Thèse soutenue le 29 octobre 2018 pour obtenir le grade de doctorat de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Chimie Organique
Résumé :
Les amines sont des composés essentiels en biologie, pharmacie et agriculture. La synthèse directe de tels composés constitue un enjeu majeur dans le domaine de la chimie. Le travail présenté dans ce manuscrit porte sur l’étude et le développement de synthèses intégrant le transfert de nitrène par des catalyseurs de fer pour l’obtention de composés aminés.
Dans une première partie, nous avons étudié la réaction d’aziridination par plusieurs catalyseurs à base de fer sur différentes oléfines. Nous rapportons ici, comment des études mécanistiques couplées à des investigations des structures électroniques et des profils réactionnels, par des méthodes quantiques de type DFT, peuvent conduire à une complète compréhension du mécanisme, ainsi qu’au développement rationnel de nouveaux catalyseurs de fer pour la réaction d’aziridination. Nous avons pu établir que l’affinité électronique joue un rôle majeur dans ce type de transformation.
Dans une seconde partie, nous avons étudié la possibilité d’intégrer la catalyse de transfert de nitrène de fer dans des processus multi-séquentiels. Nous avons pu obtenir des amidines et imidazolines dans des réactions multicomposants via la réaction entre un substrat, un donneur de nitrène et un nitrile, le tout catalysé par le fer. Les calculs DFT ont pu confirmer le mécanisme proposer expérimentalement. Une seconde étude a pu mettre en lumière les réactions monotopes à travers la synthèse de 2-iminothiazolidines via l’ouverture de cycle d’une aziridine suivie de l’insertion d’un isothiocyanate avec de bons rendements. Ces deux types de réactions ont démontré le fort potentiel du transfert de nitrène dans des réactions multi-séquentielles et ouvrent la porte au développement de nouvelles voies de synthèses efficaces dans une chimie durable.
Jury :
Rapporteur : Madame Emma Gallo
Rapporteur : Monsieur Philippe Dauban
Examinateur : Madame Sandrine Py
Examinateur : Monsieur Ally Aukaulo
Examinateur : Monsieur Alexander Sorokin
Membre invité : Madame Pascale Maldivi
Directeur de thèse : Monsieur Jean-Marc Latour
Co-Directrice de thèse : Madame Sylvie Chardon
Mots clés :
Catalyse, Complexes de fer, Transfert de nitrène, Études mécanistiques, Réactions multi-séquentielles, Synthèse d’amines