  Exercices synthèse | Bibliographie 1. S. E. Denmark and T. K. Jones 1982, J. Amer. Chem. Soc. 1982, 104, 2642.
2. The Nazarov Cyclisation. Organic Reactions 1994, Vol. 45. . |
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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  | | | | | 2. Cyclisation de Nazarov dirigé par silicone (CNDS) 2.1. Effets directifs des groupes trialcoylsilanes 2.2. Précurseurs scycliques et annélations 2.3. Torquosélectivités avec les CNSD 3.4. Utilisation des alcoylstannanes |
Mots-clés: Cyclisation de Nazarov dirigé par silicone, effet directif, torquosélectivité, cycloannélation.
Alors que la cyclisation de Nazarov a trouvé une extensive application en synthèse, elle soufre néanmoins de certains inconvénients : absence de moyen de contrôle sur la position de la double liaison, -et de stéréocontrole sur l'annélation; présence de réactions cationiques parasites. Denmark et son équipe mettant à profit l'aptitude des groupes alcoylsilanes à stabiliser des intermédiaires réactives dont les a-anions et les ab- cations pour les introduire dans les dérivés divinyl- at allylvinylcétones ont conduit à ce que l'on appelle cyclisation de Nazarov dirigé par silicone.
| 2.1. Effets directifs des groupes trialcoylsilanes La cyclisation de Nazarov dirigé par silicone introduite par Denmark utilise l'action bien connue en chimie organique de l'effet-b des groupes trialcoylsilanes pourvoyant les substrats précurseurs un groupe de contrôle sur la cyclisation de l'intermédiaire cationique pentadienyl et d'où ont émergé deux gains importantes Suppression des réarrangements cationiques secondaires Contrôle de la position finale de la double liaison vers la position la moins substituée du cyclopentènone préservant ainsi les centres stéréochimiques créés sur la jonction de cycle. |
Catalyseurs et conditions réactionnelles
Le chlorure ferrique anhydre est le catalyseur de choix qui est utilisé en général au-dessous de la température ambiante avec le dichlorométhane comme solvant. L'étherate BF3.OEt2 [8] s'utilise ainsi que le tetrachloride de zirconium [1'] avec les substrates moins réactifs. | Mécanisme
 | [1] | 1. L'étape déterminant de la réaction est le passage du cation pentenyl 1a au cation cyclopentenyl 1b.
2. L'élimination de SiMe3* se fait très rapidement. Le produit formé est celui qui est le moins stable thermodynamiquement 1d. |  | [1'] |
| 2.2. Précurseurs acycliques et annélation La prédictibilité des régiosélectivités ainsi que la préservation des centres stéréogéniques à l'aide des groupes trialcoylsilanes est illustrée par la réaction des précurseurs acycliques ainsi que l'annélation des substrats cycliques simples non substitués. Ces CNDS s'effectuant dans des conditions douces montrent ainsi leur potentiel d'itérativité. |
Précurseurs acycliques
|  | [2] | Conditions réactionnelles de cyclisation de Nazarov dirigée par silicone des précurseurs acycliques b-TMS-divinylcétone 2. [2] | R1 | R2 | temp°C | durée | 2a | H | CH3 | 20°C | 12 h | 54% | (CH3)3C | H | 0°C | 1 h | 95% | CH3 | CH3 | -10°C | 30 mn | 95% |
| Avec des substitutions dissymétriques comme avec 2'; on obtient deux isomères cis- et trans- [2']. |  | [2'] |
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Annélation des cycles non substitutés
L'annélation des précurseurs cycliques s'effectuent facilement avec des bons rendements avec les cycles à 5, 6, 7 et 12 chaînons avec la double liaison se plaçant exclusivement dans les positions les moins substituées et une fusion de cycle cis- majoritaire. |  | [3] | |
3 | Temp°C | durée h | Rend.% | 3a | 3b | n = 1 | 20°C | 1,5 h | 52% | 100% | 0% | 2 | 0°C | 4 h | 84% | 100% | 0% | 3 | 0°C | 1 h | 74% | 85% | 15% | 7 | 0°C | 1 h | 78% | 45% | 54% |
| Itérativité. les cyclopentènones issues des cyclisations se prêtent aux synthèses d'autres précurseurs pour subir d'autres CNSD. |
| | 2.3. Torquosélectivités avec les CNDS Avec les cycles substitués, comportant des centres chiraux, les stéréochimies des adduits de Nazarov dépendent des substituants et leur location sur le cycle et ainsi que de la nature de ce dernier. La substitution judicieuse par des groupes alcoylsilanes sur le cycle peut conduire à des hautes rendements de stéréosélectivité. |
Cycles et susbstituants alcoyles
Série des cyclopentanes. Les expériences montrent que l'annulation avec la série des cyclopentanes est relativement modeste par rapport à celle des cyclohexanes. |  Figure 1: réaction thermique, mode conrotatoire. Descripteurs : (a,b) où a =C : cis ( relation de la fusion de cycle), b : relation entre l'hydrogène du centre chiral et l'hydrogène de la fusion de cycle b = C, T. Le mode conrotatoire dans le sens des aiguilles d'une montre conduit vers l'isomère (C,C) ii - le sens opposé conduit à l'isomère (C, T) iii. |  | [4] | | R | rend. % | 4ab | 4aa | H | 52% | - | - | CH3 | 50% | 54% | 56% |
| Série des cyclohexanes.La stéréosélectivité b:a est tout à fait significative avec la série des cyclohexanes. Pour ces dercniers, les substitutants alcoyles en position g par rapport à l'énone endocyclique exercent le plus d'effet. |  | [5] | R | Durée | temp°C | (C,T) | (C,C) | rend. % | CH3 | 4 h | 0°c | 78% | 22% | 99% | CH=CH2 | 2h | -10°C | 70 | 30 | 66 | Ph | 4h | 0°C | 94% | 6% | 76% | C(CH3)3 | 8h | 0°C | 94% | 6% | 63% | CH2OCH2OCH2Ph | 2h | 0°C | 93% | 7% | 40% | OCH2Ph | 2h | 0°C | 90% | 10% | 76% |
| La cyclisation de Nazarov de 6 (85%) resulte aussi en une haute stéréosélectivité avec comme produit majoritaire l'isomère (C,T) 6a. |  | [6] |
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Contrôle stéréoésélectif par les allylsilanes
| Une variante de dérivé de divinylcétones silylé est la substitution en b' par un alcoylsilane qui se place ainsi en position allylique par rapport à la double liaison endocyclique. Cete substitutuion permet un contrôle stéréoélectronique de la cyclisation. |  |
|  | [7] | L'effet directif du TMS se traduit par la formation exclusive de l'énantiomère anti-conrotatoire 7c(+). L'étude des modèles montre que dans le mode anti-conrotatoire, le fragment silyl reste en interaction permanente dans un alignement correct avec le système cationique. | |  | [8] | | 2.4. Utilisation des alcoylstannanes On peut utiliser à la place des alcoysilanes des dérivés d'alcoylstannanes. Leurs réactions sont alors favorisées par les étherates de triofluorure de bore comme catalyseurs. Toutefois, ces réactions ne s'utilisent qu'avec les substrats acycliques. |  | [9] | Cycloaddition des substrats monosubstitués [9] | R1 | R2 | temp°C | rend. % | H | Ph | 20°C | 44% | H | nC7H15 | 20°C | 47% |
| Les substrats a,b-disubstitués subissent les cyclisations avec formation des isomères cis/trans [10]. |  | [10] | |
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