Soutenance mémoire
PREPARATION DES ARYLAZIDES
OBTENTION DE DERIVES 1,2, 3- TRIAZOLIQUES DANS DES CONDITIONS VERTES
Réactions sans solvant
Les solvants constituent la majorité des déchets générés. Leur élimination nécessite un nouvel apport d’énergie et de nouveaux rejets se retrouveront éventuellement dans l’environnement. Il est donc souhaitable d’effectuer les réactions en absence de solvant. En 1992 Kadaba a effectué la synthèse des 1-aryl-5 amido -1,2,3-triazolines à partir d’énamide et d’arylazides à température ambiante sans solvant avec des rendements qui varient de 10 à 91% en fonction du temps de réaction. Cette réaction constitue l’un des premiers exemples sans solvant de l’addition des énamides sur les azides .Des azidostyrènes réagissent avec diverses énamines, pour conduire dans des conditions simples sans solvant et d’une manière régiosélective aux vinyltriazolines avec de rendements moyens . L’addition d’oléfines pauvres en électrons sur l’azoture de triméthylsilyle (TMSN3), sans solvant et en présence de fluorure de tétra-n-butyl-ammonium comme catalyseur, conduit à une variété de 4-aryl-5-cyano- ou 4-aryl- 5-carbéthoxy-1H-1,2,3-triazoles dans des conditions douces et respectueuses de l’environnement avec des rendements bons à excellents .
Réactions dans l’eau
D’une idée naturelle, l’eau apparaît comme le solvant le plus vert qu’il soit. Bien qu’utilisée comme solvant depuis les débuts de la synthèse organique, l’émergence du concept de chimie verte a généré une augmentation d’intérêt pour l’eau en tant que solvant. Li et al. ont développé une voie de synthèse efficace et économique des 1,2,3- triazoles 1,4-disubstitués à partir d’halogénures d’alkyle, d’azoture de sodium et d’arylalkynes terminaux dans l’eau avec d’excellents rendements. Cependant les alcynes aliphatiques terminaux ont fourni le mélange de régioisomères (triazoles 1,4-disubstitués et 1,5-disubstitués). De plus, il s’agit d’un système de réaction idéal pour la protection de l’environnement puisqu’elle utilise seulement de l’eau comme solvant et ne nécessite pas l’ajout de catalyseur ni d’additif . La synthèse de ß-hydroxy-triazoles en un seul pot dans l’eau par condensation d’alcynes, d’époxydes, d’azoture de sodium en présence d’une quantité catalytique de SiO2/CuSO4 et d’acide ascorbique fournit des triazoles avec de bons rendements, à
température ambiante.
Réactions dans les liquides ioniques
Les liquides ioniques, alternative des solvants classiques, sont des sels possédant une température de fusion inférieure à 100°C et souvent même inférieure à la température ambiante. Les liquides ioniques fondus à la température ambiante présentent de nombreux avantages pratiques et possèdent de très bonnes propriétés de dissolution pour la plupart des composés organiques et inorganiques. Ces dernières années beaucoup de réactions utilisant ce nouveau milieu réactionnel ont été décrites dans la littérature.
Une méthode efficace et écologique mettant en jeu une réaction à trois composants impliquant des halogénures, de l’azoture de sodium et des alcynes, dans un mélange de liquide ionique [bmim] [BF4], d’eau et d’iodure de cuivre comme catalyseur fournit des 1,2,3-triazoles disubstitués en 1,4 avec des rendements bons à élevés .
Réactions sous irradiation Micro-Onde
L’activation par Micro-Onde se traduit par des temps de réaction réduits par rapport au chauffage classique, un rendement élevé, une économie d’énergie et une synthèse dans des conditions beaucoup plus douces, dans des solvants beaucoup moins toxiques ou sans solvant du tout quand c’est possible.
La synthèse des dérivés triazoliques activée par Micro-Onde a été décrite comme le montre les exemples cités ci-après, une amélioration significative des rendements a été observée et une diminution impressionnante de temps de réaction par rapport au chauffage classique.
L’addition d’azides organiques sur des composés acétyléniques activée par Micro-Onde a été largement étudiée. Ces réactions conduisent ainsi à des triazoles avec de meilleurs rendements par rapport au chauffage traditionnel
Rappel bibliographique sur les modes d’obtention des azides organiques
Les azides organiques sont une classe de composés chimiques contenant trois atomes d’azote. Ce sont donc des composés triazotés qui répondent à la formule générale suivante :RN3 : R= Aryle, alkyle,…….ou acyle La chimie des azides a été largement développée depuis la découverte du premier azide « le phénylazide » en 1864par Griess.
Leur préparation et leur utilisation comme intermédiaires réactionnels en synthèse organique ont été décrites dans divers articles, livres et mises au point.2Ces azotures organiques peuvent être obtenus à partir de substrats azotés variés : anilines substituées, hydrazines, alcools, acides, aldéhydes,…et chlorures .
Selon la structure du groupement R, on distingue trois (03) classes d’azides : les alkylazides, les acylazides et les arylazides. Les arylazides (ArN3) sont les plus nombreux et les plus importants du fait de leur forte stabilité. Ils peuvent être formés à partir des systèmes aromatiques de structures variées impliquant des réactions de substitution nucléophile, de diazotation, de transfert diazo, de dégradation, d’addition, d’oxydation, d’insertion … ou de substitution aromatique nucléophile.
PREPARATION DES 1-AMINO-CYCLOHEXENES
Rappel bibliographique sur les modes d’accès aux énamines
Les énamines, amines insaturées ou vinylamines substituées sont considérées comme des analogues azotés des ènols. Elles peuvent être de structure acyclique ou cyclique.
Aussi, ce sont des intermédiaires réactionnels très utilisés en synthèse organique où elles représentent des synthons de choix pour l’élaboration de diverses classes de molécules de structures plus ou moins complexes dotées de propriétés pharmaceutiques des plus diversifiées : antibiotique, analgésique, anti-cancéreuse,…et anti-malariale. Leurs modes d’obtention sont multiples et variés, Ce sont des composés aisément préparés à partir de dérivés insaturés, aminés, halogénés, à méthylène actif, à base de métaux…. et carbonylés par différents types de réactions : addition, substitution, élimination, …et condensation.
Ce sont des amines primaires, secondaires ou tertiaires selon les groupements greffés au niveau de l’atome d’azote. A noter que les énamines sont des intermédiaires dans le métabolisme des plantes et constituent l’unité de base dans la biosynthèse des alcaloïdes.La méthode la plus commune d’obtention des énamines est celle qui utilise les dérivés carbonylés. Quelques exemples de leur synthèse mettant en jeu des dérivés carbonylés en présence de différents catalyseurs sont décrits dans ce qui suit :
La condensation entre une amine secondaire et un composé carbonylé (aldéhyde ou cétone) possédant un hydrogène du carbonyle, en présence d’un catalyseur acide, conduit à une hydroxylamine qui par élimination d’une molécule d’eau fournit l’énamine correspondante.
Synthèse de 1,2,3-triazoles à partir de composés à méthylène actif
Les 1,2,3-triazoles, hétérocycles pentagonaux triazotés, occupent une place importante parmi les composés hétérocycliques grâce à leurs multiples et diverses propriétés thérapeutiques et biologiques (antibactérienne, fongicide, antivirale, anti-inflammatoire, antiallergique, insecticide, inhibiteur de VIH,…et régulateur de la croissance des végétaux).Ce sont des éléments structuraux très recherchés en chimie médicinale comme isostère potentiel de la fonction amide.Parmi de nombreux exemples de triazoles biologiquement actifs rapportés dans la littérature, nous citerons la Céfatrizine et la Tazocilline comme antibiotiques, la Ribavirine médicament contre l’hépatite chronique C et le Rufinamide, comme un antiépileptique .La Céfatrizine, antibiotique de la famille des céphalosporines, commercialisée sous le nom de CEFAPEROS, est utilisée dans le traitement des infections bactériennes spécifiques. Le Tazobactam associé à la pépiracilline constitue l’antibiotique TAZOCILLINE. C’est un antibiotique appartenant à la classe des lactamines, dérivé de l’acide pénicillanique dont l’un des cycles est un triazole. Il inhibe les lactamases .Le Rufinamide appartient à la classe des médicaments appelés anticonvulsivants (médicament contre les convulsions). Il s’utilise en même temps que d’autres anticonvulsivants pour aider à réprimer les
convulsions associées au syndrome de LennoxGastaut dans le cas des adultes et des enfants âgés de quatre ans et plus. La ribavirine (ATC code J05AB05) est un médicament utilisé comme remède de l’hépatite chronique C et de l’insuffisance respiratoire causé par le virus syncytial (VRS), responsable d’une forme de bronchiolite, maladie rencontrée le plus souvent chez les enfants en bas âge.Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à la synthèse de quelques 1,2,3- triazoles, molécules à propriétés biologiques et pharmacologiques potentielles, par réaction multicomposés associant trois partenaires : un composé à méthylène actif, la morpholine et un arylazide dans des conditions de « Chimie Verte ».
GENERALITES SUR LES NANOCOMPOSES A BASE DE CARBONATE
Les nanocomposites sont généralement définis comme étant des particules dont la taille varie de 1 à 100 nm. Ils manifestent de nouvelles propriétés tout à fait différentes de celles des matériaux massifs. La réduction de la taille à l’échelle nanométrique modifie les propriétés structurales, électroniques et de surface. Selon le constituant de la matrice, il existe plusieurs types de nanocomposites :
Nanocomposites à matrice polymère;
Nanocomposites à matrice céramique;
Nanocomposites à matrice métallique.
Le carbonate de calcium, minéral présent au niveau des roches de la croûte terrestre, des océans, des coquilles, des œufs et des os de plusieurs espèces animales a attiré l’attention des chercheurs en raison de son polymorphisme. La calcite et l’aragonite en sont les deux principales formes cristallines .
PREPARATION DU NANOCOMPOSITECuCO3/CuO
Nous avons synthétisé le nanocompositeCuCO3/CuOà partir de l’os de seiche que nous avons récupéré dans les zones de bord de mer d’Aïn El Turck-Oran Algérie-. Ce catalyseur, bon marché et respectueux de l’environnement a été choisi pour des raisons écologique et économique.Expérimentalement nous avons broyé l’os et lavé les particules avec de l’éthanol pour éliminer toutes les traces organiques. La poudre récupérée a été traitée avec des solutions contenant différentes concentrations de nitrate de cuivre Cu(NO3).
Après quelques minutes d’agitation, l’apparition d’un précipité bleu atteste la formation du produit attendu. Les solutions obtenues sont filtrées et les résidus sont lavées et séchées à 353 K.
Les catalyseurs [CuCO3-CuO]ont été préparés avec différentes concentrations de nitrate de cuivre Cu(NO3)2: 1 M ; 0,8 M ; 0,6 M ;0,4 M et0,2 M et les produits formés sont respectivement symbolisés par: MB1 ; MB0,8 ;MB0,6 ; MB0,4 ;MB0, MB0 est la poudre de CaCO3de l’os sans addition de nitrate de cuivre.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Revue bibliographique
Obtention de triazolines et de triazoles dans des conditions vertes
I.1. INTRODUCTION
I.2. OBTENTION DE DERIVES 1,2, 3- TRIAZOLIQUES DANS DES CONDITIONS VERTES
I.2.1. Réactions sans solvant
I.2.2. Réactions dans l’eau
I.2.3. Réactions dans les liquides ioniques
I.2.4. Réactions sous irradiation Micro-Onde
I.2.5. Réactions multicomposés MCRS
I.2.5.1. Condensation–Cycloaddition de Huisgen
I.2.5.2. Substitution Nucléophile–Cycloaddition de Huisgen
I.2.5.3. Réaction de Sonogashira–Cycloaddition de Huisgen
I.2.5.4. Cycloaddition de Huisgen–Arylation
I.2.5.5. Réaction de Michael–Cycloaddition de Huisgen
I.2.5.6. Réaction d’Henry–Cycloaddition de Huisgen
I.2.6. Réactions en présence de nanocomposites
I.3.CONCLUSION
Chapitre II : Préparation d’arylazides et d’amino-oléfines
II.1.INTRODUCTION
II.2. PREPARATION DES ARYLAZIDES
II.2.1. Rappel bibliographique sur les modes d’obtention des azides organiques
II.2.1.1. Préparation par substitution nucléophile
II.2.1.2. Préparation par diazotation
II.2.1.3. Préparation par transfert diazo
II.2.1.4. Préparation par dégradation
II.2.2. Préparation d’arylazides variés
II.3. PREPARATION DES 1-AMINO-CYCLOHEXENES
II.3.1. Rappel bibliographique sur les modes d’accès aux énamines
II.3.1.1.Préparation des énamines en présence d’acide
II.3.1.2. Préparation des énamines en présence de catalyseur
II.3.2. Préparation des 1-aminocyclohexènes
II.4. CONCLUSION
Chapitre III : Synthèse de 2-1,2,3-Triazolines bicycliques
III.1. INTRODUCTION
III.2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES 2-1, 2,3-TRIAZOLINES
III.2.1. Modes d’obtention des 2-1,2,3-triazolines
III.2.2. Transformations des 2-1,2,3-triazolines
III.3. SYNTHESE DES 2-1,2,3-TRIAZOLINES
III.3.1. Obtention de 2-1,2,3-triazolines par réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire
III.3.2. Obtention de 2-1,2,3-triazolines par réaction multicomposés
III.3.3. Etude comparative entre les deux voies de synthèse
III.4. IDENTIFICATION STRUCTURALE DES 2-1,2,3-TRIAZOLINES
III.5. CONCLUSION
Chapitre IV : Synthèse de 1,2,3-triazoles à partir de composés à méthylène actif
IV.1. INTRODUCTION
VI.2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE.
IV.3. PREPARATION DES TRIAZOLES PAR MCRs
IV.3.1. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir de l’acétoacétate d’éthyle
IV.3.2. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir du 3-oxopentanoate d’éthyle
IV.3.3. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir du 3-oxo-3-phénylpropanoate d’éthyle
IV.3.4. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir de l’acétylacétone
IV.3.5. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir de la 1,3-diphényl-1,3-propane-1,3-dione
IV.3.6. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir du malononitrile
IV.3.7. Préparation des 1,2,3-triazoles à partir du cyanacétate de méthyle
IV.4. IDENTIFICATION STRUCTURALE DE 1,2,3-TRIAZOLES 4-10
IV.5. CONCLUSION
Chapitre V : Synthèse de quelques 1,2,3-triazoles par un nanocomposite CuCO3/CuO
V.1. INTRODUCTION
V.2. GENERALITES SUR LES NANOCOMPOSITES A BASE DE CARBONATE
V.3. PREPARATION DU NANOCOMPOSITE CuCO3/CuO
V.3.1. Détermination des caractéristiques structurales des nanocomposites préparés
V.3.1.1. Analyse par diffraction aux rayons X (DRX)
V.3.1.2. Analyse par Ultraviolet-Visible
V.3.1.3. Analyse par Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR)
V.3.1.4. Analyse par Spectroscopie aux rayons X à Dispersion d’Energie (EDS)
V.3.1.5. Analyse par Microscopie Electronique à Balayage (MEB)
V.4. SYNTHESE DES 1,2,3-TRIAZOLES AVEC OU SANS CATALYSEUR CuCO3/CuO
V.4.1. Optimisation des conditions réactionnelles entre l’acétoacétate d’éthyle et le paranitrophénylazide
V.4.1.1. Effet de la concentration du cuivre et du temps sur le rendement de la réaction
V.4.1.2. Effet de la quantité du catalyseur sur le rendement de la réaction
V.4.1.3.Détermination de la phase active dans la réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire
V.4.2. Mécanisme réactionnel proposé pour la réaction
V.4.3. Réutilisation du nanocomposite CuCO3/CuO dans la synthèse des 1,2,3-triazoles
V.5. CONCLUSION
Chapitre VI : Arylation directe de bromophényl-1,2,3-triazoles par deshétéroarènes, en présence de palladium
VI.1. INTRODUCTION.
VI.2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
VI.3. RESULTATS ET DISCUSSION
VI.3.1. Préparation de 1,2,3-triazoles
VI.3.2. Couplage des 1-(4-bromo-phényl)-1,2,3-triazoles par des hétéroarènes
VI.3.3. Couplage des1-(3-bromo-phényl)-1,2,3-triazoles par des hétéroarènes
VI.3.4. Couplage des 1-(2-bromo-phényl)-1,2,3-triazoles par des hétéroarènes
VI.4. IDENTIFICATION STRUCTURALE DES 1-ARYL-1,2,3-TRIAZOLES
VI.5. CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
PARTIE EXPERIMENTALE
1. GENERALITES
1.1. Réactifs et Solvants
1.2. Techniques d’analyse
1.2.1. Chromatographie
1.2.2. Spectroscopie
1.2.3. Analyse centésimale
1.2.4. Points de fusion
2. PREPARATION DES ENAMINES 1
3. PREPARATION DES ARYLAZIDES 2
4. SYNTHESE DES 2-1,2,3-TRIAZOLINES 3
5. SYNTHESE DES 1, 2,3-TRIAZOLES 4-10
6. SYNTHESE DES 1,2,3-TRIAZOLES ARYLES 11-13
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