Catalyse asymétrique à l`aide de ligands

UNIVERSITE DE GENEVE FACULTE DES SCIENCES
Département de chimie organique Professeur A. Alexakis
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Catalyse asymétrique à l'aide de ligands
phosphoramidites pour la substitution d'oléfines
THESE
Présentée à la Faculté des sciences de l'Université de Genève
pour obtenir le grade de Docteur ès sciences, mention chimie
par
Xavier Rathgeb
de
Genève (GE)
Thèse N°3897
GENEVE
Atelier de reproduction de la Section de physique
2007

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Cette thèse a donné lieu aux publications suivantes:
One-Pot Asymmetric Conjugate Addition-Trapping of Zinc Enolates by Activated
Electrophiles. Rathgeb, X.; March, S.; Alexakis, A. Journal of Organic Chemistry 2006, 71,
5737-5742.
Iridium-catalyzed asymmetric allylic substitution with aryl zinc reagents. Alexakis, A.;
Hajjaji Samir, E.; Polet, D.; Rathgeb, X. Organic letters 2007, 9, 3393-3395.

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Remerciements
Tout d'abord, je tiens à remercier le Prof. P. Kocienski et le Prof. J. Lacour pour avoir
accepté de juger ce travail. J'aimerai également exprimer ma sympathie envers le Prof. J.
Lacour qui a pu suivre mon cursus universitaire et qui m'a accueilli dans son laboratoire lors
d'un stage de diplôme. J'ai aussi apprécié les moments que j'ai pu passer avec lui ces dernières
années comme par exemple aux éditions de la Nuit de la Science.
Mes remerciements vont ensuite évidemment à mon directeur de thèse, le Prof. A
Alexakis. Je lui exprime toute ma reconnaissance pour m'avoir donné la possibilité de
travailler au sein de son groupe. Je le remercie de m'avoir fait confiance durant ces quatre
années, d'avoir été aussi enthousiaste dans nos recherches et d'avoir toujours été disponible. Je
lui témoigne un profond respect pour ses qualités non seulement scientifiques qui m'ont
permis d'apprendre énormément, mais aussi pour ses qualités humaines.
Je remercie tous les membres présents du groupe pour leur bonne humeur, leur
sympathie et pour tous les bons moments qu'ils m'ont fait passer. Je n'oublierais pas non plus
tous les membres passés avec qui l'ambiance fut aussi excellente. J'aimerais remercier plus
particulièrement comme ancien membre du groupe, le Dr. S. March pour m'avoir légué son
sujet sur les piégeages d'énolate, mais aussi pour m'avoir pris comme stagiaire lors de mon
diplôme, car j'ai beaucoup apprécié travailler avec lui. Je tiens également à remercier le Dr. D.
Polet de m'avoir donné un sujet aussi passionnant que les substitutions allyliques catalysées à
l'iridium. Je le remercie pour tous les bons conseils qu'il a pu me donner tout au long de ma
thèse et pour notre collaboration. Je remercie également Samir El Hajjaji et Sébastien
Decorvet pour l'aide synthétique qu'ils m'ont apportée au travers de leurs stages.
Je souhaite exprimer toute ma gratitude envers le Dr. N. Fuchs qui a été bien plus
qu'un collègue de travail. J'ai trouvé en lui un véritable ami qui m'a toujours soutenu tout au
long de mon cursus universitaire, mais également dans les autres épreuves de la vie. Je le
remercie aussi sincèrement d'avoir pris sur son temps libre pour la correction de ce manuscrit.

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J'aimerais remercier Givaudan SA de m'avoir donné la possibilité de travailler dans
leur industrie avant le commencement de ma thèse; et plus particulièrement le Dr. J-P. Barras,
ainsi que ses laborantins Sylvie et Alain, pour leur chaleureux accueil.
Finalement, j'aimerais remercier mes parents, mon frère, mes cousines, ma tante, mon
oncle, tous mes proches et Jenna ma husky pour l'intérêt qu'ils ont pu porter à mon travail.
Leur soutien fut une aide précieuse.

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Table des matières
Chapitre 1: Introduction p. 7
La chiralité p. 7
Présentation du sujet de thèse p. 9
Chapitre 2: Synthèse de ligands p. 10
Introduction p. 10
Vers les ligands phosphoramidites
Résultats et discussion p. 14
Chapitre 3: Piégeages d'énolates de zinc issus d'additions conjuguées p. 17
Introduction p. 17
Résultats et discussion p. 22
Synthèse d'une phéromone p. 22
Piégeages par des électrophiles activés p. 35
Synthèse d'électrophile: la nitrooléfine p. 36
Synthèse d'électrophile: le phosphonate p. 37
Synthèse d'électrophile: la sulfone p.38
Conclusion p.51
Chapitre 4: Substitutions allyliques catalysées à l'iridium p. 53
Introduction p. 53
Résultats et discussion p. 61
Substitutions allyliques avec des nucléophiles "mous" p. 61
Substitutions allyliques avec des nucléophiles "durs" p. 66
Tests d'optimisation p. 66
Synthèses de substrats p. 85
Tests sur les substrats p. 87
Réactifs de Grignard commerciaux p. 90
Nucléophiles non-commerciaux p. 92
Configurations absolues p. 105
Conclusion p. 131