Thèse Cascades Radicalaires Induites par la Lumière Visible pour la Synthèse Chimio- et Stéréosélective d'Hétérocycles Azotés H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes Laboratoire de recherche : Institut de Chimie des Substances Naturelles Direction de la thèse : Géraldine MASSON ORCID 0000000323337047 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-11-06T23:59:59 Les réactions radicalaires induites par la lumière visible constituent des outils particulièrement intéressants pour la construction de molécules complexes. Parmi les précurseurs radicalaires photoactifs, les arylazo sulfones permettent de générer, sans photocatalyseur externe, des radicaux sulfonyles et aryldiazényles, ces derniers pouvant également conduire à des radicaux aryles par extrusion de diazote.
Dans le cadre de notre collaboration avec l'équipe du Prof. Stefano Protti à l'Université de Pavia, nous avons développé plusieurs transformations utilisant ces précurseurs, notamment des réactions de difonctionnalisation d'alcènes, de synthèse d'hétérocycles et de réarrangements radicalaires.¹- Nous avons également montré qu'un contrôle stéréochimique pouvait être obtenu dans ces transformations grâce à l'utilisation d'auxiliaires chiraux.
Ce projet de thèse vise à étendre cette chimie aux cascades radicalaires intramoléculaires, encore peu explorées avec les arylazo sulfones. Deux approches seront étudiées : le développement de cyclisations chimiosélectives permettant d'accéder à des 3,4-dihydrocinnolines ou à des indanes par contrôle de la rétention ou de l'extrusion du diazote, et la mise au point de nouvelles cascades radicalaires pour la synthèse stéréosélective de pyrrolidin-2-ones fonctionnalisées.
Les travaux débuteront par la synthèse de nouveaux arylazo sulfones portant une chaîne alcénylée en position ortho du groupement azo. Leur réactivité photochimique sera étudiée afin d'identifier les conditions favorisant la formation de dihydrocinnolines ou d'indanes. L'influence de la substitution des alcènes, de la longueur de la chaîne et des conditions d'irradiation sera examinée pour contrôler la sélectivité des cyclisations.
En parallèle, une seconde approche reposera sur la préparation d'amides insaturés capables de participer à des cascades radicalaires initiées par les radicaux sulfonyles. La formation d'un radical amidyle, suivie d'une cyclisation intramoléculaire et du piégeage du radical résultant, devrait permettre l'accès à des pyrrolidin-2-ones fonctionnalisées.
Après avoir établi la faisabilité de cette transformation sur des substrats achiraux, des auxiliaires chiraux seront introduits pour contrôler la formation des centres stéréogènes. Différentes structures d'auxiliaires et conditions réactionnelles seront examinées, ainsi que les possibilités de leur élimination après cyclisation.
Des études mécanistiques seront réalisées pour mieux comprendre les différentes étapes radicalaires et les facteurs responsables de la sélectivité. Les transformations les plus prometteuses pourront être adaptées à la photochimie en flux continu, en collaboration avec l'équipe italienne.
Le projet vise à développer de nouvelles réactions de cyclisation radicalaire utilisant les arylazo sulfones comme précurseurs photoactifs.
Deux axes de recherche seront étudiés. Le premier portera sur la compétition entre cyclisations avec rétention ou extrusion du diazote, afin d'accéder sélectivement à des 3,4-dihydrocinnolines ou à des indanes. Le second concernera le développement de cascades radicalaires impliquant des radicaux amidyles pour la synthèse de pyrrolidin-2-ones fonctionnalisées. Une attention particulière sera portée au contrôle stéréochimique de ces réactions par l'utilisation d'auxiliaires chiraux.