Nouveaux ligands à base de bore pour la synthèse des complexes de métathèse développement des acides arylboriniques

Les stratégies de synthèse et les étapes de préparation d’acides arylboriniques sont détaillées dans ce chapitre. Trois stratégies de synthèse ont été étudiées. Le traitement acide d’adduits amino(aryl)borinates stables a conduit aux acides bis(1-naphtyl) (1) et bis(3,5-tBu2Ph) (2) boriniques avec de faibles rendements (10 % et 27 %, respectivement). Un mode de synthèse par traitement acide de sels d’hydroxyborates d’ammonium a permis d’améliorer ces résultats (38 – 41 % de rendement). Les acides bis(1- naphtyl) (1), bis(3,5-tBu2Ph) (2), et bis(4-tBuPh) (3) boriniques ont été isolés en une seule étape par déprotection des arylborinates correspondants sur colonne de silice avec des  La découverte des complexes de Schrock bien définis imido alkylidène à la fin des années 80 a profondément influencé le développement des catalyseurs de métathèse. En effet, de nombreux ligands (e. g. pyrroles, alcools, phénols, silanols…) ont ainsi pu être introduits et la diversité de complexes générée a conduit à la découverte de réactivités et de sélectivités asymétrique2 , ou encore la synthèse de produits naturels par RCM.3 L’utilisation de ligands hydroxylés à base de bore n’a cependant encore jamais été décrite.

Les acides boriniques et boroniques sont représentatifs de cette famille de composés (Schéma 1). Les acides boroniques, utilisés comme agents de couplage,4 sont très stables et commerciaux. Ils ne sont cependant pas suffisamment acides5 pour s’additionner sur un (pKa = 5-8) que les acides boroniques (pKa = 9-12). Ce sont cependant des composés très sensibles à l’air (dégradation en acides boroniques) qui dimérisent sous l’influence de la température et de la pression pour conduire aux anhydrides correspondants.  Dans ce chapitre, nous nous sommes donc intéressés à la synthèse d’acides arylboriniques comme ligands pour la préparation des complexes de métathèse. Trois voies de synthèse ont été explorées et les conditions opératoires (température, traitement, purification,…) optimisées au fur et à mesure. Les acides arylboriniques synthétisés et isolés, (Schéma 2).8 L’hydrolyse acide (1,25 M) de l’amino(diphényl)borinate d’éthyle dans un mélange 1:1 Acétone/MeOH conduit à l’acide phénylborinique Ph2BOH isolé avec un rendement de 88 %. Ce produit est cependant très sensible. Il se déshydrate facilement pourLes amino(diaryl)borinates d’éthyle sont des dérivés d’acides boriniques particulièrement stables.10 Ils sont notamment utilisés en organo-catalyse11 (aldolisations, acylations,…) ou comme principes actifs biologiques12 (anti-inflammatoires, inhibiteurs d’enzymes,…). Ils sont préparés par addition d’un lithien12c ou d’un magnésien7a générés in La voie de synthèse envisagée consiste en l’addition d’un lithien formé in situ sur le n- tributylborate B(OBu)3 qui conduit, après traitement acide, à l’arylborinate Ar2BOR correspondant qui est mis en présence de 2-éthanolamine à chaud pour former l’amino(aryl)borinate d’éthyle Ar2BO(CH2)2NH2 recherché. Ce dernier est hydrolysé par l’acide chlorhydrique dilué dans un mélange 1:1 acétone/MeOH pour conduire à l’acide arylborinique Ar2BOH correspondant après purification sur colonne chromatographique (Schéma 4).

Le dérivé bromé est dilué dans l’Et2O puis refroidi à -78 °C. Le s-BuLi est ensuite additionné goutte à goutte à -78 °C et le milieu vire progressivement à l’orange trouble. Des prélèvements quenchés par addition d’H2O et analysés par GC/MS permettent de suivre la formation d’un aryle (correspondant au lithien formé in situ) et la consommation du réactif bromé et du B(OBu)3. Le mélange remonte ensuite lentement jusqu’à TA et l’agitation est  maintenue pendant une nuit. Après vérification de l’avancement par GC/MS et RMN 1H, le mélange est quenché par addition d’H2O et le produit est traité par lavage acide (HCl 1M) pour conduire à l’arylborinate Ar2BOR après séchage et évaporation de l’Et2O. Ce produit est additionnée. Le mélange est chauffé à 50 °C pendant 1h et la réaction suivie par RMN 1H, l’amino(aryl)borinate n’étant pas détecté par GC/MS car probablement trop polaire. Après consommation complète de l’arylborinate, l’amino(aryl)borinate d’éthyle Ar2BO(CH2)2NH2 obtenu est traité sans purification préalable par 1,25 éq. d’HCl dans un mélange acétone/MeOH 1:1 à TA pendant 1h. Le produit est extrait trois fois par de l’Et2O. Les acides boriniques étant partiellement soluble dans l’eau, l’extraction doit se faire en milieu rigoureusement acide afin de récupérer l’ensemble du produit. La phase organique est lavée à l’eau puis par une solution saturée de NaCl et séchée sur MgSO4. Après évaporation du solvant, une huile orange ou marron foncé est obtenue avec un rendement supérieur au maximum attendu dû à la présence d’impuretés. Ce brut réactionnel est ensuite purifié sur colonne chromatographique (éluant : cyclohexane/Et2O). Les acides bis(1-naphtyl) (1) et bis(3,5-(tBu)Ph) (2) boriniques ont ainsi pu être isolés à l’échelle du gramme avec des rendements de 10 % et 27 %, respectivement. Une part importante de la masse est donc perdue lors de l’élimination des impuretés sur colonne de silice.