Structure of mixed aggregates of chiral lithium amides : multinuclear 1H/6Li/13C/15N NMR study and DFT calculations
Structure d'agrégats mixtes impliquant des amidures chiraux : Etude par RMN multinoyaux 1H / 6Li / 13C / 15N et calculs DFT
Résumé
Chiral 3-aminopyrrolidine lithium amides (3APLi) form mixed aggregates with
alkyllithium compounds (3APLi : AlkLi) that have been fully characterized in solution. A
multinuclear (1H/6Li/13C/15N) low-temperature NMR study and a set of Density
Functional Theory calculations were performed during this thesis showing that:
- lithium chelation forces the 3APLi to adopt a norbornyle-like conformation, a
point fully confirmed by a double labeling experiment (15N intracyclic
nitrogen and 6Li amide and methyllithium);
- lithium halides LiX (X = Cl, Br) tend to form very robust 3APLi : LiX mixed
complexes. It has been found that methyllithium is rapidly, totally and
irreversibly chased out of the 3APLi : AlkLi mixed aggregate when a lithium
halide is added to the medium;
- 3APLi aggregate indifferently with two different alkyllithiums as
demonstrated with a MeLi and nBuLi mixture.
Those analysis and observations are in good overall agreement with most chemical
observations and e.e. variations observed at the bench level.
alkyllithium compounds (3APLi : AlkLi) that have been fully characterized in solution. A
multinuclear (1H/6Li/13C/15N) low-temperature NMR study and a set of Density
Functional Theory calculations were performed during this thesis showing that:
- lithium chelation forces the 3APLi to adopt a norbornyle-like conformation, a
point fully confirmed by a double labeling experiment (15N intracyclic
nitrogen and 6Li amide and methyllithium);
- lithium halides LiX (X = Cl, Br) tend to form very robust 3APLi : LiX mixed
complexes. It has been found that methyllithium is rapidly, totally and
irreversibly chased out of the 3APLi : AlkLi mixed aggregate when a lithium
halide is added to the medium;
- 3APLi aggregate indifferently with two different alkyllithiums as
demonstrated with a MeLi and nBuLi mixture.
Those analysis and observations are in good overall agreement with most chemical
observations and e.e. variations observed at the bench level.
Les amidures de lithium dérivé de 3-aminopyrrolidines chirales (3APLi) forment des
agrégats mixtes avec les alkyllithiens (3APLi : AlkLi) parfaitement caractérisés en
solution. L'étude de ces agrégats, d'une part par Résonance Magnétique Nucléaire
multinoyaux (RMN 1H/6Li/13C/15N), d'autre part par modélisation moléculaire, a permis,
au cours de cette thèse, de :
- confirmer le pliage (type azanorbornyle) de l'amidure grâce au double
marquage à l'azote 15N de l'azote intracyclique et du lithium 6Li ;
- observer et quantifier l'affinité relative des 3-APLi's pour les halogénures de
lithium LiX (X = Br, Cl). Les résultats suggèrent que la formation des
agrégats mixtes 3-APLi : LiX est favorisée, aux dépends des complexes 3-
APLi : AlkLi. ;
- évaluer le degré et la capacité d'agrégation des 3-APLi's en présence d'un
mélange d'alkylithiens (MeLi + nBuLi).
Les analyses et observations effectuées sont pour l'essentiel en accord avec les résultats
expérimentaux de synthèse asymétrique et permettent de justifier des variations d'excès
énantiomériques observées.
agrégats mixtes avec les alkyllithiens (3APLi : AlkLi) parfaitement caractérisés en
solution. L'étude de ces agrégats, d'une part par Résonance Magnétique Nucléaire
multinoyaux (RMN 1H/6Li/13C/15N), d'autre part par modélisation moléculaire, a permis,
au cours de cette thèse, de :
- confirmer le pliage (type azanorbornyle) de l'amidure grâce au double
marquage à l'azote 15N de l'azote intracyclique et du lithium 6Li ;
- observer et quantifier l'affinité relative des 3-APLi's pour les halogénures de
lithium LiX (X = Br, Cl). Les résultats suggèrent que la formation des
agrégats mixtes 3-APLi : LiX est favorisée, aux dépends des complexes 3-
APLi : AlkLi. ;
- évaluer le degré et la capacité d'agrégation des 3-APLi's en présence d'un
mélange d'alkylithiens (MeLi + nBuLi).
Les analyses et observations effectuées sont pour l'essentiel en accord avec les résultats
expérimentaux de synthèse asymétrique et permettent de justifier des variations d'excès
énantiomériques observées.
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