Catalyse au cuivre

Réactions d'arylation et de cyclopropylation

Cuivre

Copper

copper acetate

Copper acetate

Copper complex

Copper complex

Tricyclopropylbismuth

Tricyclopropylbismuth

Triarylbismuth

Triarylbismuth

copper reaction

Copper catalysis

Derek Barton a rapporté dans les années 1980 les premières réactions d'arylation impliquant des réactifs de type organobismuth. La plupart des méthodes utilisaient alors des réactifs pentavalents de bismuth où l'atome de bismuth se trouve à l'état +5. Dans les mêmes années, Dodonov et son équipe en Russie ont aussi grandement contribué à la chimie des organobismuths en publiant des méthodes clés d'arylation de substrats variés. Plus tard, Barton et Finet ont démontré que les triarylbismuths peuvent aussi agir comme agents arylants, particulièrement en présence de cuivre métallique ou de sels cuivriques. Inspirés par les travaux majeurs de Barton, Finet et Dodonov, notre groupe a revisité la chimie des organobismuths afin de simplifier les protocoles et d'élargir leur applications à un plus grand éventail de substrats. Ainsi, en 2007, nous avons rapporté la première synthèse du tricyclopropylbismuth ainsi que son utilisation dans la première réaction de N-cyclopropylation d'amides, d'indoles et d'hétérocycles contenant une fonction N–H. Par la suite, nous avons développé une réaction régiosélective de N-arylation d'indoles utilisant directement des triarylbismuths facilement accessibles à partir des Grignards correspondants. Ce protocole est complémentaire à celui de Barton puisqu'il donne accès au produit de N-arylation plutôt que celui de C3-arylation. L'application de notre procédure aux phénols nous a permis de développer une méthode efficace de O-arylation de phénols laquelle a par la suite été transposée aux 1,2-aminoalcools. Récemment, nous avons réactivé notre programme de recherche sur le tricyclopropylbismuth et avons rapporté la première réaction de S-cyclopropylation de thiophénols.

Copper reactions with Bi.tiff

Nos méthodes fonctionnent sous des conditions simples, parfois même sous atmosphère d'air. Nos protocoles démontrent une très grande tolérance aux groupements fonctionnels et permettent la formation de liaisons C(sp2)–N, C(sp3)–N, C(sp2)–O et C(sp3)–S. Ces méthodes facilitent la préparation de molécules utiles en chimie médicinale impliquant des échafaudages clés tels que des phénols, des indoles et des amides. Nous poursuivons activement nos recherches afin de trouver d'autres applications au tricyclopropylbismuth et afin de développer d'autres réactions utiles en chimie organique. Nous avons aussi comme objectif dans les années à venir d'effectuer le design d'organobismuths possédant des ligands spectacteurs non-transférables qui stimuleront le transfert du groupement aryle tout en permettant une économie d'atomes.