Annexes : Synthèses diverses citées dans la fiche du fluorobenzène.

 

-         Synthèse des indanones1

 

Fig. 1

 

 

-         Synthèse d’inhibiteurs sélectifs de la cyclooxygénase II2

 

Fig. 2

  

 

-         Synthèse de colorants thermodépendants3a-b

 

Fig. 3

 

 

 -         Synthèses de motifs éther biaryliques par Zhu et coll4 (RA VII / Sanjoinine / Vancomycine)

 

Fig. 4

 

Les différents composés décrits sont préparés selon le même type de réaction. Il s’agit d’une substitution électrophile aromatique intramoléculaire (les deux parties à faire réagir sont dans la même molécule).

Cette réaction d’attaque du phénol est rendue possible par l’effet électroattracteur du groupe nitro en ortho du fluor, qui va stabiliser l’intermédiaire réactionnel (voir cette fiche de manipulations pour le mécanisme complet de la réaction).

  

 

-         Couplage pallado-catalysé de 2-nitrofluoroarène.5

 

Pour expliquer le couplage entre une aniline et le 2-nitrofluorobenzène, le mécanisme suivant a été proposé :

 

Fig. 5

 

Contrairement à ce que l’on observe habituellement, la première étape d’addition oxydante n’a pas lieu selon un mécanisme concerté comme c’est le cas avec les bromo ou iodoarènes.

Dans ce cas, le groupement nitro – fortement électroattracteur – va permettre la substitution nucléophile aromatique par le palladium au degré d’oxydation 0 (nucléophile).

La réaction suit ensuite un cycle classique : échange de ligands entre la triphénylphosphine (PPh3) et l’aniline, suivie de l’élimination réductrice qui libère le composé attendu.

Le palladium au degré d’oxydation 0 est régénéré par élimination de HF piégé par une base.

 

 

-         Synthèse de motifs biaryliques perfluorés et rappels sur la réaction de Suzuki.

 

En 1981 Suzuki et Miyaura6 rapportent pour la première fois une réaction de couplage entre un acide phénylboronique et un halogénure d’aryle, catalysée par un sel de palladium en présence d’une base :

 

Fig. 6

 

Cette réaction, connue sous le nom de couplage de Suzuki-Miyaura n’est possible qu’avec des acides ou ester boroniques et se déroule selon le mécanisme suivant7a-b :

 

Fig. 7

 

Il y a tout d’abord addition oxydante de l’iodure d’aryle sur le palladium au degré d’oxydation 0 qui passe au degré II en formant l’espèce Ar-Pd-Br.

Sous l’influence de la base, l’acide boronique Ph-B(OH)2 est activé sous forme de ate_complexe qui par transmétallation conduit à l’espèce R-Pd-Ph.

Par élimination réductrice, on crée une liaison C-C et le composé biarylique (Ar-Ph) est libéré.

 

La réaction proposée par Fagnou8 permet de s’affranchir des composés du bore pour réaliser le motif biarylique et passe par une activation de la liaison C-H du cycle perfluoré.

Actuellement, deux mécanismes ont été proposés pour cette réaction, sans qu’il soit possible de trancher avec certitude en faveur de l’un ou de l’autre :

 

Fig. 8

 

Il y a tout d’abord une étape d’addition oxydante du bromure d’aryle sur le palladium pour donner l’espèce Ar-Pd-Br.

Selon le mécanisme C1, cette espèce s’organise en un métallacycle à quatre chaînons permettant l’activation de la liaison C-H et l’élimination de HBr (piégé par la base). Par élimination réductrice, on libère le composé biarylique.

Selon le mécanisme C2, à partir de l’espèce Ar-Pd-Br, on observe un échange de ligands par la base. Par coordination du perfluoroarène, on suppose la formation d’un métallacycle à 6 chaînons qui permet l’activation de la liaison C-H. Par élimination de KHCO3 puis élimination réductrice, on forme le produit attendu.

 

 

Bibliographie

 

1    Ma Y., Yin W., Zhao Y., J. Org. Chem., 2006, 71, 4312

2    Baruah B., Dasu K., Vaitilingam B., Vanguri A., Casturi S.R., Yeleswarapu K.R., Biorg. Med. Chem. Lett., 2004, 14, 445

3a  Carreira E.M., Zhao W., Org. Lett., 2006, 8, 99

3b  Carreira E.M., Zhao W., Org. Lett., 2003, 5, 4153

4    Beugelmans R., Singh G.P., Bois-Choussy M., Zhu J., J. Org. Chem., 1994, 59, 5535

5    Yu S., Kim Y.M., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 1696

6    Miyaura N., Yanagi T., Suzuki A., Synth. Comm., 1981, 11, 513

7a  Miyaura N., Suzuki A., Chem. Rev., 1995, 95, 2457

7b  Malleron J.L., Fiaud J.C., Legros J.Y., Handbook of Palladium-Catalysed Organic Reactions, Academic Press.

8    Fagnou K., Lafrance M., Rowley C.N., Woo T.K., J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 8754