Synthèse d`hétérocycles et réactions pallado-catalysées

THÈSE
Présentée pour obtenir le grade de
ÉCOLE POLYTECHNIQUE
SPÉCIALITÉ : CHIMIE ORGANIQUE
Par
SIMON WAGSCHAL
SYNTHÈSE DHÉTÉROCYCLES ET
RÉACTIONS PALLADO-CATALYSÉES
Soutenance prévue le 9 Décembre 2010 devant le jury composé de :
M. Jieping ZHU
M. Christophe MEYER
M. Jacques MADDALUNO
Mlle Laurence GRIMAUD
M. Laurent EL KAÏM
Professeur  EPFL
Directeur de recherche  ESPCI
Directeur de recherche  IRCOF
Chargée de recherche 
Ecole Polytechnique
Professeur  ENSTA
Rapporteur
Rapporteur
Examinateur
Directeur de thèse
Directeur de thèse
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Remerciements
Ces travaux de thèse ont été réalisés au Laboratoire de Chimie Organique de l'Unité de Chimie
et Procédés de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées, sous la direction des Docteurs
Laurence Grimaud et Laurent El Kaïm.
Je tiens à les remercier de m'avoir accueilli au sein de leur laboratoire et d'avoir été aussi disponibles
pendant ces quatre années. Ils ont su me donner goût à la chimie organique et l'envie de sans cesse
"gratter" de nouvelles idées sur n'importe quel bout de papier qui traîne (n'est-ce pas, Laurent).
Enfin, un grand merci à Laurence de m'avoir permis d'apprendre une méthode de travail et de suivre
une formation solide en RMN.
J'adresse mes sincères remerciements au Professeur Jacques Maddaluno pour avoir accepté de
présider ce jury. Je remercie aussi vivement le Professeur Jieping Zhu et le Docteur Christophe Meyer
pour le travail de rapporteur qu'ils ont effectué sur ce manuscrit de thèse.
Je tiens également à remercier mes collègues de travail avec qui j'ai partagé ces quatre ans au
laboratoire : Didier, mon voisin de paillasse sans qui le fond du labo n'aurait pas été le même, Romain
aka 'Ti master, toujours de bonne humeur, Marion, pour ces quatre mois en Australie les soirées The L
Word, et les nombreux concerts Parisiens auxquels nous avons assisté. Caro, merci pour tes
calendriers sans qui ma thèse aurait été très fade... Anaëlle, t'es la prochaine sur la liste des futurs
Docteurs, bon courage pour la fin du manuscrit et la suite ! Je tiens aussi à remercier Nico, ce fut un
plaisir de t'avoir eu au labo et de te voir danser devant ta paillasse ! Vincent aka 'Ti 'Ti master, bon
courage pour ton master en Juin et bonne chance sur la piste des ouvertures de furane !
A special thank for my mexican and indian friends Martha, Srinivas and Patil, it's been a pleasure
working with you guys ! Good luck with everything and don't hesitate to come visit me if you want to
keep practising skiing !!
Je tiens à adresser des remerciements très particuliers à Camille pour son soutien quotidien et
indéfectible au cours de ces quatre ans. Ce fut une thèse "à deux" et j'ai vraiment hésité à demander
qu'on te remette le grade de Docteur à titre honorifique ! Tu auras supporté mes moments de doute,
de stress et d'euphorie (la chimie marche quand même de temps en temps), ça n'a pas été de tout
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repos... Et encore milles mercis pour l'organisation de la soutenance, invités, traiteur, installation,
resto, t'as tout géré de main de maître !
Ensuite, je tiens à remercier mes parents qui m'ont toujours soutenu et donner les moyens de suivre
déplacement depuis le Sud ou les tropiques ! Les éternels colocs de Vanves, Olivier et Jérémie, j'ai
passé tellement de temps chez vous que j'aurais presque pu vous payer une partie du loyer ! Enfin, un
grand merci à Lucie, Flo, Maud, Thomas, Alex, John qui ont fait le déplacement depuis toute la France
pour venir assister à un spectacle de trois heures sans pause et sans musique ! Cette journée (et la
soirée qui a suivi !) resteront un souvenir impérissable !
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Table des matières ............................................................................................... 5
Liste des abréviations ......................................................................................... 10
Introduction générale ........................................................................................ 13
Chapitre 1 : ......................................................................................................... 15
Bibliographie générale : Chimie des isonitriles et réactions multicomposants ... 15
Introduction ....................................................................................................... 17
I. Les réactions multicomposants ................................................................................................... 18
II. Les isonitriles ............................................................................................................................... 19
A. Découverte et méthodes de synthèse des isonitriles ............................................................. 19
B. Réactivité des isonitriles ......................................................................................................... 22
1. Acidité du proton en ....................................................................................................... 22
2. Interactions avec des radicaux ........................................................................................... 23
3. Réactivité du carbone terminal .......................................................................................... 24
a. Cycloadditions [4+1] ..................................................................................................... 25
b. Insertion des isonitriles ................................................................................................ 27
III. La réaction de Ugi ........................................................................................................................ 28
A. Mécanisme de la réaction de Ugi. .......................................................................................... 29
B. Différents partenaires possibles pour la réaction de Ugi ....................................................... 30
1. Variation autour de l'isonitrile ............................................................................................ 30
2. Variation autour de l'amine ................................................................................................ 32
3. Variation autour de l'acide ................................................................................................. 34
4. Le couplage Ugi-Smiles ....................................................................................................... 36
C. Post-condensations autour des réactions de type Ugi .......................................................... 38
1. Substitutions nucléophiles aromatiques ............................................................................ 38
2. Condensations .................................................................................................................... 39
3. Cycloadditions .................................................................................................................... 41
a. Diels-Alder .................................................................................................................... 41
b. Cycloadditions [2+2] et [2+3] ....................................................................................... 43
4. Couplage organométallique ............................................................................................... 43
a. Arylations ...................................................................................................................... 43
b. Heck .............................................................................................................................. 45
c. Métathèse .................................................................................................................... 46
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