PARTIE III RAPPELS SUR LES SYNTHÈSES TOTALES DES JASMONATES DE
III.2.1. Synthèses du (±)-jasmonate de méthyle racémique
III.2.1.1. Sisido et al. – 1968: préparation d’une oléfine bicyclique fonctionnalisée [197]
Après la découverte des jasmonoïdes au début des années 60, l’équipe de Sisido fut la première à compléter la synthèse totale du (±)-jasmonate de méthyle. Pour ce faire, il utilisa une cyclopentanone α-substituée (Schéma 30).
O Et
HOOC O
Et
HOOC NH
O OMe
O
OMe O N
O
OMe O O
Et
O Et Br
O Et
MeOOC O
Et
MeOOC
O H2O2
O
COOMe
Et MeOH
O
COOMe +
1- KOH (aq.) / MeOH 2- H2SO4, DCM 56%
Rendement global~5%
Réaction de Stork
86% Dioxane
31%
MeOH, H+ NaOH (aq.) / MeOH
61%
Ts-NH-NH2 51% EtOH
H2 / Pd-CaCO3
60% (±±±±)-Jasmonate
de méthyle
Schéma 30 : Synthèse du (±)-jasmonate de méthyle racémique selon Sisido et al.
Une réaction de Stork sur une cyclopentanone α-substituée puis la condensation d’une bromocétone fournissent un premier intermédiaire, une cyclopentanone α-disubstituée. Elle subit alors une aldolisation intramoléculaire donnant l’oléfine bicyclique la plus substituée.
Une époxydation de l’oxoester insaturé correspondant donne l’époxyde racémique, qui est directement converti en p-toluènesulfonylhydrazone subissant un réarrangement d’Eschenmoser. L’alcyne formé est finalement hydrogéné et fournit le (±)-jasmonate de méthyle racémique avec un rendement global de 5%.
[197] Sisido, K.; Kurozumi, S.; Utimoto, K. Synthesis of Methyl dl-Jasmonate. J. Org. Chem. 1969, 34, 2661-2664.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
III.2.1.2. Büchi et al. – 1971 : fonctionnalisation d’une cyclopentanone en αααα puis ββββ[198]
L’équipe de Büchi fut l’une des premières à compléter une synthèse efficace du (±)- jasmonate de méthyle et de la cis-jasmone à partir du dihydrorésorcinol (Schéma 31).
∆∆∆∆
O
COOMe
O H O
COOMe MeOOC
O Br
O Cl
O OH
O
O OH
O
CrO3 CHCl3
O
COOMe Dihydro-
résorcinol
Cis -jasmone
KOH (aq.) Xylène
1- [Red]
2- MeLi 1- Hydrolyse
2- Décarboxylation 3- Estérification
[Red]
(±)-Jasmonate de méthyle Rendement global ~30%
CH2(COOMe)2
Na2CO3 tBuOCl
Schéma 31 : Synthèse du (±)-jasmonate de méthyle et de la cis-jasmone selon Büchi et al.
La première étape clé de cette synthèse est la condensation d’un halopentyne sur le dihydrorésorcinol suivie d’une chloration. La chlorodicétone cyclique subit une déshalogénation décarboxylative fournissant la cyclopenténone α-substituée. Cette cyclopenténone peut alors être fonctionnalisée en position β:
- Par une réduction puis une méthylation qui permet d’isoler un carbinol. L’oxydation de ce dernier fournit la cis-jasmone.
- Par une condensation du malonate de diméthyle suivie d’une décarboxylation du diacide, puis d’une réduction permettant d’isoler le (±)-jasmonate de méthyle avec un rendement global de 30%.
[198] Büchi, G.; Egger, B. A new Synthesis of Cyclopentenones. Methyl Jasmonate and Jasmone. J. Org. Chem. 1971, 36, 2021-2023.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
III.2.1.3. Decorzant et al. – 1978. Tsuji et al. – 1987: fonctionnalisation d’une cyclopentanone en αααα puis ββββ[199,200]
En 1978, Decorzant et al. de la société suisse Firmenich proposent une nouvelle synthèse du (±)-jasmonate de méthyle à partir de la cyclopentanone en quatre étapes (Schéma 32).
O O O
COOMe COOMe
Br Br
O
COOMe
O O O O
O
COOMe COOMe O
O O
O O
∆∆∆∆
Cl
H2O, ∆∆∆∆
50%
89%
70%
(2 étapes) KOH, Aliquat 336
EP, Et2O-H2O
(±)-Jasmonate de méthyle Rendement global ~31%
CTP
87%
1- CH2(COOMe)2 NaOMe/MeOH
Acide adipique 190°C
Rendement global ~60% 89%
(2 étapes)
1- Pd(OAc)2, PPh3 ACN, 80°C
hexanedioate de diallyle
( )3
2- H2, catalyseur de Lindlar
77%
(2 étapes) Decorzant et al. - 1978
Tsuji et al. - 1978 Cyclo- pentanone
Réarrangement [1,5]H
300°C
CH2(COOMe)2 NaOMe/MeOH
1- NaH, PhCH3, 90°C 2-
Schéma 32 : Synthèse du (±)-jasmonate de méthyle racémique selon Decorzant et Tsuji pour Firmenich.
L’étape clé de cette synthèse repose sur la réaction de la cyclopentanone avec le 1,4- dibromo-2-pentène en conditions de catalyse par transfert de phase. La spiro[2.4]heptèn-4-one obtenue subit alors un réarrangement sigmatropique [1,5]H à haute température. La condensation du malonate de méthyle sur la diénone cyclique obtenue suivie d’une décarboxylation à chaud fournit alors le (±)-jasmonate de méthyle avec un rendement global de 31%.
Neuf ans plus tard, Tsuji propose d’améliorer cette synthèse en appliquant une stratégie identique à la seule différence que la diénone cyclique est alors obtenue par réaction pallado- catalysée à partir d’un allyl-β-cétocarboxylate suivie d’une réduction. Avec cette nouvelle stratégie, le (±)-jasmonate de méthyle est obtenu avec un rendement global de 60% en quatre étapes.
[199] Näf, F.; Decorzant, R. An Efficient Synthesis of Methyl (±)-Jasmonate and (Z)-Jasmone. Helv. Chim. Acta, 1978, 61, 2524-2529.
[200] Kataoka, H.; Yamada, T.; Goto, K.; Tsuji, J. An efficient synthetic method of (±)-methyl jasmonate. Tetrahedron, 1987, 43, 4107-4112.
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III.2.1.4. Negishi et al. – 1985 : ββββ- puis αααα-fonctionnalisation d’une cyclopenténone [201]
Entre temps, l’équipe de Negishi propose une nouvelle synthèse totale du (±)-jasmonate de méthyle, en fonctionnalisant la position β puis α de la cyclopentén-2-one (Schéma 33).
O
COOH O
LiO
DMF Et2O THF
AcO 1- BEt3
2- Pd(PPh3)4 (2 mol %) 3-
O
O
COOMe
cyclopent- 2-énone
1- LiCu(CHCH2)2CN 2- Me3SiCl 3- n-BuLi
86% 90%
1- 9-BBN 2- NaOH - H2O2 3- Na2Cr2O7 4- H2SO4 98%
1- MeI 2- K2CO3
90%
Rendement global ~70%
(±)-Jasmonate de méthyle
Schéma 33 : Synthèse du (±)-jasmonate de méthyle selon Negishi et al.
La cyclopent-2-énone β-fonctionnalisée est préparée par une addition 1,4-conjuguée d’un cuprate lithien, suivie d’une silylation-lithiation. La fonctionnalisation de l’énolate lithien en position α s’effectue alors avec un équivalent de l’acétate d’allyle (Z)-γ-monosubstitué en présence de triéthylbore et d’une quantité catalytique de Pd(PPh3)4. Le résidu vinylique est réduit sous la forme d’un alcool primaire par hydroboration oxydante puis subit une oxydation de Jones, et une méthylation. Cette synthèse qui permet d’accéder au (±)-jasmonate de méthyle reste à ce jour l'une des plus convergentes et les plus efficaces avec un rendement global de 70%.
[201] Luo, F. T.; Negishi, E. I. Palladium-catalyzed allylation of lithium 3-alkenyl-1-cyclopentenolates-triethylborane and its application to a selective synthesis of methyl (Z)-jasmonate. Tetrahedron Lett. 1985, 26, 2177-2180.
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III.2.1.5. De Saint Laumer et al. – 2006 : préparation d’une chloroindénone par Diels- Alder [202]
Bien qu’ayant un rendement globalement inférieur, la société Suisse propose une synthèse encore plus expéditive du (±)-jasmonate de méthyle en trois étapes basée sur une cycloaddition de Diels-Alder de la cyclopent-2-énone et du chloroprène (Schéma 34).
Cl Cl
H O H
H Cl O H
O
CHO COOMe O
COOMe
O SnCl4
(0,2 éq.)
1- O3, AcOEt, -78°C 2- Me2S
3- MeOH, NaHCO3
(mélange 40:60 des produits de coupure) 4- AcOH (aq.) 40°C
75%
64%
88%
PPh3(Pr)Br, n-BuLi -20°C à t.a.
toluène Z/E = 96/4
trans/cis = 93/7
Rendement global ~42%
+
+
cis/trans = 55:45
cis/trans = 7:93 cyclopent-
2-énone Chloroprène Chloroindénones
(±)-Jasmonate de méthyle
CHCl3 Xylène
Schéma 34 : Synthèse du (±)-jasmonate de méthyle par De Saint Laumer et al. pour Firmenich.
L’étape clé de cette synthèse repose sur la préparation d’un mélange 45:55 d’épimères cis/trans de chloroindénones obtenues par une cycloaddition, catalysée par un acide de Lewis.
Le mélange obtenu subit alors un traitement ozonolytique modifié. Un traitement acétique aqueux permet d’augmenter le ratio des épimères cis/trans jusqu’à 7:93. Finalement, une réaction de Wittig permet d’obtenir le (±)-jasmonate de méthyle avec un rendement global d’environ 42%.
Bien qu’ayant un seuil de détection olfactif plus élevé que celui de l’épi-jasmonate de méthyle, les chimistes organiciens effectuèrent dans un second temps les synthèses totales des trans-jasmonates de méthyle énantiopurs.
[202] Chapuis, C.; Cantatore, C.; de Saint Laumer, J. Y.; An Expeditious Synthesis of Methyl Jasmonate. Helv. Chim. Acta, 2006, 89, 1258- 1264.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle