Soutenance de thèse de Mariia SAVCHUK

Les complexes cationiques d'or(I) sont des catalyseurs efficaces pour l'activation de liaisons multiples π dans des conditions homogènes et les réactions subséquentes permettent la construction de molécules complexes à partir de matières premières simples. Les cyclo-isomérisations de 1,6-énynes représentent l'un des exemples les plus étudiés de transformations catalysées à l'or. Cependant, en raison de la linéarité de l'or(I), le développement de versions énantiosélectives représente un défi important. Alors que certaines énantiosélectivités élevées peuvent être atteintes avec des phosphines chirales, les ligands NHC chiraux sont moins efficaces pour induire une bonne induction chirale. Le premier chapitre de ce manuscrit est consacré à l’étude des différents designs de NHCs chiraux décrits dans la littérature et leurs applications en tant que ligand dans les transformations énantiosélectives catalysées par l’or. Cette présentation démontre clairement l’importance de metttre au point de nouveaux desings de ligands NHCs chiraux, car seules de mauvaises énantiosélectivités ont été atteintes à ce jour. Un nouveau concept de complexes atroipsomériques métal de transition-NHC a été conçu et développé dans notre groupe. Son application pour préparer des complexes de métaux de transition chiraux portant un ligand NHC de symétrie C1 contenant un NHC saturé a été étudiée au cours de mes travaux de doctorat et sera présentée dans le deuxième chapitre. Divers complexes chiraux ont été obtenus, séparés par HPLC chirale à l’échelle préparative et leurs stabilités configurationnelles ont été étudiées en profondeur. Le complexe contenant de l’or(I) a été testé pour la cycloisomérisation d’1,6-énynes, donnant une énantiosélectivité prometteuse (70% ee). Dans le troisième chapitre de ce manuscrit, le concept de complexes atroipsomériques métal de transition -NHC a été étendu à des ligands NHCs de symétrie C2 et appliqué des transformations asymétriques catalysées par de l’or(I). Les 1,6-énynes possédant un lien malonate de diisopropyle se sont avéré être d’excellents substrats pour des réactions de cycloisomérisation et les produits d’alcoxycyclisation qui en ont résulté ont été isolés avec d’excellentes énantiopuretés (7 exemples avec des rendements de 51 à 92% et des excès énantiomériques compris entre 56 et 99%). La cycloisomérisation lorsqu’elle est réalisée sans nucléophile externe a également conduit à d’excellents résultats (6 exemples avec des rendements allant de 72 à 99%, et des excès énantiomériques dans la gamme 86-93% ee).

Cationic gold(I)-based complexes are effective catalysts for the activation of multiple π bonds in homogenic conditions and subsequent reactions allowing the construction of complex molecules from simple raw materials. Cycloisomerizations of 1,6-enynes represent one of the most studied examples of gold-catalyzed transformations. However, due to linearity of gold(I) complexes, the development of enantioselective versions represents a high challenge. Whereas some high enantioselectivities can be reached with chiral phosphines, chiral N-heterocyclic carbene (NHC) ligands are significant less efficient to induce a good enantioselectivity. The first chapter of this manuscript is dedicated to survey the design of chiral NHC and their applications as ligand in gold-catalyzed enantioselective transformations. This presentation clearly showed the importance of new ligand designs, because only poor enantioselectivities have been reached up to date. A new concept of atroipsomeric transition metal-NHC complexes has been devised and developed in our group. Its application to prepare chiral transition metal complexes bearing C1-symmetric NHC ligand containing a satured backbone was investigated during my Ph.D. work and will be presented in the second chapter. Various chiral complexes were obtained, separated by chiral HPLC at preparative scale and their configurational stabilities were investigated in depth. The gold (I) containing complex was tried in the 1,6-enyne cycloisomerization, giving a promissing enantioselectivity (70% ee). In the third chapter of this manuscript, the concept of atroipsomeric transition metal-NHC complexes was extended to C2-symmetric NHC ligands and applied to the asymmetric Au(I)-catalyzed transformations. Diisopropyl malonate-tethered 1,6-enynes were identified as excellent substrates for cycloisomerization reactions and resulting alkoxycyclization products were isolated with excellent enantiopurities (7 examples with 51-92% yield, 56-99% ee). The cyclization without external nucleophiles led also to excellent results a (6 examples with 72-99% yield, 86-93% ee).