Réaction de Kulinkovich-Szymoniak

La réaction de Kulinkovich-Szymoniak est une réaction de cyclopropanation des nitriles, conduisant à des cyclopropylamines primaires.



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Réaction organique - Réaction chimique - Chimie générale - Réaction organométallique

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La réaction de Kulinkovich-Szymoniak est une réaction de cyclopropanation des nitriles, conduisant à des cyclopropylamines primaires.

Réaction de Kulinkovich-Szymoniak



Découverte

La réaction de Kulinkovich- Szymoniak fut décrite pour la première fois en 2001 par Bertus et Szymoniak (1). C'est une extension de la réaction de Kulinkovich. Elle est apparentée à la réaction de Kulinkovich-de Meijere qui conduit elle aussi à des aminocyclopropanes, mais ne permet pas d'accéder directement à des cyclopropylamines primaires (2). Ces deux transformations peuvent par conséquent être reconnues comme complémentaires.

Mécanisme

Tout comme celui de la réaction de Kulinkovich, le mécanisme de la réaction de Kulinkovich-Szymoniak fait dans un premier temps intervenir la formation d'un titanacylopropane 1. Ce dernier subit alors une insertion 1, 2 du groupe nitrile pour conduire à un azatitanacylopentène 2. Ce complexe est généralement assez stable. Le plus fréquemment, l'ajout d'un acide de Lewis tel que l'éthérate de trifluoroborane est indispensable pour déclencher la contraction de cycle conduisant à l'aminocyclopropane désiré 3 après hydrolyse.

Mécanisme de la réaction de Kulinkovich-Szymoniak



Cas spécifique des nitriles comportant un hétéroatome en α

Occasionnellement, de bons rendements peuvent être obtenus sans que l'ajout d'un acide de Lewis soit indispensable, surtout à partir de nitriles comportant un hétéroatome en position α. Ce phénomène peut s'expliquer en invoquant une chélation de l'intermédiaire 4 par un atome de magnésium ou de titane, fournissant une activation suffisante pour permettre la fermeture du cyclopropane (3).

Cas des nitriles comportant un hétéroatome en α



Cas des cyanœsters



La fonction nitrile est bien plus réactive que la fonction ester vis-à-vis des titanacyclopropanes (4, 5). Dans les conditions de la réaction de Kulinkovich-Szymoniak, les cyanœsters débutent par conséquent par subir une attaque de l'espèce organométallique sur le groupe nitrile. Quand la fonction ester est localisée à une distance convenable, une cyclisation s'opère pour conduire à un spiro-lactame (4). Dans ce cas, une quantité catalytique de tétraisopropyloxytitane suffit à l'obtention de bons rendements (6). Les cyanocarbonates réagissent de manière analogue aux cyanœsters.

Réactions de Kulinkovich-Szymoniak à partir de cyanoesters



Réactions de Kulinkovich-Szymoniak intramoléculaires

Contrairement au cas des réactions de Kulinkovich et de Kulinkovich-de Meijere, il n'existe aujourd'hui aucune méthode générale servant à réaliser des réactions de Kulinkovich-Szymoniak avec échange de ligands, c'est-à-dire couplant un nitrile et une oléfine. Selon toute vraisemblance, cela peut s'expliquer par la très grande réactivité des nitriles vis-à-vis des titanacyclopropanes (5). Néanmoins, dans le cas spécifique des réactions intramoléculaires, l'équipe de Bertus et Szymoniak a réussi à mettre au point une méthode conduisant efficacement aux aminocyclopropanes bicycliques attendus (7). L'emploi d'halogénure de cyclohexylmagnésium est essentiel.

Réactions de Kulinkovich-Szymoniak intramoléculaires



Réactions apparentées

La réaction de Kulinkovich-Szymoniak est apparentée à d'autres transformations :



Sources d'informations complémentaires

Il existe un article récapitulatif consacré à cette réaction :

On peut aussi se référer à l'article suivant, qui décrit les méthodes de synthèse d'aminocyclopropanes faisant appel à la chimie du titane :

La réaction de Kulinkovich-Szymoniak est aussi abordée dans un article de fond récent :

Références bibliographiques citées

(1) P. Bertus, J. Szymoniak, Chem. Commun. , 2001, 1792-1793.
(2) V. Chaplinski, A. de Meijere, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , 1996, 35, 413-414.
(3) P. Bertus, J. Szymoniak, J. Org. Chem. , 2002, 67, 3965-3968.
(4) P. Bertus, J. Szymoniak, Synlett, 2003, 265-267.
(5) F. Cadoret, Y. Six, Tetrahedron Lett. , 2007, 48, 5491-5495.
(6) C. Laroche, D. Harakat, P. Bertus, J. Szymoniak, Org. Biomol. Chem. , 2005, 3, 3482-3487.
(7) C. Laroche, P. Bertus, J. Szymoniak, Tetrahedron Lett. , 2003, 44, 2485-2487.


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