Depuis quelques années, nous nous sommes intéressés à la synthèse de nouveaux composés phosphorés à partir d’aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés. Dans ce travail, nous avons rapporté la synthèse de nouveaux α-aminophosphonates fluoroalkylés, α-hydroxyphosphonates et α-acetoxyphosphonates en utilisant les mêmes aldéhydes. Nous avons décrit aussi les propriétés complexantes des α-hydroxyphosphonates vis-à-vis de l`étain(IV) ainsi que l`activité biologique de quelques α-amino- et α-hydroxyphosphonates.
Les résultats obtenus ont été présentés en quatre chapitres: Dans le premier chapitre, nous avons préparé les aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés en utilisant la réaction de Vilsmeier-Haack. Ces aldéhydes sont obtenus sous forme de deux stéréoisomères Z et E. Une étude par RMN nous a permis d’identifier les composés obtenus et de déterminer les proportions relatives aux deux isomères Z et E pour chaque composé. Nous avons aussi montré que la stéréochimie de ces aldéhydes dépend sensiblement du substituant en position α. Nous avons synthétisé aussi des bis(polyfluoroalkyl)phosphites dont la caractérisation a été entièrement réalisé par RMN multinucléaire (1H, 13C, 19F et 31P).
Le deuxième chapitre a été consacré à l’optimisation de la synthèse en un «one pot» de nouveaux α-aminophosphonates en utilisant la réaction de Kabachnik-Fields. Nous avons montré que la réaction de bis(polyfluoroalkyl)phosphite avec les aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés et l’aniline peut être réalisée en présence de SnCl4 comme catalyseur et qu’elle conduit aux α-aminophosphonates correspondants avec des rendements généralement meilleurs que ceux obtenus avec d’autre catalyseurs.
La synthèse de nouveaux α-hydroxyphosphonates et α-acetoxyphosphonates à partir des aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés a fait l’objet du troisième chapitre. Les produits ont été caractérisés par différentes techniques spectroscopiques RMN, IR et par HRMS. Les spectres de RMN ont montré que ces produits existent, comme attendu, sous forme de mélanges d'isomères Z et E, avec les mêmes pourcentages d'isomères que ceux des aldéhydes de départ.
Les propriétés complexantes des α-hydroxyphosphonates vis-à-vis du tétrachlorure d’étain ont été étudiées dans le quatrième chapitre. Les résultats ont montré la formation de complexes octaédriques stables du type [SnCl4.L2] (L = α-hydroxyphosphonates) dans lesquels les deux isomères cis et trans sont observés.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Synthèse et caractérisation d’aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés et des phosphites fluoroalkylés
Introduction
I-1 Rappels bibliographiques
I-1-1 Aldéhydes β-halovinyliques
I-1-2 Réaction de Vilsmeier-Haack: mécanisme, stéréochimie et caractérisation
a) Mécanisme de la réaction de Vilsmeier-Haack
b) Stéréochimie
I-1-3 Réactivité des aldéhydes α,ß-insaturés
I-1-4 Synthèse des phosphites fluorés
I-2 Travail réalisé
I-2-1 Synthèse des aldéhydes β-chloro-α, β-insaturés
I-2-2 Préparation des phosphites fluorés
I-2-3 Description et interprétation des spectres de RMN
a) Les aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés
b) Les bis(polyfluoroalkyle) phosphites
I-3 Conclusion
I-4 Partie expérimentale
I-4-1 Préparation des aldéhydes
I-4-2 Synthèse des phosphites fluorés
Chapitre II : Synthèse et caractérisation des α-aminophosphonates fluoroalkylés
Introduction
II-1 Rappels bibliographiques
II-1-1 Synthèse des α-aminophosphonates
II-1-1-1 Synthèse à partir des imines
II-1-1-2 Réaction de Kabachnik-Fields
II-1-1-3 Autres méthodes de synthèse
II-2 Travail Réalisé
II-2-1 Préparation des α-aminophosphonates
II-2-2 Description et interprétation des spectres RMN
II-2-3 Activités biologiques des α-aminophosphonates
II-2-3-1 Activité anticholinestérasique
II-2-3-2 Activité antibactérienne
II-2-3-2-1 Détermination de la concentration minimale inhibitrice (CMI)
II-2-3-2-2 Détermination de la Concentration Minimale Bactéricide (CMB)
II-2-3-3 Activité antifongique : CMI
II-3 Conclusion
II-4 Partie expérimentale
Chapitre III : Synthèse et caractérisation des α-hydroxyphosphonates et des α-acétoxyphosphonates
Introduction
III-1 Rappels bibliographiques
III-1-1 Synthèse des hydroxyphosphonates
III-1-2 Synthèse des acétoxyphosphonates
III-2 Travail Réalisé
III-2-1 Synthèse des α-hydroxyphosphonates
III-2-2 Synthèse des α-acétoxyphosphonates
III-2-3 Caractérisation
III-2-3-1 Caractérisation par Spectroscopie RMN
a) α-hydroxyphosphonates (14-23)
b) α-Acétoxyphosphonates (24-32)
III-2-3-2 Caractérisation par Spectroscopie d’absorption Infra-rouge
III-2-3-3 Caractérisation structurale par diffraction des R-X
III-2-3-4 Activités biologiques des α-hydroxyphosphonates
III-2-3-4-1 Activité anticholinestérasique
III-2-3-4-2 Activité antibactérienne
a) Détermination de la concentration minimale inhibitrice (CMI)
b) Détermination de la Concentration Minimale Bactéricide (CMB)
III-2-3-4-3 Activité antifongique
III-3 Conclusion
III-4 Partie Expérimentale
a) Synthèse des hydroxyphosphonates (14-23)
b) Synthèse des acétoxyphosphonates (24-32)
c) Technique de l’étude structurale par diffraction des R-X
Chapitre IV : Complexes de tétrachlorure d’étain avec les α-hydroxyphosphonates
Introduction
IV-1 Rappel bibliographique
IV-2 Travail réalisé
IV-2-1 Synthèse des Complexes
IV-2-2 Caractérisation
IV-2-2-1 Spectroscopie d’absorption IR
IV-2-2-2 Spectroscopie RMN
a) RMN à 298 K
b) RMN 31P et 119Sn à basse température
IV-2-3 Etude structurale
IV-2-4 Etude en solution des complexes de tétrachlorure d’étain avec les α-hydroxyphosphonates par RMN à température variable
IV-2-5 Etude en solution des complexes de tétrachlorure d’étain avec les α hydroxyphosphonates avec l’ajout de ligand libre par RMN à température variable
IV-3 Conclusion
IV-4 Partie expérimentale
Objectifs et thèmes de recherche
L'objectif principal de cette thèse est la synthèse d'une série de nouveaux α-aminophosphonates, α-hydroxyphosphonates et α-acétoxyphosphonates à partir d'aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés, ainsi que l'étude de leurs propriétés biologiques et de leurs capacités complexantes vis-à-vis du tétrachlorure d'étain.
- Synthèse organique d'organophosphorés (aminophosphonates, hydroxyphosphonates, acétoxyphosphonates).
- Utilisation de la réaction de Vilsmeier-Haack et de la réaction de Kabachnik-Fields.
- Caractérisation structurale par RMN multinucléaire (1H, 13C, 19F, 31P, 119Sn), IR et diffraction des rayons X.
- Évaluation des activités biologiques : anticholinestérasique, antibactérienne et antifongique.
- Étude de la chimie de coordination avec le tétrachlorure d'étain (SnCl4) par RMN à température variable.
Auszug aus dem Buch
Chapitre I : Synthèse et caractérisation d’aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés et des phosphites fluoroalkylés
Les aldéhydes en général et les aldéhydes insaturés en particulier, sont des molécules d’un grand intérêt biologique et pharmacologique [1]. Ils sont impliqués d’une façon fondamentale dans les processus biochimiques et dans les fonctions biologiques [2]. Ils se trouvent dans le sang et dans différents organes, mais également dans les fruits, les graines, les plantes et les micro-organismes [3]. Des rapports récents ont montré que l’acroléine, l’un des majeurs aldéhydes α,β-insaturés provenant de la fumée de cigarette et un polluant connu, affecte directement la fonction myocardique [4-7]. En effet, il a été montré que l’exposition à court terme à l’aldéhyde α,β-insaturé majeur présent dans la fumée de cigarette, le crotonaldéhyde, conduit au disfonctionnement cardiomyocyte, au dédommagement de la mitochondrie et au stress oxydatif [8]. Les aldéhydes α, β-insaturés sont ainsi très réactifs et peuvent facilement réagir avec des fonctions biochimiques importantes comme les fonctions amines et hydroxyles.
Récemment, nous avons préparé des alcools allyliques [9] et des imines [10] à partir d’aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés. En continuation de nos travaux consacrés à l’étude de la réactivité d’aldéhydes β-chlorés α,β-insaturés, nous commençons par rapporter la synthèse de quelques aldéhydes différemment substitués par des groupes aromatiques et/ou trifluorométhylés ainsi que la synthèse de phosphites fluorés.
Les aldéhydes ainsi que les phosphites fluorés décrits dans ce chapitre seront utilisés comme précurseurs pour la synthèse de nouveaux α-aminophosphonates fluoroalkylés, α-hydroxyphosphonates et α-acétoxyphosphonates dans les chapitres II et III.
Résumé des chapitres
Chapitre I : Synthèse et caractérisation d’aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés et des phosphites fluoroalkylés: Ce chapitre décrit la synthèse des aldéhydes précurseurs via la réaction de Vilsmeier-Haack ainsi que la préparation et la caractérisation par RMN de phosphites fluorés.
Chapitre II : Synthèse et caractérisation des α-aminophosphonates fluoroalkylés: Ce chapitre présente l'optimisation de la synthèse d'α-aminophosphonates par la réaction de Kabachnik-Fields et l'évaluation de leurs activités biologiques.
Chapitre III : Synthèse et caractérisation des α-hydroxyphosphonates et des α-acétoxyphosphonates: Ce chapitre détaille la synthèse de dérivés hydroxy et acétoxy, leur caractérisation structurale complète et l'étude de leurs propriétés antibactériennes et antifongiques.
Chapitre IV : Complexes de tétrachlorure d’étain avec les α-hydroxyphosphonates: Ce chapitre examine les propriétés de complexation des hydroxyphosphonates synthétisés avec le tétrachlorure d'étain, incluant des études RMN à température variable.
Schlüsselwörter
Aldéhydes β-chloro-α,β-insaturés, Phosphites fluorés, α-aminophosphonates, α-hydroxyphosphonates, α-acétoxyphosphonates, Réaction de Kabachnik-Fields, RMN multinucléaire, Activité antibactérienne, Activité antifongique, Complexes d'étain, SnCl4, Chélation, Stéréochimie.
Häufig gestellte Fragen
Quelle est la thématique principale de cette thèse ?
La thèse porte sur la synthèse de nouveaux composés organophosphorés, notamment des α-aminophosphonates, α-hydroxyphosphonates et α-acétoxyphosphonates, et l'étude de leurs propriétés chimiques, biologiques et de coordination.
Quelles sont les méthodes de synthèse utilisées ?
Les travaux reposent principalement sur la réaction de Vilsmeier-Haack pour les aldéhydes de départ et la réaction de Kabachnik-Fields pour la synthèse des aminophosphonates, ainsi que sur l'utilisation de catalyseurs comme le SnCl4.
Quel est le rôle des composés fluorés dans ce travail ?
L'introduction d'atomes de fluor dans les molécules permet de modifier leurs propriétés physico-chimiques et leur réactivité, tout en améliorant potentiellement leurs activités biologiques.
Comment les composés synthétisés sont-ils caractérisés ?
Les composés sont identifiés par des techniques spectroscopiques avancées, principalement la RMN multinucléaire (1H, 13C, 19F, 31P, 119Sn), la spectroscopie infrarouge (IR) et la spectrométrie de masse (HRMS).
Quelles activités biologiques ont été évaluées ?
L'auteur a testé l'activité anticholinestérasique, ainsi que les activités antibactériennes et antifongiques contre plusieurs souches de référence.
Quel est l'intérêt de la chimie de coordination développée au chapitre IV ?
Ce chapitre étudie la formation de complexes octaédriques avec le tétrachlorure d'étain pour comprendre comment les ligands hydroxyphosphonates se lient au métal et comment des substituants lointains influencent la stabilité de ces complexes.
Pourquoi le choix de la méthode "one pot" est-il souligné ?
La méthode "one pot" (réacteur unique) simplifie le processus de synthèse en évitant l'isolement d'intermédiaires instables, ce qui augmente l'efficacité et réduit les étapes de purification.
Quel résultat notable a été observé lors des études RMN à basse température ?
Le refroidissement à 238 K a permis de résoudre les signaux des isomères cis et trans des complexes d'étain, révélant la dynamique d'échange des ligands autour du centre métallique.
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- Zayed Baccari (Author), 2018, Synthèse, propriétés complexantes et activités biologiques de nouveaux α-aminophosphonates et α-hydroxyphosphonates, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/457782
