Synthèse efficace d'hétérocycles azotés par activation d'amides engendrée par l'anhydride trifluorométhanesulfonique

Abstract

Les hétérocycles azotés sont d’une importance considérable dans le domaine pharmaceutique. En effet, ces composés se retrouvent dans de nombreuses structures bioactives brevetées dans les dernières années. Malgré l’utilité de ces motifs, leur synthèse nécessite souvent plusieurs étapes ou encore l’utilisation de matériaux de départ fonctionnalisés. Le présent mémoire décrit de nouvelles méthodologies pour accéder à ces structures de façon douce, chimiosélective et efficace par l’activation d’amides avec l’anhydride trifluorométhanesulfonique. Dans un premier temps, une méthode en deux étapes pour accéder aux 3-aminoindazoles à partir des amides aromatiques correspondants a été développée. La séquence comprend l’activation de l’amide, suivie de l’addition d’une hydrazine protégée pour former un intermédiaire de type amino hydrazone. Cet intermédiaire peut ensuite être cyclisé dans une réaction de type amination de liens C-H en présence d’un catalyseur de palladium pour former le 3-aminoindazole désiré. Plusieurs 3-aminoindazoles ont été ainsi obtenus dans des rendements modérés à bons. Ensuite, une nouvelle méthodologie pour la synthèse des 3-amino imidazo[1,2-a]pyridines a été étudiée. Des amides contenant un motif 2-aminopyridine ont été traités avec l’anhydride trifluorométhanesulfonique afin d’obtenir l’hétérocycle désiré dans d’excellents rendements. Les produits ainsi obtenus ont pu être davantage fonctionnalisés en utilisant des réactions d’arylation de liens C-H catalysées par des composés de ruthénium et de palladium.

Nitrogen-containing heterocycles are of considerable importance in the pharmaceutical area. These types of compounds are indeed found in numerous bioactive structures patented in the last few years. Although these motives are useful, their synthesis often necessitates multiple steps or the use of highly functionalized starting materials. The present thesis describes new methodologies to access these synthetically challenging structures in a mild, chemoselective and step-economic fashion by amide activation using trifluoromethanesulfonic anhydride. First, a two-step method to access 3-aminoindazoles from the corresponding aromatic amide has been developed. The sequence includes a one-pot trifluoromethanesulfonic anhydride-mediated amide activation to form the corresponding iminium trifluoromethanesulfonate, followed by the addition of a protected hydrazide to access the amino hydrazone intermediate. This intermediate can then undergo cyclization through a palladium-catalyzed C-H amination reaction to afford the desired 3-aminoindazole. Various 3-aminoindazoles could be obtained in moderate to good yields. Moreover, a new methodology for the synthesis of 3-amino imidazo[1,2-a]pyridines was developed. 2-Aminopyridine-containing amides were treated with trifluoromethanesulfonic anhydride to afford the desired heterocycles in good to excellent yields. The products thus obtained could then be further functionalized using ruthenium and palladium catalyzed C-H arylation reactions.