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Addition de Michael
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5. Auxiliaires chiraux et catalyse
5.1. Complexes diamino-métalliques et intermédiaires
5.2. Auxiliaires chiraux et méthodologies
5.3. Dialcoylamides des a-amino-acides et complexes Cu(II)

Les deux premiers chapitres 1 et 2 nous ont permi de voir l'évolution de la réaction de Michael ses composantes et les mécanismes en milieu basique ainsi que les processus catalytiques multifonctionnels . Les chapitres 3 et 4 ont donné ds détails sur les typologies de catalyseurs courants tout en introduisant particulièrement, le problème de construction des centres quaternaires chiraux a été évoqué Ce présent chapitre insistera sur l'importance de la construction de ces centres en mettant l'accent sur l'utilisation des auxiliaires chiraux comme méthodologie d'induction assymétrique intramoléculaire dans les substrats.
Mots-clés: Donneur de Michael, accepteur de Michael, auxiliaire chiral, centres quaternaires chiraux.
La construction des centres quaternaires chiraux a été un grand défi de synthèse en chimie. Divers auteurs ont tenté d'y apporter des solutions dans le cadre de l'addition de Michael avec es conditions de température plus douces dont Ito avec le PhTRAP,1 Shibasaki avec les LaLB (Voir précédent chapitre).2 Plus tard, Sodeoka avec des complexes basés Pd(II)-BINAP ont obtenu des ee atteignant 99% à -10°C. Nous verrons dans le chapitre 6 les complexes de salen-Al de Jacobsen qui sont d'exceptionnels agents de catalyse assymétrique pour cette réaction.
5.1. Complexes diamino-métalliques et intermédiaires
Les mécanismes de stéréosélectivité sont rationnalisés par l'existence des intermédaires I et II.
Une large diversité de ligands tridentaux a été ratissée par Christoffers avec les métaux de transition : CO, Ni, Fe. Toutefois les seléctivités étaient médiocres avec des ee ne dépassant pas les 30%. (Figure 1).
[1]
La réaction [3] est la première réaction de Michael conduisant à la formation des centres quaternaires chiraux avec une haute énantiosélectivité à la température ambiante en présence du trans-cyclohexanediamine 2 et du Ni(II). Mais la méthodologie était handicapée par la faiblesse du rendement de l'ordre de 37%.
Ce demi-succès amène les auteurs à l'introduction des auxiliaires chiraux avec les complexes diamino-métalliques. (parag. 5.2.)
5.2. Auxiliaires chiraux et méthodologies
Christoffers et al.xx ont montré que les auxiliaires avec une ramification en alpha du centre chiral possédent des effets d'induction assymétrique efficaces. Cette propriété a été mise à profit pour l'élaboration d'une méthodologie de construction de centres quaternaires avec les auxiliaires chiraux en présence des complexes diamino-métalliques .
Formellement la méthodologie se déroule en deux étapes : la formation de réactant chiral entre l'auxiliaire chiral 1 et le donneur de Michael 1a qui est un b-cétoester. [1]
[2]
Cette première étape de synthèse préalable de l'énamine 1b est suivie de la purification de cette dernière avant la deuxième étape.
[3]
Dans la deuxième étape, on fait réagir l'énamine formé 1b sur le méthylvinylcétone 2 comme accepteur en présence d'un complexe métallique pour régénérer l'adduit de Michael 2a avec le centre quaternaire chiral. [2]
Trois facteurs principaux entrent alors en jeu : la nature de l'auxiliaire chiral, celle du ligand et le métal de transition (Cu, Ni, Co, Fe…) ainsi que la température de la réaction. Ces fateurs ont été pris en compte pour élaborer une méthodologie utilisant les acides aminés comme précurseurs d'auxilaire chiraux
5.3. Dialcoylamides des a-amino-acides et complexes Cu(II)
[4]
Les configurations absolues sur la réaction [6a] ou le tableau 1 sont rationnalisées par les états intermédiaires 4 et 5.
[5]
Les énamines 6b fonctionnent comme des ligands tridentaux qui retiennent dans un plan un cycle à 6- chaïnons (stabilisé par résonance p) et un cycle à 5- chaînons. La coordination de l'accepteur de Michael qui est le MVC ici se fait préférentiellement par la face opposée à celle qui est encombrée par le groupe isopropyl formant le complexe 4 et conduisant au produit majoriatire 4a.
[6]
[6a]

Auxiliaires avec le L-Néopentylglycine
Avec le L-valine, les amides du néopentylglycine préparés à partir du nouvel acide aminé non naturel L-néopentylglycine est parmi les meilleurs auxiliaires.
[7]
Parmi les acides aminés utilisés comme précurseurs d'auxiliaires chiraux utilisés, comme le L-phenylanine, le L-leucine, le t-cystine, L-méthionine, le L-tert-leucine, le L-valine et le L-neoPentylglycine ; ces deux derniers ont produits les plus significatifs résulats avec leurs dérivés dialcoylamides.

Amides du L-Valine et réactions assymétriques
La réaction [6] montre comme la réaction [2] l'étape formation de l'énamine à partir du diéthylamide du L-Alanine 6 avec une large variété de b-cétoesters 6a comme donneurs. La deuxième étape d'addition assymétrique en présence de l'acétate de cuivre se fait à température ambiante dans l'acétone et remarquablement elle ne nécessite pas des conditions anhydres. Après regénaration de l'adduit de Michale, l'auxiliaire chiral se recupère aisément pour un autre cycle.

Tableau 1: Rendement et énantiosélectivité des différents substrats donneurs avec le méthylvinylcétone.
Substrats donneurs
Adduit de Michael
Rendement
ee %
50%
>98%
76%
94%
74%
97%
74%
96%
79%
95%