1,3-Dipolar cycloadditions: click chemistry for a new synthesis of 5-substituted tetrazoles and applications in organocatalysis

Les besoins récents en chimie organique de synthèse appliquée focalisent les efforts des chercheurs au développement de nouvelles voies efficaces et versatiles pour la préparation de molécules bioactives, en prenant en comptes en particulier les critères économiques et environnementaux. Nous avons développé une méthode novatrice et écologique pour la préparation de tetrazoles 141,142. Ce groupe fonctionnel trouve des applications dans des domaines variés allant des matériaux aux explosifs, et est d’un intérêt tout particulier en chimie médicinale 1. Cette importance a conduit au développement de diverses méthodes de préparation des tétrazoles, toutes présentant cependant des désavantages majeurs comme l’utilisation de réactifs toxiques ou explosifs, entre autres. La méthode alternative que nous avons développée permet la formation de tétrazoles à partir de nitriles en utilisant des azides de dialkylaluminium, qui possèdent l’avantage d’être des réactifs bon marché et non toxiques et permettent la préparation d’une large variété de tétrazoles de façon très efficace, adaptable à l’échelle industrielle. Nous avons ensuite appliqué cette méthodologie à l’organocatalyse 142, c'est-à-dire à la préparation et l’étude de molécules organiques ayant la faculté de catalyser des transformations chimiques très sélectives, procédé particulièrement attractif d’un point de vu environnemental et économique en constant développement., Tetrazoles are a class of heterocycles with a wide range of applications in medicinal chemistry and in material sciences 1. However a versatile method to synthesize tetrazoles through safe protocols is still highly desirable. Indeed each of the general known procedures uses either toxic metals, expensive reagents, harsh reaction conditions and may lead to the formation of dangerous hydrazoic acid or explosive sublimates. We report herein the discovery and development of a novel efficient process for transforming a wide variety of nitriles into the corresponding tetrazoles in high yield, using a simple and safe protocol. It has been found that the organoaluminum azides are affective reagents for the direct conversion of nitriles to tetrazoles. The organic soluble dialkylaluminum azides are prepared in a short time (4-6 h, r.t.) from the corresponding cheap dialkylaluminum chlorides. The cycloaddition occurs under mild conditions, and it is possible to synthesize a broad range of tetrazole derivatives with a high selectivity. This methodology can be applied to the synthesis of the pyrrolidine tetrazole, a versatile alternative of proline in organocatalysis. A variety of new catalysts based on pyrrolidine tetrazole skeleton are therefore efficiently prepared and tested.

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2007 ; Th.1959