  Exercices synthèse | Bibliographie 1. E. A. Braude and . A. Coles J. Chem. Soc. 1952, 1430.
2. I. N. Nazarov and I. I. Zarestkaya Izv. Akad. Nauk. SSSR Ser. Khim. 1941, 211 [C.A. ; 37, 6243, 1943]; I. N. Nazarov and I. I. Zarestkaya Izv. Akad. Nauk. SSSR Ser. Khim. 1942, 200 [C.A.; 39, 1919, 1945] |
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| Cyclisation de Nazarov | Sommaire  | 1. Mécanismes et généralités  2. Cyclisation de Nazarov dirigé par silicone (CNDS)  3. Variantes des précurseurs et topiques  | | | | | 1. Mécanismes et généralités 1.1. Définitions et caractéristiques 1.2. Mécanismes et stéréoschimies 1.3. Substrats et catalyses |
Mots-clés: Réaction péricyclique, réaction électrocyclique, torquosélectivité; mode conrotatoire, mode disrotatoire, catalyse.
La cyclisation de Nazarov se présente comme l'une des plus versatiles méthodologies pour la synthèse des carbocycles à cinq chaînons. Il est à remarquer que c'est l'une des rares réactions d'électrocyclisation mettant en jeu des catalyses acides. En 1952, Braude et Cole1 ont suggéré que la réaction procède via des cétones a,a'-divinyliques avec des intermédiaires carbocationiques. L'ensemble de ces faits et la connaissance des mécanismes ont établi ce qu'est aujourd'hui la cyclisation de Nazarov. Ce chapitrexxx
| 1.1. Définitions et caractéristiques La cyclisation de Nazarov a été découverte fortuitement par I. Nazarov et al. en 19422 au cours des études sur la formation des cétones allylvinyliques en milieu acide et en présence des ions mercuriques. (Voir parag. 2.3.) |  | [1] | La cyclisation de Nazarov s'effectue avec les substrats divinylcétones ou allylvinylcétones acycliques aussi bien que cycliques [2] et hétèrocycliques [5]. |  | [2] | E. Wada, I. Funiura, S. Kanemasa, and O. Tsuge Bull. Chem. Soc. Jpn 1987, 60, 325 | Les doubles liaisons des aromatiques peuvent participer aussi à la réaction de cyclisation soit en voie thermique [3] ou en voie photochimique [4] |  | [3] | E. A. Braude and W. F. Forbes J. Chem. Soc. 1953, 2280 |
| Définitions
La cyclisation de Nazarov est une réaction électrocyclique des allylvinyl- et divinylcétones ainsi que leurs équivalents* en catalyse acide ou par voie photochimique conduisant ainsi aux dérivés cyclopentenones-2.
Les réactions photochimiques [4] n'ont pas beaucoup d'intérêt synthètique mais par contre leurs valeurs comme preuves mécanistiques et stéréochimiques sont importantes. (Voir parag. 1.3.) |  | [4] | M. Horton and G. Pattenden J. Chem. Soc. Perkins Trans. I 1984, 811. | Trauner et al. ont éléboré la cyclisation assymétrique de Nazarov des dérivés de 2-alcoxy-1,4-pentadiène-3-ones du type 5 pour donner à t° ambiante des produits hétèropolycliques. [5] |  | [5] | Guangxin Liang, Stefan N. Gradl, and Dirk Trauner Org. Letters 2003, 2, 4931-4934. |
| 1.2. Mécanismes et stéréochimies Comme toute réaction péricyclique, mécanisme et stéréochimie sont intimement imbriqués. Le mécanisme généralement accepté pour la réaction de Nazarov suggère un intermédiaire de b-cétocarbocation provenant de la protonation du vinylallylcétone ou du divinylcétone. L'évidence pour ce mécanisme péricyclique est rationalisée par l'existence des voies thermiques et photochimiques. |
1.2.1. Mécanisme global. Le passage de I à III montre la tautomériseme entre vinylallyl et divinyl qui rationalise l'equivalence entre substrats divinyl- et allylvinylcétones. |  | La déprotonation en b favorise une position de la double liaison la plus encombré selon les règles de Zaitseff, conduisant ainsi en général au produit IV. | 1.2.2. Modes de fermeture. Les modes mécanistiques de fermeture de cycle conrotatoire et disrotatoire déterminant l'orientation stéréochimique fournit aussi la preuve de la réaction comme étant électrocyclique. |  | [6] |
| 1.2.3. Torquosélectivité. Les modes mécanistiques de fermeture de cycle conrotatoire et disrotatoire déterminant l'orientation stéréochimique fournit aussi la preuve de la réaction comme étant électrocyclique. |  |  | [7] | | 1.2.4. Transpositions cationiques. L'existence des intermédiaires stables de carbocation peuvent mener à d'autres réactions dont la transposition de Wagner-Meerwein caractéristiques des substrats b,b,b'-trisusbstitués. |  | [8] |
| | 1.3. Substrats et catalyses Alors que les divinyl- et vinylallylcétones ( chapitre 2) ainsi que leurs variantes silylés ( chapitre 3) forment les ultimes précurseurs menant à la cyclisation de Nazarov, une importante classe formés une grande diversité de substrats peuvent subir des réactions sous telles conditions qu'elles conduisent aux équivalents de précurseurs ci-dessus et mènent ainsi à la cyclisation de Nazarov tels que les dérivés allèniques ( chapitre 4). D'autres précurseurs plus ou moins lointains sont revus ici. |
2.3.1. Substrats diènyls. Les diènynes tels que 9c sont les plus simples précurseurs de divinylcétones. Les réactions d'hydratation de la triple liaison et de cyclisation devant avoir en "un seul pot", on utilise des conditions acides relativement fortes. |  | [9] | la méthodologie impliquant le complexe de palladium comme catalyseur s'utilise avec les dérivés acétylés d'ényne 10 (à 5 atomes au lieu de 6 avec le diènyne) |  | [10] | 2.3.2. Réactions des dérivés d'acides a,b-insaturés avec les oléfines. Les dérivés d'acides a,b-insaturés (acides, chlorures d'acide, …) avec les oléfines constituent aussi des moyens de synthèse de précurseurs divinylcétoniques in situ. | Acides a,b-insaturés. En milieu suffisamment acide, les acides a,b-insaturés subissent des réactions de Friedel-Crafts aliphatiques avec les oléfines cycliques pour conduire aux cyclisations de Nazarov |  | [12] | 2.3.3. Chlorures d'acides a,b-insaturés. La réaction des chlorures d'acide sur les vinylsilanes acycliques ou cycliques constituent des moyens de synthèse générale des divinylcétones plus faciles qu'avec les simples oléfines. |  | [12] | 2.3.4. Réarrangement des 2-furylcarbinols. . L'avantage de ces méthodes est la disponibilité facile des substrats à partir des réactions de Grignard sur les dérivés de furfural. L'électrocyclisation conduit à une relation trans- entre le groupe 4-hydroxyl et le substituant en 5. |  | [13] |
| Vinylcumulènylcétones. . L'équipe de Tius a mis au point la première cyclisation de Nazarov conduisant aux a-allènyl-cyclopentanone en préparant in situ les éthers de a-lithio-cumulenyls |  | [14] |
Systèmes catalytiques
. Il n'existe aucun système unique pour la vaste diversité des substrats de la réaction de Nazarov. Ces systèmes sont surtout basés sur l'utilisation des acides de Brönsted surtout avec les processus réquerant la génération in situ des précurseurs. Les acides de Lewis: SnCl3, BF2.OEt; GaCl3 etc... sont largement utilisés. Avec les CNDS on utilise exclusivement le FeCl3 s ( voir chapitre 2). Quelques exemples particuliers seront donnés ici
| Trauner et al. ont éléboré un système de catalyse efficace basé sur l'AlCl3 dans le DCm pour la cyclisation assymétrique de Nazarov des dérivés de 2-alcoxy-1,4-pentadiène-3-ones du type 5 pour donner à t° ambiante des produits hétèropolycliques. |  | [15] | Complexes de palladium. Les complexes de palladium dont des systèmes versatiles de catalyse en synthèse organique. Tius et al. ont utilisé des systèmes catalytiques différents basés sur les complexes de palladium pour donner le méthylènecyclopentènone 16a à travers un processus oxydant [16] ou le l'hydroxycyclopentènone 17a [17]. |  | [16] | Cisco Bee, Eric Leclerc, and Marcus A. Tius Org. Letters publié sur web décembre 2003 |  | [17] |
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