Thèse Couplages Croisés Métallocatalysés Énantiosélectifs par Électrolyse Couplée Convergente pour la Synthèse d'Allènes Chiraux Hautement Fonctionnalisés. H/F

Doctorat_Gouv

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 : Christophe BOUR ORCID 0000000167335284
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Ce projet de thèse vise à développer de nouvelles méthodes d'accès à des allènes hautement fonctionnalisés, des motifs importants en synthèse organique et présents dans de nombreux produits naturels. Le travail s'appuie sur les avancées récentes en chimie radicalaire et en électrosynthèse, deux approches particulièrement attractives pour réaliser des transformations efficaces, douces et plus durables.
L'objectif est d'exploiter la synergie entre électrocatalyse et catalyse par les métaux de transition, en particulier des complexes de nickel, pour mettre au point des réactions de couplage croisé impliquant des radicaux allényles comme intermédiaires clés. Le projet portera sur le développement de conditions électrochimiques efficaces, l'étude du comportement redox des précurseurs par voltamétrie cyclique, ainsi que l'extension de la méthode à différents partenaires de couplage.
À plus long terme, la thèse visera également à développer une version asymétrique de ces transformations et à utiliser directement des alcools propargyliques comme précurseurs, afin de simplifier l'accès à des allènes hautement fonctionnalisés tout en réduisant le nombre d'étapes de synthèse.

Les allènes sont des molécules présentes dans de nombreux produits naturels pouvant servir de précurseur pour la construction de molécules plus complexes. Par conséquent, des efforts considérables ont été consacrés au développement de méthodes synthétiques pour accéder à des allènes hautement fonctionnalisés.
Au cours de la dernière décennie, des progrès notables ont été réalisés dans l'utilisation de processus impliquant des radicaux libres en synthèse organique. Les réactions radicalaires offrent de nombreux avantages pour les chimistes organiciens, notamment des conditions de réaction douces, une grande diversité de réactivité, ainsi que la capacité de former des liaisons carbone-carbone et de modifier des groupes fonctionnels. L'électrosynthèse notamment suscite beaucoup d'intérêt auprès des chercheurs. En effet, cette dernière répond aux exigences d'une chimie efficace, économe et durable tout en permettant un ajustement précis de la réactivité des radicaux formés, et donc des réactions qu'ils induisent.
Communément, une cellule électrochimique repose généralement sur deux demi-réactions : l'oxydation à l'anode et la réduction à la cathode. Toutefois, on utilise dans la plupart des réaction électrochimiques une seule électrode, l'autre étant inutilisée dans la réaction, voire sacrifiée. A contrario, l'électrolyse couplée convergente, qui exploite pleinement les deux électrodes, a suscité bien moins d'attention, malgré son efficacité de courant pouvant atteindre idéalement 200% de rendement faradique, grâce à la réalisation simultanée de l'oxydation anodique et la réduction cathodique. Parmi les approches explorées pour développer l'électrolyse couplée convergente, les réactions de couplage croisé catalysées par des métaux de transition sont reconnues comme l'un des outils les plus efficaces. Elles facilitent la génération d'intermédiaires clés, offrant un accès général et efficace à des produits de couplage carbone-carbone et carbone-hétéroatome. Néanmoins, cette méthode est très complexe car elle nécessite une compatibilité fine entre les partenaires d'un point de vue redox et catalytique. Dans le cas des réactions de couplage croisé, cette stratégie offre l'avantage d'éliminer le recours à des donneurs d'électrons sacrificiels à l'anode, tels qu'une anode sacrificielle ou une amine en quantité stoechiométrique, rendant ainsi ces réactions plus efficaces et éco-compatibles

L'objectif de ce projet de thèse est de développer un accès innovant à des allènes hautement fonctionnalisés en :
1.Développant des conditions électrochimiques efficaces pour réaliser des réactions de couplages croisés catalysées par des complexes de nickel. Pour cela, des précurseurs redox actifs capables de générer des radicaux via une voie d'oxydation seront envisagés. Leurs comportements redox seront étudiés minutieusement par voltamétrie cyclique. Dans un premier temps, la réaction sera optimisée en utilisant des dérivés halogénés aromatiques comme partenaires de couplage. Dans un second temps cette réaction pourra être étendue à d'autres partenaires tels que les dérivés halogénés vinyliques ou à des réactions de cyanation ou de trifluorométhylation.
2.Développant une version asymétrique de ces réactions de couplage croisés par électrolyse couplée convergente avec des complexes de nickel énantioenrichis.
3.Utilisant directement des alcools propargyliques comme précurseurs qui sont facilement accessibles ce qui permettrait de réduire le nombre d'étapes de synthèse pour accéder à des allènes hautement fonctionnalisés.