Chimie Supramoléculaire
-
Upload
lee-toulouse -
Category
Documents
-
view
199 -
download
4
Transcript of Chimie Supramoléculaire
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-monodentateChelate
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 Tétraèdrique4
Tetrakis-monodentateLinéaireCoudé
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 coordinationSites de coordination, habituellement riches en densité électronique (neutres : doublet libre ou anioniques)
Monotopique Ditopique Tritopique Tétratopique
Mononucléaire Binucléaire Trinucléaire TétranucléaireNucléarité des Complexes
Topicité des Ligands
NH3
R OH
R O
Alcool
Alcoolate
Amine
Ammoniac
R NH2
R NH
Amidure
eau
H OHydroxide
OH
OPhénol
PnénoxideOH
OHCatéchol
O
O
Catécholate
C NRNitrile
N
N
N
Pyridine
Bipyridine
N
N
Phénanthroline
R PR
R
Triphénylphosphine
Ph PPh
Ph
Trialkylphosphine
Azote Oxygène PhosphoreH2O
ROH
O
RO
O
Acide carboxyliqe
carboxylate
RO
OEster
R'
RN
OAmide
R'
R'
RN
OAmidate
R'
Soufre
R SH
R S
Thiol
Thiolate
H S
SH
S
Thiophénol
ThiopnénoxideSH
SHThiocatéchol
S
S
Thiocatécholate
H2S
RO
R
Ether
RS
R
Thioéther
RN
O
OH
R
Hydroxamate
NOH
O
Hydroxypyridinone
Azote/oxygène
H PH
HPhosphine
N
NH
N
NH
NH
NHHN
OH
OH
OHOH
OHOH
N
N
N
N
NN
N
N
N
N
N
N
N
N
NH2
NH2
NH2
NH2
NH3
NH2R
NHRR
NRR
R
Alkylamine
Amine Cyclique
Non aromatique
ChelateNon chelateMonodentate 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
OHOH
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
CNH3
RNH2
RNH
RSR2PH
R2P
Groupe partantStabilisationde la charge
Electrophile
Centre pauvreen densité
Electronique
C
Cδ+ Nδ+
R X
X = Cl, Br, I
R OX
X = Ms, Ts, Tf R C XO
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
CX = O, N, S
C CN
OxidantO2
MnO2KMnO4
CrO4/H2SO4K2Cr2O7
PCCDDQ
AlcaneCycloalcane
BenzèneToluène
AlcoolGlycolDiglym
CH2Cl2CHCl3
EtherTHF
DioxaneDME
CH3CN
DMFDMSO
HMPAHMPT
AcideHCl
H2SO4MH2PO4H3PO4
TsOHAcOHTFA
BaseOH-
M2CO3
R3NR2N-
PyridineMorpholine
DMAPAcide de Lewis
BF3BCl3AlCl3AlBr3
Réactifs
RéducteurZn/HCl
FeCl2/HClLiNaKCs
BH3B2H6
NaBH4NaBCNH3
DibAlLiAlH4
RO
Les Solvants
Protique Aprotique
HO
HEau
CH3O
H
Méthanol
Ethanol
OH
O
Ether
HO OHGlycol
Diéthylènglycol
HO O OH
O O
Diméthoxyéthane
O O O
O
THF
O
O
Dioxane
NO
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
OH
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+ AcOHAcide acétique Ester
Protection
Déprotection
H+/H2O ou OH-/H2O
X = THP R OH +
Dihydropyrane
Protection
Déprotection
H+/EtOH
O OORROTHP
X = SiR3 R OH R OSiR3+ R3SiClProtection
Déprotection
H+ ou F- TMSTBDPSTBDMS
R OHAlcool
Esters Activés
R O C R'
O
Cl C R'
O
Chlorure d'acyl
Ester carboxylique
Cl S Z
O
OChlorure de sulfonyl R 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
OR OTs
Tosylate
NO2OO
R
Activation d'AlcoolLe 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
OR OTs
TosylateAlcool activé
R O S CF3
O
OR 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 R Stabilisation 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
TsNH2TsCl
Monoprotection
O
O
O NHO
O
NH3
Ammoniac Double protection
Phtalimide
RNH2RNTsH
R2NH R2NTs
Amine primaire
Amine secondaire
TsCl
Monoprotection
TsCl
Monoprotection
NH3
Ammoniac
MsNH2MsCl
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
RNH
R
Formation de carbamate
O
O
XR'+R
NR
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
CH2H2CDMF
Synthèse de macrocycles
Couplage dipode-dipode
Haute Dilution
Méthode de Richman et Atkins
NH2H2N
COClClOC+
NHHN
COOC
NHHN
CH2H2C
Et3NToluène
B2H6
THF
Cs2CO3 HBr/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
+TsNNTsN
TsN
NHNNHN
HN
N
Azote : 7N : 1s22s22p3
Electronégativité 3.0 1s2 2s2 2p3
R NR
R NRR R
sp2 sp3
107°Différence d'énergie entrel'hybridation sp2 et sp3
est faible (5-10 kcal/mol)
Energie (kcal/mol)
N
RR
RN
R R
R
R NRR
Inversion de l'azote
NH
N
N
18.4
28.5
35.2
Méthylpiperidine
Méthylpyrrolidine
Diméthylamine
ΔGactivationAmine
Les amines sinversent très rapidement (Inversion de Walden) NH3 : 21011 fois par secondeR3N : 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'-Bipyridinepara-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
Cycohexylamine Di-isopropyl-amine
N
N
N
Terpyridine
Noms usuels
Les polyamines naturelles
NH22HN
Ethylènediamine
2HN NH2 2HN NH
NH2
PropylènediamineHomoputrescine
DipropylènetriamineHomospermidine
2HNNH2
Putrescine
2HN NH
NH2
Spermidine
2HN NH
HN
Spermine
NH2
NH2HN NH2
Diéthylènetriamine
2 2 2
3 3 3
4 3 4
3 4 3
H2N CH2 NH2nH2N CH2 NHH2n
H2HN CH2 NHH2n
10
8
6
4
pKa
n
2 3 4 5
Ka1 Ka2
pKa1pKa2
H2N NH2
H2N NH2
H2N NH2
H2N NH2
Ethylènediamine
CadaverinePutescine
Propylènediamine
Ka1 =[LH+]
[L] [H+]x
L LH+ LH22+
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
pKa1pKa2
H2N NH
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
ActivationR X + NaN3
Azide
RéductionR N3
NN
N N
Urotropine
NN
N N
R
Urotropinium
R NH2H+/H2O
R X +
X = Cl, Br, IX = OMs, OTs
Alcool
Dérivé halogéné
Dérivé nitro R NO2 R NH2Réduction
Nitrile R CN R CH2Réduction
NH2
R' CONR2 R'CH2NR2
RéductionAmide
Imine R'2C NR R'2CH NHRRéduction
Hydrolyse
R X +R'N
R'N NR'
NR'
R'N NR'
R
R NHH+/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
OHOH
O
O
O
O
O
Δ-H2O
NH
O
O
NH4OAcN
O
O
KOHK
Acide Phtalique Anhydride Phtalique PhtalimideDouble amide
Non nucléophileH acide
PhtalimidateBasique
Nucléophile
N
O
O
PhtalimidateNucléophile R X
d+ d-N
O
O
R R NH2Amines
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
NH2HN NH2
NH2HN N
HNH2
NH2HN N
HNH
NH2
NH2HN N
HNH
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
HNNHN
HNH
NH HN
HNNH
NH
NH HN
HN
HN
NNH
NH
NH
NH
NH HN
HN
HN
NH
NH
HN
HN
NH
NHHN
HN
HNNH
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
NC N N N N CNTs 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
NC N N CNTsTs
H2N N N NH2TsTsTsCl/Toluène
Base, 80 °C, 24 h
Protection
Réduction LiAlH4/THF80 °C, 24 h
HN NHTsTs
CN
Elongation
TsCl:PyridineToluène/H2O
H2N NH2
Synthèse de tripodes aminés
Tren
Tpt
NNH2
NH2H2N
N
NH2
NH2
NH2
NH2
H2N
NH2
N3
N3
N3
Br
Br
Br
OH
HO
OH
OMe
M2O
OM2 O
O
O NaN3HBr LiAlH4LiAlH4
N
NTsH
NTsH
NTsH
HBr/AcOH
PhOHN
CN
CNNC
NH4OAcCN
N
NH2
NH2
NH2
AlCl3/LiAlH4 TsCl
NNTsH
NTsHHTsN
NH4OAcHBr/AcOH
PhOHHO NH2 TsO NTsH
TsN
+TsCl KOH
Fonctions réactives
JonctionCyclisation
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 BOligomérisation
Comme le processus decyclisation est intramoléculaire(Monomoléculaire i.e. ne dépend que de la concentration del'intermédiaire CC1, comme lesprocessus d'oligomérisationsont intermoléculaires(Bimoléculaires), on peutfavoriser la formation d'espècecyclique par l'abaissement de laconcentration 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
TsTs
TsTs
Est OuestTsN
N
N
N
NTs
N
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
HNNTs
HN
TsTs
Cyclisation
TsTs
MsO
MsO
N
NTs
N
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
APTs/EtOH60 °C, 6 h
Déprotecton
Activation
TsTs
HO
HO
N
NTs
NCs2CO3/DMF80 °C, 24 h
HNNTs
HN
TsTs
TsTs
THPO
THPO
N
NTs
N
THPO OMs
THPO OHDiol
HO OHProtecton
DHP60 °C, 6 h
Activation MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
Ts TsHN N NHTsH
H2N N NH2
Diéthylèntriamine TsCl/ToluènePyridine, 80 °C, 24 h
Protecton
NHHN
HN
HBr/AcOHPhénol
Déprotecton
Stratégie Synthétique
NH
NHHN Ts
TsTs
[X]N6
TsTs
Ts
Nord
SudN
N
N
N
NN
6HBr
Différenciation Est-Ouest ImpossibleDifférenciation Nord-Sud Possible
C2
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
TsCl/ToluènePyridine, 80 °C, 24 h
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
Protection Activation
Ts
TsTs
TsNH
N NHN
Ts TsNH2
N NH2N
Ts TsNC N N CN
Ts TsOMsN N
MsO
Ts TsOHN N
HO
Ts TsMeO2C N N CO2Me
Cyclisation
Ts TsH2N NH2
ProtectionH2N NH2
CO2MeCN
NH
N
N
N
HN
N
TsTs
TsTs
Stratégie Synthétique
HBr/AcOHPhénol
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
Déprotecton
[X]N6Zi
Est Ouest
Différenciation Est-Ouest PossibleDifférenciation Nord-Sud Impossible
H H
H H6HBr
TsN
N
N
N
NTs
N
(i Paire)
C2
Cyclisation
TsTs
MsO
MsO
N
NTs
N
TsTs
TsN
NH
NH
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
APTS/EtOH60 °C, 6 h
Déprotecton
ActivationHNNTs
HN
TsTs
TsTs
HO
HO
N
NTs
N
TsTs
THPO
THPO
N
NTs
N
Monoprotecton
DHP60 °C, 6 h Diol
ActivationMsClCH2Cl2
Et3N, 0-20 °C, 6 h
THPO OMs
THPO OH HO OH
NHHN
HN HBr/AcOHPhénol Cs2CO3/DMF
80 °C, 24 h
Déprotecton
Stratégie Synthétique
NH
NHHN
TsTs
Ts
[X]N6
TsTs
TsNord
SudN
N
N
N
NN
6HBr
Différenciation Est-Ouest ImpossibleDifférenciation Nord-Sud Possible
C2
C2
TsCl/ToluèneBase, 80 °C, 24 h
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
LiAlH4/THF80 °C, 24 h
LiAlH4/THF80 °C, 24 h
Protection Activation
Ts
TsTs
TsNH
N NHN
Ts TsNH2
N NH2N
Ts TsNC N N CN
Ts TsOMsN N
MsO
Ts TsOHN N
HO
Ts TsMeO2C N N CO2Me
Cyclisation
Ts TsH2N NH2H2N NH2
Protection
CO2MeCN
NHHN
HN
HBr/AcOHPhénol
Déprotecton
Stratégie Synthétique
NH
NHHN Ts
TsTs
[X]N6
TsTs
Ts
Nord
SudN
N
N
N
NN
6HBr
Différenciation Est-Ouest ImpossibleDifférenciation Nord-Sud Possible
C2
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
TsCl/ToluènePyridine, 80 °C, 24 h
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
Protection Activation
Ts
TsTs
TsNH
N NHN
Ts TsNH2
N NH2N
Ts TsNC N N CN
Ts TsOMsN N
MsO
Ts TsOHN N
HO
Ts TsMeO2C N N CO2Me
Cyclisation
Ts TsH2N NH2
ProtectionH2N NH2
CO2MeCN
NHNH
NH
NH
NHNH
HBr/AcOHPhénol
Déprotecton
Stratégie Synthétique
[24]N6
Différenciation Est-Ouest ImpossibleDifférenciation Nord-Sud Possible
C2
C2
NN
N
N
NNTsTs
TsTsTsTs
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
Nord
Sud
Ts
NH2
N NNH2
TsTs
HNN N
NHTsTs
Ts
OHN N
HOTsTs
OMsN N
MsOTsTs
TsCl/ToluènePyridine, 80 °C 24 h
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 hProtection Activation
Cyclisation
N NTs Ts
CNNC N NTs Ts
CO2MeMe2OC
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
HN NHTs Ts
CO2MeCN
H2N NH2
TsCl/PyridineH2O/Toluène
Protection
TsHN
N NNH
TsTsTs
NHNH
NH
NH
NH
NN N
NTsTs
HBr/AcOHPhénol
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
TsCl/ToluèneBase, 80 °C, 24 h
Déprotecton
Protection
Stratégie Synthétique
NH
NHHN TsTs
TsTsTs
[32]N8
NN
N
N
N
N
NNTs
TsTs
OMs
Nord
Sud
Différenciation Est-Ouest ImpossibleDifférenciation Nord-Sud Possible
Cyclisation8HBr
HN NHTs Ts
N NTs Ts
CNNC
NH2
N NNH2
TsTs
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
CN
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
Activation
NN N
NTsTs
CO2Me
TsTs
LiAlH4/THF 80 °C, 24 h
H2N NH2
TsCl/PyridineH2O/Toluène
MsOTs Ts
NN N
NTsTs
OH HOTs Ts
Mé2OC
Synthèse de fraguements
THPO O OHHO O OHProtection
DHP60 °C, 6 h
Diéthylèneglycol
Activation
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
THPO O OMs
HNN
HN
TsTs COPhK2CO3/DMF
80 °C, 24 h
H2N NH
NH2Ts
HTsN N NTsH
APTS/EtOH60 °C, 6 h
MsO
MsO
O NN
NO
Ts
Ts
COPhActivation Déprotection
HNN
HN
TsTs Ts
APTS/EtOH60 °C, 6 h
DéprotectionActivation
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
TsCl/ToluènePyridine/H2O
H2N NH2 H2N NTsHMonoprotecton
HO
HO
O NN
NO
Ts
Ts
COPhTHPO
THPO
O NN
NO
Ts
Ts
COPh
THPO
THPO
O NN
NO
Ts
Ts
TsHO
HO
O NN
NO
Ts
Ts
TsMsO
MsO
O NN
NO
Ts
Ts
Ts
HTsN N NTsHH
PhCOClHTsN N NTsH
COPh Et3N
TsClTsN
K2CO3/DMF80 °C, 24 h
NH
NH
NH
O NH
HN
NHOTsN
N
N
O N
NTs
NO
TsTs
TsTs
MsO
MsO
O N
NTs
NO
TsTs
Stratégie Synthétique
HBr/AcOHPhénol
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
Déprotecton
[24]N6O2
HNNTs
HN
TsTs
Cyclisation
Est OuestDifférenciation Est-Ouest PossibleDifférenciation Nord-Sud Impossible
6HBr
HO
HO
O N
NTs
NO
TsTs
THPO
THPO
O N
NTs
NO
TsTs
MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
APTS/EtOH60 °C, 6 h
Déprotecton
Activation
THPO O OMs
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
THPO O OH HO O OHMono Protecton
DHP60 °C, 6 h
Diéthylèneglycol
Activation MsClCH2Cl2Et3N, 0-20 °C, 6 h
HNNTs
HN
TsTs
H2NNH
H2N TsCl/ToluèneBase, 80 °C, 24 h
Protecton
HNNTs
HN
TsTs
NNH
NH
O NHNH
NHOH2N Cible
7HBr
NN
N
O NNTs
NO
TsTs
TsTs
HBr/AcOHPhénol
Déprotecton
NC
NN
N
O NNTs
NOH2N
TsTs
TsTs
HNN
N
O NNTs
NO
TsTs
TsTs
CN
B2H6/THF
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
HNN
HN
TsTs
Cyclisation
EstOuest
COPh PhCONN
N
O NNTs
NO
TsTs
TsTs
LiOH/THF/H2O
+
Monosubstitution
Déprotecton
MsO
MsO
O NNTs
NO
TsTs
NNH
NH
O NHN
NHONH2H2N Cible
8HBr
NN
N
O NN
NO
TsTs
TsTs
HBr/AcOHPhénol
Déprotecton
CNNC
NN
N
O NN
NONH2H2N
TsTs
TsTs
HNN
N
O NNH
NO
TsTs
TsTs
CN
B2H6/THF
MsO
MsO
O NN
NO
TsTs
Cs2CO3/DMF80 °C, 24 h
HNN
HN
TsTs
Cyclisation
EstOuest
COPhCOPh PhCONN
N
O NNCOPh
NO
TsTs
TsTs
LiOH/THF/H2O
+
Disubstitution symétrique
Déprotecton
N 2
34
N
N
N
OH
OH
OH
OH
2
34
Pyridine Phénol
OH
OH3
4
Catéchol
OH
OH
OH
OH
N
N
3
4
56
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
ClOO
+
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
HOOO
SOCl2
Oxidation
B2H6/THF
N
O
N
O
OOO
N
O
N
O
O
ToluèneEt3N
Cl
O
ClOO
B2H6/THF
Macrobicycle(111)Cryptand
Macrocycle[12]N2O2
Synthèse de (111)Cryptand
O OHO OH
O OI I
O OH2N NH2
NaN3
B2H6/THFMacrocycle[15]N2O3
B2H6/THF
Macrobicycle(211)Cryptand
ToluèneEt3N
SOCl2
O ON3 N3
Réduction
ToluèneEt3N
Synthèse de (211)Cryptand
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 OHO OH
O OI I
O OH2N NH2
O OHN NH
OO
O OHN NH
OO
NaN3
O OCl Cl
B2H6/THFOO
Macrocycle[18]N2O4
B2H6/THF
Macrobicycle(221)Cryptand
OO
ToluèneEt3N
O OOH OH
OO SOCl2
Oxidation
O ON3 N3
Réductio
O OCl Cl
OO ToluèneEt3N
Synthèse de (221)Cryptand
SOCl2OH
O
HO OH
O
HO
O O
Cl
O
Cl
O OOxidation
Cl
O
Cl
O O
O ON N
OO
O
O ON N
OO
OO O
O OHO OH
O OI I
O OH2N NH2
O OHN NH
OO
O OHN NH
OO
NaN3
O OCl Cl
B2H6/THFOO
Macrocycle[18]N2O4
O ON N
OOO O
OOO O
N NOO
O OB2H6/THF
Macrobicycle(222)Cryptand
OO
O OCl Cl
OO ToluèneEt3N
O OOH OH
OO SOCl2
Oxidation
O ON3 N3
Réductio
O OCl Cl
OO ToluèneEt3N
Synthèse de (222)Cryptand
N
NTs
TsN
O NTs
NTsNO
TsN
TsNO
NH
NTs
TsN
O NTsHN
TsNO
N
NTs
TsN
O NTs
NTsNO
TsN
TsNO
O O
N
NH
HN
O NH
NHNO
HN
HNO
NH
NTs
TsN
O NTsHN
TsNO
OOCl
NTs
O NTs
Cl
OO
NH2TsN
H2NTsNO
+
OH
NTs
O NTsHO
OO
OMe
NTs
O NTsMeO
OO
TsHN O NHTsHN2 O NH2Cl O Cl N3 O N3
Et3N/Toluène B2H6/THF
Et3N/Toluène
B2H6/THFHBr/AcOHPhénol
Br CO2Me
Base
H+/H2OOH
NTs
O NTsHO
OOSOCl2
N3TsN
N3TsNO
BrTsN
BrTsNO
NaN3
NaN3
LiAlH4THF TsCl
NH2TsN
H2NTsNO
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
NHTsNHTs
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
CHOBnO
BnO
CHOHO
HO
CH2OHBnO
BnO
CH2BrBnO
BnO
CO2HBnO
BnO
COClBnO
BnO
LiAlH4
THF
SOCl2
HBrPhCH2Cl
Base
Oxidation
Diméthylsulfate Saponification
Fonctionnalisation de catéchol
OCH3CH3OClO
N
NH2
NH2
NH2 N
NH
NH
OCH3CH3O
CH3O OCH3
NH
OCH3OCH3
Et3N/THF BBr3CH2Cl2
OCH3CH3OClO
NEt3N/THF
BBr3CH2Cl2
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
OHOH
O
O
O
NH2
NH2H2N
NH
NHHN
CH3O OCH3
OCH3CH3OOCH3CH3O
O
OO
NH
NHHN
HO OH
OHHOOHHO
O
OOOCH3CH3OClO
Et3N/THF
BBr3CH2Cl2
H2/Pd/CToluène
OCH2PhPhCH2OBr
NH2
O
H2N
Base
Cl
O
ClOO
+
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
HOOO
SOCl2Oxidation
B2H6/THF
N
O
N
OO
O
O
O
N
O
N
OOH
OH
HO
HO
Ph
Ph
Ph
Ph
O OHO OH
O OI I
O OHN NHPhCH2NH2
H2/Pd/CToluène
H2/Pd/CToluène
OCH2PhPhCH2OBr
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
O PhPh
PhPh
NH
O
HN
O O
HO
HOOH
OH
Base
O OHO OH
O OI I
O OHN NH
O ON N
OO
O OHN NH
OO
O ON N
OO
O
O
O
OO O
N NOO
OH
HO
OH
OH
PhCH2NH2
O OI I
H2/Pd/CToluène
H2/Pd/CToluène
OCH2PhPhCH2OBr Base
NHN
O
HN
O
O O
HN
O
HN
O
O O
HN
O
HN
O
O O
NHN
OOMe
O
O O
HN
OOMe
O
O O
HN
OOMe
O
O O
NHN
OOH
O
O O
HN
OOH
O
O O
HN
OOH
O
O O
NHN
OCl
O
O O
HN
OCl
O
O O
HN
OCl
O
O O
N
NH2
NH2
NH2O
OMeO
O OCl
+Et3N/THF H+/H2O
SOCl2
NNHN
O
HN
O
HO OH
HN
O
HN
O
HO OH
HN
O
HN
O
HO OH
NEt3N/THFBBr3/CH2Cl2
Triscatéchol bicyclique
N NH23
NHN
O
HN
O
O O
HN
O
HN
O
O O
HN
O
HN
O
O O
NHN
OOMe
O
O O
HN
OOMe
O
O O
HN
OOMe
O
O O
NHN
OOH
O
O O
HN
OOH
O
O O
HN
OOH
O
O O
NHN
OCl
O
O O
HN
OCl
O
O O
HN
OCl
O
O O
N
NH2
NH2
NH2O
OMeO
O OCl
+Et3N/THF H+/H2O
SOCl2
NEt3N/THFBBr3/CH2Cl2
Triscatéchol bicyclique
N NH23
NHN
O
HN
O
HO OH
HN
O
HN
O
HO OH
HN
O
HN
O
HO OH
N
N N R
N R
N R
N
NH2
NH2
NH2
OH
OH
+
Couplge par formation d'imine
OR
H
-H2O
NHN R
HN R
HN R
NaBH4N
NH2
NH2
NH2 + N N N
N N
N N
N NHN
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
OOOO
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
OXO
X
X = Cl; Br; I; OMs; OTs
+O
O O+
OHO
HO
O
O O
OBase forte
Base forte
XO
X
X = Cl; Br; I; OMs; OTs
+
O OX O O XOH
OH+
O
O
O
O
O
O
Base faible
X = Cl; Br; I; OMs; OTs
Les polyaaza-oxa-thia cycliques
NH
NHHN
HN
HNNH
O
OO
O
OO
S
SS
S
SS
O
OHN
O
ONH
S
SHN
S
SNH
NH
NHO
HN
HNO
NH
NHS
HN
HNS
O
OS
O
OS
NH
OHN
O
HNO
NH
SHN
S
HNS
NH
SS
S
HNNH
NH
OO
O
HNNH
S
SO
S
SO
O
SO
S
OS
S
OO
O
SS
[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
SSSS
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
SHSS
SH +S
S S+
SHS
HS
S
S S
SBase faible
Base faible
XS
XX = Cl; Br; I
+
S SX S XSH
SHS
+S
S
S
S
S
S
Base faible
Br
Br
S
SNa2S+
CALIXARENES
OHHOHO
OH
R
RR
R
calixarene : n = 1 to 4
nOH
OHOH HO
R RR
R
OHOH
OHOH
RR
RRcone
OHOH
OH
R RR
R
OHOH
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
OHOH
OH
R
R
R
R
HO
OHHOOHOH
H
H
H
H
OHHOOHOH
OHHOOHOH
Ph
Ph
Ph
Ph
SS
SS
OHHOOHOH
H
H
H
HSHHSSHSH
OHHOOHOH
OHHOOHOH
XXX
X
R
R
R
R
SS
SS
OHHOOHOH
SHHOOHSH
OH
OHHOOH
OH
OHHOOH
OH
H
H
H
HOHHOOH
OH
Br
Br
Br
BrHCOHMOH
Diphényléther
AlCl3Toluène
Chauffage
NBS/Br2
OHHOOH
OH
NO2
NO2
NO2
NO2OHHOOH
OH
NH2
NH2
NH2
NH2
HNO3
FeCl2/ HCl
OH
SS
SS
OHHOOH
OH
SS
SS
OHHOOH
OH
H
H
H
HS8
MOHAlCl3
ToluèneChauffage
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
RBBr3
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
OHHOOH
HO
OHHOOH
OH
H
H
H
HOXXOOX
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
NCO
O
BrBr
Br
O
Br
O
OO
OO
OO
CNCN
NC
O
CN
O
OO
OO
Conformation 1,3-alternéeConformation1,3-alternate X = CH2CH2OCH3
AlCl3
CuCN
[1,1,1,1]-Métacyclophane Conformation 1,3-Alternée
Br Br
Cl Cl
BrSnCl4, 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
Brt-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
BrCs2CO3, 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
BBr3CH2Cl2
NH2
NH2
H2N
NH2
B2H6/ THF
Porphyrine
NH N
HNN
N N
NN
Porphyrine Métallaporphyrine
N N
NN
Meso-substitution
N N
NN
β-Pyrr-substitution
NH N
HNN
Meso-substitution
NH N
HNN
β-Pyrr-substitution
N N
NN
Meso et β-Pyrr-substitution
NH N
HNN
Meso et β-Pyrr-substitution
NH N
HNN
PorphyrineAromatique
Position méso
Position β-pyrrolique
NH
PyrrolH H
O
Formaldéhyde
Catalyseur*
* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2
Oxydant* NH N
HNN
NH
PyrrolR 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
Position β-pyrrolique
* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol disubstuéSymétriqueR = Alkyl
R' H
O
Aldéhyde
NH N
HNN+
Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des huits positions β-pyrroliques et les quatre positions méso
R
R
R
R
RR
RR
R
R
R'
R'
R'
R'
Position méso
NH N
HNN
Porphyrine
Position β-pyrrolique
* 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*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des huits positions β-pyrroliques
OctaalkylporphyrineOAP
R
R
R
R
RR
RR
R
R
NH
Diéthylpyrrol
H H
O
Formaldéhyde
NH N
HNN+
Catalyseur
Oxydant
OctaéthylporphyrineOEP
* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol monosubstuéAsymétrique
R = Alkyl
H H
O
Formaldéhyde
NH N
HNN
+
Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
Substitution de quatre positions β-pyrroliques
TétraalkylporphyrineTAP
Isomères de position
R
R
R
RR
NH N
HNN
R
R
R
R
NH N
HNN
R
R
R
R
NH N
HNN
R
R
R
R
C4
Aromatisation
Condensation
* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrols
NH N
HNN
+Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
Compétition entre pyrrols
H H
O
Formaldéhyde
Isomères de position
NH
R
RNH 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
* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol
Ph H
O
Benzaldéhyde
NH N
HNN
+ Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
TétraphénylporphyrineTPP
* Catalyseur : Acide protique (TFA : Acide trifluoroacétique) ou Acide de Lewis (BF3)* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol
Ph H
O
Benzaldéhyde
NH N
HNN
+Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
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
Isomères de position
NH N
HNN
Porphyrine
Position méso
* Catalyseur : TFA ou BF3* Oxidant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol
H
O
Formaldéhyde
NH N
HNN
+Catalyseur*
Oxidant*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
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*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
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
HO
3-Pyridinealdéhyde
+Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
Tétrapyridylporphyrine
N
HO
N
4-Pyridinealdéhyde
2-Pyridinealdéhyde
HO
N
NH NHNN
N
N
N
N
NH NHNN
N
N
N
N
NH NHNN
N
N
N
N
NH NHNN
Porphyrine
Position méso
* Catalyseur : TF ou BF3* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol
H
ONH N
HNN
+Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
NO2NO2
NO2
NO2
2ON
H
ONO2
H
O
2ON
NH N
HNN
NO2
NO2
2ON
NO2
NH N
HNN
NO2
NO2
NO2
2ON
NH N
HNN
Réduction
FeCl2/HCl
Synthèse de Porphyrine
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*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
Tétra-(o-nitrophényl)porphyrineTONPP
NO2
NO2
NO2
NO2
NO2
α4
α2β2k-1k1
k-2k2
k-3k3
αβαβ
α3β
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
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
Tétra-(o-aminphényl)porphyrineTOAPP
NO2
NO2
NO2
NO2
Tétra-(o-nitrophényl)porphyrineTONPP
NH N
HNN
NH2
NH2
NH2
NH2
Réduction
FeCl2/HCl
α4
α2β2k-1k1
k-2k2
k-3k3
αβαβ
α3β
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 NHNN
NH
HNNH
NH
O
O
O
O OH
OH
HO
OH
NH NHNN
NH
HNNH
NH
O
O
O
O CN
CN
NC
CN
NH NHNN
NH
HNNH
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
NH2 Et3N / THF+
Atroposiomères Atroposiomères
NH NHNN
NH
HNNH
NH
O
O
O
O
OO
O
OO
O
O
O
NH NHNN
NH
HNNH
NH
O
O
O
O
OHOH
OH
OHOH
HO
HO
HO
OMe
OMe
OClBBr3/CH2Cl2
NH N
HNN
Porphyrine
Position méso
* Catalyseur : Acide protique (TFA ou BF3* Oxydant : DDQ ou O2
NH
Pyrrol
+Catalyseur*
Oxydant*
Synthèse de Porphyrine
Substitution des quatre positions méso
H
O
MeO2C
H
O
CO2Me
H
O
CO2Me
Saponification
NH NHNN
CO2H
HO2C
CO2H
CO2H
NH NHNN
CO2H
CO2H
HO2C
CO2H
NH NHNN
CO2H
CO2HHO2C
H2OC
X X
XX LeucoporphyrineNon-aromatique
NH
Pyrrol
R R
O
Cétone
Milieu acide
+
Synthèse d'analogues de Leucoporphyrine
X = NH, O, S
S S
SS
RR
RRR
R
R R
NH HN
HNNH
RR
RRR
R
R R
S
Thiophène
R R
O
Cétone
+
Milieu acide
O
Furane
+
O O
OO
RR
RRR
R
R R
R R
O
Cétone
Milieu acide