs

N

THPO OMs

THPO OH

Diol

HO OH

Protecton

DHP60 °C, 6 h

ActivationMsClCH2Cl2

Et3N, 0-20 °C, 6 h

Ts Ts

HN N NH

TsHH2N N NH2

Diéthylèntriamine TsCl/ToluènePyridine, 80 °C, 24 h

Protecton

NH

HN

HN

HBr/AcOHPhénol

Déprotecton


NH

NH

HNTs

TsTs

[X]N6

Ts

TsTs

Nord

Sud

N

N

N

N

N

N

6HBr

Différenciation Est-Ouest ImpossibleDifférenciation Nord-Sud Possible

C2


TsCl/ToluènePyridine, 80 °C, 24 h


LiAlH4/THF 80 °C, 24 h


Protection Activation

Ts

Ts

Ts

Ts

NH

N N

HN

Ts TsNH2

N N

H2N

Ts TsNC N N CN

Ts TsOMs

N N

MsO

Ts TsOH

N N

HO

Ts TsMeO2C

N N CO2Me

Cyclisation

Ts Ts

H2N NH2

Protection

H2N NH2

CO2MeCN

NH

N

N

N

HN

N

Ts

Ts

Ts

Ts


HBr/AcOHPhénol


Déprotecton

[X]N6Zi

Est Ouest


H H

H H

6HBr

TsN

N

N

N

NTs

N

(i Paire)

C2

Cyclisation

Ts

Ts

MsO

MsO

N

NTs

N

Ts

TsTsN

NH

NH


APTS/EtOH60 °C, 6 h

Déprotecton

ActivationHN

NTs

HN

Ts

Ts

Ts

Ts

HO

HO

N

NTs

N

Ts

Ts

THPO

THPO

N

NTs

N

Monoprotecton

DHP60 °C, 6 h

Diol


Et3N, 0-20 °C, 6 h

THPO OMs

THPO OH HO OH

NH

HN

HNHBr/AcOH

PhénolCs2CO3/DMF80 °C, 24 h

Déprotecton


NH

NH

HN

Ts

TsTs

[X]N6

Ts

TsTs

Nord

Sud

N

N

N

N

N

N

6HBr


C2

C2






Ts

Ts

Ts

Ts

NH

N N

HN

Ts TsNH2

N N

H2N

Ts TsNC N N CN

Ts TsOMs

N N

MsO

Ts TsOH

N N

HO

Ts TsMeO2C

N N CO2Me

Cyclisation

Ts Ts

H2N NH2H2N NH2

Protection

CO2MeCN

NH

HN

HN

HBr/AcOHPhénol

Déprotecton


NH

NH

HNTs

TsTs

[X]N6

Ts

TsTs

Nord

Sud

N

N

N

N

N

N

6HBr


C2


TsCl/ToluènePyridine, 80 °C, 24 h





Ts

Ts

Ts

Ts

NH

N N

HN

Ts TsNH2

N N

H2N

Ts TsNC N N CN

Ts TsOMs

N N

MsO

Ts TsOH

N N

HO

Ts TsMeO2C

N N CO2Me

Cyclisation

Ts Ts

H2N NH2

Protection

H2N NH2

CO2MeCN

NH

NH

NH

NH

NH

NH

HBr/AcOHPhénol

Déprotecton


[24]N6


C2

C2

N

N

N

N

N

NTsTs

TsTsTsTs


Nord

Sud

Ts

NH2

N N

NH2

TsTs

HN

N N

NHTsTs

Ts

OH

N N

HOTsTs

OMs

N N

MsOTsTs

TsCl/ToluènePyridine, 80 °C 24 h



Cyclisation

N N

Ts Ts

CNNC N N

Ts Ts

CO2MeMe2OC



HN NH

Ts Ts

CO2MeCN

H2N NH2

TsCl/PyridineH2O/Toluène

Protection

Ts

HN

N N

NHTsTs

Ts

NH

NH

NH

NH

NH

N

N N

NTsTs

HBr/AcOHPhénol



Déprotecton

Protection


NH

NH

HNTsTs

TsTsTs

[32]N8

N

N

N

N

N

N

N

NTs

TsTs

OMs

Nord

Sud


Cyclisation8HBr

HN NH

Ts Ts

N N

Ts Ts

CNNC

NH2

N N

NH2

TsTs


CN


Activation

N

N N

NTsTs

CO2Me

TsTs


H2N NH2

TsCl/PyridineH2O/Toluène

MsO

Ts Ts

N

N N

NTsTs

OH HO

Ts Ts

Mé2OC

Synthèse de fraguements

THPO O OHHO O OH

Protection

DHP60 °C, 6 h

Diéthylèneglycol

Activation


THPO O OMs

HN

N

HN

TsTs

COPhK2CO3/DMF80 °C, 24 h

H2N NH

NH2Ts

HTsN N NTsH


MsO

MsO

O N

N

NO

Ts

Ts

COPh

Activation Déprotection

HN

N

HN

TsTs

Ts


DéprotectionActivation



TsCl/ToluènePyridine/H2O

H2N NH2H2N NTsH

Monoprotecton

HO

HO

O N

N

NO

Ts

Ts

COPh

THPO

THPO

O N

N

NO

Ts

Ts

COPh

THPO

THPO

O N

N

NO

Ts

Ts

TsHO

HO

O N

N

NO

Ts

Ts

Ts

MsO

MsO

O N

N

NO

Ts

Ts

Ts

HTsN N NTsHH

PhCOCl

HTsN N NTsHCOPh Et3N

TsClTsN

K2CO3/DMF80 °C, 24 h

NH

NH

NH

O NH

HN

NHO

TsN

N

N

O N

NTs

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

MsO

MsO

O N

NTs

NO

Ts

Ts


HBr/AcOHPhénol


Déprotecton

[24]N6O2

HN

NTs

HN

Ts

Ts

Cyclisation

Est Ouest


6HBr

HO

HO

O N

NTs

NO

Ts

Ts

THPO

THPO

O N

NTs

NO

Ts

Ts



Déprotecton

Activation

THPO O OMs


THPO O OH HO O OH

Mono Protecton

DHP60 °C, 6 h

Diéthylèneglycol


Et3N, 0-20 °C, 6 h

HN

NTs

HN

Ts

Ts

H2N

NH

H2N TsCl/ToluèneBase, 80 °C, 24 h

Protecton

HN

NTs

HN

Ts

Ts

N

NH

NH

O NH

NH

NHO

H2N Cible

7HBr

N

N

N

O N

NTs

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

HBr/AcOHPhénol

Déprotecton

NC

N

N

N

O N

NTs

NO

H2NTs

Ts

Ts

Ts

HN

N

N

O N

NTs

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

CN

B2H6/THF


HN

N

HN

Ts

Ts

Cyclisation

EstOuest

COPhPhCON

N

N

O N

NTs

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

LiOH/THF/H2O

+

Monosubstitution

Déprotecton

MsO

MsO

O N

NTs

NO

Ts

Ts

N

NH

NH

O NH

N

NHO

NH2H2N Cible

8HBr

N

N

N

O N

N

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

HBr/AcOHPhénol

Déprotecton

CNNC

N

N

N

O N

N

NO

NH2H2NTs

Ts

Ts

Ts

HN

N

N

O N

NH

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

CN

B2H6/THF

MsO

MsO

O N

N

NO

Ts

Ts


HN

N

HN

Ts

Ts

Cyclisation

EstOuest

COPhCOPh

PhCON

N

N

O N

NCOPh

NO

Ts

Ts

Ts

Ts

LiOH/THF/H2O

+

Disubstitution symétrique

Déprotecton

N 2

3

4

N

N

N

OH

OH

OH

OH

2

3

4

Pyridine Phénol

OH

OH3

4

Catéchol

OH

OH

OH

OH

N

N

3

4

5

6

2,2'-Bipyridine

N

N

N

N

N

N

N

N

Phénanthroline

N

N

N

N

N

N

N

OH

OH

N

Br

Br

N

NHTs

NHTs

N

HN

HN

N

HN

HN

N

OH

OH

O

O

N

OMe

OMe

O

O

N

Cl

Cl

O

O

N

H

H

O

O

N

NH

NH

N

HN

HNNH

HN

N

NH

NH

N

HN

HNO

O

N

NH

NH

N

N

HN

HN

NN

N

N

N

N

N N

N

N

O

O

N

N

N

Synthèse de cyclopyridines

N

N

N

N

OH

OH

O

O

N

N

H

H

O

O

N

N

Cl

Cl

O

O

N

N

Br

Br

N

N

OH

OH

N

N

OMe

OMe

O

O

N

N

N

N

OMe

OMe

O

O

N

N

OH

OH

O

O

N

N

Cl

Cl

O

O

N

N

H

H

O

O

N

N

OH

OH

N

N

Br

Br

N

N

N

N

MeO

MeO

O

O

N

N

HO

HO

O

O

N

N

Cl

Cl

O

O

N

N

H

H

O

O

N

N

HO

HO

N

N

Br

Br

Fonctionnalisation de la 2,2'-Bipyridine

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Positions 6 et 6'

Positions 4 et 4'

Positions 5 et 5'

Positions 5 et 5'

6

6'

5

5'

5

5'

6

6'

5

5'

5

5'

4

4'

4

4'

Cyclo 2,2'-bipyridine

NH2

O

H2N

Cl

O

Cl

OO

+

HDEt3N

ToluèneNH

O

HN

O OO

NH

O

HN

O

OH

O

HO

Br

O

Br N3

O

N3

NaN3 LiAlH4/THF

HBr

OH

O

HO

OO

SOCl2

Oxidation

B2H6/THF

N

O

N

O

O

OO

N

O

N

O

O

ToluèneEt3N

Cl

O

Cl

OO

B2H6/THF

Macrobicycle(111)Cryptand

Macrocycle[12]N2O2

Synthèse de (111)Cryptand

O O

HO OH

O O

I I

O O

H2N NH2

NaN3

B2H6/THFMacrocycle[15]N2O3

B2H6/THF


ToluèneEt3N

SOCl2

O O

N3 N3

Réduction

ToluèneEt3N


OH

O

HO OH

O

HO

O O

Cl

O

Cl

O OOxidation

Cl

O

Cl

O O

Cl

O

Cl

O O

NH

O

HN

O O

OO

NH

O

NH

O O

N

O

N

O O

ON

O

N

O O

O

OO

O O

HO OH

O O

I I

O O

H2N NH2

O O

HN NH

OO

O O

HN NH

OO

NaN3

O O

Cl Cl

B2H6/THF

OO

Macrocycle[18]N2O4

B2H6/THF


OO

ToluèneEt3N

O O

OH OH

OOSOCl2

Oxidation

O O

N3 N3

Réductio

O O

Cl Cl

OOToluèneEt3N


SOCl2

OH

O

HO OH

O

HO

O O

Cl

O

Cl

O OOxidation

Cl

O

Cl

O O

O O

N N

OO

O

O O

N N

OO

OO O

O O

HO OH

O O

I I

O O

H2N NH2

O O

HN NH

OO

O O

HN NH

OO

NaN3

O O

Cl Cl

B2H6/THF

OO

Macrocycle[18]N2O4

O O

N N

OO

O O

OOO O

N N

OO

O O

B2H6/THF


OO

O O

Cl Cl

OOToluèneEt3N

O O

OH OH

OOSOCl2

Oxidation

O O

N3 N3

Réductio

O O

Cl Cl

OOToluèneEt3N


N

NTs

TsN

O NTs

N

TsNO

TsN

TsNO

NH

NTs

TsN

O NTs

HN

TsNO

N

NTs

TsN

O NTs

N

TsNO

TsN

TsNO

O O

N

NH

HN

O NH

N

HNO

HN

HNO

NH

NTs

TsN

O NTs

HN

TsNO

OOCl

NTs

O NTs

Cl

OO

NH2TsN

H2N

TsNO

+

OH

NTs

O NTs

HO

OO

OMe

NTs

O NTs

MeO

OO

TsHN O NHTsHN2 O NH2Cl O Cl N3 O N3

Et3N/Toluène B2H6/THF

Et3N/Toluène

B2H6/THFHBr/AcOH

Phénol

Br CO2Me

Base

H+/H2OOH

NTs

O NTs

HO

OO

SOCl2

N3TsN

N3TsNO

Br

TsN

Br

TsNO

NaN3

NaN3

LiAlH4THF

TsCl

NH2TsN

H2N

TsNO

LiAlH4THF

BrCH2CH2Br

N

NH

HN

O NH

NHNO

HN

HNO

N

NTs

TsN

O NTs

NTsNO

TsN

TsNO

N

NH2

NH2

NH2

N

NHTs

NHTs

NHTs

MsO O OTHPTsCl

K2CO3/DMF

N

NTs

TsN

O OTHP

OTHPO

TsN OTHPO

N

NTs

TsN

O OH

OHO

TsN OHO

N

NTs

TsN

O OMs

OMsO

TsN OMsO

HBr/AcOH

Phénol

APTS/EtOH

MsCl/CH2Cl2/Et3N

N

NHTs

NHTs

NHTs

Cs2CO3/DMF

Synthèse par couplage tripode-tripode

N NH23

N NHTs3

N NTs 3

CNN NTs 3

OMe

N NTs

NH23

N NTs

NTsH3

O

N NTs 3

OH

N NTs 3

OMs

OMe

O

CN

LiAlH4/THF LiAlH4/THF

MsCl/CH2Cl2Et3N

TsCl/ToluènePyridine

TsCl/ToluènePyridine

Synthèse par couplage tripode-tripode

HN

HN

HN

NNH

NH

NH

NTsN

TsN

TsN

NNTs

NTs

NTs

N

Cs2CO3/DMF

HBr/AcOHPhénol

OMe

OMe

OCl

OMe

OMe

OOH

SOCl2

OH

OH

OH

OH

OO

O O

H2O/K2CO3

CO2

O

O

OO

O O

O

O

OHO

O O

O

O

OCl

O O

SOCl2

CHO

BnO

BnO

CHO

HO

HO

CH2OH

BnO

BnO

CH2Br

BnO

BnO

CO2H

BnO

BnO

COCl

BnO

BnO

LiAlH4

THF

SOCl2

HBrPhCH2Cl

Base

Oxidation

Diméthylsulfate Saponification

Fonctionnalisation de catéchol

OCH3CH3O

Cl

O

N

NH2

NH2

NH2 N

NH

NH

OCH3CH3O

CH3O OCH3

NH

OCH3

OCH3

Et3N/THF BBr3

CH2Cl2

OCH3CH3O

Cl

O

NEt3N/THF

BBr3

CH2Cl2

NH2

NH2

NH2 N

NH

NH

NH

OCH3CH3O

OCH3CH3O

OCH3CH3O

O

O

O

N

NH

NH

NH

OHHO

OHHO

OHHO

O

O

O

O

O

ON

NH

NH

OHHO

HO OH

NH

OH

OH

O

O

O

NH2

NH2H2N

NH

NHHN

CH3O OCH3

OCH3CH3OOCH3CH3O

O

OO

NH

NHHN

HO OH

OHHOOHHO

O

OOOCH3CH3O

Cl

O

Et3N/THF

BBr3

CH2Cl2

H2/Pd/C

Toluène

OCH2PhPhCH2O

Br

NH2

O

H2N

Base

Cl

O

Cl

OO

+

HD

Et3N

ToluèneNH

O

HN

OOO

NH

O

HN

O

OH

O

HO

Br

O

Br N3

O

N3

NaN3 LiAlH4/THF

HBr

OH

O

HO

OO

SOCl2

Oxidation

B2H6/THF

N

O

N

O

O

O

O

O

N

O

N

O

OH

OH

HO

HO

Ph

Ph

Ph

Ph

O O

HO OH

O O

I I

O O

HN NHPhCH2NH2

H2/Pd/C

Toluène

H2/Pd/C

Toluène

OCH2PhPhCH2O

Br

OH

O

HO I

O

I I

O

I

N

O

N

O O

PhPh

NH

O

HN

O O

N

O

N

O O

O

OO

OPhPh

PhPh

NH

O

HN

O O

HO

HOOH

OH

Base

O O

HO OH

O O

I I

O O

HN NH

O O

N N

OO

O O

HN NH

OO

O O

N N

OO

O

O

O

O

O O

N N

OO

OH

HO

OH

OH

PhCH2NH2

O O

I I

H2/Pd/C

Toluène

H2/Pd/C

Toluène

OCH2PhPhCH2O

Br Base

N

HN

O

HN

O

O O

HN

O

HN

O

O O

HN

O

HN

O

O O

N

HN

O

OMe

O

O O

HN

O

OMe

O

O O

HN

O

OMe

O

O O

N

HN

O

OH

O

O O

HN

O

OH

O

O O

HN

O

OH

O

O O

N

HN

O

Cl

O

O O

HN

O

Cl

O

O O

HN

O

Cl

O

O O

N

NH2

NH2

NH2O

OMe

O

O O

Cl+

Et3N/THF H+/H2O

SOCl2

NN

HN

O

HN

O

HO OH

HN

O

HN

O

HO OH

HN

O

HN

O

HO OH

N

Et3N/THFBBr3/CH2Cl2

Triscatéchol bicyclique

NNH2

3

N

HN

O

HN

O

O O

HN

O

HN

O

O O

HN

O

HN

O

O O

N

HN

O

OMe

O

O O

HN

O

OMe

O

O O

HN

O

OMe

O

O O

N

HN

O

OH

O

O O

HN

O

OH

O

O O

HN

O

OH

O

O O

N

HN

O

Cl

O

O O

HN

O

Cl

O

O O

HN

O

Cl

O

O O

N

NH2

NH2

NH2O

OMe

O

O O

Cl+

Et3N/THF H+/H2O

SOCl2

N

Et3N/THFBBr3/CH2Cl2

Triscatéchol bicyclique

N NH23

N

HN

O

HN

O

HO OH

HN

O

HN

O

HO OH

HN

O

HN

O

HO OH

N

NN

R

NR

NR

N

NH2

NH2

NH2

O

H

O

H

+

Couplge par formation d'imine

OR

H

-H2O

N

HN

R

HN

R

HN

R

NaBH4

N

NH2

NH2

NH2 + NN N

N N

N N

N N

HN

HN

HN

HN

HN

HN

N

NaBH4-H2O

Br

Br

NH

NHNi(II)

+

Complexation

Condensation

N

N

S

S

Effet "Template"

N

N

SH

SH

Br

Br

N

N

SH

SH

Base

NH2

NH2

NH

NH

O

O

O

O

NH

NH

O

O

O

O

Ni(II)

NH2

NH2

+

Complexation

Condensation

NH

NH

N

N

O

O

Effet "Template"

NH2

NH2

NH2

NH2

H2N

H2N

N

N

N

N

Ni(II)

Complexe Carré plan

O

Tétraimine

Effet "Template"

BaseN

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

BaseN

NH

HN

N

NH2

NH2

NH2

NH2

H2N

H2N

NH2

NH2

N

N

N

N

N

N

Co(III)

Complexe octaédrique

H H

O

Hexaimine

NH

N

N

N

N

N

NO2

NO2

Nirométhane

Base

NH

N

N

N

NH

N

NO2

NH

N

HN

N

NH

N

NO2

Base

Base

NH

NH

HN

HN

NH

NH

NO2

NO2

Effet "Template"

NH2

NH2

NH2

NH2

H2N

H2N

NH2

NH2

N

N

N

N

N

N

Co(III)

Complexe octaédrique

H H

O

Hexaimine

NH

N

N

N

N

N

NH2

NH

N

N

N

NH

N

NH

NH

N

HN

N

NH

N

N

NH

NH

HN

HN

NH

NH

N

N

Effet "Template"

NH3

N

N

OH

OH

NN

HO

HO

N

N

O

O

NN

O

O

N

N

OH

OH

+

Cu(I)

Complexe encastréPréorganisation des centres réactifs

Catenate

Catenand

Synthèse de catenands par effet "Template"

N

N

O

O

NN

O

O

Création de liens mécaniques (des anneaux entrelacés)

Cu(I)

Géométrie de coordination tétraédrique

Décomplexation

Complexation

Les polyéthers acycliques

OHHO

OHO OH

OHO O OH

OHO O O OH

OHO O O O OH

Ethylèneglycol

Diéthylèneglycol

Triéthylèneglycol

Tétraiéthylèneglycol

Pentaéthylèneglycol

OO

OO O

OO O O

Diméthoxyéthane (DME)

OO O O O

Les polyéthers cycliques (Ethers Couronnes)

O

O

O

O

O

O

O

O

O

OO

O

O O

O O

O

O O

O

O

OOO

O

O

O O

O

O

O

O

O

O O

O

O

O

O

O O

O

O O

O

O

OO

[12]O4[18]O6

[24]O6

[16]O4

[15]O5

[21]O7 [24]O8

[32]O8

O

O

O

O

O

O

Dibenzo[18]O6

OH

OH

O

O

O

O

O

OXO

X

X = Cl; Br; I; OMs; OTs

Synthèse d'éther couronnes

+Base faible

OHHO

O

O

O

O

O

OX

OX


+

O

O O

+

OHO

HO

O

O O

OBase forte

Base forte

XO

X


+

O OX O O X

OH

OH

+

O

O

O

O

O

O

Base faible


Les polyaaza-oxa-thia cycliques

NH

NHHN

HN

HN

NH

O

O

O

O

O

O

S

S

S

S

S

S

O

OHN

O

O

NH

S

SHN

S

S

NH

NH

NH

O

HN

HN

O

NH

NH

S

HN

HN

S

O

O

S

O

O

S

NH

OHN

O

HN

O

NH

SHN

S

HN

S

NH

S

S

S

HN

NH

NH

O

O

O

HN

NH

S

S

O

S

S

O

O

S

O

S

O

S

S

O

O

O

S

S

[18]O6 [18]S6 [18]N6 [18]O2N4 [18]S2N4

[18]O4S2 [18]S3N3 [18]O3N3 [18]S3N3 [18]O3N3

[18]S4N2[18]O4N2[18]O2S4[18]O3S3[18]O3S3

Les polyéthers-hio-Amine acycliques

O2HN NH2

S2HN S NH2

O2HN O O NH2

S2HN S S S NH2

S2HN NH2

O2HN O NH2

S2HN S S NH2

O2HN O O O NH2

NH

HO OH NH

HS SH

NH

HO NH

OH NH

HS NH

SH

NH

HS NH

NH

NH

SHNH

HO NH

NH

OH

Les polyéthers-hio-Amine acycliques

O2HN NH2

S2HN S NH2

O2HN O O NH2

SHO S S S NH2

S2HN NH2

O2HN O NH2

S2HN S S NH2

O2HN O O O NH2

Les polythioéthers acycliques

SHHS

SHS SH

SHS S SH

SHS S S SH

SHS S S S SH

Ethylènethioglycol

Diéthylènethioglycol

Triéthylènethioglycol

Tétraiéthylènethioglycol

Pentaéthylènethioglycol

SS

SS S

SS S S

Dithiométhoxyéthane (DTME)

SS S S S

Les polythioéthers cycliques (Thioéthers Couronnes)

S

S

S

S

S

S

S

S

S

SS

S

S S

S S

S

S S

S

S

SSS

S

S

S S

S

S

S

S

S

S S

S

S

S

S

S S

S

S S

S

S

SS

[12]S4[18]S6

[24]S6

[16]S4

[15]S5

[24]S8

[32]S8

S

S

S

S

S

S

Dibenzo[18]S6

S

Synthèse d'thiaéthercouronnes

ClCl

S

S

S

S

S

SHS

SSH

+

S

S S

+

SHS

HS

S

S S

SBase faible

Base faible

XS

X

X = Cl; Br; I

+

S SX S XSH

SHS

+

S

S

S

S

S

S

Base faible

Br

Br

S

S

Na2S+

CALIXARENES

O

HHO

H

O

OH

R

RR

R

calixarene : n = 1 to 4

n

OH

OH

OH HO

R R

RR

OHOH

OH

OH

RR

R

Rcone

OH

OHOH

R RR

R

OH

OH

R R

RR

OH

RR

R

HO

OH

R

HOOH

1-2 alternate 1-3 alternate partial cone

OHOH

OH

OH

R

RR

R

OH

OHHO

OH

R

R

R

R

HO

OH

OH

OH

R

R

R

R

HO

OH

HOOH

OH

H

H

H

H

OH

HOOH

OH

OH

HOOH

OH

Ph

Ph

Ph

Ph

SS

SS

OH

HOOH

OH

H

H

H

HSH

HSSH

SH

OH

HOOH

OH

OH

HOOH

OH

X

XX

X

R

R

R

R

SS

SS

OH

HOOH

OH

SH

HOOH

SH

OH

OHHOOH

OH

OHHOOH

OH

H

H

H

HOHHOOH

OH

Br

Br

Br

Br

HCOHMOH

Diphényléther

AlCl3Toluène

Chauffage

NBS/Br2

OHHOOH

OH

NO2

NO2

NO2

NO2

OHHOOH

OH

NH2

NH2

NH2

NH2

HNO3

FeCl2/ HCl

OH

SS

SS

OHHOOH

OH

SS

SS

OHHOOH

OH

H

H

H

H

S8MOH

AlCl3Toluène

Chauffage

SS

SS

OHHOOH

OH

Br

Br

Br

Br

OHHOOH

OH

R

R

R

ROMeHOOH

OMe

R

R

R

R

X = O N

S

X = S N

O

300 °CSolide

OMeXX

OMe

R

R

R

R

LiAlH4

THF

Cl N

S

Di-Mercaptocalix[4]arène

OMeHSSH

OMe

R

R

R

ROHHSSH

OH

R

R

R

R

BBr3

CH2Cl2

MeI

Base Base

OHHOOH

OH

R

R

R

RX

XXX

R

R

R

R

X = O N

S

X = S N

O

300 °CSolide

SHHSSH

SH

R

R

R

RLiAlH4

THF

Cl N

S

Mercaptocalix[4]arène

SS

SS

OHHOOH

OH

R

R

R

R

SS

SS

XXX

X

R

R

R

R

X = O N

S

X = S N

O

300 °CSolide

SS

SS

SHHSSH

SH

R

R

R

RHydrazine

Eau

Cl N

S

Mercaptothiacalix[4]arène

Fonctionnalisation de Calix[4]arene

Bord inférieurContröle de la conformation

Bord supérieurIntroduction de site d'interaction

OH

HOOH

HO

OH

HOOH

OH

H

H

H

HOX

XOOX

OX

H

H

H

H

X = CH2CH2OCH3

OXXOOX

OX

Br

Br

Br

Br

OO

HH

H

O

H

O

OO

OO

Conformation 1,3-alternée

X = CH2CH2OCH3

OXXOOX

OX

CN

CN

CN

NC

OO

BrBr

Br

O

Br

O

OO

O

O

O

O

CNCN

NC

O

CN

O

OO

O

O

Conformation 1,3-alternéeConformation1,3-alternate X = CH2CH2OCH3

AlCl3

CuCN

[1,1,1,1]-Métacyclophane Conformation 1,3-Alternée

Br Br

Cl Cl

Br

SnCl4, EtNO2

70°C

4

CH2Cl2, SnCl4

ClCH2OCH3

7.78 Å

[1,1,1,1]-Métacyclophane : Synthèse et conformation

Br

Li

Li

Li

Li

[1,1,1,1]-Métacyclophane : Synthèse des dérivés

SH

HS

SH

SH

SMe

MeS

SMe

SMe

CO2H

H2OC

CO2H

CO2H

CN

NC

CN

CN

Br

Br

Br

Br

t-BuLi/THF, -78°C

S8

CH3-S-S-CH3

H

H

H

H

H2OCuCN

CO2 (Gaz)

DMF:Reflux

NO2

2ON

NO2

NO2

NH2

2HN

NH2

NH2

HNO3

H2SO4 cat.

CH2Cl2

LiAlH4

THF

SH

HS

SH

SH

ClPPh2

[1,1,1,1]-Métacyclophane : Synthèse des dérivés

N

N

N

N

Br

Br

Br

Br

Cs2CO3, Pd(PPh3)4

Toluene/ DMF, 130°C

NO

BO

(HO)2B OCs2CO3, Pd(PPh3)4

Toluene/ DMF, 130°C

O

O

O

O

OH

OH

HO

OH

CN

NC

CN

CNCuCN

BBr3

CH2Cl2

NH2

NH2

H2N

NH2

B2H6/ THF

Porphyrine

NH N

HNN

N N

NN

Porphyrine Métallaporphyrine

N N

NN

Meso-substitution

N N

NN

!-Pyrr-substitution

NH N

HNN

Meso-substitution

NH N

HNN

!-Pyrr-substitution

N N

NN

Meso et !-Pyrr-substitution

NH N

HNN

Meso et !-Pyrr-substitution

NH N

HNN

PorphyrineAromatique

Position méso

Position !-pyrrolique

NH

Pyrrol

H H

O

Formaldéhyde

Catalyseur*

* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2

Oxydant* NH N

HNN

NH

Pyrrol

R H

O

AldéhydeR = Alkyl ou aromatique

NH N

HNN

+

+

R

RR

R

NH HN

HNNH

HH

H

HH

H

H H

PorphyrinogèneNon aromatique

Catalyseur* Oxydant*

NH HN

HNNH

HH

H

HH

H

H H

NH HN

HNNH

RH

R

HR

H

R H

Synthèse de Porphyrine

NH N

HNN



NH

Pyrrol disubstuéSymétriqueR = Alkyl

R' H

O

Aldéhyde

NH N

HNN+

Catalyseur*

Oxydant*


Substitution des huits positions !-pyrroliques et les quatre positions méso

R

R

R

R

RR

RR

R

R

R'

R'

R'

R'

Position méso

NH N

HNN

Porphyrine


* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxidant : DDQ ou O2

NH

Pyrrol disubstuéeSymétriqueR = Alkyl

H H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN+

Catalyseur*

Oxydant*


Substitution des huits positions !-pyrroliques

OctaalkylporphyrineOAP

R

R

R

R

RR

RR

R

R

NH

Diéthylpyrrol

H H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN

+Catalyseur

Oxydant

OctaéthylporphyrineOEP


NH

Pyrrol monosubstuéAsymétrique

R = Alkyl

H H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN

+

Catalyseur*

Oxydant*


Substitution de quatre positions !-pyrroliques

TétraalkylporphyrineTAP

Isomères de position

R

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

C4

Aromatisation

Condensation


NH

Pyrrols

NH N

HNN

+

Catalyseur*

Oxydant*


Compétition entre pyrrols

H H

O

Formaldéhyde


NH

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

R

R

NH N

HNN

R

R

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso


NH

Pyrrol

Ph H

O

Benzaldéhyde

NH N

HNN

+Catalyseur*

Oxydant*


Substitution des quatre positions méso

TétraphénylporphyrineTPP


NH

Pyrrol

Ph H

O

Benzaldéhyde

NH N

HNN

+

Catalyseur*

Oxydant*


Compétition entre aldéhydes

H

HH

H H

O

Formaldéhyde

H

NH N

HNN

Ph

PhPh

Ph

NH N

HNN

Ph

HH

H

NH N

HNN

Ph

HH

Ph

NH N

HNN

Ph

PhH

H

NH N

HNN

Ph

PhH

Ph


NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

* Catalyseur : TFA ou BF3

* Oxidant : DDQ ou O2

NH

Pyrrol

H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN

+Catalyseur*

Oxidant*



NH

NHH

Dipyrrylméthane

H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

* Catalyseur : TFA ou BF3

* Oxidant : DDQ ou O2

NH

Pyrrol

H H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN

+Catalyseur*

Oxidant*



DiphénylporphyrineDPP

NH

NH

H

H

Dipyrrylméthane

Ph H

O

Formaldéhyde

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

* Catalyseur : Acide protique (TFA ou BF3

* Oxydant : DDQ ou O2

NH

Pyrrol

H

O

3-Pyridinealdéhyde

+

Catalyseur*

Oxydant*



Tétrapyridylporphyrine

N

H

O

N

4-Pyridinealdéhyde

2-Pyridinealdéhyde

H

O

N

NH N

HNN

N

N

N

N

NH N

HNN

N

N

N

N

NH N

HNN

N

N

N

N

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

* Catalyseur : TF ou BF3


NH

Pyrrol

H

O

NH N

HNN

+

Catalyseur*

Oxydant*


NO2

NO2

NO2

NO2

2ON

H

O

NO2

H

O

2ON

NH N

HNN

NO2

NO2

2ON

NO2

NH N

HNN

NO2

NO2

NO2

2ON

NH N

HNN

Réduction

FeCl2/HCl


NH2

NH2

2HN

NH2

NH N

HNN

NH2

NH2

2HN

2HN

NH N

HNN

NH2

NH2

NH2

2HN

NH N

HNN

NO2

NO2

NO2

2ON

NH N

HNN

NO2

NO2

2ON

NO2

NH N

HNN

NO2

NO2

NO2

2ON

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxidant : DDQ ou O2

NH

Pyrrol

H

O

ortho-Nitrobenzaldéhyde

NH N

HNN

+Catalyseur*

Oxidant*



Tétra-(o-nitrophényl)porphyrineTONPP

NO2

NO2

NO2

NO2

NO2

!4

!2"2k-1

k1

k-2

k2

k-3k3

!"!"

!3"

Atropoisomérie

NH N

HNN

NO2

NO2

NO2

2ON

Tétra(o-nitrophényl)porphyrine

NH

NO2

HStérique

NO2

Plan de la porphyrine

Absence d'Atropoisomérie

NH N

HNN

NH2

NH2

2HN

2HN

NH N

HNN

NH2

NH2

NH2

2HN

NH N

HNN

NO2

NO2

2ON

NO2

NH N

HNN

NO2

NO2

NO2

2ON

Méta

Para

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

NH N

HNN



Tétra-(o-aminphényl)porphyrineTOAPP

NO2

NO2

NO2

NO2

Tétra-(o-nitrophényl)porphyrineTONPP

NH N

HNN

NH2

NH2

NH2

NH2

Réduction

FeCl2/HCl

!4

!2"2k-1

k1

k-2

k2

k-3k3

!"!"

!3"

Atropoisomérie

NH N

HNN

NH2

NH2

NH2

NH2

Tétra(o-aminophényl)porphyrine

NH

NH2

HStérique

NH2

Plan de la porphyrine

Synthèse de Porphyrines

NH N

HNN

NH2

NH2

NH2

NH2

NH N

HNN

NH

HN

NH

NH

O

O

O

O OH

OH

HO

OH

NH N

HNN

NH

HN

NH

NH

O

O

O

O CN

CN

NC

CN

NH N

HNN

NH

HN

NH

NH

O

N

N

O

O

N

O

N

OMe

Cl O

CN

Cl O

N

Cl O

Condensation

Et3N / THF

DéprotectionBBr3 : CH2Cl2

Condensation

Et3N / THF

Condensation

Et3N / THF

+

Atroposiomères

Atroposiomères

Synthèse de Porphyrines

NH N

HNN

NH2

NH2

NH2

NH2Et3N / THF

+

Atroposiomères Atroposiomères

NH N

HNN

NH

HN

NH

NH

O

O

O

O

O

O

O

OO

O

O

O

NH N

HNN

NH

HN

NH

NH

O

O

O

O

OH

OH

OH

OHOH

HO

HO

HO

OMe

OMe

OCl

BBr3/CH2Cl2

NH N

HNN

Porphyrine

Position méso

* Catalyseur : Acide protique (TFA ou BF3


NH

Pyrrol

+

Catalyseur*

Oxydant*



H

O

MeO2C

H

O

CO2Me

H

O

CO2Me

Saponification

NH N

HNN

CO2H

HO2C

CO2H

CO2H

NH N

HNN

CO2H

CO2H

HO2C

CO2H

NH N

HNN

CO2H

CO2H

HO2C

H2OC

X X

XXLeucoporphyrineNon-aromatique

NH

Pyrrol

R R

O

Cétone

Milieu acide

+

Synthèse d'analogues de Leucoporphyrine

X = NH, O, S

S S

SS

RR

R

RR

R

R R

NH HN

HNNH

RR

R

RR

R

R R

S

Thiophène

R R

O

Cétone

+

Milieu acide

O

Furane

+

O O

OO

RR

R

RR

R

R R

R R

O

Cétone

Milieu acide

conception et synthèse de ligands synthèse organique au service

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