δ-Pyronene, a terpenic synthon recently made industrially available from myrcene, has been characterized. It is an excellent raw material for the preparation of numerous intermediates used in the ...synthesis of perfumes and retinoids. Furthermore, new terpenic compounds including the cyclogeranyl skeleton have been prepared. Key words: terpenes, pyronenes, cyclogeranyl derivatives, perfumes. Journal translation
La fonctionnalisation par voie catalytique de substrats naturels a été menée dans le but d’accroître l’activité biologique reconnue de la molécule naturelle de départ ou de découvrir de nouvelles ...activités. Des réactions catalytiques telles que l’hydroformylation et l’alcoxycarbonylation mettant en jeu le monoxyde de carbone et catalysées par des complexes du rhodium et du palladium ou encore la réaction de cycloisomérisation catalysée par des complexes d’or ou du platine ont déjà permis d’accéder sélectivement à de nouvelles molécules intéressantes. Dans une première partie nous nous sommes intéressés à l’huile essentielle du cèdre de l’atlas (cedrus atlantica) qui est constituée d’une partie hydrocarbure et d’une partie oxygénée. Notre étude s’est focalisée sur la partie oxygénée de l’huile essentielle du cèdre de l’atlas qui est composée de deux cétones isomères, les Z- et E-α- atlantones. La réaction de cyclocarbonylation des alcools allyliques dérivés des α-atlantones a été étudiée. Cette réaction catalysée par des complexes du palladium permet d’obtenir des lactones à 5 et à 6 chainons. Plusieurs systèmes catalytiques de type PdCl2L2/SnCl2.2H2O ont été testés, lors de cette étude et nous avons montré que la regiosélectivité de la réaction peut être contrôlée par la nature du ligand utilisé. Ainsi, les ligands monophosphines favorisent la formation des lactones à 6 chainons obtenues sous forme de deux diastéréoisomères et les ligands diphosphines favorisent la formation de celles à 5 chainons obtenues sous forme de quatre diastéréoisomères. Ces lactones sont complètement caractérisées par RMN 1D et 2D et la spectrométrie de masse. Des monocristaux ont été obtenus et analysés par diffraction des rayons X. Dans une deuxième partie, la synthèse d’aldéhydes par réaction d’hydroformylation à partir de l’estragol, un allylbenzène extrait de l’huile essentielle de l’estragon, a été étudiée en présence du système catalytique Rh(cod)(OMe)2/ligand phosphole. Ainsi, nous avons évalué l’activité de plusieurs ligands phospholes dans cette réaction d’hydroformylation. Tous les ligands phospholes testés se sont révélés actifs et chimiosélectifs dans la réaction d’hydroformylation d’estragol pour donner majoritairement l’aldéhyde linéaire correspondant. Dans une étude préliminaire, nous avons étudié la réaction de cycloisomérisation d’énynes oxygénés dérivés d’α-atlantones catalysée par des complexes d’or ou du platine.
The catalytic functionnalisation of the natural substrates have been developped to increase their own biological activity or to give them new biological properties. The reactions such as hydroformylation, alkoxycarbonylation and cyclocarbonylation in presence of carbon monoxide catalyzed by rhodium or palladium complexes or cycloisomerisation catalyzed by gold or platinium complexes give an access to new interesting molecules with high selectivity. In first part we have been interested in study of the essential oil of the Atlas Cedar (Cedrus Atlantica). We focused in this study on the oxygenated fraction, which contains the two sesquiterpenic ketone,isomers Z- and E-α-atlantone. Starting from allylic alcohols derived from α-atlantone, the cyclocarbonylation reaction catalyzed by palladium complexes have been investigated. This reaction provide a mixture of five and six membered ring lactones with excellent conversion and excellent chemioselectivity. Different catalytic systems PdCl2L2/SnCl2.2H2O or Pd(OAc)2/L have been studied. The regiochemical control depends on the nature of the ligand L. The monophosphine ligands favor the formation of the six-membered ring lactones obtained as two diastereomers, while the diphosphine ligands allow the formation of the five- membered ring lactone obtained as four diastereomers. These new lactones were fully characterized by 1D and 2D NMR and mass spectrometry. Monocrystals of the six- and five-membered ring lactones suitable for X-ray diffraction analysis have been obtained. In a second part the hydroformylation reaction of estragol, a natural allylbenzene extracted from the essential oil of estragon, have been studied with the catalytic system Rh(cod)(OMe)2/phospholes. All the phosphole ligands show good activities and chemoselectivities in the hydroformylation of estragol and affords the linear aldehyde corresponding as a major product. In a preliminary study, we have investigated the cycloisomerisation reaction of o-tethered enynes derived from α-atlantones catalyzed by gold or platinum complexes.
Cette thèse a pour objectif de développer une nouvelle approche bio-inspirée des processus de polymérisation conduisant à la formation de polyterpènes et ultérieurement du caoutchouc naturel, un ...polyisoprène de structure purement 1,4-cis de forte masse molaire dont les propriétés sont encore inégalées par ses homologues synthétiques. Pour cette raison la production mondiale de caoutchouc naturel demeure stratégique et est toujours proche de 10 millions de tonnes, soit environ 45% de la demande mondiale annuelle en élastomères. Alors que les voies de synthèse développées jusqu’à présent pour accéder à des homologues du caoutchouc naturel sont basées sur la polymérisation par voie anionique ou par coordination de l’isoprène,l’approche suivie par la nature pour synthétiser les polyterpènes est basée sur la polymérisation à caractère cationique d’un autre monomère, le pyrophosphate d’isopentényle (IPP) qui est la brique de construction universelle de la famille des terpènes. Le projet a pour objet de tenter de reproduire au plus près le procédé naturel et d’utiliser, d’une part, la voie cationique pour polymériser des modèles de l’IPP et l’isoprène en utilisant des homologues du pyrophosphate dediméthylallyle (DMAPP, amorceur employé par la nature) comme amorceurs et des acides de Lewis pour mimer les cations divalents (Zn2+, Mg2+ or Mn2+) qui assistent les enzymes au cours des étapes d’ionisation et d’activation mises en jeu au cours de la biosynthèse, afin d’accéder à des polyterpènes approchant la structure des produits naturels. Contrairement à la nature, nous avons obtenus des oligomères de structure 1,4-trans avec de plus, de nombreuses structures cyclisées. D’autre part, nous avons également cherché à améliorer les propriétés d’un polyisoprène 1,4-cis obtenu par polymérisation anionique afin d’approcher celles du caoutchouc naturel. Nous avons développé une fonctionnalisation des chaines de polyisoprène 1,4-cis permettant d’ancrer des groupements urées susceptibles d’établir un réseau physique de liaisons hydrogènes. Nous avons montré que les polyisoprènes modifiés possèdent des propriétés viscoélastiques comparables à celles du caoutchouc naturel non vulcanisé obtenu par coagulation du latex.
Although synthetic rubbers, including high cis-content polyisoprene (PIP), are used in a broad range ofapplications, they are far from achieving the performances of natural rubber (NR), a 100% 1,4-cis polyisoprenewith very high molar mass. Therefore, NR produced exclusively by hevea (whereas more than 2,500 plant species are known to produce polyterpene-based polymers) is still dominant in many engineering applications since its exceptional properties grants this polymer a strategic resource material which holds a significant marketshare (about 45%).. The only alternative plant species under cultivation, Parthenium argentatum, also calledguayule, produces a latex yielding rubber with properties close to those of hevea rubber, and marketed as “non allergenic natural rubber” but with a higher cost complex extraction processes The NR biosynthesis process isdescribed as a polymerization process involving a series of enzymatic reactions using isopentenyl pyrophosphate(IPP) as elementary building brick. Besides, synthetic PIPs with high cis-content were already produced fromisoprene monomer by Ziegler-Natta, lanthanide-based or anionic-type polymerizations. Currently, no syntheticPIPs mimics the performance of NR, maybe because 100% 1,4-cis PIP could so far not been produced synthetically. A close inspection of the NR biosynthesis process led us to postulate that this latter is consistent with a transferless, stereospecific carbocationic-type polymerization mechanism. We then propose to develop this new bio-inspired cationic-like polymerization approach with the aim to produce polyterpenes and then NR homologues of tailored molar mass and microstructure that could exhibit properties close to natural polyterpenes by using IPP homologues and isoprene as monomers, DMAPP homologues asinitiators and Lewis acids to mimick the divalent cations (Zn2+, Mg2+ or Mn2+) that assist the enzymes during the initiation end activation steps. For the cationic polymerization of isoprene, oligomers with 1,4-trans and cyclized structures were obtained. We also develop new routes to modify polyisoprenes obtained by anionic polymerization in order to establish hydrogen interaction. To this end, different urea groups were grafted and the modified polyisoprene exhibite delastomeric properties close to the one of a non-vulcanized NR obtained by latex coagulation
Cette étude cytologique et chimique menée chez sept espèces de Dracocephalum (D. foetidum Bunge, D. grandiflorum L., D. heterophyllum Benth., D. moldavica L., D. nodulosum Rupr., D. nutans L. et D. ...scrobiculatum Regel) a eu pour objet de préciser d'une part la nature des terpènes qu'elles contiennent et, d'autre part, la localisation cytologique de ces substances au niveau des organes sécréteurs: les glandes pétiolaires (GP). Trois groupes ont été distingués: le premier (D. grandiflorum, D. nutans, D. scrobiculatum) est caractérisé par une abondance de sesquiterpènes et une plus faible quantité de monoterpènes. L'analyse ultrastructurale indique que les cellules sécrétrices des GP sont dépourvues de REL tubulaire et cisternal et que les terpènes sont présents dans le hyaloplasme et de nombreux organites ainsi que dans les vacuoles et dans la cavité subcuticulaire. Le 2ème groupe (D. nodulosum) produit pour l'essentiel des monoterpènes. Les cellules sécrétrices des GP sont caractérisées par la présence d'un leucoplastidome hypertrophique et par l'absence de réticulum tubulaire. Les accumulations terpéniques sont observées plus particulièrement au niveau des cisternes réticulaires qui enveloppent le leucoplastidome, mais également dans les vacuoles et dans la cavité subcuticulaire. Les espèces du groupe 3 (D. foetidum, D. heterophyllum, D. moldavica) ne contiennent que des monoterpènes oxygénés sur le deuxième carbone. Les cellules sécrétrices des GP sont caractérisées par la présence d'un REL tubulaire abondant qui établit de nombreux contacts avec les leucoplastes. Les accumulations terpéniques sont observées dans les plastides, dans le REL tubulaire et dans la cavité subcuticulaire.
Chez ces différentes plantes les terpènes semblent absents dans les globules glandulaires à l'exception toutefois de D. foetidum. En effet, il a été observé chez cette espèce la présence de vacuoles riches en matériel dense aux électrons dont l'aspect rappelle le matériel terpénique observé dans la cavité subticulaire des GP.
Il ressort de cette étude que la présence du REL tubulaire n'est pas obligatoire pour que s'effectue la synthèse de terpènes. Différents sites de synthèse et de transport de ses substances sont proposés pour les trois groupes considérés.
