Des chimistes mettent au point une nouvelle réaction à plusieurs composants
Une approche plus respectueuse de l'environnement permet de produire des structures moléculaires complexes en une seule étape : Radicaux cétyles "domptés" par photocatalyse
Une utilisation plus durable des ressources chimiques fait partie de l'Agenda 2030 des Nations unies. Les chimistes de synthèse s'efforcent donc de concevoir et de réaliser des synthèses efficaces. Dans l'arsenal du chimiste organique de synthèse, les procédés qui relient plusieurs molécules (partenaires de couplage) en une seule étape - appelés réactions à composants multiples (RCM) - jouent un rôle central. Ils sont considérés comme des technologies durables et respectueuses de l'environnement permettant de produire rapidement des structures complexes et des médicaments en une seule étape de réaction. Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur de chimie Frank Glorius (Université de Münster, Allemagne) et le Dr Huan-Ming Huang (Université de Münster et Université ShanghaiTech, Chine) a réussi pour la première fois à utiliser des radicaux cétyles pour une nouvelle MCR. Cette étude a été publiée dans la revue Nature Synthesis, récemment créée.
Les trois réactifs et leur liaison : le radical cétyle à gauche, le 1,3-diène au centre, et le nucléophile sulfinate à droite. Les atomes réactifs et la liaison qui se forment sont mis en évidence en jaune (carbone cétylique et première liaison C-C) et en orange (atome nucléophile de soufre et deuxième liaison C-S). Le complexe de palladium catalytiquement actif, avec le centre du palladium mis en évidence en orange, est visible à l'arrière-plan.
© WWU – Peter Bellotti
"Les radicaux cétyles sont des espèces très importantes en chimie de synthèse. Ils sont souvent utilisés dans la synthèse de produits complexes d'origine naturelle. Cependant, les transformations chimiques catalytiques qui utilisent les radicaux cétyles restent difficiles. Leur formation nécessite souvent des conditions de réaction "difficiles" avec une température élevée. Les radicaux peuvent également être non sélectifs dans leurs voies de réaction, ce qui signifie qu'ils sont difficiles à contrôler", explique Huan-Ming Huang.
L'équipe de recherche a utilisé des radicaux cétyles et une catalyse au palladium excité par la lumière visible pour créer un MCR entre plusieurs partenaires de couplage. Lors de la sélection des partenaires de couplage (aldéhydes, 1,3-diènes et divers nucléophiles), les chercheurs ont pris en compte plusieurs aspects : Quelles substances sont nécessaires pour que la réaction ait lieu, lesquelles sont facilement disponibles et quels produits sont utiles ?
"Nous avons réussi à dompter les radicaux de type cétyle en combinant la lumière visible avec de petites quantités d'un catalyseur au palladium disponible dans le commerce", souligne Peter Bellotti, co-auteur. "Cette approche opérationnellement simple, redox-neutre et donc respectueuse de l'environnement pourrait devenir une plateforme générale pour la construction de motifs d'alcools homoallyliques dits complexes, un motif structurel fréquemment utilisé en chimie de synthèse". La synthèse en une seule étape d'intermédiaires clés qui peuvent ensuite être convertis en produits précieux est la preuve de la polyvalence de cette approche."
Outre les capacités de synthèse de cette méthode, l'équipe a étudié les subtilités mécanistiques en utilisant une analyse mécanistique expérimentale combinée à des calculs de théorie fonctionnelle de la densité (DFT). "Nous pensons que la combinaison de la lumière visible avec des métaux de transition tels que le palladium pourrait inspirer d'autres transformations synthétiques imprévues, au-delà des réactions catalysées établies", résume Frank Glorius.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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