Thèse Synthèse de Nouveaux Organocatalyseurs Bifonctionnels et Applications en Catalyse Asymétrique H/F

Université Paris-Saclay GS Chimie

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie
École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes
Laboratoire de recherche : Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay
Direction de la thèse : Giang VO-THANH ORCID 0000000326826698
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Notre projet se concentre sur une étude détaillée et systématique de nouveaux organocatalyseurs chiraux bifonctionnels. Pour cela, nous étudierons dans un premier temps la conception et la synthèse de nouveaux organocatalyseurs chiraux bifonctionnels dérivés de produits de la biomasse ou de matières premières peu coûteuses disponibles. Dans un second temps, ces nouvelles molécules chirales seront étudiées comme organocatalyseurs chiraux dans diverses transformations asymétriques organocatalytiques.
Nous avons conçu et synthétisé des organocatalyseurs chiraux fonctionnalisés dérivés de produits naturels. Nous avons également décrit le premier exemple de formation de liaisons C - S organocatalysées par phosphine-thiourée donnant des esters d'-méthylène--mercapto énantioenrichis avec de bons rendements et avec un excès énantiomérique allant jusqu'à 93% ee. Notre groupe a développé la première annulation [4+2] d'alcènes allénoates et tétrasubstitués entièrement carbonés catalysée par un catalyseur amine pour la synthèse de dérivés hautement fonctionnalisés de 2H et 4H-pyrane. Récemment, nous avons rapporté une synthèse efficace et flexible d'une nouvelle classe de catalyseurs NHC bifonctionnels chiraux. Ces nouveaux NHC imidazolylidène, portant une fonction (thio)urée en tant que donneur de liaison hydrogène, ont favorisé efficacement la trans-cyclopentannulation hautement diastéréosélective des énals et des énones avec un bon rendement (jusqu'à 69 % de rendement) ainsi qu'une excellente énantiosélectivité (jusqu'à 96 % ee). De plus, une nouvelle réactivité des acides d'alkylidène Meldrum pour la réaction de cycloaddition (4+2) avec l'-cétoester a été très récemment développée conduisant à la formation de dihydropyranones sans précédent avec de bons rendements et une excellente énantiosélectivité jusqu'à 98 %.
Le projet de thèse vise à préparer une nouvelle classe d'organocatalyseurs chiraux bifonctionnels pour la catalyse asymétrique. Ces composés possèdent dans leur structure une fonction acide de Brønsted et un fragment base de Lewis. Ces deux parties seront reliées par un lieur chiral. Ces nouvelles molécules seront obtenues en quelques étapes à partir de réactifs disponibles dans le commerce ou à partir de molécules naturelles chirales issues de la biomasse.
Dans un second temps, ces nouvelles molécules chirales fonctionnelles seront évaluées dans diverses transformations organocatalytiques. Le domaine d'application des nouveaux catalyseurs chiraux sera exploré grâce à une évaluation systématique des processus modèles organocatalytiques. Notre objectif est d'utiliser ces nouveaux catalyseurs chiraux pour l'activation simultanée de partenaires réactionnels nucléophiles et électrophiles, dans un environnement chiral contrôlé. Sur la base des données de la littérature, certaines réactions modèles, par exemple la réaction asymétrique de Baylis-Hillman, l'annulation [n+2] d'alcènes et d'allénoates substitués,.... sont sélectionnées. Ces tests catalytiques comprennent la détermination systématique des propriétés catalytiques de ces organocatalyseurs chiraux en termes d'activité catalytique et de régio- et stéréosélectivité ainsi que des expériences de recyclage du catalyseur pour des exemples choisis.

Bifunctional asymmetric organocatalysis: The thesis project aims to prepare a new class of bifunctional chiral organocatalysts for asymmetric catalysis. These compounds have in their structure a Brønsted acid function and a Lewis base fragment. These two parts will be connected by a chiral linker. Our goal is to use these new chiral catalysts for the simultaneous activation of nucleophilic and electrophilic reaction partners, in a controlled chiral environment.

1/ Design and synthesis of bifunctional chiral organocatalysts starting from commercially available reagents or from chiral natural molecules derived from biomass.
2/ Evaluation in asymmetric organocatalytic processes: these new functional chiral molecules will be evaluated in various organocatalytic transformations, such as asymmetric aza Baylis-Hillman reaction, [n+2] annulation of polysubstituted alkenes and allenoate, hydrophosphonylation, Phospha Brook rearrangement.
3/ Study of catalyst recycling will be also investigated

Organic synthesis and catalysis methods;
Physico-chemical analysis methods