Catalyse avec des métalloporphyrines : oxydation asymétrique et transfert de carbènes / Hassan Srour ; sous la direction de Gérard Simonneaux

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Porphyrines

Catalyse asymétrique

Carbènes

Peroxyde d'hydrogène

Fer

Écologie chimique

Simonneaux, Gérard (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université de Rennes 1 (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Université européenne de Bretagne (Organisme de cotutelle / degree co-grantor)

École doctorale Sciences de la matière (Rennes) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut des Sciences Chimiques de Rennes (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Université européenne de Bretagne (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : La mission centrale de la chimie verte est d'inventer de nouveaux procédés non polluants pour remplacer les technologies peu favorables à l'environnement. L'emploi de métaux de transition relativement non toxiques en quantités catalytiques associés à des ligands chiraux a permis de réaliser une avancée dans le domaine de la synthèse asymétrique. Dans ce travail, nous avons mis en évidence la possibilité de l'utilisation du peroxyde d'hydrogène, un oxydant vert et économique, en association avec des métalloporphyrines hydrosolubles (Fe, Mn) pour effectuer des réactions d'oxydation asymétrique (sulfoxydation, époxydation et hydroxylation). Ces systèmes représentatifs d'un modèle de l'effet « shunt » des enzymes monooxygénases dérivées de la famille cytochrome P450 sont très efficaces. Ils conduisent dans certains cas à des excès énantiomériques élevés (82%). D'autre part, nous avons développé les réactions de transfert de carbènes dans l'eau (insertion N-H et cyclopropanation asymétrique) catalysées par des porphyrines de fer. L'utilisation du fer comme métal a permis de surmonter plusieurs limites souvent rencontrées avec d'autres métaux (Ru, Rh) lors des réactions de transfert de carbènes dans l'eau. Comme application de la réaction d'insertion N-H, nous avons réalisé la bio-conjugaison régiosélective de l'insuline avec une conversion très élevée (90%).

Résumé / Abstract : The goal of green chemistry is to promote the research and the development of innovative chemical technologies in order to reduce the contamination of environment. Significant progress in this field has been made by using relatively non toxic transition metal and chiral ligands to catalyze enantioselective transformations. In this work, we have reported the combination of hydrogen peroxide as environmentally benign and atom-economically oxidant with water-soluble metalloporphyrins (Fe, Mn) for the asymmetric oxidation of sulfides, alkenes and C-H bonds. These catalytic systems widely studied as models of cytochrome P450, gave high enantiomeric excesses (ee up to 82%). In the other hand, we have developed carbene transfer reactions in water as « green » solvent catalyzed by water soluble iron porphyrins. This metal (Fe) has been found to overcome many limitations related to the use of other metals (Ru, Rh) in aqueous media. As an application of N-H insertion reaction, the regioselective bio-conjugation of insulin has been demonstrated with high conversion (90%).