Laboratoire de Méthodologies et Synthèse de Produits Naturels

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Voici un aperçu de nos travaux de recherche. Ceux-ci sont principalement axés sur le développement de nouvelles méthodologies en chimie organique, concernant notamment la déaromatisation d'aromatiques riches en électrons, et la mise au point de nouvelles synthèses de produits naturels complexes.

Le concept de l'Umpolung aromatique

Tout le monde connait le concept de l'Umpolung aliphatique qui inclue notamment la transformation de thioacétals ou la réaction de Stetter. Toutefois, si l'on souhaite appliquer ce concept à la chimie des aromatiques, il est tout d'abord nécessaire de considérer l'une des plus grandes réactions dans ce domaine, à savoir la Substitution Électrophile Aromatique. Dans ce cas, un aromatique riche en électrons, comme un phénol, réagit avec un électrophile pour donner l'aromatique substitué 2. (Schéma 1).

Toutefois, une activation oxydante permet de former l'espèce hautement électrophile 3, qui va maintenant réagir avec un nuchléophile pour donner l'aromatique substitué 4. On constate que les composés 2 et 4 sont similaires, mais dans un cas, le réactif 1 a joué le rôle de nucléophile, alors que dans l'autres cas, il a joué le rôle d'électrophile. On est donc bien en accord avec le concept de l'Umpolung.

Schéma 1 : Concept de l'Umpolung Aromatique (1/2).

L'activation oxydante est effectuée grâce à un réactif à base d'iode hypervalent, comme le DIB (Schéma 2), dans des solvants perfluorés tels que le HFIP. Ces conditions ont été développées par le Pr. Kita au Japon. C'est un procédé de transferts d'électrons célibataires, c'est à dire que l'atome d'iode va consécutivement prendre deux électrons à l'oxygène du phénol 5. Il en résulte donc la formation d'une charge positive sur l'oxygène. Ce dernier, étant electroattracteur, ne va pas supporter l'apparition de cette charge, et va la délocaliser dans le cycle, soit en position ortho, soit en position para, conduisant ainsi au phénoxonium 6.
À ce stade, deux choix réactionnels sont envisageables. Dans un premier temps, si le nucléophile utilisé et un "gros" nucléophile (typiquement un nucléophile carboné), l'attaque en position ortho sera favorisée, de façon à minimiser les intéractions stériques (Voie a). Il en résulte donc la formation de l'énone 7, qui peut facilement réaromatiser pour donner le phénol substitué 8. Par ailleurs, si on travaille avec un petit nucléophile ou un hétéro-nucléohpile, l'attaque en position para sera favorisée, certainement du fait de la stabilité du carbocation à cette position (Voie b). Il en résulte donc la formation de la diénone prochirale 9.
On constate que les deux produits 8 et 9 sont relativement différents, et dans le cas de la Voie b, les insaturations dormantes et peu réactives du phénol ont été transformées en insaturations plus réactives et facilement fonctionnalisables.

Schéma 2 : Concept de l'Umpolung Aromatique (2/2).

Nous sommes convaincus que les produits obtenus à la suite de telles réactions peuvent être des intermédiaires clés en synthèse organique. C'est la raison pour laquelle le Groupe Canesi - Laboratoire de Méthodologies et Synthèse de Produits Naturels se concentre d'une part sur le développement de nouvelles néthodologies de synthèse autours du concept de l'Umpolung aromatique et d'autre part sur leurs applications en synthèse de produits naturels.