Academic literature on the topic 'Réaction de Diels-Alder'

Ce travail présente la synthèse totale de carbasucres via deux étapes clés, élimination et cycloaddition intramoléculaire asymétrique. Dans un premier temps, les diols de symétrie C2 nécessaires à la cycloaddition diastéréosélective ont été préparés par addition d'organométallique sur l'o-phtalaldéhyde. Une réaction de transacétalisation avec un acétal acyclique éthylénique a conduit aux dioxolanes, dioxanes et dioxépanes. L'élimination conjuguée, suivie d'une acrylation in situ a permis l'accès à des structures trièniques polyfonctionalisées. La cycloaddition [4+2] intramoléculaire des triènes dérivés des dioxépanes a conduit sous haute pression aux cyclohexènes précurseurs des carbasucres. La diastéréosélectivité de la réaction est bonne à totale. La fonctionnalisation de deux cycloadduits a conduit diastéréosélectivement au 2-méthyl-5a-carba-beta-DL-mannopyranose et au 2-méthyl-5a-carba-alpha-DL-gulopyranose, en dix étapes, avec respectivement 3. 8 et 5. 9% de rendement global
This work deals with the total synthesis of carbasugars via a conjugated elimination followed by an asymmetric intramolecular cycloaddition step. C2 symmetric diols needed for the diastereoselective cycloaddition were prepared in good yields and diastereoselectivities by addition of organometallic compounds on o-phtalaldehyde. A transacetalisation of an acyclic acetal afforded alpha,beta-unsaturated dioxolane, dioxane and dioxepane. A conjugated elimination followed by an in situ acrylation provided a polyfunctionalised trienic structure. The intramolecular [4+2] cycloaddition of trienes obtained from dioxepanes led, under hyperbaric conditions, to carbasugars skeletons. The diastereoselectivity of this step was good to total. The transformation of two cycloadducts, into 2-methyl-5a-carba-beta-DL-mannopyranose and 2-methyl-5a-carba-alpha-DL-gulopyranose has been achieved diastereoselectively in ten steps, with respectively 3. 8 and 5. 9% overall yield

L'oxydation d'alcools salicyliques par naio#4 conduit a des spiroepoxycyclohexadienones relativement instables. Cependant, la presence d'un halogene permet d'acceder a des monomeres stables. La reactivite de ces composes a ete etudie dans une reaction de diels-alder en demande inverse, la cycloaddition s'effectuant dans la majorite des cas de facon totalement regio et stereoselective. Diverses conditions operatoires, a partir de la dienone pure ou generee in situ (en phase homogene ou en ctp), ont ete etudiees. Les structures des adduits sont proposees a partir d'analyse rx et spectroscopiques rmn (#1h, #1#3c et 2d). Certains adduits bicycliques polyfonctionnels ainsi obtenus peuvent subir des transformations (reduction du carbonyle, condensation d'une amine primaire ou secondaire sur l'epoxyde), en particulier, la reaction de retroaldolisation observee sur l'adduit obtenu a partir de l'acetate de vinyle, qui pourrait etre utilise pour acceder a des produits naturels (ochratoxine, naphtoquinone de type nanaomycine). La reaction de cycloaddition entre une bromodienone et le styrene a donne lieu a une etude theorique par une methode de calcul semi-empirique (am1), qui confirme la regioselectivite et la stereoselectivite observees a partir des calculs d'energie des orbitales frontieres et des etats de transition. La selectivite faciale semble provenir de la formation d'une liaison hydrogene entre l'hydrogene vinylique (dienophile) et l'oxygene de l'epoxyde

Les mastics polysulfures sont très utilisés dans l'aéronautique, ceci grâce à leur bonne tenue au froid et leur résistance au carburant. La plupart d'entre eux sont des bicomposants (un polymère polysulfure et un durcisseur avec éventuellement un catalyseur dans l'un des composants). Les formulations de mastic, réticulé au MnO2, permettent d'avoir des temps de gel de 2 jours, avec une réticulation complète au bout de 70 jours. Cependant, ce temps de gel long induit un temps de réticulation trop long. Ainsi, l'objectif de cette thèse était de créer un nouveau type de mastic, qui serait idéalement monocomposant avec un temps de gel toujours long, voir infini et qui réagirait sur demande après stimulus avec un temps de réticulation court. C'est ce qui est appelé le concept SCOD (sealant cure on demand). Pour cela, il faut bloquer un des trois réactifs, et que celui-ci soit déblocable sur demande à l'aide d'un stimulus simple industriellement tel que la température (cible entre 60-80°C). Le concept de blocage choisi est la réaction de Diels-Alder sur des composés accepteurs de Michaël. En effet, cette réaction est réversible et la cycloréversion permet la déprotection de la double liaison réactive. Après déblocage, l'accepteur de Michaël peut réagir avec le polysulfure. Une première étude, sur les accepteurs de Michaël, a permis de déterminer que les fonctions maléimides, en présence de DABCO, donnent les meilleures cinétiques pour la réaction avec les thiols du polysulfure. Une deuxième étude, sur la réaction de Diels-Alder et rétroDiels-Alder, a prouvé la faisabilité du projet et a permis de sélectionner les dérivés du furane comme agents bloquants pour répondre à la fourchette de température imposée. Ensuite, des durcisseurs polymaléimides aliphatiques ont été synthétisés à l'aide des Jeffamines® d'Huntsman et bloqués avec le furfuryl acétate, afin d'être utilisés pour la création de matériaux suivant le concept SCOD. Le temps de gel obtenu avec les durcisseurs bloqués, était de 7 jours et un matériau était obtenu après 17 heures de chauffe. Le concept SCOD a donc été démontré. Cette étude a, ensuite, été extrapolée au Centre de Recherche d'Hutchinson en formulation modèle sur de plus grandes quantités. Aussi, les propriétés des mastics obtenus ont été déterminées et répondaient à une majorité des critères du cahier des charges.. Le déblocage a été amélioré après ajout d'un thiol tétrafonctionnel (PETMA, co-agent) et l'utilisation d'un autre catalyseur (DBU), Le temps de déblocage étant encore trop long et le bloquant, relargué dans la formulation, forme des porosités dans le mastic et dégrade, de fait, les propriétés de celui-ci. Ainsi une dernière partie d'amélioration a été effectuée. En effet, dans celle-ci, une nouvelle génération de durcisseur, cette fois-ci aromatique, et d'agent bloquant, jouant le rôle de plastifiant non volatil, a été créée et testée en laboratoire. Ceux-ci ont présenté de très bons résultats préliminaires avec des temps de déprotection plus courts et des bloquants moins volatils à la température de déblocage comparé au furfuryl acétate. L'extrapolation doit se poursuivre fin 2014-début 2015 sur ces nouveaux durcisseurs en formulation mastic modèle
Polysulfide sealants are widely used in aviation because of their good resistance to low temperature and to fuels. Most of them are bycomponent (a polysulfide polymer and a crosslinking agent and, eventually a curing catalyst in one of them). These sealant formulations, crosslinked with MnO2, have a gel time of two days, with a full curing after 70 days. However, because of this short gel time, the curing time is too long. Thus, the objective of this thesis was to create a new type of sealant, monocomponent, with still a long gel time, ideally infinite, that could react on demand after stimulus, in order to have a short curing time. This concept is called SCOD concept (sealant cure on demand). These criteria require to block one of the three products, and this one should be unblocked on demand using an ease stimulus such as temperature. The system chosen as blocking principle is the Diels-Alder reaction of a Michaël acceptor. Indeed, this reaction is reversible and the cycloreversion allows to unprotect the reactive double bond. After the unblocking reaction, the Michaël acceptor may react with the polysulfide. A primary study, on Michael acceptors, allowed to determine that maleimide function, in the presence of triethylamine, gives the best kinetics for reaction with polysulfide's thiol. A second study, this time on the Diels-Alder and retroDiels-Alder reaction, proved the feasibility of the project and allowed to select furan derivatives as blocking agents. Then, aliphatic polymaleimides hardeners were synthesized using Huntsman's Jeffamine and were blocked with the acetate furfuryl, so as to be used for creating SCOD materials. The gel time obtained with blocked hardener was 7 days at room temperature and after heating for 17 hours, a material was obtained; the SCOD concept has been demonstrated. The study was, then, extrapolated to Hutchinson's research and development department on bigger quantities to do some basic formulation. In addition, the sealant's characteristics have been determined and have shown very interesting results. Unblocking time was improved after adding tetrafunctional thiols (co-agent) and one another catalyst (DBU). The unblocking time was too long and the blocking agent, once released into the formulation, formed porosities into the sealant and, because of it, damaged the properties of the sealant. A latter part was done to improve the SCOD concept. Two new generations of hardener, aromatic this time, and blocking agent, acting as a non-volatile plasticizer, were created and tested in laboratory. These have presented very good preliminary results. Indeed, the unblocking time is much shorter and the unblocking agent is less volatile at high temperature compare to acetate furfuryl. The scaling up to pilot level is under way (end of 2014)

La chimie dynamique constitutionelle (CDC) tire profit de la réversibilité des interactions entre les molécules pour conférer un caractère adaptatif aux systèmes qu’elle met en oeuvre. Les bibliothèques combinatoires dynamiques sont composées à partir de briques de base qui forment de manière réversible un grand nombre de combinaisons à l’équilibre thermodynamique. L’application d’une contrainte comme l’introduction d’une cible présentant une information structurelle et induisant une reconnaissance moléculaire préférentielle par certains éléments de la bibliothèque peut déplacer l’équilibre thermodynamique. Ce phénomène peut être interprété comme une sélection, menant éventuellement à une amplification, ou comme une évolution du système sous la pression d’une contrainte. Pour obtenir ces propriétés, il est important de disposer de réactions chimiques réversibles qui laissent les interactions supramoléculaires guider son évolution. Le petit nombre de réactions covalentes réversibles disponibles et utilisables dans des conditions douces propices à la reconnaissance moléculaire est un facteur limitant pour le développement de la CDC. Le travail qui a été effectué pour cette thèse de doctorat vise à développer des systèmes basés sur la chimie de la réaction de Diels-Alder fournissant au niveau moléculaire la fonction de jonctions dynamiques entre des briques de base. Des molécules formant à température ambiante des adduits dynamiques ont été identifiées par un criblage, avec comme point de départ les données de la littérature, puis le jeu sur la substitution des produits de départ pour augmenter leur réactivité, et réduire la stabilité de leurs adduits de Diels- Alder. Cette approche a abouti à l’identification de réactions équilibrées entre les fulvènes et certaines cyanooléfines : les dicyanofumarates et les tricyanoéthylènecarboxylates. Leurs fortes réactivités résultent de leur importante électrodéficience et s’expriment par des cinétiques d’équilibration inférieures à la minute à température ambiante. Ces équilibres, et leurs variations avec la température, ont été caractérisés pour des systèmes simples, afin de servir de preuve de principe de la possibilité d’utiliser leurs propriétés dans des architectures supramoléculaires plus sophistiquées. Des expériences de compétition et d’échange ont complété cette étude qui prouve la possibilité d’utiliser ces systèmes en CDC. Il s’agit de la première utilisation de la chimie de Diels- Alder dans ce contexte. La recherche de nouveaux systèmes a été poursuivie pour comprendre les éléments structuraux qui génèrent ce caractère dynamique. En nous inspirant de la réaction réversible entre les anthracènes et les fullerènes, nous avons découvert des réactions de Diels-Alder équilibrées à température ambiante entre le 9,10-diméthylanthracène et les cyanooléfines utilisées avec les fulvènes. Les anthracènes présentent des propriétés de fluorescence, alors que leurs adduits de Diels-Alder ne les présentent plus : une commutation de la fluorescence par le contrôle de la position de l’équilibre a été étudiée. L’électrodéficience du groupement 1,1,2-tricyanoéthylène que nous avons décrit comme un diénophile très activé, est également responsable de son rôle d’accepteur d’électrons dans des molécules à transfert de charge interne. Les structures de type tricyanoéthynyléthylène ont montré une réactivité comme diénophiles dans des systèmes dynamiques mettant en jeu le 9,10-diméthylanthracène. Ces systèmes peuvent être vus comme des prototypes de commutation de propriétés d’optique non linéaire par la réaction de Diels-Alder. L’emploi de la réversibilité thermique de la réaction de Diels-Alder avait déjà été décrit pour la fabrication de polymères capables d’autoréparation. A haute température, une partie des adduits liant les monomères se défont, et renouent les chaînes des polymères au-delà de la cassure en se reformant quand la température diminue. Une limitation de ces systèmes est la température élevée (> 120°C) à laquelle se faisait jusqu’à présent la réa ction de rétro Diels-Alder. En se basant sur la réaction dynamique dès la température ambiante entre les fulvènes et les cyanooléfines que nous avons décrite, nous avons recherché l’obtention de polymères dynamiques à température ambiante avec des monomères fonctionnalisés par ces motifs. La preuve de la formation de polymères a été obtenue en solution par diffraction de neutrons. Des films minces de polymères ont aussi été obtenus. Des variations dans leurs structures ont permis d’obtenir des films souples et élastiques. Pour ceux-ci, des expériences d’autoréparation rapide à température ambiante ont été effectuées. D’un point de vue synthétique, l’obtention des diénophiles très activés a représenté un défi pour trouver des conditions permettant leurs purifications, celles précédemment publiées n’étant pas compatibles avec le développement de systèmes plus complexes qui sont décrits dans ce travail.

Cette étude porte sur l'application de la réaction de Diels-Alder dans la synthèse de réseaux polymères thermoréversibles ainsi que la compatibilisation de mélanges de polymères initialement immiscibles. Les polymères étudiés ne sont autres que le polyméthacrylate de méthyle et le polyuréthane. Les réseaux thermoréversibles sont obtenus par réaction de Diels-Alder faisant intervenir le couple furanne-maléimide. Les polymères fonctionnalisés furanne ou maléimide sont obtenus soit par modification chimique d'un polymère commercial (cas du PMMA) soit par réaction de polyaddition (cas du polyuréthane). Les réseaux sont ensuite obtenus par réaction de DA avec des agents de couplage maléimide (bis- ou tris-maléimide) pour les polymères fonctionnalisés furanne ou par réaction de DA avec des agents de couplage furanne pour les prépolymères fonctionnalisés maléimide. La thermo-réversibilité a été soulignée par DSC, par des tests de solubilité à chaud ainsi que par rhéologie. Des réseaux interpénétrés thermoréversibles PMMA/PU ont été également obtenu par Diels-Alder et ce grâce à la présence d'interaction supramoléculaire entre les deux phases.

L'application de la reaction de diels-alder aux polymeres furaniques est insuffisamment etudiee. L'objectif de ce travail est donc, de pallier a ce manque. Une etude sur des composes modeles, a donne des resultats nouveaux et surprenants. En effet, par differentes methodes (rmn, h, dsc, microscopie optique), il a ete montre, que contrairement aux interpretations etablies dans la litterature, les adduits etudies subissent la reaction de retro diels-alder avant la fusion. De plus, le stereoisomere exo la subit avant son homologue endo. La reaction de diels-alder entre la 1,1-(methylenedi-4,1-phenylene) bismaleimide et des composes contenant deux noyaux furaniques conduit a des polyimides stables thermiquement jusqu'a 420c qui se degradent avant la reaction de retro diels-alder. Avec des composes trifuraniques, elle conduit a la formation d'un gel, qui apres extraction se comporte thermiquement de la meme facon que les polyimides. La copolymerisation radicalaire avec des monomeres furaniques depend de la stabilite relative des radicaux derives de chacun des deux comonomeres. Les copolymeres etudies, reticulent rapidement par la reaction de diels-alder en presence d'un exces de bis-maleimide. Cette reticulation est d'autant plus facile que le copolymere est riche en motifs furaniques. La polymerisation de metathese par ouverture du cycle (romp) des adduits obtenus par reaction de diels-alder entre des derives furaniques et certains dienophiles, a ete etudiee en utilisant un nouveau catalyseur le methyltrioxorhenium

Certains derives furaniques, obtenus a partir de la biomasse, se comportent comme d'excellents dienes vis a vis de la reaction de diels-alder. Dans cette perspective, l'application de cette reaction aux polymeres furaniques peut etre envisagee sous deux aspects. Le premier consiste en la modification de polymeres tels l'alcool polyvinylique ou le polystyrene par greffage de groupements pendants furaniques, qui seront ensuite mis en reaction avec des mono ou bismaleimides conduisant respectivement a des polyadduits ou des gels. Le second concerne la synthese et la polycondensation de monomeres possedant des extremites dieniques et/ou dienophile (aa + bb et ab). Cette these decrit l'elaboration et la caracterisation de divers materiaux bases sur l'application de ces differents concepts. La reversibilite de la reaction de diels-alder sur ce type de composes a egalement ete etudiee.

Les mitomycines sont des produits naturels issus de moisissure du genre streptomyces qui ont des propriétés antibactériennes et antitumorales importantes. Nous présentons une approche synthétique des mitomycines en trois étapes. La première est la préparation de diénones aromatiques par acylation de phénols par le chlorure de l'acide sorbique. La deuxieme étape est une réaction de Diels-Alder hétéroatomique avec le dérivé chloronitrose du D-mannose, conduisant à une oxazine. La troisième étape est l'oxydation du noyau aromatique en quinone qui conduit directement à des composés tricycliques proches des mitomycines

L’objectif du projet a été de développer des versions asymétriques de la réaction d’hétéro-Diels-Alder (HDA) à partir de dithioesters. Les réactions diastéréosélectives entre des dithioesters portant des auxiliaires chiraux alcool ou oxazolidinone et le 2,3-diméthyl-1,3-butadiène ont conduit à des excès diastéréomériques allant jusqu’à 78%. En version énantiosélective, le meilleur résultat (82% ee) a été obtenu à partir du dithiooxalate d’éthyle et du 2,3-diméthyl-1,3-butadiène, en présence de 5 mol% d’un catalyseur chiral Cu(OTf)2/bis(oxazoline). La réaction est limitée car fortement substrat-dépendante, mais représente le premier exemple d’une réaction d’HDA catalytique énantiosélective, à partir d’un diénophile thiocarbonylé. Pour chaque cycloadduit, la stéréochimie absolue a été détérminée par corrélation structurale à partir d’un dérivé analysé par RX. Des expériences de double différentiation (dithioester chiral/catalyseur chiral) ont été réalisées. Pour un dithiooxalate, le sens de l’induction asymétrique semble être guidé par le catalyseur, alors que pour un dithioester oxazolidinone, le catalyseur influence peu l’énantiosélectivité, dû probablement aux différentes possibilités de coordination (O,O vs S,O) du diénophile à l’acide de Lewis. Pour rationaliser les résultats, nous avons proposé une géométrie tétraédrique du complexe dithiooxalate/catalyseur (avec chélation S,O du cuivre) et plan-carrée pour celui impliquant l’oxazolidinone dithioester (avec chélation O,O du cuivre). L’étude théorique de la réaction a montré qu’un catalyseur chiral peut accélérer la cycloaddition et induire l’asymétrie, les dithioesters étudiés étant coordinés au métal de façon bidentée
The project was focused on the development of asymmetric hetero-Diels-Alder (HDA) reactions involving dithioester as dienophiles. The cycloadditions between dithioesters bearing an alcohol or an oxazolidinone as a chiral auxiliary and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene led to diastereomeric excess up to 78%. In the enantioselective version, the best result (82% ee) was obtained with ethyl dithiooxalate and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene in the presence of a chiral Cu(OTf)2/bis(oxazoline) complex. The enantioselectivity seems to be substrates/catalyst dependent yielding to difficult control. Even if this reaction is limited for synthetic applications, it represents the first example of a catalytic asymmetric HDA reaction with a chiral Lewis acid as activator of the thiocarbonyl partner. The absolute stereochemistry of each cycloadduct was assigned by structural correlation with a derivative analyzed by X-Ray. Double-stereodifferentiating experiments (chiral dithioester/chiral catalyst) have shown that the asymmetric induction is mainly controlled by the catalyst when dithiooxalate was involved. When an oxazolidinone dithioester was employed, the catalyst poorly influences the enantioselectivity, probably due to the different possible chelation modes between the dienophile and the Lewis acid (O,O vs S,O). To rationalize these results, we assume a tetrahedral geometry of the dithiooxalate/catalyst complex (S,O copper chelation) and a square-planar geometry with the oxazolidinone dithioester (O,O copper chelation). The theoretical study indicated that a chiral catalyst could accelerate the cycloaddition and induce asymmetry, with a bidentate chelation of the dithioesters to the metal

Au niveau des intermédiaires, les F-alkynyl-2 oate d'éthyle présentent un intérêt remarquable pour la synthèse des synthons fluorés. La méthode étudiée consistait à utiliser la réaction de Diels-Alder pour fournir un adduit et la réaction de retro-Diels-Alder dans le sens opposé à celui qui redonne les produits de départ pour atteindre des benzenes, des furannes, des pyrroles fonctionnalisés et portant une chaine F-alkylée