Synthèses énantiosélectives de cannabinoïdes et de polyphénols, synthèses en flux continu du cannabidiol et de ses précurseurs

Abstract

La synthèse de molécules naturelles représente un défi majeur dans le domaine de la recherche axée sur la découverte de nouveaux composés thérapeutiques. Des nouvelles méthodologies de synthèse sont développées pour améliorer la facilité, la sécurité, le rendement et la rentabilité des processus de synthèse des molécules d'intérêt. Les travaux exposés dans cette thèse portent sur l'élaboration de synthèses énantiosélectives de polyphénols et de cannabinoïdes, mettant en lumière l'application de la chimie en flux continu pour la synthèse d'un principe actif pharmaceutique, le cannabidiol. Afin de produire des dérivés de cannabinoïdes, une synthèse énantiosélective basée sur une réaction de Diels-Alder organocatalysée a été développée. L'utilisation d'un composé carbonyle intermédiaire en association avec un groupement protecteur éthoxyéthyle permet de synthétiser avec des énantiosélectivités élevés des cannabinoïdes naturels, tels que le cannabidiol et le tétrahydrocannabinol, ainsi que des variantes avec des modifications du groupement isopropènyle. La synthèse du cannabidiol en chimie en flux continu a été élaborée à partir d'une approche convergente impliquant l'hexanal et le (+)-limonène. La synthèse du premier substrat, l'olivetol, à partir de l'hexanal, utilise notamment la technique de synthèse en ligne, ce qui permet de contourner les étapes de finition et de purification intermédiaire. Le second substrat, le (1S,4R)-p-mentha-2,8-dièn-1-ol, a été synthétisé en 4 étapes à partir du (+)-limonène. Le cannabidiol a été obtenu à travers une réaction de substitution électrophile aromatique avec une bonne régiosélectivité, réduisant ainsi la formation de sous-produits et assurant la production d'un produit final avec une très bonne pureté.

The synthesis of natural molecules is a daily challenge in the search for new compounds with medical applications. New methods are constantly being developed to improve the ease of synthesis, safety, yield, or cost of molecules of interest. The research presented in this thesis describes the development of enantioselective syntheses of polyphenols and cannabinoids, as well as the use of continuous flow chemistry for the synthesis of an active pharmaceutical ingredient, cannabidiol. To access cannabinoid derivatives, an enantioselective synthesis using an organocatalyzed Diels-Alder reaction was developed. The carbonyl intermediate, coupled with the use of an ethoxyethyl protecting group, allows access with high enantioselectivity to natural cannabinoids such as cannabidiol and tetrahydrocannabinol, as well as modifications of the isopropenyl group. The continuous flow synthesis of cannabidiol was developed using a convergent synthesis from hexanal and (+)-limonene. In particular, the synthesis of the first substrate, olivetol, from hexanal makes use of the online synthesis technique, which allows the bypassing of finishing and intermediate purification steps. The second substrate, (1S,4R)-p-mentha-2,8-dièn-1-ol, is synthesized in 4 steps from (+)-limonene. Cannabidiol is synthesized through a regioselective aromatic electrophilic substitution reaction, which limits the formation of by-products and yields a final product of high purity.