Direction des sciences du vivant

Le travail de cette thèse a concerné la mise au point de nouveaux outils pour la catalyse d'oxydation énantiosélective de sulfures.
Dans un premier temps, nous avons réalisé une étude de métallocomplexes chiraux de Fe (+II), (+III) ou de Mn (+II), en catalyse d'oxydation d'alkylarylsulfures par H₂O₂. Pour cela, des ligands chiraux de symétrie C₂ possédant une sphère de coordination tétraazotée linéaire ont été choisis (L1 : (1S,2S)-N,N'-bis(pyridin-2-méthylène)cyclohexan-1,2-diamine et homologues). Ces complexes ont catalysé l'oxydation d'alkylarylsulfures et de bons excès énantiomériques allant jusqu'à 62 % ont été obtenus. Par ailleurs, nous avons observé que la substitution en solution des deux anions perchlorates d'un des complexes synthétisés ([Mn(L1)(ClO₄)₂]) par deux anions acac conduisait à la formation d'un complexe ([Mn(L1)(acac)₂]). Cet échange d'anions entraîne un réarrangement du ligand L1, passant d'un mode de coordination tétradente planaire de symétrie C₂, à un mode bidente. Plus significativement, les fortes différences structurales entre ces deux complexes ont conduit à la mise en évidence d'un très intéressant "commutateur de configuration". En effet, tandis que le sulfoxyde obtenu lors de la réaction catalysée par le complexe ([Mn(L1)(ClO₄)₂]) est de configuration absolue S, l'addition de Na(acac) conduit à la formation majoritaire du sulfoxyde de configuration R.
Nous avons également réalisé au cours de ce travail de thèse, pour la première fois l'oxydation quasi quantitative et chimiosélective d'alkylarylsulfures en quelques minutes par des N-alkyloxaziridines en présence d'acides de Lewis autre que le proton. Nous avons démontré que cette activation était possible par une coordination bidente de l'acide de Lewis par l'oxaziridine. De nouvelles N-alkyloxaziridines chirales ont été synthétisées et celles-ci ont oxydé des alkylarylsulfures avec de bons rendements, et des excès énantiomériques variant entre 31 et 65 % ont été obtenus. De plus, ces oxaziridines conduisent quantitativement aux imines correspondantes. Actuellement nous travaillons à rendre ce système catalytique.

The project developed was dealing with the design of new tools for catalytic enantioselective oxidation.
We investigated the potential of Fe (+II), (+III) and Mn (+II) complexes bearing chiral C₂-symmetric tetradentate organic ligands (L1 : (1S,2S)-N,N'-bis(pyridin-2-methylene)cyclohexan-1,2-diamine and derivatives) as catalysts in enantioselective sulfoxidation with H₂O₂ as the (green) oxidant. Our chiral metallocomplexes proved to be catalysts for sulfides oxidation by H₂O₂ and good enantiometric excesses up to 62 % were obtained. Moreover, by anion exchange in solution (ClO₄^-/acac) the C₂-symmetric planar step conformation of the ligand L1 in one of our complexes ([Mn(L1)(ClO₄)₂]) was shifted into a bidentate coordination mode in the resulting complex ([Mn(L1)(acac)₂]). Consequently, the large structural differences between these complexes provide a very interesting switch effect in the enantioselectivity by substitution of an achiral anion by another one. Indeed, as the S absolute configuration of the sulfoxide was obtained with the complex ([Mn(L1)(ClO₄)₂]), addition of Na(acac) to the mixture allowed the formation of the R sulfoxide as the major product.
We also demonstrated that new and original N-alkyloxaziridines, could be activated by ZnCl₂ to perform selective oxidation of sulfides in high yield (80-100 %) in few minutes. We demonstrated that this activation was due to a bidentate coordination of the Lewis acid by the oxaziridine. Consequently, we also prepared new and easlily accessible chiral N-alkyloxaziridines, which gave enanthiometric excesses ranging from 31 to 65 %. Moreover, these oxaziridines were completely converted to the corresponding imines. A catalytic system is now under investigation.