Synthèse de doubles liaisons C=C par une réaction d’oléfination entre des ylures de phosphonium et des imines sulfonylées avec une stéréosélectivité contrôlable

 

Les alcènes sont non seulement des motifs présents dans de nombreux composés naturels et/ou biologiquement actifs, mais ce sont aussi d’importants intermédiaires réactionnels.

Les chimistes ont donc besoin de méthodes permettant la formation stéréocontrolée de l’un ou l’autre des isomères possibles (Z ou E). La réaction de Wittig mettant en jeu un ylure de phosphore et un aldéhyde fait parti est l’une des réactions les plus utilisée dans ce but.

 

Les ylures de triphénylphosphonium (Ph3P=CHR) sont probablement les plus utilisés. Ils sont facilement accessibles par réaction entre de la triphénylphosphine et un halogénure d’alkyle, suivie de la déprotonnation par une base.

Les alcènes Z sont préférentiellement obtenus à partir des ylures non stabilisés (R = alkyl) et les alcènes E à partir des ylures stabilisés (R = alkoxycarbonyl, acyl, cyano).

En revanche les ylures semi-stabilisés (R = aryl ou vinyl) donnent généralement des mélanges des oléfines Z et E.

D’importants travaux d’optimisation ont été menés sur ces ylures semi-stabilisés pour tenter de favoriser l’une ou l’autre oléfine, avec des résultats variables.

En revanche, très peu de chercheurs se sont intéressés à modifier le partenaire réactionnel électrophile : l’aldéhyde.

 

En 1963, Bestmann et Seng rapportèrent une réaction entre un ylure de phosphore semi-stabilisé et une imine N-phénylée à haute température permettant des former des oléfines E.

Cependant ces travaux restèrent dans l’ombre pendant bon nombre d’années, probablement en raison des conditions réactionnelles dures mises en jeu.

 

Récemment, l’équipe menée par Shi-Kai Tian a rapporté ses travaux sur l’amélioration de la réaction de Bestmann et Seng.

Ils ont ainsi supposé que l’utilisation d’une imine portant un groupe électroattracteur permettrait de favoriser la rupture de la liaison C-N au cours de la réaction et donc le travail à plus basse température : les imines N-tosylées sont parfaites pour ça !

 

Il est de plus supposé que la réaction se déroule selon le mécanisme classique de la réaction de Wittig et passe par un intermédiaire de type 1,2-azaphosphétane dont l’élimination d’un iminophosphorane permet de former l’alcène.

La nature du groupe R sur l’imine pourrait influencer la formation préférentielle de l’un ou l’autre 1,2-azaphosphétane par des interactions avec les groupes phényles, R1 et R2 et ainsi favoriser la formation de l’alcène Z ou E.

 

 

Il a ainsi été montré que l’utilisation du groupe p-toluènesulfonyle pour activer l’imine permettait de former l’oléfine Z avec une sélectivité supérieure à 99/1 tandis que l’utilisation du n-hexadécane-sulfonyle comme groupe activateur conduisait à l’oléfine E avec une sélectivité supérieure à 99/1.

 

 

Cette méthode est très générale et de nombreuses imines peuvent être utilisés comme substrats, avec dans tous les cas de bons rendements et d’excellentes sélectivités.

 

 

La méthode permet également la formation de diènes E (avec le p-toluènesulfonyle) et Z (avec le 2,6-dichlorbenzènesulfonyle) avec toujours d’excellentes sélectivités.

 

 

Une bien jolie méthode permettant l’accès parfaitement sélectif aux oléfines Z ou E en fonction de la nature du groupe porté par l’imine.

 

 

Source : Dong D.-J., Li H.-H., Yian S.-K., J. Am. Chem. Soc., 2010, DOI : 10.1021.ja910238f