Couplages catalysés par du palladium

Le catalyseur métallique le plus couramment utilisé pour effectuer les réactions de couplage est de loin le palladium qui a pendant longtemps été le seul métal utilisé pour des couplages à l’échelle industrielle. L’excellente réactivité, la facilité d’utilisation [de nombreuses espèces de Pd(0) ou de Pd(II) sont stables à l’air] et le bon « turn-over » des différentes espèces de palladium en font un candidat de choix pour les couplages. L’importance des couplages au palladium a d’ailleurs été reconnue lorsque E.-I. Negishi, A. Suzuki et R. Heck ont reçu le prix Nobel de chimie en 2010 pour leurs travaux précurseurs sur les couplages pallado-catalysés. Les couplages pallado-catalysés permettent la formation d’une liaison carbone–carbone à partir d’un composé B1 possédant un groupe partant X et d’un composé B2 ayant une liaison C–M, où M est un métal (Sn, Zn, Zr, Al) ou un métalloïde (B, Si). Le groupe partant X du composé B1 peut être un halogène, un triflate ou un phosphonate et ces couplages sont généralement catalysé par du palladium(0). fonctionnel hybridé sp2 et le groupe partant X est soit un halogène (iode, brome et plus rarement chlore), soit un triflate ou un phosphonate.

Il existe dans la bibliographie de nombreux exemples d’application de couplages croisés de type Stille pour réaliser la synthèse de motifs triéniques de molécules naturelles. On peut par exemple citer la synthèse de l’alisamycine, un antibiotique de la famille des manumicynes.10 Le vinylstannane polyfonctionalisé B7 a été couplé avec le bromure diénique B8 pour conduire à l’alisamycine. On peut noter que les conditions douces utilisées ont permis de former le motif triénique (E,E,E) en dernière étape de synthèse sans avoir besoin de groupes protecteurs pour les groupements hydroxyles. Le système catalytique utilisé dans cette réaction est un système Pd(PPh3)2Cl2/DIBAL-H permettant de générer in situ une espèce de palladium(0) par réduction Un autre exemple illustrant les possibilités du couplage de Stille est illustré par la synthèse de la (+)-fostriécine, un inhibiteur sélectif de protéine phosphatase.12 Dans cette synthèse, le motif triénique (Z,Z,E) de la fostriécine a été formé par un couplage de Stille stéréosélectif entre l’iodure vinylique (Z)-B9 et le diénylstannane (Z,E)-B10 conduisant au triène B11 de configuration (Z,Z,E), précurseur avancé de la fostriécine (Schéma 6). Le couplage de Stille peut aussi être utilisé de façon intramoléculaire de manière à former des macrocycles. Les synthèses de la rapamycine réalisées par les équipes de Smith13 et de Nicolaou14 fournissent deux exemples intéressants de ces couplages de Stille cyclisants pour Nicolaou et al.14 ont réalisé la synthèse totale de la rapamycine en fermant le macrocycle par un double couplage de Stille entre le bis-iodure vinylique B12 et l’agrafe bis-stannylée B13. Après un premier couplage intermoléculaire pour former le composé intermédiaire B14, un couplage intramoléculaire a lieu pour réaliser la macrocyclisation. Signalons que ce couplage, qui constitue la dernière étape de la synthèse, a été réalisé en l’absence de groupes protecteurs .

Le couplage de Stille se révèle être une méthode très utilisée pour former des motifs polyéniques. Les conditions utilisées sont généralement très douces et tolèrent un grand nombre de groupements fonctionnels comme les alcools, les acides carboxyliques, les amines ou encore les cétones. Cependant la nécessité d’utiliser de l’étain (très toxique) et les problèmes de purification liés aux produits secondaires stannylés formés au cours de la réaction limitent l’utilisation du couplage de Stille à l’échelle industrielle. Le couplage de Suzuki met en jeu un composé B1 possédant un groupe partant et un dérivé du bore (acide boronique, ester boronique, trifluoroborate de potassium…) B16. Cette réaction est catalysée par du palladium(0) en présence d’une base (Schéma 9). Le couplage a soit un groupement triflate. Un des avantages de ce couplage, par rapport au couplage de Stille, est que les sous-produits borés formés B17 sont moins toxiques et plus faciles à éliminer que les sous-produits stannylés. soit un groupement triflate. Un des avantages de ce couplage, par rapport au couplage de Stille, est que les sous-produits borés formés B17 sont moins toxiques et plus faciles à éliminer que les sous-produits stannylés.