Upon treatment with a palladium catalyst and hydrogen gas in the presence of caesium carbonate, a wide range of exomethylenic allylic alcohols were found to afford their corresponding trisubstituted isomers. Although hydrogenation was an unavoidable competing pathway, careful monitoring of the reaction progress allowed the desired isomerised products to be obtained in moderate to excellent yields and high (E):(Z) ratios.

by Fuk Yee Kwong. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2000. / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Mode of access: World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese.

Ce travail de thèse est consacré au développement de nouvelles méthodologies en catalyse mettant en jeu des complexes métalliques à base de métaux non nobles, en l’occurrence le cobalt et le niobium. Ces deux métaux ont été utilisés pour catalyser des réactions d’hydrofonctionnalisation de liaisons multiples carbone‒carbone. L’objectif était de proposer des systèmes catalytiques compétitifs à base de métaux non précieux et de promouvoir leur utilisation par rapport à d’autres métaux peu abondants et onéreux. Un complexe de cobalt bien défini, HCo(PMe3)4, a été employé pour catalyser des réactions d’hydroboration régio- et stéréosélectives d’alcynes internes, ainsi que des réactions de diboration d’alcynes. D’autre part, un système catalytique au niobium(V) cationique a été mis au point et utilisé pour diverses réactions d’hydrofonctionnalisation intramoléculaires, permettant la synthèse d’une large famille d’hétérocycles. De manière à mettre encore davantage en lumière ce métal et ces bienfaits, des travaux ont été réalisés en catalyse énantiosélective. Un système catalytique chiral de niobium(V) a été utilisé pour l’hydroalkoxylation d’alcènes énantiosélective. Des résultats encourageants ont été obtenus même si ce système doit encore être optimisé et testé en présence de différents hydroxyalcènes. / This PhD work has focused on the development of new methodologies in catalysis based on non-noble metals: cobalt and niobium. These two metals have been used to catalyze hydrofunctionalization reactions of carbon‒carbon multiple bonds. The aim of those projects was to propose competitive catalytic systems based on non-precious metals and to promote their use compared to other rare and expensive metals. To this end, we successfully demonstrated that a well-defined cobalt complexe HCo(PMe3)4 is an efficient catalyst for regio- and stereoselective hydroboration reactions of internal alkynes, as well as diboration reactions. Also, a new catalytic system based on cationic niobium(V) has been developed and used to catalyze intramolecular hydrofunctionalization reactions leading to the synthesis of a large family of heterocycles. In order to reveal even more the potential of niobium in catalysis, we aimed to propose a chiral system able to catalyze enantioselective hydroalkoxylation of alkenes. Despite the promising results, some more efforts on the optimization of this system still need to be done.

La thèse porte sur de nouvelles préparations et utilisations en synthèse du 4,4,6-trimethyl- 1,3,2-dioxaborinane (MPBH) comme agent d'hydroboration d'alcynes et de borylation d'halogénures d'aryle. La préparation de MPBH à partir de diverses sources de borane a été mise au point et la stabilité du réactif confirmée. L'hydroboration d'alcyne terminaux par MPBH, catalysée par le réactif de Schwartz, donne accès à des esters vinylboroniques hautement fonctionnalisés dans des conditions douces. Les produits obtenus sont stables, isolables, stockables. Ces esters vinylboroniques, par transmétallation avec le diméthylzinc et piégeage par une nitrone, conduisent efficacement à des E-allyl-hydroxylamines. Les conditions sont compatibles avec de nombreux groupes fonctionnels. Deux réactions de borylation d'halogénures d'aryle par MPBH ont été ensuite développées. Elles conduisent à d'excellents rendements en esters arylboroniques, stables et faciles à purifier, à partir d'iodures et de bromures. L'efficacité de ces esters boroniques dans des couplages de Suzuki-Miyaura a été vérifiée. Donc, l'utilisation de MPBH donne accès à des esters vinyl- et aryl-boroniques stables, faciles à purifier et à stocker ; ces esters sont des intermédiaires de synthèse très efficaces.

Orientador: Luiz Carlos Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T03:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_CarolinedaCostaSilva_M.pdf: 2686591 bytes, checksum: c80dce86656a36dd72ca46fac32d08d0 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As ebelactonas A e B são inibidores enzimáticos isoladas pelo grupo de Umezawa em 1980, a partir de uma cepa de cultura de solos actinomicetos (MG7-G1 referente a Streptomyces aburaviensis). Neste trabalho descrevemos a síntese dos fragmentos C1-C5 e C7-C13 da (-)-ebelactona A. Os fragmentos C1-C5 e C7-C13 da (-)-ebelactona A são oriundos de um intermediário comum, o álcool 72. As etapas chave incluem uma reação do tipo aldol anti e uma hidroboração diastereosseletiva. O fragmento C1-C5 foi obtido em 6 etapas a partir da N-propioniloxazolidinona com rendimento global de 32%. Alternativamente, sintetizamos o anel b-lactona, uma segunda versão do fragmento C1-C5, sendo o mesmo obtido em 13 etapas com um rendimento global de 2,8%. O fragmento C7-C13 foi obtido em 14 etapas a partir da N-propioniloxazolidinona com rendimento global de 5,5%. As etapas principais incluem uma reação de Horner-Wadsworth-Emmons, uma epoxidação diastereosseletiva de um álcool alílico com m-CPBA seguida de abertura do epóxido com Me2CuCNLi2. / Abstract: The ebelactones A and B are enzime inhibitors isolated by Umezawa and cowokers in 1980, from a culture strain of soil actinomycetes (MG7-G1 related to Streptomyces aburaviensis). This work describes the synthesis of C1-C5 and C7-C13 fragments of (-)-ebelactone A. The C1-C5 and C7-C13 fragments of (-)-ebelactone A were prepared from a common intermediate, alcohol 72. Notable features of this approach include an anti-aldol reation and a diastereoselective hydroboration. Fragment C1-C5 was prepared in 6 steps and 32% overall yield from N-propionyloxazolidinone. A second version of C1-C5 fragment, corresponding to the b-lactone ring, was prepared in 13 steps and 2.8% overall yield. Fragment C7-C13 was prepared in 14 steps and 5.5% overall yield from N-propionyloxazolidinone. Notable features include a Horner-Wadsworth-Emmons, a diastereoselective epoxidation of an allylic alcohol with m-CPBA followed by epoxide opening with Me2CuLi2. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Homogenous Au(I)-catalysis has become a valuable synthetic tool to activate a host of unsaturated carbon functional groups towards nucleophilic addition. Over the course of the past two decades, many have embarked on new journeys within this field. Notably, the advancements in this field hinge on the development of new ligand systems that impart novel reactivity at the metal. Our group has focused on this area, as we have successfully demonstrated the utility of 1,2,3-triazoles as ligands for gold and a host of other transition metals and Lewis acids. With respect to gold catalysis, these ligands enhance the stability of the metal center, thus inhibiting typical reductive decomposition pathways that have plagued this field. The enhanced stability comes with a price though as higher temperatures can be required. We’ve addressed this challenge by discovering an interesting synergy between triazole-gold and Lewis acids, allowing us to overcome the lower reactivity of these catalysts. During my time as a graduate student, I have focused heavily on enlisting these catalytic systems for new reaction discovery. In my first experimental chapter, I was able to develop an interesting reaction cascade in which triazole-gold and secondary amine catalysts were used. I started with a well-known gold-catalyzed Claisen rearrangement of propargyl vinyl ether, yielding functionalized allenes. The identical oxidation state between these allenes and synthetically appealing dienals was an impetus to develop a new isomerization strategy. After screening various conditions, I was able to successfully execute this design. Most of the work I have been involved in over the past two years has surrounded a gold-catalyzed hydroboration to yield interesting hetercocycles containing a N-B bond. The N-B bond offers some unique properties as it is isoelectronic to a C-C double bond. Despite the simplicity in this design, it would become apparent early on in this research that mitigating the reducing strength of the starting materials was absolutely critical. Starting materials that were too strongly reducing led to rapid catalyst decomposition. Through thorough reaction screening, we have been able to identify a catalytic system that performs extremely well in this context. Ultimately, our goal in this work is to access 1,2-azaborines, which are isosteres of benzene. This compound exhibits aromaticity, as determined through structural and quantitative analyses by several groups. However, subtle differences in properties between the azaborine and benzene, such as its polarity, have intrigued many researchers across various disciplines. Moreover, the ubiquity of its carbonaceous parent in biological systems has prompted many to pursue new synthetic routes to access 1,2-azaborines.

Thesis advisor: Shih-Yuan Liu / Described herein are three research projects that focused on 1) the catalytic activities of Pd/azaborine-derived biary phosphine (Senphos) complexes in 1,3-enyne difunctionalization reactions and 2) the coordination behaviors of these Pd/Senphos complexes. In the first chapter, expansion of the substrate scope and mechanistic studies of the reported Pd/Senphos catalyzed site-, regio- and trans-selective hydroboration of 1,3- enynes are described. In the second chapter, the first intermolecular site-, regio- and transselective chloroboration and cyanoboration of enynes that are enabled by the Pd/Senphos catalytic system are presented. The cyanoboration products, namely vicinal boronsubstituted alkenylnitriles, are demonstrated as versatile synthetic building blocks. In the last chapter, the κ2-P-η2-B,C coordination behavior in a series of 1,2-, 1,3- and 1,4-Senphos ligated Pd(0) or Pd(II) complexes are evaluated based on solid-state structures and variable-temperature NMR measurements. / Thesis (PhD) — Boston College, 2021. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Chemistry.

Les besoins énergétiques mondiaux sont principalement satisfaits par l’utilisation de ressources fossiles telles que le pétrole, le charbon ou le gaz. L’utilisation de ces ressources fossiles dans le domaine de l’énergie ou de l’industrie chimique entraine une forte accumulation de CO2 dans l’atmosphère et provoque des dérèglements climatiques. En plus de poser un problème écologique majeur, ces ressources fossiles ne sont pas renouvelables et poseront un problème de disponibilités à terme. Pour parer à ces difficultés, une solution envisageable est de limiter, voire de stopper l’utilisation des ressources fossiles au profit de sources carbonées renouvelables telles que le CO2 ou la biomasse. Ces ressources pourrait être utilisées comme source de produits chimiques et / ou pour le stockage des énergies intermittentes. Ces utilisations requièrent la transformation de composés oxygénés comportant des liaisons C=O (comme CO2) et C−O (comme la biomasse) et demandent un apport d’énergie dans des réactions de réduction. Peu de réducteurs sont compatibles avec cette utilisation qui nécessite l’emploi de composés à la fois renouvelables et ayant un potentiel rédox adapté à la réduction de liaisons C–O. Ce sont essentiellement le dihydrogène et l’acide formique. Dans ce contexte, le présent travail doctoral se propose de définir et de répondre au cahier des charges d’un réducteur renouvelable. En premier lieu, l’utilisation des formiates de silicium est explorée, à travers des réactions mimant le comportement d’hydrosilanes. Cette stratégie est mise à profit dans des réactions de couplages déshydrogénant et pour la réduction de cétones par hydrosilylation par transfert. Enfin, ce concept est transposé à l’hydroboration par transfert avec l’utilisation de composés mono formiates de bore et d’un catalyseur mettant en jeu un ligand participatif. Les formiates de bore et de silicium apparaissent ainsi comme des réducteurs renouvelables attrayants, qui combinent une source d’hydrure renouvelable (l’acide formique) avec un élément oxophile du groupe principal dont les propriétés stéréo-électroniques sont facilement modulables. / Global energy needs are mostly covered by the use of fossil fuels such as oil, coal or gas. The use of these fossil resources in the field of energy or the chemical industry causes a high accumulation of CO2 in the atmosphere and causes climatic disturbances. In addition to posing a major ecological problem, these fossil resources are not renewable and will pose a problem of availability in the long term. To overcome these difficulties, one possible solution is to limit or even stop the use of fossil resources in favor of renewable carbon sources such as CO2 or biomass. These resources could be used as a source of chemicals and / or storage of intermittent energies. These uses require the conversion of oxygenates with C=O (such as CO2) and C–O (such as biomass) and require energy input into reduction reactions. Few reducers are compatible with this use which requires the use of compounds both renewable and having a redox potential adapted to the reduction of C–O bonds. These are essentially dihydrogen and formic acid. In this context, this doctoral work aims to define and meet the specifications of a renewable reducer. In the first place, the use of silyl formates is explored, through reactions mimicking the behavior of hydrosilanes. This strategy is used in dehydrogenating coupling reactions and for the reduction of ketones by transfer hydrosilylation. Finally, this concept is transposed to transfer hydroboration with the use of boryl mono formate compounds and a catalyst involving a participative ligand. The boryl and silyl formates thus appear as attractive renewable reducers, which combine a source of renewable hydride (formic acid) with an oxophilic element of the main group whose stereo-electronic properties are easily adjustable.

L’utilisation du dioxyde de carbone (CO₂) comme source de composés C1 pour la chimie fine est intéressante d’un point de vue économique et pour des raisons écologiques. Issu de l’oxydation de la matière carbonée, le CO₂ est un gaz non-toxique, abondant et peu coûteux. Sa transformation en produits chimiques présentant de hautes valeurs ajoutées est actuellement entravée par sa stabilité thermodynamique. Afin de développer de nouveaux processus et catalyseurs pour la réduction catalytique du CO₂, une compréhension détaillée des mécanismes réactionnels de l’activation et de la réduction de ce gaz est nécessaire. En utilisant comme catalyseurs des paires de Lewis frustrée (FLPs) contenant une base azotée liée à un ion silicénium, les influences respectives de l’adduit CO₂-FLP et du réducteur ont été déterminées expérimentalement et par calcul DFT dans le cadre de l’hydroboration du CO₂ en équivalent de méthanol. Une nouvelle réaction visant à la création de liaisons carbone–carbone par le transfert du fragment pyridyle de molécules de pyridylsilanes (C₅H₄N–SiMe₃) sur le CO₂ était également étudiée. Le mécanisme réactionnel de cette transformation a été établi sur la base de calculs théoriques. Nous avons montré le double rôle du CO₂ qui est à la fois un réactif et un catalyseur de la réaction de transfert du groupe pyridyle. La compréhension fine de cette réaction nous a permis de l’étendre à la formation de sulfones et sulfonamides qui sont des groupements chimiques essentiels dans le domaine pharmaceutique. En utilisant le SO₂ à la fois comme catalyseur et réactif, des silanes aromatiques et hétéro-aromatiques ont été transformés en sulfones correspondants en une seule étape. Finalement, nous avons trouvé un couplage croisé original, de type Hiyama, entre espèces aromatiques électrophiles et des espèces C(sp2)–Si nucléophiles en présence de SO₂. / The use of CO₂ as a C1 chemical feedstock for the fine chemical industry is interesting both economically and ecologically, as CO₂ is non-toxic, abundant and cheap. Nevertheless, transformations of CO₂ into value-added products is hampered by its high thermodynamic stability and its inertness toward reduction. In order to design new catalysts able to overcome this kinetic challenge, a profound understanding of the reaction mechanisms at play in CO₂ reduction is needed. Using novel N/Si+ frustrated Lewis pairs (FLPs), the influence of CO₂ adducts and different hydroborane reducing agents on the reaction mechanism in the catalytic hydroboration of CO₂ were investigated, both by DFT calculations and experiments. In a second step, the reaction mechanism of a novel reaction for the creation of C–C bonds from CO₂ and pyridylsilanes (C₅H₄N–SiMe₃) was analyzed by DFT calculations. It was shown that CO₂ plays a double role in this transformation, acting both as a catalyst and a C1-building block. The fine understanding of this transformation then led to the development of a novel approach for the synthesis of sulfones and sulfonamides. Starting from SO₂ and aromatic silanes/amine silanes, these products were obtained in a single step under metal-free conditions. Noteworthy, sulfones and sulfonamides are common motifs in organic chemistry and found in a variety of highly important drugs. Finally, this concept was extended to aromatic halides as coupling partners, and it was thus shown for the first time that a sulfonylative Hiyama reaction is a possible approach to the synthesis of sulfones.

Les ressources fossiles que sont le gaz ou le pétrole permettent non seulement de couvrir la majeure partie des besoins énergétiques mondiaux, mais fournissent également les briques élémentaires carbonées utiles à des pans entiers de l’industrie chimique. L’utilisation massive de ces combustibles fossiles pose toutefois un problème écologique majeur, le réchauffement climatique, qui se doublera à terme d’un problème de disponibilité de ces ressources. Pour pallier ces difficultés, une des solutions envisagées consiste à abandonner progressivement les hydrocarbures fossiles au profit de ressources carbonées renouvelables telles que le CO₂ ou la biomasse lignocellulosique pour le stockage de l’énergie et/ou comme sources de produits chimiques. Cette entreprise, qui se propose de transformer des substrats fortement oxygénés contenant des liaisons C=O et C–O, requiert fondamentalement un apport d’énergie sous la forme de transferts d’électrons dans des réactions de réduction pour former des liaisons C–H qui préexistent dans les produits dérivés du pétrole. Dans ce contexte, le présent travail doctoral se propose en premier lieu de définir les attributs d’un réducteur renouvelable, c’est-à-dire d’une espèce chimique adaptée à la réduction – limitée à des transferts d’hydrure – de ressources renouvelables oxygénées tel que le CO₂. Les avantages et inconvénients de différentes sources d’hydrure (H₂, acide formique, hydroboranes et hydrosilanes) seront ainsi analysés à la lueur de considérations thermodynamiques et cinétiques et la renouvelabilité de ces réducteurs sera discutée. Dans un second temps, les propriétés réductrices de nouveaux réducteurs renouvelables que sont les formiates de bore et de silicium seront étudiées. Ces composés combinent une source d’hydrure renouvelable, l’acide formique, avec un élément oxophile du groupe principal dont les propriétés stéréoéléctroniques sont modulables. Par un dialogue entre expérience et théorie, il sera démontré que ces composés peuvent avantageusement remplacer les hydroboranes ou hydrosilanes, non renouvelables, dans différents processus réducteurs qui seront unifiés derrière le concept plus général d’hydroélémentations par transfert. / The utilization of cheap and abundant sustainable resources such as carbon dioxide or biomass derivatives as source of fuel and chemicals imposes the development of efficient reduction methods, able to promote the conversion of C-O bonds (π and σ) into C-H bonds in an energy and atom efficient manner. Within the realm of C-O reduction methods, the utilization of main group element-based hydrides (e.g. LiAlH₄ or NaBH₄) has proven highly beneficial in terms of selectivity and versatility in the reduction of various functional groups, including poorly electrophilic CO₂. This behavior not only stems from the positive kinetic attributes of these reductants in hydride transfer reactions but also from the oxophilicity of the main group elements that ensures the reductions are downhill processes. Yet, the latter appealing features comes at an energetic price, and the preparation of main group hydrides mainly relies on energy-demanding processes, which in turn limit the recyclability of these reductants. With the goal in mind to circumvent these limitations while preserving the beneficial properties of the main-group element during reduction, one of the major objectives of the research project presented therein was to study the unknown reductive chemistry of boryl formate and silyl formates. The latter indeed combine a renewable hydride source (formic acid can be obtained by 2e electroreduction of CO₂) linked directly to the main group element by the oxygen atom of the formate, which hints at the recyclability of this class of main group element-based reductants. Through a joint experimental and theoretical study, it will be demonstrated that these compounds can advantageously replace non-renewable hydroboranes or hydrosilanes in various reducing processes, which will be unified behind the more general concept of transfer hydroelementation.