Les travaux rapportés dans ce mémoire concernent la synthèse et la réactivité des disilanes, en vue de leur application vers la synthèse de la 10-silatestostérone. Dans un premier temps, l’intérêt potentiel de la cible choisie, la 10-silatestostérone, a été étayé au moyen d’exemples de molécules d’intérêt biologique présentant un atome de silicium, issus de la littérature. L’objectif de la silasubstitution serait d’empêcher la biotransformation de la molécule en composé aromatique potentiellement cancérigène. Enfin, la substitution en position 10 de l’atome de carbone quaternaire permet d’éviter l’introduction de substituants supplémentaires, susceptibles d’affecter l’activité hormonale de la molécule. Dans un second temps, nous avons optimisés les outils nécessaires à la synthèse de la 10-silatestostérone. Une nouvelle stratégie pour accéder à des disilanes non symétriques a été développée par réaction de déphénylation chlorative. Puis l’étude de la réaction de coupure hétérolytique de la liaison Si-Si de phényldisilanes non symétriques par piégeages des silylures ainsi générés et par une analyse par RMN ¹H a permis de mettre en évidence une sélectivité en faveur du phénylsilylure. Enfin cette réaction a été appliquée pour accéder à des composés carbonylés β-silylés par réaction d’addition-1,4 de silylcuprolithiens sur des composés carbonylés α,β-éthyléniques tels que le cyclohexènecarboxylate de méthyle, un modèle simplifié de l’ester bicyclique que nous envisageons d’utiliser pour apporter la partie C&D de la 10-silatestostérone. Enfin le troisième chapitre porte sur la synthèse des précurseurs de la 10-silatestostérone. Dans une première partie un disilane hautement fonctionnalisé, le 1-isopropényl-1-(3-oxopropyl)disilane a pu être préparé en mettant à profit la réaction de déphénylation chlorative. Puis la réaction ène intramoléculaire de cet aldéhyde a conduit au 1-méthyl-1-triméthylsilyl-2-méthylidène-1-silacyclohexan-4-ol précurseur du cycle A de la 10-silatestostérone ainsi qu’au 1,2-diméthyl-2-triméthylsilyl-1-silacyclohexane-1,4-diol issu d’un réarrangement hautement diastéréosélectif. Dans une seconde partie, est présentée la synthèse énantiosélective de la partie C&D de la 10-silatestostérone par une réaction clé de carboxylation de la dicétone d’Hajos-Parrish. L’étape suivante consistera à réaliser la coupure sélective du disilane porteur du cycle A, et à additionner le silylure ainsi généré sur l’ester α,β-insaturé bicyclique. / This thesis is devoted to the synthesis and the study of the reactivity of disilanes in order to involve them in the 10-silatesosterone synthesis. The first part focuses on the usefulness of 10-silatestosterone by developing some relevant examples, from the literature, of biologically active molecules containing a silicon atom. Thus in the testosterone field, the substitution of a carbon atom by a silicon one is supposed to avoid aromatization of the molecule during its biotransformation. Moreover the 10 position of the silasubstitution prevents from the introduction of new groups, which is known to affect the biological activity of the molecule. In the second part the chemical tools for the 10-silatestosterone synthesis are described. A new strategy has been developed to obtain non symmetrical disilanes by a chlorinative dephenylation sequence. The heterolytic cleavage of the Si-Si bond of non symmetrical phenyldisilanes has been studied by trapping the generated silylanion and by ¹H NMR experiments. Selectivity for the phenylsilylanion formation has been established. Finally this reaction was fully exploited to access to β-silylated carbonyl compounds after 1,4-addition of silylcuprates on α,β-unsaturated carbonyl compounds as methylcyclohexenecarboxylate, model of the C&D rings of 10-silatesosterone. The third part presents the 10-silatestosterone precursors synthesis. At First high functionalized 1-isopropenyl-1-(3-oxopropyl)disilane has been obtained by using the previously performed chlorinative dephenylation reaction. Then intramolecular ene reaction of this aldehyde leads to a mixture of 1-methyl-1-trimethylsilyl-2-methylidene-1-silacyclohexan-4-ol, which corresponds to the 10-silatestosterone A ring and 1,2-dimethyl-2-trimethylsilyl-1-silacyclohexane-1,4-diol coming from diastereoselective rearrangement. Eventually, enantioselective synthesis of 10-silatestosterone C&D rings was achieved through a sequence involving a Hajos-Parrish ketone carboxylation key step. Further work would consist on a selective cleavage of A ring disilane followed by the 1,4-addition of the generated silylanion on α,β-unsaturated bicyclic ester.

This thesis is divided into three main results chapters that reflect the path my research took. In the first results chapter, the first organocatalyst for the carbonyl-ene reaction was discovered and found to give high conversion using 1,3-bis(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)thiourea. Various carbonyl and alkene precursors were examined in the ene reaction in both catalysed and uncatalysed reactions. It was found that ene reactions using fluoral and ethyl trifluoropyruvate give higher rates of reaction when compared to other carbonyl compounds. A novel enantiopure thiourea was synthesised and the ene reaction was catalysed enantioselectively to 33% e.e. In an attempt to catalyse the reaction to a further extent a new thiourea bonded to a P(=S)R2 group was developed. However, the intramolecular hydrogen bonding of this catalyst was thought to be so strong that this it did not catalyse the reaction. The synthesis of a chiral phosphoric acid was achieved but this was an unsuccessful catalyst in the ene reaction. Two component achiral thiourea and chiral acids were also examined in the ene and Mannich-type reaction. The new easily synthesised thiourea for this reaction has an interesting intermolecular hydrogen bonding coordination in the solid state. Asymmetric fluorination of ketoesters using palladium is a dynamic kinetic resolution. In the 2nd chapter cationic palladium complexes were synthesised and used to determine the optimum parameters for bidentate ligands in this reaction. Four carbon chain phosphines were found to give the highest conversion for this reaction among those ligands tested such as 1,4-bisdiphenylphosphinobutane (bite angle 99º). A new bis-phosphinous amide chiral ligand was developed with a bite angle of 96.7º. The dichloropalladium complex of this phosphine was isolated and structurally characterised. The use of the palladium complex in asymmetric fluorination was attempted however this was found to be unsuccessful. Mechanistic studies reveal that the formation of the desired cationic catalyst did not occur under conditions shown to work well for other palladium phosphine complexes. The ligand was investigated further in hydrogenation reactions. The phosphinous amide was protected as its borane and was used in the rhodium catalysed hydrogenation of alkenes to give high conversion and up to 93% e.e. The borane protected phosphinous amide was also found to catalyse the hydrogenation of acetophenone using copper complexes with up to 84% e.e for the hydrogenation of acetophenone, although conversion was quite low.

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De nouveaux processus de cyclisation d’allènes fonctionnalisés catalysées par des triflates métalliques sont présentés. Deux stratégies ont été développées. Dans un premier temps, une réaction de type carbonyl-ène intramoléculaire à partir de cétones γ-alléniques est développée. Cette réaction se déroule dans des conditions très douces avec une charge catalytique en triflate de bismuth(III) de seulement 1 mol%. Cette stratégie a ensuite été étendue à d’autres dérivés cétones γ-alléniques. Les alcools diéniques résultants ont pu être engagés avec succès dans une réaction de type Diels-Alder menant à la formation de structures polycycliques fonctionnalisées avec de bons rendements et une excellente régio- et diastéréosélectivité. La cyclisation d’éthers d’énol catalysée par les triflates métalliques a été par la suite étudiée. Cette stratégie permet d’obtenir des dérivés cyclopentènes avec de bons rendements en utilisant seulement 0,1 mol% de triflate de bismuth(III). Des dérivés dihydrofuranes peuvent être également formés par cette stratégie. Ces produits résultent de l’attaque nucléophile du carbone central de l’allène sur l’éther d’énol activé. Cette réactivité a pu être inversée en utilisant un complexe d’or(I) comme catalyseur en présence d’un nucléophile externe, donnant ainsi naissance à des produits différents. Dans une dernière partie, des applications dans le domaine de la chimie des arômes et des parfums ont été développées. Des dérivés acétates et alcools alléniques ont été synthétisés et exposés à des tests olfactifs, révélant des tonalités olfactives intéressantes. Des notes fruitées et florales dominantes et des nuances vertes et boisées ont été détectées. / Novel processes of metal triflate-catalyzed cyclizations of functionalized allenes are presented. Two strategies have been developed. In a first part, the intramolecular carbonyl-ene reaction with γ-allenic ketones is described. This reaction proceeds under very mild conditions using only 1 mol% of bismuth(III) triflate. The scope of this reaction was extended to several γ-allenic ketone derivatives, featuring various substitution patterns. The resulting dienols were successfully engaged in a Diels-Alder reaction allowing the formation of polycyclic functionalized frameworks in good yields with excellent regio- and diastereoselectivities. In a second part, the metal triflate-catalyzed cyclization of allenic-enol ethers is described. This reaction gives access to cyclopentene derivatives in good yields using only 0.1 mol% of bismuth(III) triflate. Dihydrofuran derivatives could also be formed using this strategy. This cycloisomerisation reaction proceeds through an initial enol ether activation, followed by the nucleophilic attack of the allene moiety. This reactivity could be inverted using a gold(I) catalyst, in the presence of an exogenous nucleophile, allowing the formation of different products. Within our interest in flavor and fragrance chemistry, allenic acetates and alcohols have been synthesized and subjected to olfactive evaluation, revealing dominant fruity and floral notes. Green and woody undertones have been detected as well.