Theses Year : 2024

5-Hydroxymethylfurfural (HMF) in fine chemistry : Multicomponent reactions towards 1,5-benzodiazepines and 1,4-dihydropyridines

5-Hydroxymethylfurfural (HMF) en chimie fine : Reactions multicomposantes vers les 1,5-benzodiazepines et les 1,4-dihydropyridines

Abstract

Among the molecules of the biobased renewable furan platform, 5-hydroxymethylfurfural caught our attention due to its rich chemical reactivity and easy availability from sugars. In this thesis, I focused on the use of biomass-derived furan platform molecules, particularly 5-HMF, to build nitrogen heterocycles, through multicomponent reactions that exhibit atom economy advantageous. A first approach was the application of a multicomponent cycloaddition [4+2+1] in the construction of 1.5-benzodiazepines. Using new reaction conditions, this reaction combines the 5-HMF (or its derivatives) with o-phenylenediamines and alkynones in the presence of ammonium acetate. The application of this protocol to a wide range of substrates has led to a library of variously substituted 1,5-benzodiazepines that are now available for integration into the ICBMS chemical library for future biological and biochemical. The second part of this thesis concerned the use of 5-HMF in the synthesis of Hantzsch dihydropyridines.NH4OAc as both a nitrogen source and a mild promoter. First, symmetrical 1,4-dihydropyridines were prepared by reaction of 5-HMF, two molecules of β-ketoesters/β-diketones and ammonium acetate in solvent-free conditions with excellent yields. Subsequently, we studied a four-component version aimed at the selective formation of unsymmetric 1,4-dihydropyridines, by replacing the 2 equivalents of β-ketoester with 1 equivalent of β-ketoester and an equivalent of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanedione. This process has proven to be effective either without solvent or in ethanol. Thus, the application of this reaction to various substrates led to a series of new 1,4-dihydropyridines symmetrical or unsymmetrical containing a furyl entity as a substituent which will be integrated into evaluations biological and biochemical as part of projects developed by the ICBMS chemical library.
Parmi les molécules de la plateforme furannique renouvelable biosourcée, le 5-hydroxyméthylfurfural a retenu notre attention en raison de sa riche réactivité chimique et de sa facile disponibilité à partir des sucres. Dans cette thèse, je me suis concentrée sur l'utilisation de molécules de plateforme furaniques issues de la biomasse, en particulier le 5-HMF, pour construire des hétérocycles azotés, par le biais de réactions à plusieurs composants qui présentent une économie d’atome avantageuse. Une première approche a été l’application d’une cycloaddition multicomposante [4+2+1] dans la construction des 1,5 - benzodiazépines cycliques. Utilisant de nouvelles conditions réactionnelles, cette réaction économe en atome combine le 5- HMF (ou ses dérivés) avec des o-phénylènediamines et des alcynones en présence d’acétate d'ammonium. L’application de ce protocole à un large éventail de substrats a conduit à une bibliothèque de benzodiazépines diversement substituées qui sont désormais disponibles pour être intégrées dans la chimiothèque de l'ICBMS pour de futures évaluations biologiques et biochimiques. La deuxième aprtie de cette these a concerné l’utilisation du 5-HMF dans la synthèse de des dihydropyridine de Hantzsch. NH4OAc à la fois comme source d'azote et comme promoteur doux. Tout d'abord, des 1,4-dihydropyridines symétriques ont été préparées par réaction de 5-HMF, de deux molécules de β-cétoesters/β-dicétones et d'acétate d'ammonium dans des conditions sans solvant avec d'excellents rendements. Par la suite, nous avons étudié une version à quatre composants visant la formation sélective d’1,4-dihydropyridines dissymétriques, en remplaçant les 2 équivalents de β-cétoester par 1 équivalent de β-cétoester et un équivalent de 5,5-diméthyl-1,3-cyclohexanedione. Ce processus s’est révélé efficace soit sans solvant soit dans l’éthanol. Ainsi, l’application de cette reaction à divers substrat a conduit à une series de nouvelles 1,4-dihydropyridines symétriques ou dissymétriques comportant une entité furyl comme substituant qui seront intégrées dans des évaluations biologiques et biochimiques dans le cadre des projets développés par la chimiothèque de l’ICBMS.
Fichier principal
Vignette du fichier
these.pdf (23.03 Mo) Télécharger le fichier
Origin Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-04911078 , version 1 (24-01-2025)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04911078 , version 1

Cite

Jingjing Jiang. 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) in fine chemistry : Multicomponent reactions towards 1,5-benzodiazepines and 1,4-dihydropyridines. Other. INSA de Lyon, 2024. English. ⟨NNT : 2024ISAL0026⟩. ⟨tel-04911078⟩
0 View
0 Download

Share

More