Méthodologies exploratoires pour la synthèse organique et organométallique (équipe 4)

Membres : Dr A. Harrison-Marchand, Dr C. Fressigné, Dr J. Maddaluno

Deux objectifs:

– élaborer des versions énantiosélectives efficaces de réactions engageant des organométalliques hautement polaires (R_nM = RLi, R₂Mg). Notre intérêt porte sur des additions nucléophiles énantiosélectives et l’approche consiste à placer le réactif nucléophile R_nM dans un environnement chiral via une interaction dipolaire avec une seconde entité organométallique asymétrique jouant le rôle de ligand inducteur (A*-Li). 

– comprendre les processus chimiques et stéréochimiques mis en œuvre grâce à des analyses structurales des intermédiaires de réaction présents en solution (RMN) ou à l’état solide (X-ray), ainsi qu’à partir d’études théoriques (calculs DFT). 

Mots-Clés :

• Synthèse énantiosélective
• Amidures de lithium chiraux
• Organo(bi)métalliques polaires
• Agrégats mixtes et complexes ates
• Relation structure/réactivité

Sélections de publications :

• Hedouin, M.; Harrison-Marchand, A.; Maddaluno, J.; Oulyadi, H. Accurate Measurement of Effective Li–Li Scalar Coupling Constants: The NMR Missing Link for Alkyllithium Aggregates. Chem. Commun. 2020, 56 (99), 15565–15568. https://doi.org/10.1039/D0CC06871C.

• Chaumont-Olive, P.; Rouen, M.; Barozzino-Consiglio, G.; Ben Abdeladhim, A.; Maddaluno, J.; Harrison-Marchand, A. Chiral Lithium Amido Aryl Zincates: Simple and Efficient Chemo- and Enantio-Selective Aryl Transfer Reagents. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58 (10), 3193–3197. https://doi.org/10.1002/anie.201813510.

• Rouen, M.; Chaumont, P.; Barozzino-Consiglio, G.; Maddaluno, J.; Harrison-Marchand, A. Chiral Lithium Amido Zincates for Enantioselective 1,2-Additions: Auto-Assembling Reagents Involving a Fully Recyclable Ligand. Chemistry – A European Journal 2018, 24 (37), 9238–9242. https://doi.org/10.1002/chem.201802044.

Membres : Dr M. Durandetti, Dr J. Maddaluno

– Mise au point et étude des mécanismes de réactions de création de liaisons carbone-carbone, utilisant la catalyse par des complexes de métaux de transitions (chimie du nickel en particulier). Optimisation des résultats grâce à une étude électrochimique du mécanisme réactionnel. Applications à l’électrosynthèse.

– Synthèse d’hétérocycles silylés / germanylés (activation Si-CH₂-Cl, activation Si-CH₂-H, activation Si-Si, activation Si-H / Ge-H).

– Activation de triple liaison (carbométallation, hétérométallation). Synthèse associée à une étude théorique par calculs DFT.

Mots-Clés :

• Carbométallation
• Electrosynthèse
• Etude mécanistique
• Catalyse par un complexe de nickel
• Hétérocycles silylés

Sélections de publications :

• Kassamba, S.; Reboli, M.; Perez-Luna, A.; Ferreira, F.; Durandetti, M. Synthesis of 6-Membered Germacycles by Intramolecular Germylzincation of Alkynes. Org. Chem. Front. 2023, 10 (13), 3328–3335. https://doi.org/10.1039/D3QO00647F.

• Kassamba, S.; Perez-Luna, A.; Ferreira, F.; Durandetti, M. Modular Access to Substituted Germoles by Intramolecular Germylzincation. Chem. Commun. 2022, 58 (24), 3901–3904. https://doi.org/10.1039/D1CC07163G.

• Durandetti, M. Synthetic Applications of Nickel‐Catalyzed Cross‐Coupling and Cyclisation Reactions. The Chemical Record 2021, 21 (12), 3746–3757. https://doi.org/10.1002/tcr.202100142.

Membres : Dr M. De Paolis, Dr C. Fressigné

Nous cherchons à établir des méthodes innovantes pour préparer de nouvelles molécules ou explorer de nouvelles déconnections pour la synthèse de produits naturels. 

Mots-Clés :

• Synthèse énantiosélective 
• Organocatalyse
• Réactions domino
• Produits Naturels

Sélections de publications :

• d’Aleman, A.; Gayraud, O.; Fressigné, C.; Petit, E.; Bailly, L.; Maddaluno, J.; Paolis, M. D. Organocatalyzed Enantio- and Diastereoselective Isomerization of Prochiral 1,3-Cyclohexanediones into Nonalactones Bearing Distant Stereocenters. Chem. Sci. 2023, 14 (8), 2107–2113. https://doi.org/10.1039/D2SC06842G.

• Abe, M.; Picard, B.; De Paolis, M. Convergent Synthesis of 2-Oxazolone-4-Carboxylates Esters by Reaction of Aldehydes with Ambivalent N-Cbz-α-Tosylglycinate Ester. Org. Lett. 2020, 22 (12), 4864–4867. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.0c01703.

• Loya, D. R.; Jean, A.; Cormier, M.; Fressigné, C.; Nejrotti, S.; Blanchet, J.; Maddaluno, J.; De Paolis, M. Domino Ring Expansion: Regioselective Access to 9-Membered Lactones with a Fused Indole Unit from 2-Nitrophenyl-1,3-Cyclohexanediones. Chem. Eur. J.2018, 24 (9), 2080–2084. https://doi.org/10.1002/chem.201705645.

Membres : I. Chataigner, J. Legros

Les cycloadditions (4+2) et (3+2) désaromatisantes, impliquant des aromatiques électro-appauvris de nature diversifiée, ont été récemment réalisées avec succès et avec une diastéréosélectivité totalement contrôlée. Collaborations Tohoku-Japon (échange réciproque de chercheur), ILV, Southampton, Brighton.

Mots-Clés :

• Hétérocycles
• Cycloadditions
• Désaromatisation

Sélections de publications :

• Rkein, B.; Manneveau, M.; Noël-Duchesneau, L.; Pasturaud, K.; Durandetti, M.; Legros, J.; Lakhdar, S.; Chataigner, I. How Electrophilic Are 3-Nitroindoles? Mechanistic Investigations and Application to a Reagentless (4+2) Cycloaddition. Chem. Commun. 2021, 57 (78), 10071–10074. https://doi.org/10.1039/D1CC04074J.

• Marques, A.-S.; Duhail, T.; Marrot, J.; Chataigner, I.; Coeffard, V.; Vincent, G.; Moreau, X. A Fused Hexacyclic Ring System: Diastereoselective Polycyclization of 2,4-Dienals through an Interrupted Iso-Nazarov Reaction. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58 (29), 9969–9973. https://doi.org/10.1002/anie.201903860.

• Pasturaud, K.; Rkein, B.; Sanselme, M.; Sebban, M.; Lakhdar, S.; Durandetti, M.; Legros, J.; Chataigner, I. The Facile Dearomatization of Nitroaromatic Compounds Using Lithium Enolates of Unsaturated Ketones in Conjugate Additions and (4+2) Formal Cycloadditions. Chem. Commun. 2019, 55 (52), 7494–7497. https://doi.org/10.1039/C9CC02924A.

Membres : J. Legros, I. Chataigner, L . Chausset-Boissarie

Axe 4.1. Chimie hyperbare : La combinaison unique de l’HFIP et des hautes pressions promeut notamment la réaction d’aza-Michael entre des anilines et des accepteurs de Michael encombrés de façon très efficace. Collaborations avec l’Académie des Sciences de Russie à Irkoutsk-Russie (Dr. A. Rulev), Université Fédérale du Parana à Curitiba, Brésil (Prof. E. S. Orth).

Sélections de publications :

• Rkein, B.; Coffinier, R.; Powderly, M.; Manneveau, M.; Sanselme, M.; Durandetti, M.; Sebban, M.; Hamdoun, G.; Oulyadi, H.; Harrowven, D.; Legros, J.; Chataigner, I. High Pressure Promoted Dearomatization of Nitroarenes by [4+2] Cycloadditions with Silyloxydienes. Chem. Commun. 2022, 58 (84), 11807–11810. https://doi.org/10.1039/D2CC04778K.

• Mansour, S.; Silva, V. B.; Orth, E. S.; Legros, J. Soft Detoxification of Chemical Warfare Agent Simulants and Pesticides under Pressure. Org. Biomol. Chem. 2022, 20 (38), 7604–7608. https://doi.org/10.1039/D2OB01217K.

• Fedotova, A.; Crousse, B.; Chataigner, I.; Maddaluno, J.; Rulev, A. Yu.; Legros, J. Benefits of a Dual Chemical and Physical Activation: Direct Aza-Michael Addition of Anilines Promoted by Solvent Effect under High Pressure. J. Org. Chem. 2015, 80 (20), 10375–10379. https://doi.org/10.1021/acs.joc.5b01756.

Axe 4.2. Chimie éclair et en flux continu. Les réacteurs miniaturisés  en flux continu permettent d’atteindre des échelles de temps très courtes (quelques millisecondes ; chimie éclair) permettant d’effectuer des réactions impossibles en ballon (monoalkylation d’amines, piégegage d’intermédiares lithiés). De plus, le flux continu permet de mettre au point des ‘usines chimiques transportables’ (dispositif de neutralisation d’agents moutarde). Collaborations LSPC à Rouen (Dr. S. Leveneur), CEISAM à Nantes (Prof. F.-X. Felpin), PBS à Rouen (Dr D. Vuluga), LRGP à Nancy, Université de Kyoto (Prof. A. Nagaki), Université de Southampton (Prof. D. C. Harrowven), Université de Dortmund (Prof. C. Held) et Université de Liège (Prof. J.-C. M. Monbaliu). 

Mots-Clés :

• Flux continu
• Microréacteurs
• Acide lévulinique
• Organolithiés
• Agents chimiques de guerre

Sélections de publications :

• Silva, V. B.; Mansour, S.; Delaune, A.; Felpin, F.-X.; Legros, J. Flow Detoxification of a Sulfur Mustard Simulant with Organometallic Compounds Enabled by an Optimization Algorithm. React. Chem. Eng. 2023, sous presse, https://doi.org/10.1039/D3RE00264K.

• Faye, Y.; Rkein, B.; Bigot, A.; Lequeux, T.; Legros, J.; Chataigner, I. Photocatalyzed (3+2) Cycloaddition for the Dearomatization of Electron-Poor Arenes under Flow Conditions. Chem. Eur. J. 2023, sous presse, e202301567. https://doi.org/10.1002/chem.202301567.

• Monbaliu, J.-C. M.; Legros, J. Will the next Generation of Chemical Plants Be in Miniaturized Flow Reactors? Lab Chip 2023, 23 (5), 1349–1357. https://doi.org/10.1039/D2LC00796G.

• Leclercq, E.; Moncomble, A.; Debavelaere, C.; Beaucamp, M.; Penhoat, M.; Chausset-Boissarie, L. Electrolyte-Free Electrochemical C–H Trifluoromethylation of 2-Pyridones under Batch and Flow Conditions. Green Chem. 2022, 24 (19), 7388–7394. https://doi.org/10.1039/D2GC02326A.

Membres : C. Fressigné, I. Chataigner, J. Maddaluno 

Participation continue aux différents projets des axes expérimentaux 1-3 : chimie organométallique, organocatalyse, cycloadditions.

Etude théorique de la structure, de la réactivité de composés organiques, par des méthodes de chimie quantique. 

Diverses méthodologies sont mises en œuvre selon les objectifs, et les réactions considérées: 

pour l’étude des mécanismes réactionnels, une approche statique (DFT) des surfaces d’énergie potentielle est utilisée, tandis que pour les méthodes d’analyses structurales des analyses topologiques (ELF) couplées à des décompositions énergétiques (de type,Morokuma) sont appliquées. 

Mots-Clés :

• Calculs DFT
• Cycloaddition
• Organolitiés